moderniseren - engineering - projecten

TAKING CARE OF YOUR POWER

InsulGard™ Continue online ontladingsmeting

Optimaliseer de beschikbaarheid van uw elektrische energie door online ontladingsmeting

moderniseren - engineering - projecten

Eaton - Electrical Services & Systems Eaton - Electrical Services & Systems (E-ESS) verzorgt al sinds jaar en dag de specialistische serviceactiviteiten voor laag- en middenspanningsinstallaties van Eaton Holec. Het inbedrijfstellen, testen, onderhouden, moderniseren en repareren van vrijwel alle soorten en typen schakelinstallaties is ons dagelijks werk. Net als het leveren van maatwerk. Met als resultaat een optimale oplossing passend binnen uw specifieke situatie. Naast bovengenoemde ‘typische’ serviceactiviteiten kunnen wij u ook tal van andere serviceactiviteiten bieden. Ook deze zijn allemaal sterk oplossingsgericht en afgestemd op het door u gewenste evenwicht tussen bedrijfszekerheid, veiligheid en kostenbesparing.

De E-ESS piramide • asset management en optimalisatie • reduceren operationele - en energiekosten • optimaliseren bedrijfszekerheid en veiligheid • installeren nieuwe installaties • onderhoud en ondersteuning bestaande installaties

Om het grote aantal uiteenlopende serviceactiviteiten een logische plaats te geven, hebben we al onze serviceactiviteiten ondergebracht in de zogenaamde E-ESS piramide. De piramide is opgebouwd uit 3 lagen. Iedere laag bevat een aantal specifieke serviceactiviteiten onderverdeeld in productgroepen met eenzelfde soort toegevoegde waarde voor de klant.

InsulGard™: online ontladingsmeting Met de introductie van InsulGard is er nu een nieuwe mogelijkheid van toestandsafhankelijk onderhoud. InsulGard is een continue, online ontladingsmeting en geschikt voor middenspanningstoepassingen: • Schakelmaterieel • Railkokers • Vermogenstransformatoren • Generatoren • Motoren.

2

Verandering in de isolatie binnen installaties is de belangrijkste oorzaak van elektrische storingen. InsulGard bewaakt 24 uur per dag de isolatie, zodat verandering direct wordt vastgesteld. De installaties hoeven vanaf nu niet meer uit bedrijf te worden genomen voor isolatietesten. InsulGard is een goedkope oplossing voor vaak onnodige stilstand en starre onderhoudsschema's.

Voordelen InsulGard Zeer hoge nauwkeurigheid De innovatieve technologie van InsulGard garandeert een uiterst nauwkeurige detectie van deelontladingen (partial discharge). InsulGard is het eerste voorspellende onderhoudsysteem dat een gedwongen uitschakeling kan voorkomen en de betrouwbaarheid van uw installaties aantoonbaar kan verhogen.

Deelontladingen onder spanning gemeten Bij de traditionele methoden voor het opsporen van deelontlading moet de installatie uit bedrijf worden genomen. Bovendien moet de schade aanmerkelijk zijn om deze te kunnen opmerken. Met de InsulGardsysteem kunt u deelontladingen online vaststellen, zelfs al zijn de ontladingen klein.

Gemakkelijk toe te passen InsulGard is een autonoom systeem, maar kan ook worden ingebouwd. De door InsulGard gegenereerde meetgegevens kunnen ter plekke worden uitgelezen of doorgezonden naar een computer waar een diepgaande analyse kan worden uitgevoerd met de speciaal daarvoor ontwikkelde InsulGard-software. U kunt hiermee de gegevens interpreteren en analyseren.

Verlaagt onderhoudskosten en vermindert onderbrekingen door onderhoud Routinematig preventief onderhoud is absoluut noodzakelijk als u de conditie van uw installatie niet online kunt vaststellen. Maar waarom zou u uw installaties uit bedrijf nemen als onderhoud wellicht niet nodig is? InsulGard maakt het u mogelijk om deelontladingen te bewaken en te volgen en vervolgens het juiste onderhoud uit te voeren op het juiste moment. Dit bespaart onderhoudskosten.

