cm5 4 ana aguirre
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7/24/2019 CM5 4 Ana Aguirre
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Regeneracin de aceites dielctricos, su uso en
equipos de alta tensin, costos y beneficios
M.Sc. Ana A guirre Gal lardo - aaguirre@ice.go.cr
Inst i tuto Costarr ic ense de Electr ic idad www.grupoice.com
Coord inadora rea Contro l de Aceites
http://www.google.co.cr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=6G-6ZLiuhPhvXM&tbnid=EHXYb2U0QXLtXM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.mvnodynamics.com/2011/03/17/ice-signs-its-second-mvno-agreement-with-the-virtualis-consortium/&ei=7vpGU67rIsiL0QGyqoGwCA&bvm=bv.64507335,d.dmQ&psig=AFQjCNG6D7nrockqvoRneVoBwhD3_gjQGQ&ust=1397246866980615 -
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Quson los aceites d ielctr icos de or igen m ineral?
Son hidrocarburos que provienen de la destilacin del petrleo
Hidrocarburos naftnicos
Hidrocarburos parafnicos Hidrocarburos aromticos
Pequeas cantidades de compuestos de azufre, nitrgeno y oxgeno
Son empleados como fluidos aislantes en los transformadores y equipos
elctricos
Aceite
Dielctrico
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Func in de los aceites d ielctr icos
1. Aislar
2. Refrigerar
3. Proteger el papel
4. Proveer informacin
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Pro piedades de los aceit es d ielctr icos
1. Poseer una rigidez dielctrica, capaz de resistir los esfuerzos elctricos
2. Poseer una viscosidad adecuada para garantizar su circulacin y
transferencia de calor dentro del transformador.
3. Punto de escurrimiento bajo, que garantice su fluidez a bajas
temperaturas.
4. Buena estabilidad a la oxidacin, que garantice una larga vida til.
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Degradacin de los aceites d ielct ric os
Por su uso y enjecimiento
Si son expuestos a condiciones extremas
Si est en contacto con aire
Si est en contacto con agua
Acumulacin de productos de oxidacin
El inicio de un proceso de degradacin del aceite aumenta el riesgo
de deterioro del aislante slido.
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Facto res qu e aceleran la degradacin del aceite
Oxgeno; acelera las reacciones de oxidacin
Temperatura; cuando son elevadas aceleran las reacciones de
oxidacin.
Humedad; si se duplica el contenido de agua en el aceite, sepodra duplicar tambin la velocidad de las reacciones de oxidacin
Metales; principalmente la presencia de cobre y hierro catalizan las
reacciones de oxidacin
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Factores q ue aceleran la degradacin del aceite
Celulosa; las fibras de celulosa hmedas flotan formando un
puente propicio para descargas elctricas.
Sucesivas reacciones de oxidacin
Presencia de azufre, contribuye a la formacin de xidos
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Contro l de lo s aceites d ielctr icos
Las caractersticas de degradacin del aceite: se puedendeterminar controlando el comportamiento de sus propiedades en
un estado incipiente de degradacin para evitar llegar a una
condicin crtica.
Para controlar el comportamiento de estas propiedades en el
aceite: es necesario establecer una frecuencia de pruebas fsicas,qumicas, elctricas y contenido de gases.
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Pruebas Fsicas:
Examen visual: se detecta turbidez, partculas en suspensin ylodo. Norma ASTM D1524
Color: un aceite nuevo es casi transparente, a medida queenvejece se va oscureciendo. Norma ASTM D1500.
Gravedad especfica: permite diferenciar si un aceite es deorigen naftnico (valores entre 0.84 y 0.91) de origen parafnico
(valores menores a 0.84). Valores mayores a 0.91 indican una
posible contaminacin con PCBs). Norma ASTM D1298
Tensin interfacial: permite determinar sustancias polaresproducto de la oxidacin del aceite. Norma ASTM D971
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Pruebas Qumicas:
Contenido de humedad: el mtodo utilizado permite determinar
directamente el contenido de agua. Norma ASTM D1533
Nmero de neutralizacin cido: permite determinar la presencia
de compuestos cidos. Norma ASTM D974
Pruebas Elctricas:
Rigidez dielctrica: permite determinar la capacidad del aceite
para soportar un esfuerzo elctrico. Norma ASTM D1816
Factor de potencia: permite determinar las prdidas dielctricas de
un aceite. Norma ASTM D924
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Anlis is de gases d isuelto s:
Las fallas, ya sean trmicas elctricas producen un aumento del contenido de
gases. El mtodo ms utilizado es el de cromatografa de gases. Norma
ASTM D3612Gases medidos Smbolo
Acetileno C2H
2
Etileno C2H4
Etano C2H6
Metano, CH4
Dixido de Carbono CO2
Monxido de Carbono CO
Hidrgeno H2
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Las fallas en general se pueden clasificar en dos tiposprincipales:
1. Fallas trmicas
Sobrecalentamiento del aceite: principales gases de
descomposicin: Etileno, Acetileno, Etano, Metano y pequeas
cantidades de los otros gases.
Sobrecalentamiento del papel: grandes cantidades de Monxido
de Carbono y Dixido de Carbono, tambin se pueden encontrar
los gases Etileno y Metano.
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2. Fallas elctricas:
Arco elctrico: principales gases de descomposicin y en grandes
cantidades: Acetilenoe Hidrgeno, en cantidades inferiores Etileno
y Metano.
