mantenimiento a transformadores de potencia

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Energy Transformers Mantenimiento de Transformadores de Potencia Ing.Humberto Neira

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Page 1: Mantenimiento a Transformadores de Potencia

Energy Transformers

Mantenimiento de Transformadores de Potencia

Ing.Humberto Neira

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Mantenimiento

Energy Transformers

Introducción

Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

MANTENIMIENTO DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA

Mantenimiento

Fuentes:

IEEE Std C57.93-1995 Guide for Installation and Maintenance of Liquid-Immersed Power Transformers

IEEE Std C57.91-1995, IEEE Guide for loading Mineral-Oil Immersed Transformers Part 5.

IEEE Std C57.12.90-1999 Standard Test Code for Liquid-Immersed Distribution, Power, and Regulating Transformers

IEEE Std C57.106-2002 IEEE Guide for Acceptance and Maintenance of Insulating Oil in Equipment

GUIA DEL CLIENTE SIEMENS

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Introducción

Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

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Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

Causas de Fallas en Transformadores

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Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

INTRODUCCIONMantenimiento

El mantenimiento es requisito indispensable para el correcto funcionamiento de una máquina.

Objetivos del mantenimiento

Asegurar la disponibilidad del equipoOptimización de costos de operaciónMaximización de la vida de la máquina

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Aceite

Eléctricas

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Programación de mantenimiento

Disposición final

IntroducciónMantenimiento

Tipos de mantenimiento

Mantenimiento Correctivo No planeadoPlaneado

Mantenimiento PreventivoPeriódico (Basado en el tiempo)Predictivo (Basado en la condición)

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Programación de mantenimiento

Disposición final

Objetivos del Mantenimiento CorrectivoMantenimiento

El mantenimiento correctivo de los transformadores de potencia estádirigido a:

Planeado

Eliminar humedad en el transformador.Restaurar las propiedades del aceite.Corregir eventuales fugas de aceite.Disminuir las temperaturas de trabajo del transformador.Rehabilitar el transformador (en fábrica)Pintar el transformador.

No planeado

Restaurar la operación del transformador luego de haber ocurrido una salida no programada.

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Programación de mantenimiento

Disposición final

Objetivos del Mantenimiento PreventivoMantenimiento

El mantenimiento preventivo de los transformadores de potencia debe orientarse hacia el logro de los siguientes objetivos :

Mantener la operación eficiente del equipo por el mayor tiempo posible y sin interrupciones imprevistas.

Prevenir las fallas prematuras del equipo.

Conservar adecuadamente la inversión representada por el transformador y el sistema eléctrico asociado a sus operaciones.

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-Pruebas

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+Mantenimiento

- Pintura

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Programación de mantenimiento

Disposición final

Actividades de seguimiento a transformadores de potencia

Mantenimiento

Las actividades de mantenimiento se pueden clasificar en:

PARTE 1 - DIAGNÓSTICO

1 Pruebas al aceite2 Pruebas eléctricas al transformador3 Pruebas al equipo asociado al transformador

PARTE 2 - MANTENIMIENTO

3 Procesos al aceite4 Mantenimiento a la pintura del transformador5 Mantenimiento a los pasatapas6 Mantenimiento al conmutador7 Mantenimiento al equipo de refrigeración8 Mantenimiento a los accesorios y cableado9 Registro de las actividades de diagnóstico y mantenimiento

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-Pruebas

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Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS AL ACEITEFunción del aislamiento líquido

Mantenimiento

Aislar y refrigerar la parte activa del transformador

Dispersar el calor producido por el transformador

Aislar las partes energizadas

Conservar las partes metálicas internas del transformador libres de oxidación

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Disposición final

PRUEBAS AL ACEITEObjetivos de las pruebas

Mantenimiento

El aceite dieléctrico se somete a pruebas fisicoquímicas y de cromatografía de gases, cuya finalidad es determinar las siguientes condiciones anormales:

Humedad dentro del transformadorGrado de contaminación del aceiteDegradación del papelPuntos calientesDescargas parciales o arcos internosEfecto coronaSobrecalentamiento del papelSobrecalentamiento del aceite

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Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

Pruebas Físico-químicas

FISICASAspecto visualColorGravedad específicaPunto de anilinaPunto de fluidezPunto de inflamaciónTensión interfacialConteo de partículas

Ver cartilla administración de vida útil en transformadores

QUIMICASAzufre corrosivoContenido de aguaNo. de neutralizaciónContenido de PCBsEstabilidad a la Oxidación

ELECTRICASFactor de potenciaTensión de ruptura dieléctrica

ESPECIALESContenido de 2FAL-similar al

grado de polimerización del papelDGAConteo de partículas Metálicas (

Fe,Al,Mg,Mn etc.)

PRUEBAS AL ACEITEResumen de las pruebas

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Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

Pruebas de cromatografía de gases

NOMBRE DEL GAS SIMBOLOHidrógeno H2

Oxígeno* 02

Nitrógeno* N2

Metano CH4

Monóxido de carbono CO

Etano C2H6

Dióxido de carbono* CO2

Etileno C2H4

Acetileno C2H2

*NO ES GAS COMBUSTIBLE

PRUEBAS AL ACEITECromatografía de Gases (DGA)

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Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS AL ACEITECromatografía de Gases (DGA)

Gases producidos por diferentes fallas

Falla en el aceite GasesArco eléctrico Acetileno ( C2H2 )Descarga Parcial Hidrógeno, Metano ( CH4 )Sobrecalentamiento Etileno ( C2H4 )

Falla en el papelDescarga Parcial Hidrógeno, COSobrecalentamiento CO, CO2

Electrólisis de Agua Hidrógeno

Mantenimiento

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Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS AL ACEITECromatografía de Gases (DGA)Los gases combustibles se producen a causa de los esfuerzos eléctricos y mecánicos aplicados sobre los componentes internos del transformador.

La presencia y cantidad de cada gas indican el tipo y condición responsables de su producción.

La velocidad de producción de cada gas permite indicar la magnitud de la condición. Si la velocidad es alta, puede indicar una falla interna. Velocidades bajas generalmente indican una operación normal del equipo.

Interpretar los resultados de acuerdo a IEC C57.104-1991

Mantenimiento

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Programación de mantenimiento

Disposición final

Cromatografía de Gases (DGA) ANSI C57.106

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Programación de mantenimiento

Disposición final

DGA. Generación de gas combustible vs. Temperatura

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Programación de mantenimiento

Disposición final

DGA. Gas Clave Diagrama de evaluación

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Disposición final

DGA. Tipos de Fallas

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Disposición final

Cromatografía de Gases (DGA) ANSI C57.106

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Disposición final

PRUEBAS AL ACEITETensión de ruptura dieléctrica (ASTM D 877)Definición: Es el valor de la diferencia de Potencial máxima aplicada entre dos electrodos sumergidos en aceite, separados una distancia determinada antes de que ocurra un arco entre ellos.Se debe realizar en sitio antes y después de hacer el llenado de aceite o de intervenir el transformador. Refleja la resistencia del aceite al paso de la corriente.>50kV para trafos nuevos de 115kv>60kv para trafos nuevos de 230 kvPropósito: Cuando se ha reducido de su valor normal, indica la presencia de partículas polares conductoras y especialmente la presencia de agua disuelta en el aceite.