Betere planning onderbrekingen en onderhoud Er wordt in het algemeen steeds meer overgegaan van preventief onderhoud naar toestandsafhankelijk onderhoud. InsulGard kan helpen bij strategische planningen van uw onderhouds- en reparatiewerkzaamheden.

Uw installatie in deskundige handen De afdeling Predictive Diagnostics van E-ESS heeft een groot aantal gevallen van deelontladingen in roterende werktuigen en schakelmaterieel bestudeerd. Inmiddels is een grote mate van ervaring opgebouwd in het bepalen van de ernst van de storing, zodat richtlijnen gegeven kunnen worden voor uw situatie.

Methoden van bescherming van elektrische systemen? Beveiligingsrelais beveiligen tegen sluitingen en overstromen. Hoewel zij zeer ernstige schade kunnen beperken kunnen zij de oorzaak van de storing niet voorkomen. De meeste schade ontstaat al in de eerste halve periode. De InsulGard is het eerste voorspellende relaissysteem dat u helpt een gedwongen uitschakeling te voorkomen. Dit systeem betekent technologisch een enorme sprong voorwaarts bij het vergroten van de beschikbaarheid en betrouwbaarheid van installaties.

Uitbesteden of zelf doen Indien gewenst kunt u de complete monitoring, interpretatie en analyse van de meetgegevens ook onderbrengen bij onze afdeling Predictive Diagnostics. Tevens kunnen wij uw personeel opleiden om deze analyse zelf uit te voeren. 3

Hoe werkt InsulGard? Hoe werkt InsulGard? Het InsulGard-systeem bestaat uit een aantal sensoren en een monitor. De monitor kan als een zelfstandig relais worden gebruikt, maar hij kan ook zo worden aangesloten dat hij op afstand gegevens kan doorzenden aan het diagnosepersoneel.

Detectie deelontladingen Hoewel de sensoren naargelang de toepassing kunnen verschillen, zijn zij alle ontworpen voor het detecteren van deelontladingen. Dit is de basis van de technologie achter InsulGard! De term deelontlading (Partial Discharge) behoeft nauwelijks uitleg. Het is de algemene benaming voor de geringe elektrische ontladingen (bogen) die plaatsvinden binnen de isolatie, of tussen isolatiematerialen onderling. Deelontlading wordt ook wel corona of kruipstroom genoemd.

Waar kan de InsulGard worden toegepast? Waar kan de InsulGard worden toegepast?

Het zichtbare bewijs voor deelontlading is een witte, poederachtige aanslag die gewoonlijk wordt aangetroffen op de wikkelkoppen van motoren of generatoren. Schade door deze kruipstromen is zichtbaar als grillige lijnen in de vorm van een boom, die kunnen worden aangetroffen op schakelmaterieel, kabels en railkokers. Partial Discharge wordt veroorzaakt door slechte isolatie. De geringe boogvorming aan de oppervlakte of in de isolatie kan uiteindelijk leiden tot een volledige sluiting.

Detectie via radiofrequentie Het relais detecteert en analyseert de radiofrequenties die door de deelontladingen worden uitgezonden en door de sensors worden opgevangen. De InsulGard concentreert zich op de bandbreedte van 1 MHz tot 20 MHz, waarin het grootste gedeelte van de deelontladingen optreedt. Het vaststellen van deelontladingen in een installatie kan wijzen op isolatieproblemen. Uit de gemeten informatie kan tevens een trend bepaald worden. InsulGard maakt een voorspelling zodat toestandsafhankelijk onderhoud mogelijk is. Omdat de bewaking online is, worden veranderingen in de toestand van de isolatie direct opgemerkt.

