COMISION DE INTEGRACIÓN ELECTRICA REGIONAL

II CONGRESO INTERNACIONAL

ABRIL 2005

TRABAJOS CON TENSIÓN Y SEGURIDAD EN TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGIA ELECTRIDCA

TITULO DE TRABAJO : EXPERIENCIA EN TRABAJOS CON TENSIÓN , EN

LAVADO DE AISLAMIENTO DE SUBESTACIONES DE 69KV Y TRATAMIENTO DE ACEITE DE AUTO TRANSFORMADOR 100MVA Y 138/69KV

AUTOR: ING. FABIAN CALERO VELA

INGENIERO ELECTRICO MAESTER EN ADMINISTRACIÓN DE EMPRESAS

EMPRESA: COMPAÑIA DE SERVICIOS ELECTROMECÁNICOS PARA EL DESARROLLO CSED S.A.

Dirección: Km 5 ½ vía Quito

Santo Domingo de los Colorados Ecuador Código postal: 17-24-363- Ecuador

Telefono: (593) 3770064 Fax : (593) 3770063 E-Mail: csed@andinanet.net

CARGO: DIRECTOR TECNICO

PALABRA-CLAVE: TEMA 1

RESUMEN DEL TRABAJO: El presente trabajo tiene por objeto exponer algunas experiencias en: LAVADO DE AISLAMIENTO BAJO TENSIÓN EN SUBESTACIONES DE 69 KV, CON AYUDA DE UN VEHÍCULO CON BOMBA DE AGUA DE ALTA PRESION Y TRATAMIENTO DE ACITE EN UN BANCO DE AUTOTRANSFORMADORES DE 100MVA Y 138 / 69 KV.

I

EXPERIENCIA EN TRABAJOS CON TENSIÓN EN LAVADO DE AISLAMIENTO DE SUBESTACIONES DE 69KV

Y TRATAMIENTO DE ACEITE DE AUTO TRANSFORMADOR 100MVA Y 138/69KV

INDICE PAG.

1.- INTRODUCCIÓN 1 2.- SISTEMA NACIONAL DE TRANSMISIÓN 1 2.1.Subestación Santo Domingo 1

3.- LAVADO DE AISLAMIENTO BAJO TENSIÓN, CON AYUDA DE UN VEHÍCULO 2 CON BOMBA DE ALTA PRESION 3.1.Grado de contaminación de los aisladores 2 3.1.1.Medición del grado de contaminación de aisladores 2

3.2.Calidad del agua para el lavado de aislación 4 3.2.1.Equipo para medir la conductividad 4

3.3.Presión del chorro de agua en lavado de aislamiento 5 3.3.1.Características del vehículo 5 3.3.2.Presión del agua en el inyector 6 3.3.3.Caudal del agua en los inyectores 6 3.3.4.Distancia mínima requerida entre inyector y parte energizada 7 3.3.5.Velocidad de lavado del aislamiento 7 3.3.6.Angulo de incidencia de chorro de agua 7 3.3.7.Orden de lavado 7 3.3.8.Personal requerido 7

3.4.Normas de seguridad 8

3.5.Procedimiento del trabajo 8

3.6.Conclusiones 8

4.- TRATAMIENTO DE ACEITE EN BANCO DE AUTOTRANSFORMADORES 9 CON TENSIÓN, DE 100 MVA Y 138/69 KV. 4.1.Contenido de agua norma ASTM D-1533 10 4.1.1.Eliminación de humedad 10

4.2.Equipo para el tratamiento del aceite 10 4.2.1.Tipo de tratamiento 11 4.3.Procedimiento de tratamiento de aceite 11 4.3.1.Condiciones previas al proceso 11 4.3.2.Procedimiento 12 4.3.3.Resultados 12 4.4.Conclusiones 12

II

EXPERIENCIA EN TRABAJOS CON TENSIÓN EN LAVADO DE AISLAMIENTO DE SUBESTACIONES DE 69KV

Y TRATAMIENTO DE ACEITE DE AUTO TRANSFORMADOR 100MVA Y 138/69KV

1. INTRODUCCIÓN

La disponibilidad de los equipos de una subestación, que es básicamente la proporción de tiempo que un equipo se encuentra apto para cumplir con su misión, es una exigencia que se ha vuelto cada día más importante, tanto para la gestión del mantenimiento, cuanto para el suministro de energía eléctrica a medida que la situación industrial y social se hace más compleja. A estos criterios, más los que son de conocimiento público sobre las repercusiones que han traído consigo la falta de suministro eléctrico ya sea por fallas o principalmente por mantenimiento, parecen suficientes para valorizar la importancia de éste servicio público sin interrupciones. Por lo indicado, se presenta en este trabajo, dos experiencias enfocados a mejorar la disponibilidad de las instalaciones, tomando en cuenta la normativa de seguridad industrial. 1.1 Lavado de aislamiento bajo tensión, de todos los equipos y sistema de barras del patio de 69KV, con ayuda de un vehículo que dispone de una bomba de agua de alta presión, utilizando agua suministrada por la red pública municipal de la localidad. 1.2Tratamiento de aceite en un banco de autotransformadores con tensión, de 100MVA y 138/69 KV.