Mantenimiento

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Disposición final

PRUEBAS AL ACEITENúmero de neutralización (ASTM D 974)

Mantenimiento

Definición: Es el número de miligramos de hidróxido de Potasio (KOH), necesario para neutralizar el ácido contenido en un gramo de aceite.Cuando un aceite se oxida en agua, los productos de esta reacción son de naturaleza ácida, por lo tanto el número de neutralización es una medida de la cantidad de ácidos orgánicos formados en el aceite durante su tiempo de servicio.Propósito: En los aceites para transformadores es un requisito indispensable que sean neutros, ya que la presencia de ácidos en el mismo supone mayor polaridad y la posibilidad de que sea corrosivo.<0.1 mg de KOH/g de aceiteEN SERVICIO

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PRUEBAS AL ACEITETensión Interfasial (ASTM D 971)

Mantenimiento

Definición: Es un fenómeno fisicoquímico resultado de las fuerzas de atracción y cohesión entre las moléculas de un líquido.En la interfase ó superficie de contacto entre dos líquidos insolubles, ocurre una interacción molecular que disminuye la tensión interfacial de los dos líquidos.Propósito: Algunas sustancias llamadas tensoactivas, son solubles tanto en agua como en aceite, y pueden cambiar las propiedades de este último haciéndolo más conductor y ocasionándole una descomposición natural más acelerada.>40 dynas /cm. (aceite nuevo)EN SERVICIO

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Disposición final

PRUEBAS AL ACEITEColor (ASTM D 1500, ASTM D 1524)Definición: El valor del color se obtiene mediante la comparación de la luz transmitida a través de una muestra de aceite y la transmitida a través de un vidrio de color estandarizado en una escala de colores que va desde 0,5 a 8.

Propósito: La coloración en un aceite nuevo es la indicación de su grado de refinación, indicando el hidrocarburo predominante. Así por ejemplo las fracciones parafínica ó Isoparafínicas son blancas transparentes, color Agua. Las nafténicas varían de color amarillo claro a amarillo verdoso. Cuando la norma fija el valor 0,5 para determinar aceites nuevos para transformador está buscando que predominen las bases nafténicas.

No se ha establecido relación entre el color y las propiedades fisicoquímicas del aceite, PERO AYUDA A ESTABLECER SOSPECHA CUANDO EL CAMBIO ES ACELERADO

No hay relación entre el color y las propiedades físicas del aceite.

Mantenimiento

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Disposición final

PRUEBAS AL ACEITEExamen visual (ASTM D 1524)

Mantenimiento

Definición: Esta prueba clasifica los aceites según su aspecto visual. Ofrece una rápida valoración de la calidad del aceite. Los aceites aislantes tienden a oscurecerse debido a la oxidación y/o presencia de contaminación.

Para aceites nuevos debe ser:Claro y Brillante

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PRUEBAS AL ACEITEGravedad específica (ASTM D 1298)

Mantenimiento

Definición: Relación entre pesos y volúmenes iguales de aceite y agua como patrón de comparación, para 15OC/15OC y factores de corrección por presión atmosférica.

Propósito: La gravedad específica es aplicable en la determinación de la conveniencia para el uso en situaciones específicas. En climas fríos, la gravedad específica se puede utilizar para determinarse si el hielo que resulta del agua que congela en el aceite flotará en el aceite.

Para aceites nuevos debe ser:Alrededor de 0.91

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PRUEBAS AL ACEITEFactor de potencia (ASTM D 924)

Mantenimiento

Definición: El factor de la potencia es una medida de las pérdidas dieléctricas en un líquido aislador debido a la disipación de calor cuando el líquido se coloca en un campo eléctrico de CA. Estas pérdidas se deben a compuestos polares del aceite que causan aumentos de temperatura.Propósito: El factor de potencia se realiza generalmente conjuntamente con otras pruebas de la calidad del aceite para determinar el estado del líquido del aislante.aprox. 0.05 % en aceites nuevos

EN SERVICIO

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PRUEBAS AL ACEITEContenido de Humedad (Karl Fischer)

Mantenimiento

Definición: Prueba realizada para medir el contenido de humedad en aceite.

Propósito: El contenido de agua en el aceite de transformador proporciona una indicación sobre el contenido de agua en el material de papel. Un nivel demasiado alto de agua en el aceite denota que el papel también tiene gran cantidad de agua; ello afectara al envejecimiento del papel, es decir, provocará la descomposición de sus fibras, lo cual ocasiona daños irreversibles que pueden conducir a una descarga eléctrica en el transformador.Debe ser <10 ppm para aceites nuevos

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Disposición final

PRUEBAS AL ACEITEContenido de Humedad (Karl Fischer)(ANSI C57.106)

Valores limite en servicio ( IEC 60422)

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Disposición final

PRUEBAS AL ACEITEMetales en aceite

Mantenimiento

Definición: Ensayo realizado con la técnica de espectroscopia de absorción atómica por plasma. Las fallas de alta energía pueden producir residuos metálicos que se disuelven en el aceite. El ensayo consiste en quemar una muestra de aceite, lo cual liberaráátomos de los metales presentes. En ese momento se detecta la presencia y cantidad de cada metal presente.

Propósito: Detectar metales (Fe, Cu, Al, Ag, Zn, Sn, material de conductores) para diagnosticar posibles fallas internas o desgaste excesivo de las bombas de circulación.

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Disposición final

PRUEBAS AL PAPELGrado de Polimerización (ASTM D 4243)

Mantenimiento

Definición: Análisis realizado al papel de aislamiento para determinar su estado. Es una prueba invasiva.

El resultado de la prueba es el número de enlaces promedio del polímero de celulosa. A medida que el papel envejece, la cadena se hace más corta. Por lo tanto, el papel pierde su resistencia mecánica, y la vida útil del transformador se reduce.

Propósito: Determinar el estado del papel de aislamiento.

Nuevo: 1000 – 1200Próximo final de vida: 200 - 400

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Disposición final

2FAL - PD Models

0,001

0,01

0,1

1

10

100

0200400600800100012001400PD

2FA

L (p

pm)

Dominelli

BurtonChedong

Pablo Dupont-Cheim

2FAL - PD Models

0,001

0,01

0,1

1

10

100

0200400600800100012001400PD

2FA

L (p

pm)

Dominelli

BurtonChedong

Pablo Dupont-Cheim

PRUEBAS AL ACEITEContenido de Furanos (ASTM D 5837)Definición: Esta prueba permite determinar el contenido de furanos, a través de una técnica de cromatografía líquida de alto rendimiento.Se analizan seis compuestos furánicos:

Acido 2-Furoico5-Hidroximetil-2-Furfuraldehido2-Furfurol2-Furaldehído2-Acetil-furano5-Metil-2-furaldehído.

