Paradas no Programadas. Detección, Predicción, Localización de Fallas a Tierra

PARADAS NO PROGRAMADAS: DETECCIÓN, PREDICCIÓN Y LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA

Paradas no programadas: Detección, predicción y localización de fallas

Areas de aplicación de las soluciones de prevención de falla a tierra

Paradas no programadas: Detección, predicción y localización de fallas

Cambio de paradigma: sistemas electricos preventivos vs. sistemas reactivos

En un mundo disruptivo: cambios de paradigma

La industria 4.0 nos lleva a un modelo industrial preventivo vs. reactivo

¿Qué tipo de sistema eléctrico es el óptimo para mi instalación?

Soluciones para cada tipo de sistema eléctrico o aplicación No aterrizados, aislados, ungrounded (IT-Systems) Utilizado en sistemas industriales críticos

Aterrizados a través de impedancia Usado para sistemas de distribución con capacitancias capacitancias alta disponibilidad en distribución

alta disponibilidad en industria

Aterrizados a través de una alta resistencia (HRG-&LRG-Systems) Utilizado en sistemas industriales Oil & Gas/mineria alta seguridad para equipamiento

Solidamente aterrizados, grounded (TN-&TT-Systems) Utilizado en industrias, edificios, viviendas protección personas

Ventajas de predecir fallas a tierra…

Incremento eficiencia economica

Incremento seguridad operacional

Mantenimiento optimizado

Alta seguridad contra incendios

Alta seguridad contra accidentes

Elevada resistencia puesta a tierra

Causas de las fallas de aislamiento La maximización de la seguridad eléctrica y la correspondiente productividad sin interrupciones son algunas de las tareas centrales de la gestión técnica. Cuanto mayor es la exigencia en calidad de la corriente y de la seguridad de la producción, mas son los factores que pueden interferir en ellas: Humedad Envejecimiento Temperatura

Productos químicos Polvo Carga y daño mecánicos

Sobre y baja tensión Micro cortes Picos de tensión Armónicos

Los sistemas de vigilancia son la solución fiable para el control y mantenimiento de las instalaciones eléctricas y para la vigilancia de la calidad de la red.

Fallos de aislamiento

Fallas a tierra

Power Quality

Supervisión remota

Predicción y monitorización en tiempo real

…la filosofía predictiva funciona en todo tipo de sistema eléctrico…

Vigilantes de aislamiento para sistemas aislados de tierra (Sistemas IT) Los sistemas aislados de tierra tienen una ventaja incalculable; con un primer fallo de aislamiento no se produce una desconexión, la producción se mantiene. Los vigilantes de aislamiento avisan de forma temprana del defecto y permiten un mantenimiento planificado.

Algunos ejemplos de aplicación son:

Sistema eléctricos DC

Generadores móviles

Circuitos de seguridad

Sistemas de señalización

Sistemas de frecuencia regulada

Motores desconectados

Para circuitos de control

Para sistemas de potencia

Generación y distribución Energías renovables

Para sistemas de MT

Vigilantes de aislamiento para sistemas aislados de tierra (Sistemas IT)

Los Vigilantes o Monitores de Aislamiento vigilan permanentemente el nivel de aislamiento entre la red y tierra, avisando inmediatamente cuando el valor es menor al fijado. Esta información temprana permite actuar antes de que se produzca una situación critica. :

Vigilantes de aislamiento para sistemas aislados de tierra (Sistemas IT)

Vigilantes de aislamiento para sistemas aislados de tierra (Sistemas IT) 1.

2.

3.

Zona 50/60Hz: filtración de armónicos mediante filtro paso bajo incorporado DC Circuito intermedio: eliminación de DC mediante técnica de medida AMP Zona motor: rango de frecuencia 0...100 Hz rechazo de interferencia por filtros digitales integrados en los equipos de medición electrónica.

Localización de fallos de aislamiento para sistemas complejos aislados de tierra (Sistemas IT) Los sistemas de localización de fallas fijos y portátiles evitan costes y tiempos indeseados para la localización de fallos de aislamiento, sin necesidad de desconectar parcial o totalmente la instalación, p. ej. en:

Localización de fallos de aislamiento

Predicción y monitorización en tiempo real

…la filosofía predictiva funciona en todo tipo de sistema eléctrico…

RCM / MRCD: tecnología de medida

RCM / MRCD: estándares existentes

RCM/ MRCD: Pre-alarma y monitoreo online

RCM / MRCD: tecnología de medida tipo A y tipo B

W...AB

Medida Corriente Residual tipo A: True rms AC Pulsantes

42 to 2000 Hz

RCMS Medida Corriente Residual tipo B AC/DC sensitive True rms AC Pulsantes DC 0 to 2000 Hz Se require alimentación externa

RCM / MRCD: detección de fallas tipo B para sistemas puestos a tierra (Sistemas TT y TN)

Los equipos modernos ya no tienen sistemas puros AC; p.ej. instalaciones con variadores de velocidad

RCM: monitores de corriente residual – IEC62020 para sistemas puestos a tierra (Sistemas TT y TN)

RCM: localización de fallos de aislamiento

Predicción y monitorización en tiempo real

…la filosofía predictiva funciona en todo tipo de sistema eléctrico…

HRG – Sistemas puestos a tierra a traves de una elevada resistencia [NGR] Algunos datos…

▪ Este tipo de sistema eléctrico tiene dos grandes beneficios: - La limitación de la corriente de falla a valores conocidos: 5A, 10A, 25A. - La posibilidad de no interrupción del suministro en caso de aparición de corrientes de falla.