Coronaschade aan de motorwikkelingen

4

Kruipstroom op een railkoker

In het hart van de Paritial Discharge (PD)-bewaking functioneert de InsulGard-monitor. Deze monitor is het belangrijkste onderdeel in de gehele bewaking. Of u nu schakelmaterieel of roterende werktuigen wilt bewaken, er zijn slechts enkele verschillen in interne circuits. Het verschil zit in de toepassing van de sensoren. Iedere sensor is ontworpen voor gebruik in combinatie met de InsulGard-monitor. De InsulGard sensoren kunnen ook worden toegepast in combinatie met bestaande temperatuursensoren RTD's (Resistive Temperature Devices) in de wikkelingen van generatoren en motoren.

Generatoren en motoren De InsulGard is leverbaar met diverse sensoren voor motoren en generatoren. Eén daarvan is de RTDmodule die wordt aangesloten op de reeds aanwezige temperatuursensoren RTD's in de wikkelingen van de generator of de motor. Een andere sensor, die controleert op aanwezigheid van deelontladingen, is de koppelcondensator, die aan de kabelzijde wordt gemonteerd. Een derde sensor, die bij uitstek geschikt is voor generatoren en motoren, is de RFCT (Radio Frequency Current Transformer). De RFCT wordt aangebracht om de kabelafscherming van de machinekabels. De sensoren worden, afzonderlijk of in combinatie, aangesloten op de InsulGard. Deelontladingen en andere variabelen zoals de vochtigheid, belasting en temperatuur, worden bewaakt en voor analyse opgeslagen. De analyse van deelontladingen kan u de volgende bijzonderheden vertellen over uw roterende werktuigen: • In een vroeg stadium constateren van de achteruitgang van de isolatie; • Ontladingen in de ruimtes tussen de wikkelingen; • Corona op wikkelkoppen.

Koppelcondensator

Internet Intranet RTD-module Weerstand temperatuursensor voor motoren en generatoren

RFCTRadiofrequentie-stroomtransformator voor het detecteren van deelontladingen

Extranet

Sensor-aansluitset voor schakelinstallaties

5

Schakelmaterieel Sensoren voor schakelinstallaties bestaan uit koppelcondensatoren of een combinatie van RFVS's (Radio Frequency Voltage Sensor). Koppelcondensatoren detecteren deelontladingen in een paneel en/of aangrenzende -panelen. Deze sensoren worden gemonteerd aan de afgaande kant van de voedingschakelaars of op de hoofdrails. Zij worden verbonden met de secundaire nulklem van de stroomtrafo's of spanningstrafo's. RFCT's meten deelontladingen in voedingskabels en worden aangebracht rondom afscherming van de voedingskabel. Alle sensoren zijn verbonden met de InsulGard. Dezelfde sensoren en monitor kunnen worden gebruikt in vermogenstransformatoren, kabeleindsluitingen en railkokers. In schakelinstallaties kunnen volgende deelontladingen worden gedetecteerd: • Ontladingen in luchtspleten (bijvoorbeeld tussen de rail en zijn ondersteuning) • Oppervlaktekruipstroom (op de steunisolator of op het oppervlak van de railisolatie); • Geringe vonkvorming in eventuele isolatiegietgallen • Isolatieproblemen in kabelafwerkingen en aangesloten apparatuur • Slechte elektrische verbindingen (zwevende potentialen) • Defecte stroomtransformatoren en spanningstransformatoren. • Railkokers