Estos son residuos de la descomposición de la celulosa.

Propósito: Determinar indirectamente el estado del papel de aislamiento.

Mantenimiento

Existe una relación entre el contenido de furanos

y el DP.

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PRUEBAS AL ACEITEContenido de Inhibidor (ASTM D 2668)

Mantenimiento

Definición: Se pueden agregar inhibidores al aceite, en cantidades prescritas, para incrementar la vida en servicio del aceite.

Propósito: Para el aceite en servicio, esta prueba mide la cantidad remanente de inhibidor después que la oxidación ha reducido su cantidad.Tipo I-No inhibido <0.08%Tipo II-Inhibido >0.3%

DBP diterbutilfenolDBPC diterbutilparacresol

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PRUEBAS AL ACEITE ANSI C57.106

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PRUEBAS AL ACEITE ANSI C57.106

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s

Medidas de mantenimiento

Evaluación de la tensión disruptiva,Factor de potencia,contenido de agua,numero de neutralización,tensióninterfacial,contenido de inhibidor respecto a la calidad del aceite en el transformador y en servicio

Esta bien el contenido de Agua?

Se encuentra bien la tensión disruptiva?

Esta bien el contenido de inhibidor?

Esta bien el número de neutralización?

Esta bien el factor de Potencia ?

Esta bien la tensión interfacial?

Filtrado/desgasificado

Secado del aceite y de la parte activa

Inhibición adicional

CambioRegeneración

De Aceite(tierras fuller)

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Disposición final

Acciones regulares de mantenimiento contra el envejecimiento del equipo

El propósito de el mantenimiento es prolongar la vida del equipo para lo cual se debe:

•Recobrar las propiedades eléctricas del aceite•Reducir la rata de envejecimiento.

•Las acciones recomendadas son:•Análisis regular de DGA y de propiedades fisicoquímicas•Reducir la humedad del aislamiento a través del secado del aceite•Desgasificar el aceite•Recuperar las propiedades del aceite en caso de acidez o altaTensión interfacial- usar aceites inhibidos•Monitoreo online de gases•Monitoreo de la humedad del aceite•Monitoreo de la temperatura de operación

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PRUEBAS AL ACEITEToma de muestras

Mantenimiento

Toma de muestras de aceite para análisis físico-químico

Mínimo 1 litro de aceiteBotellas de vidrio ámbar o de aluminioCompletamente limpias y secasCierre 100% hermético

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PRUEBAS AL ACEITEToma de muestrasToma de muestras de aceite para análisis físico-químico (por el drenaje principal)

Acoplar un adaptador a la abertura principal de la válvula.

PurgarAcoplar el dispositivo con la manguera.Llenar la botella a través del método de rebose.

Mantenimiento

6 7

9

86 7

9

8

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PRUEBAS AL ACEITEToma de muestras

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Disposición final

PRUEBAS AL ACEITEToma de muestras

Mantenimiento

Toma de muestras de aceite para análisis físico-químico (dispositivo de toma de muestras)

Acoplar la manguera al dispositivo de toma de muestras.

Purgar. Tener en cuenta posible acumulación de agua o suciedad.

Llenar la botella a través del método de rebose.

Acumulación de contaminación

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s

Máquinas de tratamiento de aceite La SelecciónDesgasificación de aceite, proceso de atomización y aplicación de vacío; en cámara de desgasificacíón, previo calentamiento ( 20-60 deg C)

Filtración; Remoción de pequeñas partículas, por paso en filtros micrométricos y de área de exposición suficiente

Instrumentación;Controles Eléctricos, neumáticos, propios para seguimiento durante el tratamiento, en etapas de calefacción, vácio, control de arranque motores bombas, booster, cantidad de aceite, arranques y protecciones en general.

Módulo de regeneración; Columnas de regeneración de aceite, y módulo de reactivación de tierras Fuller

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s

Comportamiento de una planta de tratamientoDescripción Método Unidad Condición Inicial Condición Final

Paso sencillo

Humedad IEC 733 ppm 40 5

Rigidéz dieléctrica IEC 156 KV <30 >70

Contenido de Gas IEC 567 % V/V 8 0,1

Descripción Método Unidad Condición Inicial Condición FinalPaso sencillo

Acidez IEC 296 mgKOH/g 0,2 <0,03

Tang delta (90D) IEC 247 <0,01 <0,005

Tensión interfacial ASTM Dinas/cm <15 >35

Color (apariencia) ASTM Visual Pardo tenue Amarillo brillante claro

Estabilidad oxidac. IEC 74164 horas

mgKOH/g(%) lodos

Agotada Restaurada

El Agregado en la regeneración

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Mantenimiento

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Introducción

Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

s

Entrada de aceite

S

M1 P1

Resistencias Calefactoras

Filtro 30 micronS

Filtro 0,5 micron

Columnas de Regeneración

de aceite

M

R

T

F

S

Mezcla de vapory gases

M2P2FM

P4

P3

M4

P2

M3

Bomba de entrada

Cámara de desgasificación y vacío

Bomba de descarga

Salida de aceite

Diagrama de flujo de una planta de filtrado y regeneración de aceite

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS AL ACEITEToma de muestrasToma de muestras de aceite para cromatografía de gases

Mantenimiento

1. Purgar

2. Llenar

3. Evacuar

4. Cerrar

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS AL ACEITEToma de muestras

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS AL ACEITEPrueba de gas en el relé Buchholz

Llenar los tubos de vidrio con los líquidos de prueba.

Instalar el probador en el relé o en el dispositivo de toma de muestras del relé.

Abrir cuidadosamente el grifo de purga y dejar escapar lentamente el gas.

Ver SAT-MA 111.01Reactivos Nitrato de Plata y Clorato de

paladio

Mantenimiento

Acumulación de contaminación

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

El objetivo de las pruebas eléctricas en sitio es verificar el correcto funcionamiento del equipo como máquina eléctrica.

PRUEBAS ELÉCTRICAS DE DIAGNÓSTICO

Resistencia de aislamientoResistencia de los devanadosMedición del factor de potenciaRelación de transformaciónAislamiento núcleo-tierra

PRUEBAS ELÉCTRICAS

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASObjetivos

Mantenimiento

Probar la integridad del equipo al momento del recibo.

Verificar la integridad continuada de la unidad a intervalos periódicos de tiempo.

Determinar la naturaleza y extensión del daño después de haber ocurrido una salida no programada.

Validar un trabajo satisfactorio de reparación en campo.

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASRazones para realizar pruebas eléctricas

Mantenimiento

Deterioro de componentes (final de vida)Deterioro de la celulosaMovimiento de la parte activa

Desgaste de partes del LTCConexiones flojasProblemas en pasatapasHumedad

Las pruebas eléctricas permiten monitorear el estado del aislamiento y determinar la vida útil remanente de un equipo.