2. SISTEMA NACIONAL DE TRANSMISION La Transmisión de la Energía Eléctrica en el Ecuador, se realiza bajo un régimen de exclusividad (Monopolio), a través de la Compañía TRANSELECTRIC S.A propietaria de los activos del Estado correspondientes al Sistema Nacional de Transmisión, ver figura 1 y está obligada a permitir el libre acceso de generadores, distribuidores, grandes consumidores, importadores y exportadores. Adicionalmente es importante resaltar que programa el mantenimiento de sus instalaciones procurando alcanzar la mayor disponibilidad.

SISTEMA NACIONAL DE TRANSMISIÓN ECUATORIANO

Fig 1

2.1 SUBESTACION SANTO DOMINGO Los dos trabajos han sido realizados en la subestación Santo Domingo, que es parte del Sistema Nacional de Transmisión, y esta formada por tres niveles de tensión: • Nivel 230KV: Sistema de doble barra con 6

bahías ocupadas y 3 futuras. • Nivel 138KV: Sistema de barra principal y

transferencia con 5 posiciones ocupadas y 3 futuras.

• Nivel de 69KV: Sistema de barra principal y de transferencia con 4 posiciones ocupadas y 4 futuras.

• Cuatro autotransformadores de 33/44/55 MVA, OA/FA/FOA, 230/138 KV – 13.8 KV terciario de 9/12/15 MVA.

• Tres autotransformadores de 20/26/33 MVA, OA/FA/FOA, 138/69 KV – 13.8 KV, terciario de 5.4/7.2/9 MVA.

• Un reactor trifásico de 10 MVA, 13.8 KV.

A nivel de 69KV, y por medio de dos circuitos se entrega la energía a la Empresa Eléctrica Santo Domingo, EMELSAD, responsable de la distribución de ésta, en su área de concesión.

1

3. LAVADO DE AISLAMIENTO BAJO TENSIÓN, CON AYUDA DE UN VEHÍCULO CON BOMBA DE ALTA PRESION. 3.1 GRADO DE CONTAMINACIÓN DE AISLADORES

El tipo de contaminación de aisladores se clasifica generalmente dentro de las cuatro siguientes categorías: La subestación en la cual se realizó el trabajo, esta ubicada en la ciudad de Santo Domingo de los Colorados, localizada a 133 km al oeste de Quito, capital del Ecuador, es una ciudad cuyas características ambientales son:

• Clima promedio : 22.9 oC. • Humedad mensual: 90.9 % • Precipitación anual: 4257.7 mm • Altitud: 610 msnm • Zona : Húmedo tropical

Estas condiciones, generan el crecimiento de una alga u hongo vegetal de color verdoso, que se adhiere fuerte en la superficie de los equipos y del asilamiento en toda la subestación, y a pesar de ser una zona muy lluviosa, la cantidad de agua que cae no es suficiente para desprender estas algas. Por lo tanto, las capas de este hongo o alga acumulada en los aisladores debe ser retirada, para mejorar el aspecto estético de las instalaciones, pero lo más importante es evitar de que se produzcan serias perturbaciones en la operación. Es fundamental entonces, conocer el grado de contaminación que se acumula en el aislador, para definir la frecuencia del lavado y evitar que el limite predeterminado de contaminación sea alcanzado y pueda desencadenar en un flashover.

3.1.1 Medición del grado de contaminación de aisladores. La cantidad de alga u hongo vegetal que se acumula en los aisladores en la zona de Santo Domingo de los Colorados, fue analizado mediante un estudio de investigación que duró un año. El grado de contaminación es generalmente determinado midiendo el equivalente al espesor o densidad de los depósitos de sal (ESDD) en la superficie de aisladores, que se colocan como elementos de prueba en lugares estratégicos de la subestación.

Contaminación marina

Contaminación industrial Tipo de contaminación

de aisladores Adicionalmente al ESDD, se mide el espesor de los depósitos de material no soluble (NSDD). Contaminación

desértica La cadena de aisladores para

tomar la muestra consta de ocho aisladores, el primero y el último no son tomados en cuenta y los seis restantes son numerados como se indica en la figura.

En los aisladores 4-5-6 se

realiza pruebas mensuales de ESDD y en los 1-2-3 pruebas trimestrales de ESDD y NSDD.

Medición de la cantidad de materiales solubles: Generalmente la cantidad de material soluble se evalúa con el ESDD el cual es obtenido midiendo la conductividad de la solución que contiene los contaminantes removidos de la superficie del aislador y calculando el monto equivalente de NaCl mostrando la misma conductividad. Para realizar la medida de contaminación, se debe tener los siguientes materiales: - Algodón absorbente. - Agua destilada (desmineralizada). -Vaso cilíndrico de vidrio con escala en c.c. - Medidor de conductividad y temperatura. - Guantes de médico. Procedimiento 1. Colocar en el vaso de vidrio una cantidad de

agua destilada de 400 c.c. Se recomienda esa cantidad de agua para mostrar la conductividad de cerca de 1000µS/cm a lo mucho 2000 µS/cm.