De InsulGard G-unit voorkomt elektrische storingen in uw vermogenstransformator

6

InsulGard G2: voor grote vermogenstransformatoren Het InsulGard G2 relais is speciaal ontworpen voor grote vermogenstransformatoren. 84% van de defecten in grote vermogenstransformatoren is het gevolg van problemen in de doorvoerisolatoren of het gebruikte isolatiemateriaal. De InsulGard G2 is een on-line meetunit, ontworpen om doorvoerisolatoren en de transformatorisolatie continu te bewaken. Van doorvoerisolatoren wordt de capacitieve waarde en de tan ∂ bewaakt, tevens meet de InsulGard G2 deelontladingen in de isolatie van de transformator. Op het moment van in gebruikname meet de Insulgard G2 de capacitieve waarde en de tan ∂ van de doorvoerisolatoren. Veranderingen van de waarden zijn indicatief voor slechter wordende isolatie. Indien deze veranderingen boven een bepaald niveau komen wordt er een uitgangssignaal gegenereerd. De monitor geeft de status van de isolatie op verschillende manieren weer. Eén LED geeft de ernst van het probleem weer. De parameters zijn programmeerbaar en het relais kan via het eigen paneel of op afstand worden geprogrammeerd (optioneel). Met een tweede multifunctionele LED wordt de bewakingsstatus weergegeven. De unit controleert zich zelf om een juiste werking te verzekeren. Een eventuele storing wordt zowel lokaal als remote gemeld.Drie additionele LED’s geven aan of de drie doorvoerisolatoren worden bewaakt. Voor testdoeleinden kunnen deze gemakkelijk buiten bedrijf worden gesteld. Verder wordt er een getalswaarde (Gamma) weergegeven die een indicatie geeft van de afwijking ten opzichte van de begintoestand. Hiermee kan bepaald worden welke van de drie doorvoerisolatoren niet meer goed functioneert.

Communicatie De InsulGard G2 is zo ontworpen dat het gegevens kan uitwisselen met een Digital Control System (DCS) of een Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA). Zowel vooralarm als foutstatus worden uitgelezen. Het 4-20 mA uitgangsignaal geeft continu de afwijkingspercentages (Gamma-waarde) weer. De InsulGard G2 wordt standaard geleverd met een RS-232 seriële poort voor gegevensuitwisseling op locatie. Het is ook leverbaar met een modem en een RS-485 interface voor communicatie op afstand. Diagnosesoftware wordt standaard meegeleverd.

Sensors op de doorvoerisolatoren Een sensorset voor drie doorvoerisolatoren zit standaard in het InsulGard G2 pakket. Op maat gemaakte sensors zijn beschikbaar binnen een redelijke leveringstermijn. Onze standaard sensors zijn ontworpen voor doorvoerisolatoren met een nominale spanning van 24 - 400 kV. 800 kV is een optie. Voor spanningen van 36 kV en lager, wordt alleen het meten van PD aanbevolen en voor dit doel zijn er speciale sensors beschikbaar.

Een InsulGard G2 pakket bevat: Doorvoerisolator met capasitieve sensor

• Drie universele sensors voor de doorvoerisolatoren • Een nul-sensor voor de geaarde nul (bij afwezigheid van een geaarde nul, kan de sensor worden geïnstalleerd op de aarde van de trafobak) • Olietemperatuursensor • InsulGard G2 monitor • Speciale software

7

Gebruiksvriendelijke software InsulGard software InsulGard-software maakt deel uit van het InsulGardsysteem. Met de software kunt u de dynamische gegevens bekijken die door de monitor zijn opgeslagen. U kunt de toestand van de isolatie analyseren en vergelijken met de richtlijnen en parameters die zijn opgesteld door de specialisten van de afdeling Predictive Diagnostics van Eaton. Deze afdeling biedt een toegankelijke service via internet waarbij u de toestand van uw installaties statistisch kunt vergelijken met andere gebruikers die soortgelijke installaties in bedrijf hebben. Vergelijkingscriteria zijn: type, fabrikaat, spanningsklasse, capaciteit, deelontladingen, levensduur, etc. Als uw PD-meetresultaten vergeleken worden met onze database kan de conditie bepaald en voorspeld worden en het onderhoud daarop afgestemd worden. Deze database geeft geen informatie over vestigingsplaats of locatie van de klanten, dit om hun privacy te beschermen.