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASCuándo realizar pruebas eléctricas

Mantenimiento

Pruebas de aceptación

Antes y después de movimientos físicos

Caídas de línea

Antes y después de almacenamientos prolongados

Sospechas de arco

Evidencias de humedad excesiva

Antes y después de sobre-tensiones / sobrecargas excesivas

Pruebas al aceite insatisfactorias

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASContenido de los resultados de las pruebas

Mantenimiento

Alcance de la prueba

Equipo utilizado y fecha de la pruebaCertificación de la ultima calibración del equipo <1año

Resultados de las pruebas

Interpretación de los resultados y recomendaciones

Esta información debe ser registrada para cada transformador.Los registros deben incluir las pruebas en fábrica

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Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASSeguridad

Mantenimiento

“Las pruebas eléctricas deben ser ejecutadas únicamente por personal calificado y observando

todas las normas de seguridad aplicables.”

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-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASPruebas en unidades después de una salida no programada

Mantenimiento

Generalidades

Debe tenerse mucho cuidado al intentar determinar la causa de una falla. Una energización prematura del equipo puede provocar mayores daños al transformador. También se puede estar poniendo en peligro al personal. Debe solicitarse asistencia del fabricante.

Causas posibles de la salida no programadaOperación del interruptor o fusibleOperación del relé de presión súbitaOperación de la válvula de sobrepresión

Buscar la causa de la operación del dispositivo protector.

Puede haber fallado el equipo o el dispositivo protector.

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-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

Inspección externa – Buscar deformación de la cuba, empaques rotos o con fugas, fugas de aceite. Consultar ANSI C57.125Inspección interna – Tener cuidado con posibles gases combustibles. A través de un manhole, buscar celulosa quemada, partes metálicas fundidas, aceite quemado, olores anormales.

Realizar pruebas eléctricas. Evitar pruebas de alto voltaje.Hacer pruebas al aceite.

Después de asegurar que el transformador no fue la causa de la desenergización, se puede energizar con seguridad.

PRUEBAS ELÉCTRICASPruebas en unidades después de una salida no programada

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+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASResistencia de aislamiento

Mantenimiento

MEDIDOR DE

RESISTENCIA

DE AISLAMIENTO

1R

1S

1T

1N

3S

3R

3N

3T

2T

2S

2R

Objetivo: Determinar el estado del aislamiento del transformador.

Núcleo-tierra. Se hace a 1kV DC 1 min.(>1Gohm)Devanados (AT-BT),y luego c/u contra tierra. Se hace a 5kV DC 10min.(IP=ohm10/ohm1,<1malo,hasta1,25regular,hasta2bueno,>2excelente)

PARTE ACTIVANúcleo-prensasNúcleo-pernosPrensas-pernos

! Después de la prueba queda energía almacenada en la parte activa. Esta energía se debe descargar aterrizando las fases !

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+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

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+Mantenimiento

- Pintura

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Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASResistencia de aislamiento

AT - BT

H1H2 H3

H0

X1X2

X3X0

Y1 Y1’

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+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

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+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASResistencia de aislamiento

Núcleo - tierra

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- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASResistencia de devanados

Objetivo: Verificar estado de conexiones y soldaduras.Verificar no existencia de cortocircuitos.Verificar correcta operación del LTC (si aplica).

+-3% del valor calculado para cada fase1% entre fasesRr=resistencia a la temperatura deseadaRm=Resistencia medidaTr=temperatura de referencia deseadaTm=temperatura de medición 234,5=constante térmica del cobre

225,0=constante térmica del aluminio

Mantenimiento

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡++

=TmTrRR mr 5,234

5,234

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Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASResistencia de devanados

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+Diagnóstico

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Aceite

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+Mantenimiento

- Pintura

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Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASRelación de transformación

Mantenimiento Objetivo: Confirmar la relación entre espiras (AT-BT) (Tol.+-0.5%,extremos +-1%)Identificar posibles conexiones flojas o sueltas.Confirmar grupo vectorial y polaridad.

Voltaje de prueba: 120V (AC)

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+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASRelación de transformación

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+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

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+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASCapacitancia y factor de disipación

MantenimientoObjetivo: Verificar condiciones de humedad, y otros efectos sobre el aislamiento.Evaluar cualitativamente el envejecimiento del aislamiento.El factor de disipación para cualquier combinación, deberá ser <0,5 corregido a 20 grados centígrados para transformadores nuevos.

Voltaje de prueba: 10kV (AC)

! Después de la prueba queda energía almacenada en la parte activa. Esta energía se debe descargar aterrizando las fases !

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-Pruebas

Aceite

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+Mantenimiento

- Pintura

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Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PRUEBAS ELÉCTRICASCapacitancia y factor de disipación

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+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

Toda pintura (imprimante, barrera o acabado), se compone de trespartes principales:

1. PigmentoAnticorrosivosCubrientes o activosInertes o cargas

2. Vehículo fijo o liganteAlquídicosFenólicosEpóxicosUretanos

3. Vehículo volátil o disolventeDisolventes alifáticosDisolventes aromáticosCompuestos orgánicos

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESComposición de un recubrimiento

Mantenimiento

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Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESComposición de un sistema de pintura

Mantenimiento

Un sistema de pintura puede estar compuesto de las siguientes partes:

1. ImprimanteSuperficie de adherenciaInhibidor de corrosiónCompatible con la superficie y el acabado

2. BarreraDar espesor de pinturaReforzar protección anticorrosiva

3. AcabadoEstéticoInformación visualProtección contra el ambiente

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Aceite

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Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESMantenimiento

Mantenimiento preventivo vs. correctivoEntre más se dilate la decisión, mayores costos.

Planeación del mantenimiento de pinturaCómo está el recubrimiento?Cómo está la superficie metálica?Cúal es el tipo de recubrimiento actual?

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Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESSignos de deterioro de la pintura

Mantenimiento

Los lugares típicos donde se presenta daño al recubrimiento protector son:

Bases metálicasRadiadoresTensores de radiadoresParte inferior de la tapa

1. Chalking (desintegración pulverulenta - caleo)2. Checking and cracking (cuarteamiento)3. Flaking and Peeling (descamación)4. Mildew (enmohecimiento )5. Rust (corrosion)6. Permeability (Permeado)7. Osmosis (Osmosis)8. Spalling (Desmoronamiento)

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Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESGrados de oxidación y limpieza

Mantenimiento

Existen varias normas internacionales que definen los grados de limpieza:

British Standard BS 4232

Swedish Standard SIS 055900

Surface Preparation Specification of the Steel Structure Painting Council, U.S.A. (SSPC)

Surface Preparation of the National Association of corrosion Engineers (NACE)

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Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESGrados de oxidación y limpieza

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+Mantenimiento

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Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESGrados de oxidación y limpieza

Mantenimiento

Solvente (SSPC-SP1)

Manual (SSPC-SP2)

Metal Casi Blanco (SSPC-SP10)

Inic

ial

Mecánica (SSPC-SP3)

Comercial (SSPC-SP6)

Metal Blanco (SSPC-SP5)

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Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESMétodos de aplicación

Mantenimiento

APLICACIÓN MANUAL (BROCHA - RODILLO)Es la técnica más antigua. Pequeñas áreas.Cuando la aspersión puede afectar otras máquinas.