2. Sumergir un pedazo de algodón absorbente en el agua y realizar la medición de conductividad y temperatura del agua, anotar los valores.

Otras

2

3. Limpiar con el pedazo de algodón el aislador a analizarse, teniendo la precaución de evitar contaminación por contacto de las manos (usar los guantes).

4. Una vez bien limpio el aislador, se procede a enjuagar el algodón en el agua destilada lo mejor posible y se mide la conductividad y temperatura del agua sin introducir el algodón, anotar los valores.

5. Se coloca en un frasco plástico limpio, el agua que se realizó la prueba para luego poder filtrar y obtener la cantidad de contaminante del aislador.

6. Se enjuaga el vaso de vidrio y la punta del medidor de conductividad con agua limpia, para poder continuar con los demás aisladores.

Cabe anotar que en un mismo aislador se debe limpiar la parte superior y la parte inferior por separado; primero la parte superior de todos los aisladores bajo prueba, empezando desde el aislador número 6 hasta el número 1, esto evitará que el agua del aislador que se está limpiando chorree en los otros aisladores que aún no se realiza la prueba; luego de la limpieza superior de los aisladores, se procede a limpiar la parte inferior de los aisladores siguiendo la misma metodología.

Fig 2 La medición de la conductividad del agua que contiene los contaminantes es corregida dentro de una conductividad a 20°C. El ESDD del aislador es calculado por la siguiente ecuación: ( )

ADDVxxW 2110 −

=

Donde:

W: Equivalente al espesor de depósito de sal, mg/cm2

V: Volumen de agua destilada (cm3). D1: Equivalente de la concentración de sal en elagua que contienen los contaminantes, %

entración de sal

r ( cm2).

l porcentaje de concentración S se calcula por

D2: Equivalente de conc del agua con algodón, antes de recoger los contaminantes. A: Area de superficie del aislado

Ela ecuación:

( )10

107.5 03.120

4 σ××=

−

S

onde: D

20σ = Conductividad a 200C

S ión,%

edición de la cantidad de materiales no

a densidad del deposito de material no soluble

medida del NSDD es obtenida mediante el

= Concentración de soluc

Msolubles: Lo NSDD, tiene que ver con la posible ocurrencia de un flashover, debido a la capacidad de retención del agua, y se expresa en mg/cm2, (el peso del material no soluble sobre el área de la superficie del asilado). Lapeso del residuo del agua contaminada. El residuo es obtenido por filtración del agua a través de un filtro de papel.

Fig 3

e debe medir en una balanza el peso del filtro

o del

NSDSD se utiliza la ecuación:

Sde papel, anotar el valor, luego destilar el agua contaminada en filtro y dejar secar el filtro. Una vez seco, se procede a medir el pesfiltro de papel con residuo de contaminante, y se anota el valor. Para obtener el

A

WWNSDD 12 −=

Donde: NSDD: Cantidad de material no soluble (mg/cm2) W2: Peso filtro con residuo de contaminante (mg) W1: Peso del filtro (mg)

3

Los resultados que se obtuvieron del estudio de contaminación, en la zona de Santo Domingo, se indica en la tabla No.1

SUPERFICIE ESDD NSDD AISLADOR

(cm2) (mg/cm2) (mg/cm2) Superior (970cm2) 0,000983 0,005300Inferior (1440cm2) 0,000870 0,002583PromedioTrimestre 0,000927 0,003942Promedio anual 0,003707 0,015767

Tabla No.1

El limite permisible de contaminación para garantizar la operación de lavado, es como se indica en la tabla No.2

VOLTAJE LIMITE PERMISIBLE APLICADO DE POLUCIÓN

KV (mg / cm2) 230 0,055 138 0,090 69 0,110

Tabla No.2 El lavado debe ser realizado cuando la contaminación alcanza la mitad del límite permisible. De acuerdo a esta información (cantidad de contaminación acumulada), se estableció como una actividad rutinaria del mantenimiento, lavar el aislamiento de toda la subestación Santo Domingo, una vez al año. 3.2 CALIDAD DEL AGUA PARA EL LAVADO DE AISLACION La calidad del agua es un factor decisivo en el lavado de aislamiento con tensión; por ello es importante determinar su conductividad.

El agua pura, prácticamente no conduce la corriente; sin embargo, el agua con sales disueltas conduce la corriente eléctrica.

Fig 4

Cuando el agua contiene un electrolito disuelto en ella se convierte en un conductor donde la resistencia es proporcional a la distancia entre electrodos e inversamente proporcional al área de estos, así:

R=ρL/A

Donde: R: Resistencia en ohms. ρ: Resistividad específica medida en ohms/cm L: Distancia entre electrodos en cm. A: Area de los electrodos en cm2..