8

Startscherm met opgave van de locatie waar Insulgard units zijn geïnstalleerd en omschrijvingen van apparatuur (motoren, transformatoren, enz.) die wordt bemeten

Identificatie van de te bemeten installatie, trafo of machine

In het configuratiescherm worden de instellingen van de verschillende meetkanalen bepaald, bijvoorbeeld hoe vaak er per dag een meting wordt gedaan.

In het communicatiescherm wordt onder andere bepaald hoe er met een Insulgard unit wordt gecommuniceerd (direct via RS232, via een modem of via internet)

Scherm met gemeten waarden door de tijd, zoals temperatuur, relatieve vochtigheidsgraad, belasting en deelontladingsniveau

Deelontlading gemeten per kanaal

Insulgard biedt de mogelijkheid om alarmen te genereren wanneer bepaalde grenswaarden worden overschreden. Deze grafiek geeft aan hoe de meetwaarden zich verhouden tot de grenswaarden.

Tot slot kan de software een compleet meetrapport genereren.

Welke alternatieven zijn er voor InsulGard? Twee van de alternatieve online-methoden voor het detecteren van deelontladingen zijn akoestische en corona-testen. Hoewel met deze methoden de plaats en de aard van isolatiefouten bij benadering kunnen worden vastgesteld, beperkt de metalen afscherming van de meeste elektrische installaties de nauwkeurigheid en daardoor de waarde van de resultaten van deze testen.

Enkele off-line-testen omvatten de isolatieweerstand, polarisatie-index, tan ∂, alsmede visuele inspecties. Deze alternatieven zijn echter duur, aangezien de installaties uit bedrijf genomen moeten worden en speciaal opgeleid personeel nodig is voor het uitvoeren van de test. De testmethode geeft een onnodige diëlectrische belasting, wat de levensduur kan verkorten. Met de traditionele testmethoden bent u dus beperkt in het ontdekken van mogelijk zeer ernstige isolatiefouten.

9

Technische specificaties Standaard uitgangen: • Twee spanningsvrije contacten voor alarmering; • Een spanningsvrij contact voor signalering van de toestand van het systeem; • Een 4-20 mA uitgang voor signalering. Hiermee wordt het percentage deelontlading weergegeven ten opzichte van het alarminstelpunt. (kanaal met de hoogste activiteiten); • RS-485 met MODBUS RTU-protocol voor netwerkomgeving of communicatie op afstand; • Digitaal display van de unit, dat cyclisch langs ieder kanaal gaat.

Andere kenmerken: • De mogelijkheid om alle soorten en fabrikaten deelontladingssensoren te gebruiken: - koppelcondensatoren - radiofrequentie-stroomtransformatoren (RFCT's) - Rogowski-spoelen, radiofrequentiespanningssensoren (RFVS) - bestaande weerstand temperatuursensoren (RTD's) • Ingebouwde ruisonderdrukkingsalgoritmen. • Een specifiek ruiskanaal waarmee de geconstateerde ruis kan worden onderdrukt. • Afzonderlijk programmeerbare kanalen. Het is mogelijk voor elk kanaal een separaat niveau van ruisonderdrukking te programmeren. • Programmeerbaar kanaal voor permanente bewaking van hoge deelontladingen niveaus. • Geavanceerde, gebruikersvriendelijke communicatie. RS485 met MODBUS RTU-protocol. Dit maakt het mogelijk meerdere installaties via één modem of computer te bewaken. Lokale PC-communicatie of communicatie op afstand via de meegeleverde industriële modem. Programmering en het verzamelen van gegevens zijn via deze verbinding mogelijk. • Gemakkelijk te programmeren, bedienen en uitlezen aan de voorzijde. • Het display kan zodanig geprogrammeerd worden dat machineparameters en laatste deelontladingen continu uitgelezen worden.

10

• Gegevensopslag tot maximaal 2000 dagen, afhankelijk van de testfrequentie. Gewoonlijk worden de gegevens viermaal per dag verzameld op een vast tijdstip of op een vaste-tijdbasis.