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Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESMétodos de aplicación

Mantenimiento

APLICACIÓN POR INMERSION Y FLUJO (ROCIADO)La pintura se hace fluir por la superficie y se drena.Utilizado en pintura de radiadores.Control temperatura, viscosidad y tiempo de secado.

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Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESMétodos de aplicaciónASPERSIÓN O ROCIADO (CON AIRE, SIN AIRE)

Alta presión.Método práctico.

Mantenimiento

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Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESSistemas de recubrimiento

Mantenimiento

SISTEMA ALQUÍDICO (No recomendado en transformadores)Buena humectación. Temperaturas < 70 ºC.

Limpieza: Manual o mecánicaPrimera capa: Imprimante alquídicoCapa final: Esmalte alquídico

SISTEMA EPÓXICORigidez, adherencia, resistencia a la humedad y a la temperatura. Temperaturas < 80 - 90 ºC.

Limpieza: Grado comercial (mínimo)Primera capa: Imprimante epóxicoCapa intermedia: Barrera epóxicaCapa final: Esmalte uretano

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Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESRecomendaciones generales

Mantenimiento

Contratar personal experto.

Evitar el uso de sandblasting en superficies delgadas (radiadores).

Controlar el espesor de pintura.

Utilizar pinturas de buena calidad.

Verificar compatibilidad entre capas de pintura (primer –intermedia - final)

Pintar en buenas condiciones ambientales.

Ambiente Condición Espesor de pinturamicras

Rural 155-185Rural Alta humedad 225-255 Industrial o Marino 265-295

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Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESEjemplo de mantenimiento de pintura

Mantenimiento

Asegurar el área

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Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESEjemplo de mantenimiento de pintura (cont.)

Mantenimiento

Lavar la superficie a intervenir.

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Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESEjemplo de mantenimiento de pintura (cont.)

Mantenimiento

Eliminar la pintura defectuosa. Alcanzar el grado de limpieza requerido.

grata

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Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESEjemplo de mantenimiento de pintura (cont.)

Mantenimiento

Aplicar el primer.

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-Pruebas

Aceite

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Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESEjemplo de mantenimiento de pintura (cont.)

Mantenimiento

Aplicar la barrera epóxica.

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Aceite

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Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESEjemplo de mantenimiento de pintura (cont.)

Mantenimiento

Aplicar la pintura de acabado.

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Aceite

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- Pintura

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Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

RECUBRIMIENTOS PROTECTORESEjemplo de mantenimiento de pintura (cont.)

Mantenimiento

Estado final.

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Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PASATAPASContaminación

Mantenimiento

Causas de contaminación:LluviaSales en áreas costerasHumoContaminación industrial

Consecuencias:S/E ruidosasDaño a superficies aislantesDescargas parcialesPérdida de potenciaDisrupción

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- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

Fuentes de contaminaciónMantenimiento

Clase de sustancia Diámetro (micrones)

Humos 0.001- 0.3 Vapores 0.01- 1.0 Inorgánica Polvo 1.0 - 100.0 Bacterias 1.0 – 10.0 Esporas vegetales 10.0 – 20.0 Orgánica Polen 15.0 - 50.0 Niebla 1.0 - 50.0 Rocío 100.0 – 100.0 Llovizna 50.0 – 400.0 Agua

Lluvia 400.0 – 4000.0

PASATAPASContaminación

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Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

Tipos de contaminantes

Conductores Polvillo de carbónCenizaPartículas metálicasÓxidos metálicosAlgunos mineralesAlgunas salesAlgunos ácidosExcrementos de aves y roedoresNo conductores mojados

No conductores

Mantenimiento

PASATAPASContaminación

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Aceite

Eléctricas

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- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

Dinámica del proceso de contaminación:

Movimiento del aire: Cuando las partículas que viajan por el aire se depositan en el pasatapas, y en algunos casos, quedan aferrados a este por efecto de polarización dieléctrica.

Depósitos de humedad: Los pasatapas son afectados por la condensación de rocío y nieve sobre la superficie de los pasatapas.

PASATAPASContaminación

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-Pruebas

Aceite

Eléctricas

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- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

Teoría del corto-circuito por contaminación: Teoría de la banda seca (IEEE)

PASATAPASContaminación

Descarga parcial

Banda seca

Superficie húmeda

1. La corriente evapora la humedad2. Se forman bandas secas3. Se acumulan esfuerzos de voltaje4. Aparecen descargas parciales5. La banda se amplía6. Ocurre la disrupción

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+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

El proceso de la descargaLa descarga se produce cuando la mayor parte

de la superficie del aislador está cubierta de una capa húmeda contaminante de baja resistividad.

Contaminación – Ionización baja: Cuando se depositan impurezas en la superficie, se crean caminos de baja resistencia.

Película de agua: Con clima seco, las impurezas se adhieren a la superficie y al mojarse de nuevo, se vuelven conductoras.

Ionización severa: A medida que los esfuerzos eléctricos aumentan, ocurre ionización severa.

Disrupción: La ionización produce flujos de carga llamados corona. La conductividad aumenta hasta producirse la disrupción.

PASATAPASContaminación

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+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

Manifestaciones del efecto corona

Corona visual: Se observa al amanecer, es la más común.

Corona audible: Suena como agua corriendo o pasando por una olla con grasa caliente.

El efecto corona se percibe como un olor a ozono, lo que indica que hay descargas presentes.

Finalmente, la intensidad de las descargas presentes se manifiesta como una interferencia infrarroja (IR), que afecta las señales de radio y televisión.

Después de esto, la disrupción es inminente.

PASATAPASContaminación

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Actividades de seguimiento

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-Periodo de garantía

+Diagnóstico

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Aceite

Eléctricas

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- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

PASATAPASContaminación

Corona visual

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-Pruebas

Aceite

Eléctricas

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- Pintura

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Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

PASATAPASDiagnóstico y mantenimientoInspección Visual

Los problemas en aisladores pueden detectarse por inspección visual o por inspección infrarroja (IR). Debe verificarse lo siguiente:

1. Porcelanas. El esmalte está deteriorado. Pintar con Glyptal®.La porcelana está desportillada. Reparar con resina epóxica.La porcelana tiene una grieta. Si la grieta no afecta la resistencia mecánica de la porcelana, se puede sellar con resina epóxica. De lo contrario, reemplazar el pasatapas.

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+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

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Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

2. Partes metálicasVerificar ausencia de corrosión. Pintar si es necesario.

3. Empaques (empacaduras)Se deterioran con la temperatura y el tiempo. Algunos empaques se deterioran en contacto con el ozono (corona). Debe verificarse la ausencia de fugas. En caso de ser necesario cambiarlos, verificar el material y dimensiones correctos .Evite utilizar disolventes en la junta y uniones de porcelana.

4. Toma para pruebasVerificar empaques para evitar entrada de humedad.Llenar el depósito con el líquido adecuado.Si la toma es aterrizada, verificar la puesta a tierra.