Efecto corona: produccin de Hidrgenoy Metano, con cantidades
pequeas de Etano y Etileno
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Otros f lu idos d ielctr icos u til izado s en equ ipos elctr icos
Siliconas, aceite vegetal, gas hexafloruro de azufre (SF6).
Por razones econmicas y ambientales estos otros fluidos no han
logrado masificarse y el aceite dielctrico de origen mineral sigue
liderando su uso en los transformadores de potencia, distribucin y
otros equipos elctricos.
Aproximadamente el 80% de los sistemas de potencia elctrica en el
mundo, utilizan el aceite mineral.
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Tratam ien to p ara los aceites d ielctr icos
El volumen de aceite dielctrico que maneja una empresa, depende de su
capacidad instalada y de las caractersticas de los equipos.
Los elevados precios de los derivados del petrleo y la preocupacin por evitar la
contaminacin ambiental han generado la inquietud de implementar alternativas
para reciclar todos aquellos productos cuyo costo-beneficio sea viable yrepresenten una solucin ambientalmente racional.
Existen varios mtodos de tratamiento para los aceites dielctricos, pero la
alternativa que ha dado mejores resultados ha sido su regeneracin, a travs de
un proceso con arcillas y termo vaco.
Favorece para el tratamiento que el aceite mineral por su uso no se destruye,
slo se contamina.
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Regeneracin de aceites d ielctr icos
En este proceso se le restauran las propiedades fsicas, qumicas y
elctricas al aceite envejecido, extrayndole las sustancias
contaminantes producto de la oxidacin, los compuestos polares
responsables de la coloracin y las trazas de cidos orgnicos.
Para extender la vida til del aceite regenerado se le agrega un
aditivo inhibidor de la oxidacin, este lo protege de los procesos de
deterioro ocasionados por su uso.
La tecnologa que se aplica permite remover selectivamente
productos de oxidacin de los aceites contaminados.
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Regeneracin de aceites d ielctr icos
Insum os ms im po rtantes:
Tierras Ton sil : arcil las clarif ic antes altamente activ adas.
Tierras Fuller: t ierras altamen te activadas u ti l izadas para la
refinacin de aceites vegetales y minerales.
Ad it ivo ant iox idante : es un Bu t i l Hidroxi Tolueno 2,6 -diterbut i l -
paracreso l, C15H24O.
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Regeneracin de aceites dielctr icos
Antes Despus
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Pruebas de evaluacin al aceite
Prueba Antes del proceso Despus del proceso
Color 3,5 1
Tensin Interfacial 30,0 dinas/cm 51,0 dinas/cm
Contenido de agua 54 ppm 5 ppm
Acidez 0,11 KOH/g 0,002 KOH/g
Rigidez Dielctrica 29 kV 69 kV
Factor de potencia 3,87 % 0,06 %
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Pruebas de evaluacin al aceite
Contenido de gases Concentraciones
antes del proceso (ppm)
Concentraciones
despus del proceso (ppm)
Acetileno 0 0
Dixido de Carbono 4609 44
Etano 1863 0
Etileno 3334 0
Hidrgeno 0 0
Metano 5107 0
Monxido de Carbono 506 48
Total gases combustibles 10810 48
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Ventajas del p roceso
No modifica la matriz qumica del aceite, mantiene la pureza inicial del
lquido dielctrico.
Mejoralas propiedades dielctricas de los aislantes slidos.
El aceite regenerado cumplecon las especificaciones para ser usado
nuevamente en transformadores.
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Benefic ios econmicos
Desde la puesta en marcha de la Planta Regeneradora de Aceite el
ahorro institucional ha sido realmente significativo.
El ahorro para la institucin de no tener que comprar nuevo todo este
aceite que se regenera, se estima en miles de dlares al ao.
Extiende la expectativa de vida til de los transformadores previniendo
un envejecimiento irreversible del papel aislante.
Representa un ahorro en gastos para la institucin, si se tuvieran que
eliminar estos aceites.
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Benefic ios econmicos
Se reduce el costo de mantenimiento preventivo de los transformadores de
potencia.
Reduce en costos y trmites las gestiones de tener que estar importandoaceite dielctrico nuevo.
Representa una importante fuente de ingresos para la institucin, ya que
tambin brinda este servicio a empresas privadas del pas.
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Benefic ios ambientales
Es un proceso que permite no solo poder l imp iar y reut i l izar un producto
contaminado sino disponerlo de tal manera que evite la contaminacin
ambiental.
El proceso de seleccin de aceites a reciclar ha sido tambin un medio de
contro l para detectar aquellos que podran estar contaminados con Bifenilos
Policlorados, ya que cada lote que se va a regenerar previamente es sometido
a una prueba para detectar la presencia de estos productos, en caso de salir
positiva el aceite no se manipula.
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Manejo de los residu os g enerados por el proc eso de regeneracin
Residu os ms impo rtantes generados en este proceso: Tierras Tonsil y Fuller,
filtros y bolsas de papel, materiales de limpieza.
Para su disposic in f inal, estos residuos son enviados a una cementera
donde son sometidos a un coprocesamiento bajo normas de seguridadambientalmente aprobadas.
Todo el aceite dielctrico que se enva para su disposicin final se entrega
garantizado que est libre de PCBs, lo cual es ratificado por la empresa
realizando sus propios anlisis.
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Muchas gracias por su atencin
M.Sc. Ana Agu irre Gallardo
ICE, San Jos-Costa Rica
aaguirre@ice.go.cr
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