mantenimiento a transformadores
TRANSCRIPT
ABB Service - Colombia ISV
INTRODUCCION
Un transformador está proyectado para durar más de 30 años en operación.
Sin embargo, para que esto ocurra es necesario efectuar un CONTROL PERIODICO que demanda tiempo y costos, pero que
son ampliamente compensados con la disminución en las perturbaciones del servicio y la prolongación de su
VIDA UTIL.
ABB Service - Colombia ISV
PRINCIPALES COMPONENTES DEL TRANSFORMADOR
• Acero Silicio - Nucleo
• Cobre / Conductores
• Estructura de acero
• Maderos / Calzos
• Papel aislante
• Aceite
ABB Service - Colombia ISV
• El sistema básico de aislamiento del transformador está formado fundamentalmente, por el ACEITE AISLANTE y los materiales CELULOSICOS (Papel Aislante).
PAPEL AISLANTE Aislamiento sólido.
Aislamiento líquido. ACEITE MINERAL
SISTEMA DE AISLAMIENTO
• De estos dos elementos el más importante es el PAPEL AISLANTE, pues constituye el aislamiento primario del sistema y su proceso de degradación es irreversible.
ABB Service - Colombia ISV
P A P E L A C E I T E
TENSIÓN INTERFACIAL(TIF)
CONTENIDO DE HUMEDAD
COMPUESTOS POLARESÁCIDOS PESADOS
TEMP. H20 O2
INDICE DE ACIDEZ TOTAL
CONTENIDO DEFURFURALDEHIDO
(FURANOS)
MECANISMO DE ENVEJECIMIENTODEL PAPEL
• Mejorar la Rigidez Dieléctrica del Papel• Mejorar la Resistencia Mecánica del Papel• Transferencia de Calor
• Aislamiento Primario
ABB Service - Colombia ISV
EL ACEITE COMO DIELÉCTRICO
CONTENIDO DE HUMEDAD :
RIGIDEZ DIELÉCTRICA:
EL ESTADO DE ENVEJECIMIENTO DEL ACEITE
TENSIÓN INTERFACIAL:
ÍNDICE DE ACIDEZ TOTAL:
Método Utilizado: ASTM D-1533
Parámetro: 35 ppm (partes por millón) - máximo
Método Utilizado: ASTM D-877
Método Utilizado: ASTM D-971
Método Utilizado: ASTM D-974
Parámetro: 32 KV - mínimo
Parámetro: 22 dinas/cm - mínimo
Parámetro: 0,25 mgKOH/g de aceite - máximo
ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICO
ABB Service - Colombia ISV
ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICO
• CONTENIDO DE HUMEDAD
• RIGIDEZ DIELÉCTRICA
• TENSIÓN INTERFACIAL
• ÍNDICE DE ACIDEZ TOTAL
• COLOR
• DENSIDAD
• FACTOR DE POTENCIA
ABB Service - Colombia ISV
ANÁLISIS CROMATOGRÁFICO
“PRUEBA PREDICTIVA”
El aceite aislante sometido a diferentes condiciones de trabajo como calentamiento, sobrecarga,descargas eléctricas, fugas eléctricas, etc., genera gases (o combinación de ellos) específicospara cada condición.
Así a través del análisis de estos gases, evaluamos las condiciones de
FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR
Los gases evaluados son:
• H2 - Hidrógeno• O2 - Oxígeno• N2 - Nitrógeno
• CH4 - Metano• CO - Monox. De Carbón• CO2 - Diox. De Carbón
• C2H4 - Etileno• C2H6 - Etano• C2H2 - Acetileno
Análisis (Calificación y Cuantificación) de los gases disueltos en el Aceite Aislante
ABB Service - Colombia ISV
ANÁLISIS CROMATOGRÁFICO
FALLA GASES CLAVES
ARCO ACETILENOACEITE DESCARGA PARCIAL HIDRÓGENO SOBRECALENTAMIENTO ETILENO
DESCARGA PARCIAL HIDRÓGENO MONÓXIDO DE CARBÓNPAPEL SOBRECALENTAMIENTO MONÓXIDO DE CARBÓN DIÓXIDO DE CARBÓN
ABB Service - Colombia ISV
TOMA DE MUESTRA
FISICO QUIMICO FRASCO 500 ml
CROMATOGRAFICO JERINGA DE VIDRIO 50 ml
EVITAR CONTAMINACIONES:
* Impurezas en la válvula del transformador
* Impurezas en los envases
* Contaminación de los accesorios de toma
* Contaminación ambiental
La Muestra debe ser representativa del Aceite del Transformador
ABB Service - Colombia ISV
GRADO DE POLIMERIZACION
El método más confiable para evaluar el grado de envejecimiento del PAPEL es elGRADO DE POLIMERIZACION (GP), pues está directamente relacionado con su resistenciamecánica.