PASATAPASDiagnóstico y mantenimiento

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Aceite

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Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

5. Nivel de aceiteVerificar por medio de los indicadores de nivel.En caso de fuga, reparar y completar nivel.Si el nivel es bajo y no hay fuga, el problema debe ser interno, considerar reemplazo del pasatapas.

6. CementoReparar en caso de desmoronamiento o desportillamiento.

7. Nivel inferiorVerificar el nivel de aceite del equipo, y asegurar que cubre la pata del pasatapas en el punto de operación apropiado.

8. ContaminaciónLos contaminantes causan más problemas en la porcelana que en las partes metálicas. Por lo tanto, deben removerse.

PASATAPASDiagnóstico y mantenimiento

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+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

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Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

Al proteger el pasatapas de la contaminación se evita el riesgo de una disrupción eléctrica.

Existen varios métodos para mantener la porcelana y el esmalte limpios.

Limpieza con trapo

Lavado a presión

Limpieza en seco

Aplicación de recubrimientos protectores

PASATAPASMantenimiento preventivo

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Disposición final

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Limpieza con trapo

Se usa comúnmente en casos donde no es posible lavar a alta presión, cuando el sitio es inaccesible o cuando se encuentra muy cerca de equipo energizado.

Aunque es un método eficiente de limpieza, es tedioso, demorado y costoso (se debe desenergizar).

Se puede usar trapos secos o humedecidos en solventes químicos para el caso de contaminación difícil de remover.

PASATAPASMantenimiento preventivo

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Disposición final

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Limpieza con trapo

Algunos problemas que se presentan:

Al ser un método que requiere desenergizar el equipo, se trabaja contrarreloj.El personal que ejecuta los trabajos estáexpuesto a caídas.La calidad del trabajo disminuye a medida que los trabajadores se cansan.Los depósitos de cemento requieren herramienta especial que puede dañar la superficie a ser limpiada.Si es necesario utilice alcohol etílico o acetato de etilo.

PASATAPASMantenimiento preventivo

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Disposición final

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Lavado periódico

Es una técnica efectiva para limpiar superficies con contaminantes no-adherentes. Esto en casos donde la lluvia no logra ejecutar la tarea (p. ej. Zonas costeras).

Debe realizarse un estudio para determinar la periodicidad del lavado. Para ello tener en cuenta la severidad del ambiente, la frecuencia entre disrupciones, y la presencia de manifestaciones de corona y corrosión.

PASATAPASMantenimiento preventivo

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Lavado periódico

Equipo de limpieza en caliente

Este equipo debe operarse únicamente por personal experto. No se puede usar en clima de invierno (T < 0º C). Debe controlarse permanentemente el agua para asegurar que está libre de minerales y que su resistividad es de 150.000 ohmios o mejor. Deben observarse estrictamente las normas de seguridad aplicables.

PASATAPASMantenimiento preventivo

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Lavado en seco con materiales no abrasivos

Es un método eficiente y económico. No daña el equipo. Remueve efectivamente los contaminantes insolubles.

Generalmente se usa cáscara de maíz o piedra caliza (dureza Rockwell 4). En casos donde la contaminación está muy adherida, se usan otros materiales.

PASATAPASMantenimiento preventivo

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Uso de recubrimientos dieléctricos

Los recubrimientos basados en grasas cumplen dos funciones: Primero, tienden a encapsular las partículas contaminantes (por osmosis). También evitan la formación de películas de agua durante la operación en condiciones de humedad por tiempos prolongados. Lo anterior evita la aparición de corrientes de fuga. Los recubrimientos tienen aprox. 80 – 90% de silicona.(WACKER P4)

PASATAPASMantenimiento preventivo

Superficie del pasatapas

Grasa

Agua

Antes

Después

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Disposición final

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Uso de recubrimientos dieléctricos

Para lograr buenos resultados, la superficie de aplicación debe estar limpia y seca.

Generalmente se aplican capas entre 1/16” y 3/16” dependiendo del tipo de contaminantes presentes en la S/E.

Si se utilizan vaselinas base petróleo, la capa debe ser más gruesa. El problema de utilizar capas delgadas es que cuando ocurre el chispeo, el pasatapas puede dañarse. Puede producir descascaramiento o erosión de la superficie.

Algunos problemas de usar siliconas son: costoso, difícil de remover, difícil de determinar fin de vida útil del compuesto.

PASATAPASMantenimiento preventivo

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Disposición final

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Uso de recubrimientos dieléctricos

El uso de estos compuestos puede influir en los resultados del Factor de Potencia.

Estos recubrimientos pueden aplicarse a mano, con guantes de caucho, paño, brocha o equipo de aspersión (aplicación más uniforme).

La vida útil de la silicona varía entre un mes hasta cinco años, dependiendo del espesor y la uniformidad de la capa de silicona, además de la condición ambiental .Se recomienda reaplicar al menos une vez cada 2 años e inspeccionar al menos una vez al año.

PASATAPASMantenimiento preventivo

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Programación de mantenimiento

Disposición final

PASATAPASMantenimiento preventivo

Antes de aplicar la grasa de silicona en el aislador, la superficie de porcelana debe lavarse con abundante agua, luego el aislador debe limpiarse a mano con una solución de detergente alcalino y finalmente lavar con abundante agua.Antes de aplicar una nueva capa de grasa se deberá eliminar la antigua capa.La eliminación se efectúa utilizando rascadores de mano de diseño especial.Si la superficie se lava a mano, se recomienda utilizar los siguientes disolventes para ablandar la capa contaminada:ISOPROPANOL y XILENOLa aplicación se debe realizar en tiempo seco y sin viento, aplicar espesores entre 0,3 y 0,9 mm. utilizando guantes.

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Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

Conclusiones sobre limpieza

Cada S/E tiene condiciones únicas de:

Clima (duración de estaciones, lluvia, rocío, etc.)Tipos de contaminantes en el ambienteDiseño estructuralDirección e intensidad del viento

En general, la limpieza con chorro de partículas es la mejor opción para evitar disrupciones; Además, en la mayoría de los casos los recubrimientos de silicona son útiles en ambientes hostiles.

Sin embargo, no se puede generalizar.

PASATAPASMantenimiento preventivo

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Programación de mantenimiento

Disposición final

Mantenimiento

Posibles fallas

Ingreso de humedadRoturas en la porcelanaEmpaques dañadosFalla debido a descargas parcialesSobrecalentamiento del pasatapas que produce sobrepresión del gas interno. Al enfriase puede aparecer una burbuja de gas que provoca descargas parciales.

PASATAPASDetección de fallas

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Disposición final

Mantenimiento

Detección de fallasPruebas eléctricas (FP pasatapas)

C1 (conductor central - contacto)C2 (contacto - tierra)

Cambios en estos valores pueden indicar:Alta resistenciaCircuitos abiertosHumedadSobrecalentamientoPérdida de aterrizamientoProblemas con el aceite del pasatapas

PASATAPASDetección de fallas

“Este tipo de problemas no se resuelve solo. En caso de detectase cambios

deben tomarse acciones correctivas.”