La inversa de la resistividad específica es la conductividad específica σ, esto es:

σ = 1/ρ

y por lo tanto, su unidad de medición queda definida como Ohm-1.cm-1. En principio historicamente el Ohm-1 por ser la inversa de la unidad de resistencia, se lo denominó mho, la palabra original escrita al revés. Con ello la conductividad específica quedó unida a su unidad mho.cm-1, o sea mho/cm. Para simplificar, en las últimas décadas del siglo XX se propuso denominar al mho como Siemens asignándole como símbolo la letra S mayúscula. La conductividad eléctrica de una muestra de agua, es la expresión numérica de su capacidad para transportar una corriente eléctrica, y generalmente su valor se mide en µS/cm. Esta capacidad depende de la presencia de iones en el agua, de su concentración total, de su movilidad, de su carga o valencia y de las concentraciones relativas, así como de la temperatura de medición. Algunas sustancias se ionizan en forma más completa que otras y por lo mismo conducen mejor la corriente. 3.2.1 Equipo para medir la conductividad El medidor de conductividad eléctrica del agua que se ha utilizado, es un equipo que registra en forma directa la conductividad en µS/cm. y temperatura en grados centígrados. El agua que se utiliza para el lavado, es la que suministra la Empresa de Agua Potable de la ciudad.

4

Se mide la conductividad y temperatura del agua; la conductividad del agua medida se corrige dentro de una conductividad a 20 oC, por la siguiente relación basada en el factor de corrección k, de acuerdo a la Fig. 5

CURVA DE TEM P ERATURA - CONDUCTI VI DAD DE UNA S OLUCI ON DE Na Cl

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

0 10 20 30 40 50

TEM P ERATURA EN oC

Fig 5

20σ = tσ / k 20σ = Conductividad a 200C

tσ = Conductividad a t0C Si analizamos esta conductividad con la concentración de polución que se acumula en los aisladores, en la Fig. 6, se determina que esta dentro del rango en el cual no se pone en riesgo la operación del sistema. Sin embargo, de acuerdo a recomendaciones de fabricantes de aisladores la conductividad no debe ser mayor a 500 µS/cm, principalmente para los niveles de tensión de 138 KV y 230 KV. La conductividad que se midió en el agua de la red pública fue de 812 µS/cm. a 26,4 0C, y utilizando el factor de corrección k=1,14 el valor de la conductividad a 200C es de 712,2 µS/cm.

Fig 6

3.3 PRE LAVA Para el utiliza unproporcicaracter 3.3.1 Ca

CHASIS• Mar• Mod• Sist• PesTipo de El vehíc 1.- Conoen el hidráulicde 29mcabeza derechainyectordesde udel camtiene un 2.- Un inde operade alta plargo, y del oper

C C

20°C

URVA DE LA CONDUCTIVIDAD YONCENTRACIÓN DE UNA SOLUCION DE NaCl (a

)

1

10

100

1000

10000

0,0001 0,0010 0,0100 0,1000 1,0000

CONCENTRACION DE SOLUCION S %

CO

ND

UC

TIVI

DA

D, µ

S/cm

a 2

0°C

( )10

20107.5 03.14 σ××=

−

S

20σ = Conductividad a 200C S = Concentración de solución,%

SION DEL CHORRO DE AGUA EN EL DO DE AISLAMIENTO

lavado de aislamiento con tensión, se chorro de agua de alta presión, que es

onado desde un vehículo cuyas ísticas principales son:

racterísticas del vehículo

Fig 7

ca : NISSAN DIESEL. elo: TZA 52 PHL.

ema de Tracción: 6x6. o: 23.035 Kg. inyector

ulo dispone de dos tipos de inyectores:

cido como inyector monitor, ubicado extremo de un sistema de brazos os articulados que alcanzan una altura desde el terreno, una rotación de la del inyector de 90 grados de izquierda a y 90 grados de arriba hacia abajo; este monitor es operado a control remoto n tablero ubicado en la parete posterior ión. El sistema de brazos hidráulicos a capacidad de viraje de 360 grados.

yector conocido como cañón rociador, ción manual, acoplado a una manguera resión de 25 mm de diámetro y 50 m de con un cable de tierra como protección ador.

5

Bomba de agua • Marca y Modelo: Waterous CPK con bomba

de arrastre de agua. • Presión del agua aproximadamente:

50 Kg/cm2 (continuos) 70Kg/cm2 (intermitente).

• La bomba es accionada por el motor principal del vehículo.

Tanque de agua • Capacidad: 3.500 litros. • Indicadores de agua: a cada lado del tanque 3.3.2 Presión de agua en el inyector La bomba de agua rinde una presión de aproximadamente 30Kg/cm2 en el inyector monitor y 15Kg/cm2 en el chorro de cañón rociador. 3.3.3 Caudal del agua en los inyectores La cantidad de agua descargada de los inyectores, Q (lit/min) es expresado por