Sistema básico de aislamiento del transformador: PAPEL / ACEITE
Aceite: recuperableTratamiento con Termo - Vacío
Regeneración
Papel : NO RECUPERABLE
Envejecimiento del TRANSFORMADOR = Envejecimiento del PAPEL
TOMA DE MUESTRA DIFICIL
ABB Service - Colombia ISV
GRADO DE POLIMERIZACION
100 200 300 400 500
GRADO DE POLIMERIZACIÓN (DEVANADO)
600
200
800
400
1000
GR
AD
O D
E P
OL
IME
RIZ
AC
IÓN
(C
AB
LE
S)
*
**
*
*
*
*
*
ABB Service - Colombia ISV
P A P E LÁCIDOS
PESADOS
TEMP. H20 O2
MECANISMO DE ENVEJECIMIENTO DEL PAPEL
ROTURA DE LA ESTRUCTURA DEL PAPEL
DISMINUCION DEL GRADO DEPOLIMERIZACION
COMPUESTOS DE FURANOS(FURFURALDEHIDOS)
CO / CO2 AGUA
ABB Service - Colombia ISV
CONTENIDO DE FURFURALDEHIDO
Los compuestos de Furanos (Furfuraldehido) son generados exclusivamente durante el procesode descomposición del papel aislante, por esto es utilizado como una TÉCNICA PREDICTIVApara evaluación preliminar del grado de envejecimiento del TRANSFORMADOR.
La toma de muestra del papel para el análisis de GP es compleja, por tal motivo se recomienda efectuar antes el análisis de contenido de FURANOS.
ABB Service - Colombia ISV
200 400 600 800
GRADO DE POLIMERIZACIÓN
1,0
0,1
10
100
CO
NT
EN
IDO
DE
FU
RF
UR
AL
DE
HID
O (
mg/
l)
*
*
*
*
**
*
**
* *
*
**
*
*
***
*
*
*
*
***
***
*
***
ABB Service - Colombia ISV
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30ANOSANOS
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
10
100
200300400500600700800900100011001200
G.P.
FU
RF
UR
AL
(PP
M)
ABB Service - Colombia ISV
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
ANALISIS DEL ACEITE ANALISIS DEL PAPEL PRUEBAS ELECTRICAS
INSPECCION VISUAL ACCESORIOS DE PROTECCION
ABB Service - Colombia ISV
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
I - ANALISIS DEL ACEITE
• Físico Químico
• Cromatográfico
• Contenido de Furfuraldehido
II - ANALISIS DEL PAPEL • Grado de polimerización
III - PRUEBAS ELECTRICAS• Relación de transformación.
• Factor de Potencia
• Resistencia de Aislamiento.
• Resistencia de los Devanados
ABB Service - Colombia ISV
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
IV - ACCESORIOS DE PROTECCION
• Indicador de Nivel de Aceite
• Relé de Gas (Buchholz)
• Relé de Flujo del Conmutador
V - INSPECCION VISUAL
• Silica Gel.