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Programación de mantenimiento

Disposición final

FACTOR DE POTENCIA EN PASATAPAS

Criterios de Mantenimiento para valores de Factor de Potencia C1 corregidos en aisladores capacitivos

Aumento entre 0-25%:El valor se mide para su registro,no es necesario aplicar ninguna otra medida

Aumento del 25 al 40%:Se revisan las fugas e interferencias extremas en el circuito de medición (pe.debidas a equipos portadores de corriente y barras colectoras cercanas).Si no se elimina la diferencia deberán sustituirse (debido a la humedad) las juntas de los tapones de nivel de aceite.El valor medido debe registrarse y el aislador puede ponerse en servicio.

Aumento del 40 al 75%:Las mismas medidas que en el punto anterior , salvo que la medición deberá repetirse una vez al mes.

Aumento superior al 75%:El aislador deberá retirarse del servicio.Sin embargo, si el factor es <0,4% este podrá ponerse en servicio, aunque el aumento sea >75%

El valor de C2 debe ser <5% según IEC137

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Disposición final

EXTENSION DE VIDAMantenimiento

La presencia de humedad en el transformador implica la aparición de gases disueltos y/o productos de descomposición tales como ácidos y lodos. En estos casos debe realizarse mantenimiento correctivo.

La humedad atrapada en el papel y en el aceite debe ser eliminada por técnicas de deshidratación. Estas técnicas sólo pueden reducir la rata de pérdida de resistencia mecánica, pero no pueden revertir el efecto de deterioro.

Un análisis DGA permite detectar los gases presentes en el aceite, incluyendo los gases combustibles. Además de eliminar estos gases, puede ser necesario efectuar algún tipo de reparación para eliminar la causa de la aparición de los mismos.

Los lodos también deben ser eliminados. En este caso se requiere de un método para eliminarlos.

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Programación de mantenimiento

Disposición final

EXTENSION DE VIDAMantenimiento

H2O + Celulosa seca

ÁcidosAldehídosotros Azucares libres

Factores de Envejecimiento del Aislamiento Sólido

PapelPapelHumedadHumedadOxígenoOxígeno

TemperaturaTemperatura

ÁcidosGases

AzúcaresFenoles

Partículas Sólidas (no disueltas)

Furanos

ÁcidosGases

AzúcaresFenoles

Partículas Sólidas (no disueltas)

Furanos

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Disposición final

EXTENSION DE VIDA

AceiteAceiteOxígenoOxígeno

Catalizadores(i.e. Cu)

Catalizadores(i.e. Cu)

TemperaturaTemperatura

Ácidos +LodosÁcidos +Lodos

Mantenimiento Factores de Envejecimiento del Aceite

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Programación de mantenimiento

Disposición final

EXTENSION DE VIDA¿Qué hacer si se encuentra agua libre?

Mantenimiento

Pruebas eléctricas al transformador.

Cómo ingresó?

Pruebas al aceite.Se puede secar online?

NO

Cómo detectar la fuga?

Sobre-presión gas extra-seco

Aplicar agua jabonosa

Corregir y verificar las fugas

Inspeccionar el interior del tanque principal (y LTC)

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Programación de mantenimiento

Disposición final

EXTENSION DE VIDARelación humedad celulosa - aceiteEl papel absorbe más agua que el aceite

Mantenimiento

Temp.20 ºC40 ºC60 ºC

H2O en aceite111

H2O en papel 30001000300

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Disposición final

EXTENSION DE VIDARelación humedad celulosa - aceiteSi entran grandes cantidades de agua al transformador, es posible que el aislamiento no se vea afectado directamente. Depende de si el agua entra en contacto con el papel.

Mantenimiento

0,1 % 99,9 %

Cuando se seca el aceite, no necesariamente se está secando el aislamiento.

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Disposición final

EXTENSION DE VIDAPruebas eléctricas para medir humedadFactor de PotenciaEs una prueba de AC muy sensible a la humedad.

Para verificar si un FP bajo está indicando humedad, se puede realizar una prueba de TIP-UP. Si se obtiene un valor alto para 10 kV, se debe repetir la prueba a un voltaje menor. Si el FP baja al bajar el voltaje de prueba, significa que el problema depende del voltaje, y por lo tanto no es humedad.

Mantenimiento

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Disposición final

EXTENSION DE VIDAPruebas eléctricas para medir humedad

Mantenimiento

Resistencia de aislamientoSi el aislamiento está en buenas condiciones, tendrá una curva de absorción dieléctrica similar a una línea recta, que crece con el tiempo. De lo contrario, la curva aumentará lentamente y se estabilizará en un valor con el tiempo. El IP (índice de polarización) debe estar alto, si está muy bajo puede haber humedad en los devanados.

También se puede realizar el step-voltage test. Si la prueba muestra menor resistencia a mayor voltaje, el aislamiento estácontaminado.

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Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadoresEl aislamiento del transformador (aceite - papel) debe estar seco para funcionar de manera apropiada y mantener un deterioro de acuerdo al diseño. Esto es especialmente cierto para transformadores de alto voltaje (115 kV y mayores).

Cuándo secar un transformador?

Evitar la falla próximo a fin de vida. Si la humedad es >4.5% puede ocurrir una disrupción.

Extender (o maximizar) la vida útil

Mantenimiento

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Disposición final

Diagrama de fase del agua

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Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadores

MantenimientoEvitar la formación de cargas estáticas

Estas pueden producirse a medida que el aceite fluye a través de las mangueras, tubos y tanques.La presencia de cargas estáticas junto con el aire y los vapores de aceite generan un riesgo de explosión.

¡Deben aterrizarse todos los equipos utilizados en el proceso de secado y el transformador!

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Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadores en fábricaSecado en fábrica

Cámara de Secado con recirculación de aire caliente ( Método Antiguo )

Horno con recirculación de aire caliente y Sistemas de Vacío ( Método Convencional )

Horno de Fase de Vapor ( Vapor Phase )

Mantenimiento

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Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadores en fábricaSecado en fábrica – Método Recirculación de aire

Mantenimiento

T > 100 ºCP = 1 atmt = 8-9 díasHumedad = 0,7% - 1.0%Etapas: 1 -Calentamiento

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Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadores en fábricaSecado en fábrica – Método de Recirculación de aire y vacío

Mantenimiento

T > 100 ºCP = 1 atmt = 5-7 díasHumedad = 0,5% - 0,7%Etapas: 2 -Calentamiento -Recirculación

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Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadores en fábricaSecado– Método de Vapor Phase

Mantenimiento

T > 100 ºCP = 1 atmt = 2-3 díasHumedad = 0,3% - 0,5%Etapas: 4 -Preevacuación. -Calentamiento

-Evaporación -Vacío fino

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Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadores en campoDe acuerdo a IEEE Std C57.93-1995, existen cuatro métodos de secado en sitio:

Recirculación con aceite caliente

Cortocircuitado de devanados + vacío

Alto vacío

Aire caliente

Mantenimiento

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Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadores en campoSecado – Método de recirculación de aceite caliente

Se utiliza un calentador para elevar la temperatura del aceite hasta 85 ºC. Para evitar pérdidas de calor, deben cerrarse las válvulas de los radiadores. También se recomienda cubrir con una manta térmica la superficie del tanque principal.