pdQ 2= y es incrementado en proporción al cuadrado del diámetro del orificio de la boquilla y la raíz cuadrada de la presión de la boquilla, p (kg/cm2). De acuerdo a esto, se puede determinar que para tener un mayor alcance del chorro, el método más efectivo es aumentar la presión, ya que si se agranda el diámetro del orificio de la boquilla, se necesita una gran cantidad de agua, lo cual no es económico. Por lo tanto, para ejecutar un lavado efectivo de aisladores no es solo necesario usar la menor cantidad de agua que sea posible, sino regar sobre los aisladores fuertemente a fin de que el agua que cae a lo largo del aislador no forme una capa de agua. El vehículo es suministrado con tres boquillas, de 5,6y7 mm de diámetro, para ser ubicadas en cualquiera de los dos inyectores, estas boquillas interiormente disponen de un sistema de láminas que giran cuando sale el chorro de agua provocando un excelente efecto laminar de flujo. En la Fig. 8 están las características de la cantidad da agua descargada cuando el orifico del diámetro de la boquilla, y la presión del agua varían. Se ha encontrado que la cantidad de agua descargada de la boquilla generalmente corresponde a la siguiente fórmula hasta una presión de agua de 80 kg/cm2:

pCd66.0Q 2=

Donde:

Q = Cantidad de descarga de agua (litos /min) C = Coeficiente de flujo de la boquilla. d = Diámetro del orificio de la boquilla. p = Presión de agua en la boquilla (kg/cm2).

RELACION ENTRE PRESION DE AGUA Y VELOCIDAD DE DESCARGA

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

0 10 20 30 40 50 6

PRESION DE AGUA DEL INYECTOR, Kg/cm2

VELO

CID

AD

DE

DES

CA

RG

A D

EL A

GU

A, l

itos/

min

5 mm

6 mm

7 mm

0

Fig 8

Cuando la presión del agua es incrementada, la fuerza con que golpea el agua se vuelve mas fuerte, la cantidad derramada aumenta, pero la cantidad de agua que cae bajo de la superficie del aislador disminuye; y de hecho la resistencia al voltaje se incrementa.

CAUDAL DE AGUA

DIAMETRO PRESION DE AGUA DEL

INYECTOR INYECTOR REMOTO MANUAL

mm 30 Kg/cm2 15 Kg/cm2 5 92 l/min 65 l/min 6 135 l/min 95 l/min 7 185 l/min 130 l/min

La relación que existe entre la presión de agua en la bomba de agua y velocidad de la revolución del motor, de acuerdo al tipo de diámetro del inyector se indican en los cuadros siguientes:

6

Control remoto del monitor 30 Kg / cm2

DIAMETRO PRESION DE AGUA REVOLUCIONES

INYECTOR EN BOMBA DE AGUA DEL MOTOR

mm Kg/cm2 rpm

5 34 - 35 1350 - 1400

6 35 - 36 1400 - 1450

7 36 - 37 1450 - 1500

Cañón rociador 15 Kg / cm2

DIAMETRO PRESION DE AGUA REVOLUCIONES

INYECTOR EN BOMBA DE AGUA DEL MOTOR

mm Kg/cm2 rpm

5 21 -22 1050 - 1100

6 22 -23 1100 - 1150

7 29 - 30 1250 - 1300 3.3.4 Distancia mínima requerida entre inyector y parte energizada. La distancia entre el objeto energizado a ser lavado, y el inyector del control remoto del monitor, o del cañón rociador (manual), deberá ser por lo menos, lo que se indica a continuación :

Voltaje nominal Distancia mínima 230 KV 5,0 m 138 KV 4,9 m 69 KV 4,6 m 3.3.5 Velocidad de lavado del aislamiento. El lavado debe ser realizado a una velocidad de desplazamiento del chorro de agua de aproximadamente de 0.15 a 0.25 m/s a lo largo del eje del equipo o cadena de aisladores. 3.3.6 Angulo de incidencia de chorro de agua. El ángulo de incidencia del chorro de agua sobre el aislamiento, debe ser más de 40 grados, par prevenir una descarga en los aisladores cercanos, los cuales pueden ser alcanzados por un dispersión de agua.

3.3.7 Orden de lavado. La limpieza se iniciará en la parte más lejana a la dirección del viento, moviéndose en contra del mismo de tal forma que los aisladores secos no sean alcanzados por salpicaduras de agua.

Para los aisladores de posición vertical, se deberá apuntar el chorro de agua empezando desde la parte inferior. Para los aisladores colocados horizontalmente se iniciará el lavado desde la parte más cercana a la conexión a tierra. Para los equipos (pararrayos, TP, TC, seccionadores y disyuntores), se iniciará el lavado desde la parte más cercana a la conexión a tierra. El chorro de agua deberá ser lanzado desde varios ángulos para remover la suciedad más difícil. 3.3.8 Personal requerido Para este trabajo se requiere: un supervisor que se encargará de velar por que se sigan cuidadosamente las instrucciones y procedimientos que se dan para este lavado. Una segunda persona que controlará la operación de la bomba y una tercera que realizará el lavado.

7

3.4 NORMAS DE SEGURIDAD • Tener autorización del Centro de Control de

Operación de TRANSELECTRIC, para intervenir en las instalaciones energizadas donde se va ha el lavado.

• Delimitar el lugar de trabajo, con dispositivos de señalización como avisos, banderolas, cabos, cintas, etc.

• El personal debe cumplir estrictamente lo estipulado en la Orden de Trabajo, en su procedimiento y todas las medidas de Seguridad e Higiene Industrial.