▪ Si excedemos de 25A estaríamos ante un sistema LVR, conectado a tierra a través de una baja resistencia.

▪ Los primeros sistemas HRG se utilizaron en Canadá/USA en la década de los ’30, en ámbitos mineros.

▪ Las cargas de los sistemas HRG siempre son trifásicas, son instalaciones sin neutro.

▪ Los voltajes pueden ir de ≤1000V hasta 25000V; un 75% de los sistemas son hasta 5000V. ▪ Es vital que en un sistema HRG -el cual puede tener fallas de elevado amperaje- se monitorice las fallas a tierra y la integridad de la resistencia de puesta a tierra

Localización de fallas para sistemas aterrizados a través de una elevada resistencia (HRG)

Neutral Ground Resistor [NGR] – Resistencia de puesta a tierra

Resistencia de puesta a tierra

Neutral Ground Resistor [NGR] – Resistencia de puesta a tierra Resistencia de puesta a tierra

Neutral Ground Resistor [NGR] – Resistencia de puesta a tierra

Resistencia de puesta a tierra

Neutral Ground Resistor [NGR] – Resistencia de puesta a tierra Resistencia de puesta a tierra

Ejemplo aplicación HRG

5) Aplicaciones

Vigilante de Aislamiento Aplicación: minería País: Colombia

Paz del Río mining site - Boyacá (Colombia)

Paz del Río mining site - Boyacá (Colombia) Solution

Customer Problem No tener protección en su sistema aislado en la mina lo que ha causado accidentes, inclusive fatales.

Deseo de detectar cuando una fase dentro de la mina se cortara por algun evento.

Deseo de monitorear tambien otros parámetros

Se propuso un sistema de vigilancia de aislamiento para la mina con localización de falla para saber cual de los circuitos es el que tiene problema.

Se usaron PEM-353 para detectar subcorriente para de ese modo conocer si alguna fase se desconectó.

RC48C para monitoreo del conductor tierra del Yumbo VMD-461 para monitoreo de voltaje

Benefit for customer Monitoreo permanente de aislamiento, corriente y voltaje.

RCM Aplicación: industria agroalimentaria País: Chile

Aplicación industrial Agroalimentaria LO MIRANDA (Grupo AgroSuper) - Chile Planta Lo Miranda Sector Punta Cortés . Doñihue.

Carretera H-30 3814 Vía Lo Miranda

Implementación de Sistema de Monitoreo de Corrientes de Residual de Falla a Tierra AC/DC mediante Tecnología RCMS BENDER

Aplicación industrial Agroalimentaria LO MIRANDA (Grupo AgroSuper) - Chile Objetivos 1. Elevar los niveles de seguridad eléctrica para prevención de accidentes con el personal.

2. Determinar de forma oportuna cuando se haya iniciado una falla eléctrica por perdida de aislación.

3. Evitar las paradas NO programada de planta como consecuencias de fallos eléctricos .

4. Tener información histórica del deterioro del aislamiento eléctrico en los equipos para levantar curvas de tendencias y establecer políticas de mantenimiento preventivo basados en datos reales.

5. Optimizar los tiempos y costes de intervención en los equipos para efectos de reparación mediante una jornada 100% programada y con insumos a la mano.

6. Maximizar los índices de producción y continuidad operativa de planta (Rentabilidad)

Aplicación industrial Agroalimentaria LO MIRANDA (Grupo AgroSuper) - Chile

Aplicación industrial Agroalimentaria LO MIRANDA (Grupo AgroSuper) - Chile

Aplicación industrial Agroalimentaria LO MIRANDA (Grupo AgroSuper) - Chile

Vigilante de Aislamiento Aplicación: generación termoeléctrica País: Colombia

Aplicación generación termoeléctrica: ENEL / EMGESA - Bogotá (Colombia)

Aplicación generación termoeléctrica: ENEL / EMGESA - Bogotá (Colombia)

Producto: IMD Aplicación: minería País: Perú

Molinos chancado (crushing mills) Cerro Verde – Perú Los molinos de chancado se alimentan en DC, son por tanto sistemas aislados.

