MANTENIMIENTO DE EQUIPO ELÉCTRICO

INGENIERÍA DE EJ. EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

PROFESOR L LUNA Q.

MANTENIMIENTO DE EQUIPO ELÉCTRICO

• OBJETIVOS: IDENTIFICAR EL TIPO DE MÁQUINA ELÉCTRICA DE EMPLEO MÁS FRECUENTE EN LAS APLICACIONES INDUSTRIALES

• INTERPRETAR DATOS DE LAS PLACAS CARACTERÍTICAS DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS

• CONOCER LAS ACCIONES DE MANTENIMIENTO DE MÁQUINAS Y EQUIPOS ELÉCTRICOS

• DIAGNOSTICAR FALLAS SIMPLES EN EL FUNCIONAMIENTO DE MÁQUINAS Y EQUIPOS ELÉCTRICOS

MANTENIMIENTO DE EQUIPO ELÉCTRICO

• CONTENIDOS : TRANSFORMADORES : PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO. TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS Y TRIFÁSICOS. MANTENIMIENTO PREVENTIVO.

• MÁQUINAS ROTATIVAS: PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE MOTORES Y GENERADORES. TIPOS DE MÁQUINAS. PAUTAS DE MANTENIMIENTO DE MOTORES Y SUS PROTOCOLOS

• MANTENCIÓN DE EQUIPOS DE ACCIONAMIENTOS Y CONTROL ELÉCTRICO.

MANTENIMIENTO DE EQUIPO ELÉCTRICO

• BIBLIOGRAFÍA:• INGENIERÍA ELÉCTRICA PARA TODOS LOS INGENIEROS

ROADSTRUM / WOLAVER ALFAOMEGA 2° EDICIÓN

MANTENIMIENTO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS

JUAN MANZANO O PARANINFO 4° EDICIÓN

MANTENIMIENTO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ORREGO PARANINFO 2002

MANUAL DE MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

L C MORROW C.E.C.S.A

Mantenimiento en Subestaciones Eléctricas

• Es de conocimiento general que hoy en día, la energía

eléctrica es necesaria para muchos aspectos de la vida diaria,

• Ninguna persona está exenta del uso de la energía eléctrica,

de una forma u otra, ya sea en su domicilio o en el trabajo

Equipos en funcionamiento, talleres, televisores, oficinas,

quirófanos, etc.  Esto nos lleva a la conclusión de que el

servicio eléctrico debe ser continuo y de

calidad.

MANTENIMIENTO DE SUBESTACIONES

• Para que el suministro de energía eléctrica sea

continuo y de calidad, requiere que los

componentes del sistema eléctrico sean

sometidos a un buen Mantenimiento preventivo

Mantenimiento en Subestaciones

Los Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP), tienen varios componentes y cada uno con características singulares, y

éstos forman parte importante de todo el sistema, cumpliendo cada uno con sus funciones específicas, para el buen

funcionamiento del sistema, tanto en condiciones de calidad como de continuidad de servicio.

  Uno de estos componentes son las subestaciones, cuya función

es la de interconectar circuitos entre sí, con las mismas características de potencia, aunque con características

diferentes en algunos casos (voltaje y corriente).

SISTEMA DE POTENCIA

Mantenimiento en Subestaciones

• Existen en una subestación, interruptores, encargados de unir o abrir circuitos entre sí, transformadores de potencia,

• encargados de transmitir la potencia de un sistema a otro con las características deseadas de voltaje y de corriente,

• transformadores de medida, que se encargan de medir las características de la señal eléctrica para fines de protección

y registro, seccionadores, que unen o separan circuitos, bancos de capacitores, que sirven para compensar la caída

de tensión al final de la línea de transmisión, los pararrayos que protegen contra descargas; etc

ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIÒN

INTERRUPTORINTERRUPTORTRANSFORMADORTRANSFORMADOR

TRAN. DE MEDIDASTRAN. DE MEDIDAS

COMPONENTES DE UNA SUBESTACIÓN

• PARARRAYO

BANCO DE CAPACITORESBANCO DE CAPACITORES

SECCIONADORESSECCIONADORES

Mantenimiento en Subestaciones

• Tomando en cuenta que las subestaciones son un componente importante de los sistemas de potencia, además de ser los de mayor costo económico, y que la continuidad del servicio depende en gran parte de ellas; es necesario aplicar a estos sistemas una adecuada Gestión de Mantenimiento. Esta gestión deberá observar al mantenimiento preventivo, englobando al mantenimiento predictivo, al mantenimiento correctivo

para las reparaciones y al mantenimiento proactivo, para el análisis y revisión periódica de la gestión, y para la evolución

del mantenimiento y sus procedimientos. Todo esto interrelacionado, conformando así al Mantenimiento Integrado

EL TRANSFORMADOR

• EL COMPONENTE MAS IMPORTANTE DE UNA

SUBESTACIÓN ES EL TRANFORMADOR DE

POTENCIA CUYO FUNCIONAMIENTO ESTÁ BASADO

EN LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA QUE

PRODUCE UN CAMPO MAGNÉTCO VARIABLE QUE

ENLAZA A DOS BOBINAS CONTENIDAS EN UN

NÚCLEO DE FIERRO COMÚN

SUBESTACIÓN ELECTRICA

EL TRANSFORMADOR

Generalidades GeneralidadesTransformadorTransformadorelementalelementalTransformadorTransformadorelementalelemental Se utilizan en redes eléctricas Se utilizan en redes eléctricas

para convertir un sistema para convertir un sistema de de tensionestensiones (mono - trifásico) en (mono - trifásico) en

otro de igual frecuencia y otro de igual frecuencia y >> o o

<< tensión tensiónLa conversión se realiza La conversión se realiza

práctica-mente sin pérdidas práctica-mente sin pérdidas PotPotentradaentradaPotenciaPotenciasalidasalida

Las intensidades son Las intensidades son inversamente proporcionales a inversamente proporcionales a

las tensiones en cada ladolas tensiones en cada lado

Transformador Transformador elevadorelevador: V: V22>V>V11, , II22<I<I11

Transformador Transformador reductorreductor: V: V22<V<V11, , II22>I>I11

Los valores nominales que definen a un transformador son: PotLos valores nominales que definen a un transformador son: Potenciaencia aparente (S), Tensión (V), I (corriente) y frecuencia (f)aparente (S), Tensión (V), I (corriente) y frecuencia (f)

SecundarioSecundario

V2V2V1V1

I1I1 I2I2

Núcleo de chapa magnética aisladaNúcleo de chapa

magnética aislada

PrimarioPrimario

Flujo magnéticoFlujo magnético

Aspectos constructivos: circuito magnético I

Aspectos constructivos: circuito magnético I

El El SiSi incrementa la resistividad incrementa la resistividad del material y reduce las del material y reduce las

corrientes parásitascorrientes parásitas

En la construcción del núcleo En la construcción del núcleo se utilizan chapas de acero se utilizan chapas de acero

aleadas con Silicio de muy bajo aleadas con Silicio de muy bajo espesor (0,3 mm) aprox.espesor (0,3 mm) aprox.

La chapa se aisla mediante un tratamiento químico (Carlite) y se obtiene La chapa se aisla mediante un tratamiento químico (Carlite) y se obtiene por LAMINACIÓN EN FRÍO: aumenta la permeabilidad. Mediante este por LAMINACIÓN EN FRÍO: aumenta la permeabilidad. Mediante este

procedimiento se obtien factores de relleno del 95-98%procedimiento se obtien factores de relleno del 95-98%

El núcleo puedetener sección cuadrada. Pero es más frecuente aproximarlo a la circular

El núcleo puedetener sección cuadrada. Pero es más frecuente aproximarlo a la circular

Montaje chapas núcleoMontaje chapas núcleo

11

22

334455 Corte a 90ºCorte a 90ºCorte a 90ºCorte a 90º Corte a 45ºCorte a 45ºCorte a 45ºCorte a 45º

V2V2V1V1

I1I1 I2I2

Aspectos constructivos: devanados y aislamiento I Aspectos constructivos:

devanados y aislamiento I600-5000 V

4,5 - 60 kV

> 60 kV

Diferentes formas Diferentes formas constructivas de constructivas de devanados según devanados según tensión y potenciatensión y potencia