• Conectar a tierra el chasis del vehículo. • Conectar a tierra el disparador manual

(cañón rociador). • Realizar el trabajo con personas entrenadas

en el lavado. • Por ningún motivo se deberá tocar el chorro

de agua mientras se ejecuta el trabajo de limpieza.

• El personal debe usar botas y guantes de hule así como casco protector.

3.5 PROCEDIMIENTO DEL TRABAJO 1. Solicitar la consignación de la bahía. 2. Estacionar y anclar el vehículo de lavado en Caliente en posición adecuada, junto a la bahía que se va ha lavar (Sto. Domingo 1). 3. Conectar firmemente el cable de tierra al cañon de rociado. 4. Ubicar los mandos y palancas de marcha, selectora y de transferencia del camión para hacer operar las bombas. 5. Abrir la válvula de succión del tanque de agua del vehículo.

6. Abrir la válvula de descarga. 7. Extender la manguera de rociado de manera que no tenga “lazos”.

8. Conectar al extremo de la manguera el cañón de rociado con el inyector de 7 mm. de diámetro. 9. Acelerar el motor y obtener:

Presión de agua en la bomba 29-30Kg/cm2. Revoluciones del motor 1250-1300RPM. Presión del agua en el inyector 15kg/cm2 Velocidad de rociado del inyector 130lt/min.

10. Mantener la distancia de seguridad entre el inyector y las partes energizadas durante el lavado para evitar fuga de corriente de acuerdo al nivel de tensión.

11. No debe lanzarse el chorro de agua a las partes energizadas mientras no se alcance la presión de trabajo.

12. Desplazar el chorro de lavado a una velocidad aproximada 0,15 a 0,25m/seg., a lo largo del eje de la cadena de aisladores.

13. La limpieza se iniciará en la parte más lejana a la dirección del viento, o la más alta

localización de los aisladores, y príncipalmente depende de la distribución del equipo primario de acuerdo al esquema de la subestación.. 14. El chorro de agua deberá ser lanzado desde varios ángulos para remover la suciedad más difícil. 15. Para los aisladores de posición vertical, se deberá apuntar el chorro de agua empezando desde la parte inferior. Para los aisladores colocados horizontalmente se iniciará el lavado desde la parte más cercana a la conexión a tierra. 16. Para el lavado del aislador de los equipos primarios (Pararrayos, TC, Disyuntores y seccionadores)l, se deberá iniciar el lavado empezando desde la parte inferior. 3.6 CONCLUSIONES • La subestación Santo Domingo se

encuentra localizada en una zona de alta contaminación vegeta y con la finalidad de evitar flashover, el lavado del aislamiento, se ha catalogado como de primera importancia.

• Con la finalidad de mejorar los índices de disponibilidad , además de la disminuir el impacto social que trae consigo la falta de suministro eléctrico a la comunidad se ha determinado la necesidad de realizar el lavado del aislamiento con tensión.

• El aislamiento debe ser lavado antes que el limite predeterminado de contaminación sea alcanzado. La indicación para operar el lavado puede ser dirigida mediante el monitoreo de los contaminantes acumulados en aisladores pilotos, ubicados en las zonas donde se va a trabajar; esto permitirá definir la frecuencia del lavado.

• Bajo el lavado de instalaciones con tensión las funciones eléctricas de un aislamiento son influenciadas por la precipitación, conductividad del agua y condición del viento. La conductividad del agua de lavado de los aisladores debe ser cuidadosamente investigada antes de su aplicación. Para realizar el lavado con tensión del aislamiento a partir de los 138 KV, la conductividad del agua no debe se mayor a 500 µS/cm.

• Dependiendo de la cantidad o tipo de contaminación de fácil o difícil limpieza se debe determinar la utilización de la boquilla con el diámetro adecuado.

• La presión de agua debe ser de aproximadamente 30Kg/cm2 en el inyector monitor y 15Kg/cm2 en el chorro de cañón rociador.

• Es importante tomar en cuenta el orden de lavado y la velocidad con la cual se debe desplazar el chorro de agua.

8

4.- TRATAMIENTO DE ACEITE EN BANCO DE AUTOTRANSFORMADORES CON TENSIÓN, DE 100 MVA Y 138/69 KV. El Banco de Autotransformadores, denominado ATR, de la subestación Santo Domingo, del Sistema Nacional de Transmisión de propiedad de TRANSELECTRIC S.A., está formado por tres unidades monofásicas de 138/69/13.8 KV 20/26.70/33.33 MVA OA/FA/FOA., volumen de aceite 6350 litros, y año de fabricación 1980. TRANSELECTRIC S.A. tiene establecido como política del mantenimiento de transformadores, realizar periódicamente las siguientes acciones de DIAGNOSTICO: 1. Efectuar en forma anual las PRUEBAS

ASTM del aceite aislante, con la finalidad de obtener una información completa y suficiente sobre las condiciones de degradación en que se encuentra éste.

2. Efectuar en forma anual un análisis CROMATOGRAFICO DE GASES disuelto en el aceite y así, predecir o descartar eventuales fallas incipientes o avanzadas.