• Conexiones de Aterrizaje
• Panel de Control• Porcelana de los Bujes
• Relé de Sobrecorriente• Relé de Presión Súbita• Termómetro de los Devanados• Termómetro del Aceite• Válvula de Sobrepresión
• Relé Diferencial
• Sistema de Circulado de Aceite• Sistema de Ventilación• Fugas de Aceite
ABB Service - Colombia ISV
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
DIAGNOSTICO
• Condiciones de operación• Grado de Envejecimiento • Riesgos Operacionales• Recomendaciones de:MANTENIMIENTO CORRECTIVO
- EN SITIO - EN FABRICA PRIORIDADES
PROGRAMA DE MANTENIMIENTOPREVENTIVO
Controles y CriteriosPeriodicidades
Registros Operacionales
ABB Service - Colombia ISV
PRIORIDADES
EMPRESA - Análisis Fisico Quimico a X Transformadores
PRIORIDAD 1 BAJA RIG. DIELÉCTRICA (RIESGO OPERACIONAL)
PRIORIDAD 1A - Apenas Termo - Vacío (X1 Transformadores)
Ejemplos:
S/E MVA Año Fabric. KV IN TIF RD H2OA 12 --- GE 115 0.05 30.3 16.6 77.8B 15 79 BBC 115 0.06 30.4 19.3 70.8
ABB Service - Colombia ISV
PRIORIDADES
PRIORIDAD 1B - Termo - Vacio con Regeneración (X2 Transformadores)
Ejemplos:
PRIORIDAD 1C - Termo - Vacio con Estudio para Regeneración (X3 Transformadores)
Ejemplos:
S/E MVA Año Fabric. KV IN TIF RD H2OC 33 83 Westingh. 115 0.09 17.8 25.9 43.8D 7.5 85 TPL 115 0.02 20.2 25.4 70.2
S/E MVA Año Fabric. KV IN TIF RD H2OE 12 85 GE 66 0.07 23.2 17.4 47.4F 28 69 GE 115 0.08 25.0 18.7 34.5
ABB Service - Colombia ISV
PRIORIDADES
PRIORIDAD 2 - Regeneración Inmediata (X4 Transformadores)
Ejemplos:
PRIORIDAD 3 - Regeneración a Mediano Plazo (X5 Transformadores)
Ejemplos:
S/E MVA Año Fabric. KV IN TIF RD H2OG 3 80 BBC 34,5 0.10 19.0 34.1 24.5H 8 84 Siemens 66 0.20 19.0 32.6 40.6
S/E MVA Año Fabric. KV IN TIF RD H2OI 70 72 Alsth Sav. 110 0.04 27.4 28.4 23.9J 70 72 Alsth Sav. 110 0.03 28.3 31.3 10.4
ABB Service - Colombia ISV
TRATAMIENTO DEL ACEITE AISLANTE
Permite mejorar las características físicas, químicas y dieléctricas delACEITE MINERAL AISLANTE
Existen dos procesos utilizados para restaurar el aceite:
1 - Tratamiento del aceite por el proceso de Termo-Vacío.
Afecta la Rigidez Dielétrica y el Contenido de Humedad
2 - Regeneración del aceite aislante y/o deslodificación.
Afecta la Tensión Interfacial, Indice de Neutralización y el Factor de Potencia.
ABB Service - Colombia ISV
T I F
I N
TIF 25 (Aprox.)
> 40
< 0,01
TENSIÓN INTERFACIAL X INDICE DE NEUTRALIZACIÓN
ABB Service - Colombia ISV
LODOS EN TRANSFORMADORES
(EVALUACIÓN EN 500 TRAFOS EN SERVICIO)
ACIDEZ (mgKOH/g de aceite) LODO VISIBLE
0,00 - 0,10 0 %
0,11 - 0,20 38 %
0,21 - 0,60 72 %
> 0,60 100 %
TENSION INTERFACIAL (mN/m) LODO VISIBLE
> 24 0 %
24 - 22 30 %
22 - 20 33 %
20 - 18 35 %
18 - 16 69 %
16 - 14 85 %
< 14 100 %
ABB Service - Colombia ISV
RESULTADOS DE REGENERACION
Subestación:
N. Serie:
Fabricante:
Pot. (MVA):
Análisis F.Q. Antes Despues Antes Despues
Color 3,5 1,5 4,0 1,0
Indice Neutralización 0,332 <0,01 0,09 <0,01
Tensión Interfacial 15,4 40,5 22,9 43,2
Contenido Humedad 67,5 16,6 41,3 15,9
Rigidez Dieléctrica 20,0 35,3 25,7 43,5
Trafo Union
39,5
El Silencio
79618700C
GE
31,36
El Silencio
S251087
ABB Service - Colombia ISV
SECADO DE TRANSFORMADORES EN CAMPO
El objetivo es remover el agua libre atrapada en la CELULOSA y en el ACEITE AISLANTE.
3 - Circulación de aire caliente.
Principales métodos:
4 - Aplicación de vacío únicamente
6 - Método Criogénico.
2 - Circulación de aceite caliente.
5 - Método de aspersión de aceite caliente (Hot Spray)
1 - Calentamiento por Cortocircuito, circulación de aceite y aplicación de vacío.