• Een niet vluchtig geheugen. • Frequentiebereik: 25 tot 100 Hz. • Geringe afmetingen.

• Opslag van een complete datamatrix. • Voor elk kanaal kan zowel waarschuwings- als alarmniveau ingesteld worden. • Drie analoge ingangen voor het meten van karakteristieke waarden van machines of schakelmateriaal. Dit kunnen zijn: stroom, cos phi, temperatuur, vochtigheid of andere veranderingen in de omgeving die kritisch zijn voor deelontladingsniveau’s. Deze ingangen kunnen ook gebruikt worden om de InsulGard volledig uit te schakelen. Dit vindt plaats wanneer de machine voorgeprogrammeerde bovenen/of ondergrenzen overschrijdt. Daarbij stopt de bewaking tot het ingangssignaal weer binnen de voorgeschreven waarden terugkeert. Dit is belangrijk omdat hiermee voorkomen wordt dat de opgeslagen gegevens in het geheugen niet onnodig overschreven worden. • Gebruikersvriendelijke installatieprocedure, inclusief complete handleiding. • Indien er reeds deelontladingssensoren zijn geïnstalleerd, kan het relais gewoonlijk worden geïnstalleerd zonder bedrijfsstop.

• Kan op een afstand van maximaal 50 meter van de sensoren worden geïnstalleerd zonder substantiële verzwakking van signalen. • Een PD-matrix met 24 fasewindows en 21 discrete amplitudeniveaus voor de definitie van meetdata. • Logaritmische invoer, waardoor het relais een groot dynamisch bereik heeft van 4 millivolt tot 10.000 millivolt. • Communicatie op afstand mogelijk t.b.v. het kunnen analyseren, periodiek rapporteren en het kunnen doen van de juiste aanbevelingen. • Communicatiesoftware en database-/analysetools. • Zelfdiagnose. Het apparaat voert vóór iedere meting een zelfcalibratie uit door middel van een ingebouwde impulsgenerator. Het controleert alle analoge en digitale componenten. • Geschikt voor omgevingstemperaturen van -50 °C tot 80 °C.

• Er is een standaardvoeding van 230V AC 50 Hz.

11

Bedrijfsinformatie Eaton is wereldwijd een leider in systemen en componenten voor de beheersing en distributie van elektrische energie en in producten en diensten voor industriële automatisering. Met geavanceerde productontwikkeling, uitmuntende productiemethoden en wereldwijde technische dienstverlening en ondersteuning biedt de elektrische groep van Eaton klantgerichte oplossingen onder merknamen zoals Cutler-Hammer®, Durant®, Heinemann®, Holec® en MEM®, die wereldwijd tegemoet komen aan de veranderende behoeften van de industriële, utiliteits-, commerciële, residentiële en OEM-markt. Voor meer informatie bezoek: www.eatonelectrical.com. Eaton Corporation is een producent van uiteenlopende industriële producten met een omzet in 2003 van $8,1 miljard. Eaton is marktleider op het gebied van hydraulische systemen en biedt producten en diensten voor algemeen industriële toepassingen en voor de auto- en vliegtuigindustrie. Eaton produceert systemen en componenten voor de distributie en regeling van elektrische energie; luchtbehandeling en brandstofregeling in auto- en vrachtwagenmotoren en intelligente aandrijfsystem en voor brandstofbesparing en veiligheid in vrachtwagens. Eaton heeft 55.000 werknemers en verkoopt producten aan klanten in meer dan 100 landen. Voor meer informatie bezoek: www.eaton.com.

Eaton Electric N.V. Eaton - Electrical Services & Systems Postbus 23 7550 AA Hengelo tel.: 074 - 246 69 49 fax.: 074 - 246 69 06 [email protected] www.eatonelectrical.com

© 2005 Eaton Electric N.V. Gedeeltelijke of gehele overname van de inhoud is mogelijk na schriftelijke toestemming 994.156 A/1/Januari 2005