3. Efectuar en forma anual un chequeo de TERMOGRAFIA a todo el exterior del transformador, con el fin de detectar zonas o puntos calientes anormales.

4. Efectuar en forma quinquenal PRUEBAS ELECTRICAS de campo.

5. Inspecciones visuales diarias, chequeando cuidadosamente todos los instrumentos tomando en cuenta la información que ellos estén dando.

6. Adicionalmente considera muy necesario conocer la HISTORIA del transformador, que se registra en la HOJA DE VIDA respectiva.

En uno de los reportes de pruebas FISICO – QUÍMICAS, realizadas al aceite de los transformadores del banco ATR se encontró los siguientes valores de CONTENIDO DE AGUA (ppm), resaltando que el de la fase B estaba alto.

BANCO ATR CONTENIDO DE AGUA EN ppm

FASE ASTM A B C D-1533

14 44 8 35 En razón de estos resultados se tomo la decisión de realizar el tratamiento de aceite, con el transformador energizado, tomando en consideración, la imposibilidad de sacarlo fuera

de servicio por que se suspendía el servicio, y se dejaba de entregar por lo menos 650 MWH a la empresa distribuidora EMELSAD. De igual manera, este método permite mejorar los IDICES DE DISPONIBILIDAD exigidos por TRANSELECTRIC. Disponibilidad (Ao) La disponibilidad es una característica que resume cuantitativamente el perfil de operabilidad de un elemento. Representa el porcentaje del tiempo disponible (de uso) del activo en un periodo determinado. La disponibilidad relaciona básicamente los tiempos promedios de reparación de las fallas y los tiempos promedios operativos. En la Fig A continuación se presentan los parámetros a ser utilizados en el cálculo de los indices .

Fig. 9

Ao = %100´

xMDTMUT

MUT+

Donde:

MDT=MTTR+MTO MUT = Tiempo medio de funcionamiento entre fallas MUT = Σ UT/n MDT = Tiempo medio de indisponibilidad entre fallas MDT = Σ DT/n MTTR = Tiempo medio para reparar MTTR = Σ TTR/n MTO = Tiempo medio fuera de control MTTR = Σ TO/n

9

4.1 CONTENIDO DE AGUA NORMA ASTM D-1533 El aceite, además de servir como barrera dieléctrica, permite la transferencia de calor, y sus características de absorción de la humedad y de los gases contenidos en el aislamiento sólido, y envejecimiento de esa aislamiento, lo convierten en un buen medio de diagnóstico acerca del estado del transformador, lo cual permite definir las acciones concretas a seguir y el procedimiento adecuado para efectuar un mantenimiento técnicamente apropiado y bien programado, con la finalidad de dejar la unidad en las mejores condiciones posibles para una correcta operación, procurando alargar lo que le queda de su vida útil. El agua en el aceite tiene el comportamiento indicado en la Fig 9, de acuerdo a esta curva se puede calcular el porcentaje de saturación de agua en el aceite y por tanto establecer el margen de seguridad en relación con la formación de agua libre en caso de enfriamiento del aceite.

Fig 10

Normalmente todas las marcas de los aceites tienen este perfil de saturación. El agua puede estar en forma libre, por sobre la curva de saturación y en este caso baja sensiblemente la rigidez dieléctrica y transfiere humedad a la celulosa. Pero también puede esta en forma de emulsionada, por debajo de la curva; puede o

no afectar la rigidez dieléctrica, pero acelera la formación de compuestos polares que van a intervenir en la oxidación del aceite.

4.1.1 Eliminación de humedad Para eliminar el agua presente en los aislamientos, es necesario transformarla en vapor y expulsarla a la atmósfera, lo anterior se puede lograr con calor, aumentando la temperatura hasta el puno de ebullición del agua o disminuir la presión atmosférica hasta el punto de lograr la ebullición de la misma a temperatura ambiente. La aplicación de vacío, tiene como propósito reducir el punto de ebullición del agua contenido en forma de humedad dentro de los aislamientos, con lo cual su evaporación se acelera; al convertirse el agua en vapor, puede ser evacuada rápidamente por medio de la bomba de vació, en la Fig. 10 se muestra el punto de ebullición del agua en función de la presión absoluta.

C U R V A D E SA T U R A C ION D EL A GU A EN EL A C EIT E

020406080

100120140160180200220240260280300320340360380400420440460480

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

TEM P ERATURA DEL ACEI TE EN o C

P UNTO DE EBULLI C I ON DEL AGUA EN FUNCI ON DE P RES I ON ABS OLUTA

1

10

100

1000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

GRADOS CENTI GRADOS

Fig 11

4.2 EQUIPO PARA EL TRATAMIENTO DEL ACEITE El equipo utilizado en este trabajo fue un grupo móvil, marca BRIZIO BASI ,tipo DVO.5000 que permite realizar el tratamiento de aceite

10

dieléctrico con alto vacío, con una capacidad de tratamiento hasta 6000 litros/hora,

Dispone de: tres etapas de calentamiento con resistencias de 33,6 KW, a 440V; dos bombas de vacío de 4y3 KW; una cámara de vacío o torre de desaeración, dos filtros de 2 y 5 micras, una bomba de alimentación y una bomba de extracción. 4.2.1 Tipo de tratamiento El tipo de tratamiento de aceite que se empleó fue el conocido como circuito cerrado, en este caso el aceite se recicla en el mismo transformador a través de la planta de tratamiento, como se indica en la Fig. 12.