Los conductores de los devanados están aislados entre sí:Los conductores de los devanados están aislados entre sí:En transformadores de baja potencia y tensión se utilizan En transformadores de baja potencia y tensión se utilizan

hilos esmaltados. En máquinas grandes se emplean hilos esmaltados. En máquinas grandes se emplean pletinas rectangulares encintadas con papel impregnado pletinas rectangulares encintadas con papel impregnado

en aceiteen aceite

El aislamiento entre devanados se realiza dejando El aislamiento entre devanados se realiza dejando espacios de aire o de aceite entre ellosespacios de aire o de aceite entre ellos

La forma de los devanados es normalmente circularLa forma de los devanados es normalmente circular

El núcleo está siempre El núcleo está siempre conectadoconectado a tierra. Para evitar a tierra. Para evitar elevados gradientes de potencial, el devanado de baja elevados gradientes de potencial, el devanado de baja

tensión se dispone el más cercano al núcleotensión se dispone el más cercano al núcleo

Aspectos constructivos: devanados y aislamiento II

Aspectos constructivos: devanados y aislamiento II

Estructura Estructura devanados: devanados: transfo. transfo. monofásicomonofásico

Estructura Estructura devanados: devanados: transfo. transfo. monofásicomonofásico

Núcleo con 2 columnasNúcleo con 2 columnasNúcleo con 2 columnasNúcleo con 2 columnas Núcleo con 3 Núcleo con 3 columnascolumnas

Núcleo con 3 Núcleo con 3 columnascolumnas

SecundarioSecundarioSecundarioSecundario

PrimarioPrimarioPrimarioPrimario

SecundarioSecundarioSecundarioSecundario

PrimarioPrimarioPrimarioPrimarioAislanteAislanteAislanteAislante

ConcéntricoConcéntricoConcéntricoConcéntrico

PrimarioPrimarioPrimarioPrimarioAislanteAislanteAislanteAislante

SecundarioSecundarioSecundarioSecundario

PrimarioPrimarioPrimarioPrimario

AislanteAislanteAislanteAislanteAlternadoAlternadoAlternadoAlternado

SecundarioSecundarioSecundarioSecundario

Aspectos constructivos: devanados y aislamiento III

Aspectos constructivos: devanados y aislamiento III

Fabricación núcleo: Fabricación núcleo: chapas magnéticaschapas magnéticasFabricación núcleo: Fabricación núcleo: chapas magnéticaschapas magnéticas

Conformado conductores Conformado conductores devanadosdevanados

Conformado conductores Conformado conductores devanadosdevanados

Catálogos comercialesCatálogos comerciales

Catálogos comercialesCatálogos comerciales

Aspectos constructivos Aspectos constructivos 11 Núcleo Núcleo

1’1’ Prensaculatas Prensaculatas

22 Devanados Devanados

33 Cuba Cuba

4 4 Aletas refrigeraciónAletas refrigeración

55 Aceite Aceite

66 Depósito expansión Depósito expansión

77 Aisladores (BT y AT) Aisladores (BT y AT)

88 Junta Junta

99 Conexiones Conexiones

1010 Nivel aceite Nivel aceite

1111 - 12- 12 Termómetro Termómetro

13 - 1413 - 14 Grifo de vaciado Grifo de vaciado

1515 Cambio tensión Cambio tensión

1616 Relé Buchholz Relé Buchholz

1717 Cáncamos transporte Cáncamos transporte

1818 Desecador aire Desecador aire

1919 Tapón llenado Tapón llenado

2020 Puesta a tierra Puesta a tierra Transformadores de potencia medida... E. Ras OlivaTransformadores de potencia medida... E. Ras Oliva

Aspectos constructivos: transfo. trifásicos I

Aspectos constructivos: transfo. trifásicos I

Transformadores en baño de

aceite

Catálogos comercialesCatálogos comerciales

Aspectos constructivos: transfo. trifásicos II

Aspectos constructivos: transfo. trifásicos II

Transformador seco

OFAF

Catálogos comercialesCatálogos comerciales

Aspectos constructivos: transfo. trifásicos III

Aspectos constructivos: transfo. trifásicos III

5000 kVA5000 kVABaño de Baño de aceiteaceite

5000 kVA5000 kVABaño de Baño de aceiteaceite

2500 kVA2500 kVABaño de aceiteBaño de aceite2500 kVA2500 kVABaño de aceiteBaño de aceite