El Vigilante de Aislamiento es un standard a nivel mundial, controla el aislamiento de estator y rotor (bobinado)

Protección Resistencia de Puesta a Tierra de Neutro (NGR) Aplicación: minería País: Chile

Aplicación minería – sistema HRG - Chile HRG Monitoring in 6,6KV (Half Scope implemented)

Scope ▪ ▪

4x NGRM700 4x CD14400

▪

4x RCMS490

▪ ▪

4x COM465IP 12x WF1800

Aplicación minería – sistema HRG - Chile HRG Monitoring in 6,6KV (Half Scope implemented)

Neutral Ground Resistor Monitoring R=0 Icc= ???

R=∞ Icc= 0 (Nobody knows)

Residual Current Monitoring System Localizacion Fault By feeder

COM465IP - Comunications Remote Supervision

Aplicación minería – sistema HRG - Chile HRG Monitoring (Half Scope implemented)

Vigilante de Aislamiento Aplicación: oil & gas País: Arabia Saudi

Oil & Gas SATORP – refinería, Jubail - Saudi Arabia Entre las diez refinerías más eficientes y grandes del mundo Diseñada como sistema eléctrico no aterrizado (IT system) Nuestra contribución: diseño para la no interrupción de los procesos productivos + operaciones seguras dentro de la complejidad de procesos en una gigantesca refinería Utilización de vigilantes de aislamiento ISOMETER® IRDH575, localización de fallas EDS460 con varios tipo de transformadores tipo WS, WR, …

Los datos: Localización: Jubail, Saudi Arabia Joint venture entre dos gigantes del segmento petrolero, en operación desde 2013 Área total de 4.85 million m² , 70,000 m² construidos 400,000 barriles diarios de capacidad productiva

Refinería, Jubail - Saudi Arabia Especificación

Refinería, Jubail - Saudi Arabia MCC con Vigilantes de Aislamiento

RCM + Monitor de Continuidad de Tierra Aplicación: minería País: Bolivia

Bolivia – PE loop monitoring for mobile equipment Glencore mines ▪ Sociedad Minera Illapa S.A., is part of the Glencore group, one 2019 target was to standardize step by step all electrical installations in their Latam mines.

▪ In Bolivia, Sociedad Minera Illapa S.A., mange five mining sites distributed between Oruro, Potosí and La Paz departments.

Person and equipment protection in accordance with NFPA NEC 2005 Art 250.188 and CAN/CSA-M421-00 (R2007).

Solution, for each electric panel: one Ground-fault and ground-continuity monitor and CT.

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Vigilante de Aislamiento con localización fija y portátil Aplicación: generación energía País: Brasil

Success case – COPEL - Companhia Paranaense de Energía Power Plant – Gov.José Richa (Usina Salto Caxias) Copel's structure comprises the operation of: ▪ ▪ ▪ ▪

An own generating complex composed of 30 power plants and 11 participations, whose installed capacity totals 5,675 MW; The transmission system totaling 40 thousand km of lines and 45 substations (all of them automated); Distribution system with 195 thousand km of lines - the third largest in the country - and 362 automated substations.

The optical telecommunication system (Paraná's Infoway), which has 30 thousand km the cables installed between the main ring and urban radials (self-sustained cables), 399 cities of the State of Paraná and 2 cities of the State of Santa Catarina.

The Hydroelectric Power Plant Gov. José Richa (Salto Caxias is located on the Iguaçu River , same complex of rivers where the Itaipu Power Plant is installed. It is located in the state of Parana, 400 km from the capital Curitiba. Installed Capacity (MW) 1,240.0; Generation (GWh) 8,017.5

Success Copel Hydroelectric - UHE Governador José Richa monitoring the 125VDC command and control syste

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RCM Aplicación: data-center País: México

Aplicación data-center - CdMX (México)

Aplicación data-center - CdMX (México)

Monitoreo de Resistencia de Puesta a Tierra de Neutro (NGR) Aplicación: minería País: Colombia

Cerrejón mining site – Riohacha (Colombia)

Vigilante de Aisalmiento Aplicación: generación de energía País: Argentina

Success case – Cauchari Solar I, II y III

Power: 3 x 100 MW Location: Salar de Cauchari, Jujuy, Argentina

The largest PV in Latin America

Success Cauchari Solar I, II y III Monitoring system for wire protection in 500 VAC

Solution, for each transformer station, protection in 500 V AC with isoPV425 + AGH420 isoPV425 + AGH420

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Resumen

Preguntas & (algunas) respuestas

Bender GmbH & Co. KG www.bernder.de Sergio Julian: sergio.julian@bender-latinoamérica.com Alex Sartini: asartini@galelectric.com.co

Pictures: Bender Archiv, www.pixelio.de, www.fotolia.de, www.istockphoto.com Subject to modification – Bender GmbH & Co. KG, Germany The presentation, its content pictures and drawings ar protected by copyright law, Duplication, translation, microfilming and transfer into any electronic Systems, especially for comercial purposes is not allowed and subject to approval by the issuer. We do not asume any responsability and liability for Faulty or missing content. All data is based on manufacturer´s information. All logos and producto descriptions ar registered trademarks of the Respective manufacturer.