Fig. 12 Por tratamiento de aceite, se entiende la eliminación de las substancias físicamente contaminadas del aceite, cuya presencia contribuye a disminuir su valor de rigidez dieléctrica, o sea de las partículas, de la humedad y de los gases. 4.3 PROCEDIMEINTO DE TRATAMIENTO DEL ACEITE 4.3.1 Condiciones previas al proceso • Es importante antes de iniciar el proceso,

revisar que el nivel de aceite sea el adecuado dentro del transformador, así como llenar el equipo de proceso con aceite limpio para evitar que el nivel del transformador baje cuando se inicien los trabajos.

• La planta de tratamiento se la ubica lo más

cerca del transformador en el cual se va a trabajar, par tener la posibilidad de observar tanto al transformador cuanto a la planta de tratamiento y poder intervenir rápidamente en caso de presentarse una emergencia.

• La posición de las mangueras de entrada y

salida de aceite del transformador, son

colocadas en forma diametralmente opuesta, en la parte superior e inferior, respectivamente. Cuando un transformador no dispone de estas facilidades, se debe realizar adaptaciones de tal manera que permita cumplir con los procedimientos establecidos.

• Es importante y más que todo indispensable

coloca una manguera transparente en paralelo entre la salida y entrada del transformador para observar la presencia de burbujas de aire y poder eliminarlas.

• La velocidad de tratamiento de aceite debe

ser de 2500 litros/hora. a fin de evitar turbulencia del flujo de aceite dentro del transformador y por ende la formación de burbujas de aire, en la Fig 13, se indica el esquema del tratamiento de aceite, con tensión.

• Durante el proceso se recomienda

desconectar el disparo del relé buchholz, y mantener la alarma, para actuar en forma inmediatamente en caso de emergencia.

Fig 13

1-Bomba de entrada 6-Bomba de descarga 2-Calentador 7-Cámara de vacío 3-Filtro 8-By pass interno 4-Base 9-By pass externo 5-Bomba de vacío 10-Válvulas • Supervisar que los niveles del aceite tanto

en el transformador cuanto en la máquina de tratamiento sean los adecuados.

• Durante el tratamiento se debe tener un

cuidado especial en mantener la temperatura adecuada, dependiendo de la carga del transformador o del medio ambiente, a fin de que el transformador trabaje dentro de los límites aceptables de temperatura.

11

4.3.2 Procedimiento 1. Tener autorización del Centro de Control de

Operación de TRANSELECTRIC, para intervenir en las instalaciones.

2. Delimitar el lugar de trabajo, con dispositivos de señalización como avisos, banderolas, cabos, cintas, etc.

3. Arrancar la bomba de entrada del sistema de vacío.

4. Abrir la válvula de entrada a la cámara de vacío.

5. Abrir la válvula de salida de aceite del transformador.

6. Abrir la válvula de entrada de aceite al transformador.

7. Eliminar si existen burbujas de aire en la manguera transparente.

8. Observar que el nivel de la cámara de desaeración (vacío) se conserve siempre en tres cuartos de la mirilla. Si el nivel baja debe regularse con la válvula de descarga en la cámara de vacío.

9. Cuando el aceite contiene mucha humedad, al interior de la torre de desaeración se forma una capa de espuma extremadamente espesa y hasta la espuma puede desbordar de la torre hacia el sistema de bombeo; para impedir este fenómeno, el operador tendrá que reducir el flujo mediante la válvula del caudal.

10. Cuando, a través de la mirilla, se note que en la torre de desaeración no se forma más espuma, se puede razonablemente considerar concluido el tratamiento y se puede pasar a ejecutar las pruebas del aceite.

4.3.3 Resultados

El tratamiento del aceite se realizó durante 24 horas continuos, luego de lo cual se tomó una muestra para el análisis Físico-Químico del aceite. Los resultados fueron satisfactorios por cuanto se comprobó que el valor de contenido de agua en el aceite bajo sustancialmente a 7 ppm.

4.4 CONCLUSIONES

• Este procedimiento de tratamiento de aceite de transformadores con tensión, resulto muy adecuado, por no tener flexibilidad para transferir la carga a EMELSAD que en este caso era de 650 MWH.

• Permite este método indiscutiblemente mejorar los índices de disponibilidad de los transformadores.

• Este procedimiento también puede ser aplicado, en un transformador de 230/130 KV, tomando en cuenta las mismas recomendaciones que se han expuesto.

• La velocidad de tratamiento (litros/hora) y el calentamiento del aceite son elementos que se deben tomar muy en cuenta en este tipo de trabajo.

• El tratamiento con transformador energizado, tiene la misma efectividad que si se lo hace desenergizado.

12