1250 kVA1250 kVABaño de aceiteBaño de aceite1250 kVA1250 kVABaño de aceiteBaño de aceite

10 MVA10 MVASellado con NSellado con N22

10 MVA10 MVASellado con NSellado con N22

10 MVA10 MVASellado con NSellado con N22

10 MVA10 MVASellado con NSellado con N22

Catálogos comercialesCatálogos comerciales

Aspectos constructivos: transfo. Aspectos constructivos: transfo. trifásicos IVtrifásicos IV

Aspectos constructivos: transfo. Aspectos constructivos: transfo. trifásicos IVtrifásicos IV

Secciones de transfomadores Secciones de transfomadores en aceite y secosen aceite y secosEn aceite

Seco Catálogos comercialesCatálogos comerciales

Catálogos comercialesCatálogos comerciales

Principio de funcionamiento (vacío) Principio de funcionamiento (vacío)

tSen)t( m tSen)t( m

tCosNtCosU)t(U mm 11 tCosNtCosU)t(U mm 11

mm fNU 21 mm fNU 21mmefef Nf,NfEU 1111 44422

1mmefef Nf,NfEU 1111 4442

2

1

dt)t(d

N)t(e

22 dt)t(d

N)t(e

22

)vacío(

ef

ef

eft U

UNN

E

Er

2

1

2

1

2

1 )vacío(

ef

ef

eft U

UNN

E

Er

2

1

2

1

2

1

011 )t(e)t(U 011 )t(e)t(ULTK primario:LTK primario:

dt)t(d

N)t(e)t(U

111 dt)t(d

N)t(e)t(U

111

Ley de Lenz:Ley de Lenz:

El flujo esEl flujo essenoidalsenoidal

TensiónTensiónmáximamáxima

TensiónTensióneficazeficaz

FemFemeficazeficaz

Repitiendo el proceso Repitiendo el proceso para el secundariopara el secundariomef BSNf,E 11 444 mef BSNf,E 11 444

mef BSNf,E 22 444 mef BSNf,E 22 444La tensión aplicada La tensión aplicada determina el flujo determina el flujo

máximo de la máquinamáximo de la máquina

U2(t)U2(t)U1(t)U1(t)

I0(t)I0(t) I2(t)=0I2(t)=0

e1(t)e1(t) e2(t)e2(t)

(t) (t)TransformadorTransformadoren vacíoen vacío

R devanados=0R devanados=0R devanados=0R devanados=0

Principio de funcionamiento: relación entre corrientes

Principio de funcionamiento: relación entre corrientes

U2(t)U2(t)U1(t)U1(t)

I1(t)I1(t) I2(t)I2(t)

(t) (t)

P2P2P1P1 P=0P=0

Considerando que lConsiderando que la a conversión se realiza conversión se realiza

prácticamente sin prácticamente sin pérdidaspérdidas::

PotPotentradaentradaPotenciaPotenciasalidasalida

PP1 1 P P22: U: U11*I*I11=U=U22*I*I22PP1 1 P P22: U: U11*I*I11=U=U22*I*I22

Considerando que lConsiderando que la a tensión del tensión del

secundario en carga secundario en carga es la misma que en es la misma que en

vacío:vacío:UU2vacío2vacíoUU2carga2carga

1

2

2

1t I

IUU

r 1

2

2

1t I

IUU

r t2

1

r1

II

t2

1

r1

II

Las relaciones Las relaciones de tensiones y de tensiones y corrientes son corrientes son

INVERSASINVERSAS

El transformador no modifica la potencia que se transfiere, El transformador no modifica la potencia que se transfiere, tan solo altera la relación entre tensiones y corrientes tan solo altera la relación entre tensiones y corrientes

TRANSF. EN SISTEMAS TRIFÁSICOS

SISTEMAS TRIFÁSICOS