Procedimiento

El aceite se recircula hasta que el aislamiento sólido queda seco ( para determinar la humedad se puede llenar con gas extra-seco y medir punto de rocío). El mayor problema de este método es que es muy lento.

Mantenimiento

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Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadores en campoSecado – Cortocircuitado de devanados + vacío

La corriente circulante por los devanados calienta la parte activa y el aceite. Debe controlarse el calentamiento de los devanados para evitar su envejecimiento acelerado. (T < 95 ºC en devanados y T < 85 ºC en aceite).

Procedimiento

Se conecta una fuente de corriente a un devanado y el otro se cortocircuita. Después de que se alcanza la temperatura requerida, se desconecta la fuente de corriente y se drena el aceite del transformador. También se utiliza una cold trap y vacío. Este método puede realizarse sin aceite. El proceso debe repetirse hasta alcanzar los valores deseados.

Mantenimiento

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Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadores en campoSecado – Alto vacío

Se puede utilizar un cold trap para medir la cantidad de agua removida. Al aplicar calor se obtienen mejores resultados. La humedad se elimina bajando la presión en el tanque por debajo de la presión de vapor de la humedad en el aislamiento. Este es el método más comúnmente utilizado en campo y el más eficiente.

Procedimiento

En este método se requiere de una bomba de vacío que alcance P < 1mbar. Debe verificarse que el tanque principal, tanque de expansión y radiadores sean resistentes al vacío.

Mantenimiento

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Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadores en campoSecado – Alto vacío (cont.)

Después del proceso de vacío se puede estimar el contenido de humedad residual en el aislamiento por medio de la carta de Piper.

Mantenimiento

1.0%

20 ºC

0,22 mm hG

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Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadores en campoSecado – Aire caliente

Para utilizar este método se requiere aislar el tanque principal. De esta manera se evita que escape calor del mismo.

Procedimiento

Se calienta aire seco (<30ppm de H2O) y se pasa a través de los devanados. El aire caliente extrae la humedad fuera de la celulosa. El aire y la humedad se purgan a través de la parte superior del transformador. Debe tenerse precaución con los gases generados, porque son inflamables.

Mantenimiento

Los procesos clave en todos los casos son: calor, vacío, cold trap, calor interno y

externo.

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Programación de mantenimiento

Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadoresResultados del proceso de secado

Las ventajas del vacío

Una ventaja de utilizar vacío en el proceso de secado es que al mismo tiempo se desgasifica el papel y el aceite.

Eficiencia del procesoTemperatura del aceiteNivel de vacío

Mantenimiento

Page 130: Mantenimiento a Transformadores de Potencia

Mantenimiento

Energy Transformers

Introducción

Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

EXTENSION DE VIDASecado de transformadoresSecado del aceite vs. secado de la parte activa

En un transformador con humedad en la parte activa debe tenerse en cuenta que al secar el aceite no necesariamente se está secando el aislamiento sólido.

Con uno o dos ciclos se puede secar el aceite. La parte activa requiere más tiempo. Si se seca sólo el aceite, la humedad del aislamiento volverá a humedecerlo.

Mantenimiento

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Mantenimiento

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

EXTENSION DE VIDARegeneración y limpieza con aceite calienteCuando el aceite ha sido descuidado por largo tiempo y sus parámetros de aceptación quedan por debajo de los valores nominales, se debe realizar una regeneración del aceite.

Mantenimiento

•Ácidos•Lodos•Agua•Gases disueltos

Regeneración--------------------

1. Recirculación aceite2. Calentamiento > punto

anilina3. Filtración del aceite

Aceite recuperado

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

EXTENSION DE VIDAMantenimiento preventivo al transformador

Mantenimiento

Tratamiento al aceite por termovacío y adición de inhibidor.

Secado del transformador.

Regeneración o deslodificación de aislamientos.

Regeneración o deslodificación de asilamientos con secado.

Limpieza y reparación del transformador, operación que incluye el desencube del equipo.

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PROGRAMACIÓN DE MANTENIMIENTOMantenimiento

Las actividades de mantenimiento se pueden dividir en grupos de acuerdo con las partes del transformador:

1 Tanque principal y tanque de expansión 2 Conmutador (de operación bajo carga o sin carga)3 Equipo de refrigeración4 Tablero de control y caja de bornes de conexiones5 Pasatapas (aisladores pasantes)6 Cajas de conexión de cables7 Transformadores de corriente8 Accesorios de protección y control

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PROGRAMACIÓN DE MANTENIMIENTO Periodicidad

Mantenimiento

De acuerdo con las condiciones específicas del transformador, se debe determinar la periodicidad de las actividades de mantenimiento.

Los registros de temperaturas deben ser tomados a una frecuencia adecuada (pe si están operando el 100% del tiempo, deberán ser tomadas cada hora)

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PROGRAMACIÓN DE MANTENIMIENTO Frecuencia de la pruebas

Mantenimiento

La frecuencia de las pruebas realizadas a un transformador de potencia debe establecerse con base en los siguientes factores:

Capacidad del equipo.

Condiciones de operación.

Importancia del servicio prestado.

Condición del aceite dieléctrico.

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PROGRAMACIÓN DE MANTENIMIENTO Ejemplo de programa de mantenimiento

SAT/MA 114.01

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Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PROGRAMACIÓN DE MANTENIMIENTO Ejemplo de programa de mantenimiento (cont.)

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Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PROGRAMACIÓN DE MANTENIMIENTO Ejemplo de programa de mantenimiento (cont.)

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PROGRAMACIÓN DE MANTENIMIENTO Ejemplo de programa de mantenimiento (cont.)

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PROGRAMACIÓN DE MANTENIMIENTO Ejemplo de programa de mantenimiento (cont.)

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Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PROGRAMACIÓN DE MANTENIMIENTORegistros

Mantenimiento

Registros de mantenimiento por paradas programadas;

Registros de mantenimiento por paradas de emergencia;

Registros de ensayos eléctricos de campo;

Registros de pruebas al aceite;

Registros de mantenimientos/cambio de aceite;

Otras informaciones importantes del transformador, como:

Movimientos de sitio,

Reparaciones de la parte activa

Calidad operativa de los accesorios de medición y control, Etc.

Es fundamental disponer de los registros de las actividades de mantenimiento.

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Objetivos

Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

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+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PROGRAMACIÓN DE MANTENIMIENTO Registros necesarios para evaluar el aceite

Mantenimiento

Histórico de gases

Histórico parámetros Físico-Químico

Histórico 2 FAL y GP

Histórico de temperatura y sobrecargas

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-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

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+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

PROGRAMACIÓN DE MANTENIMIENTO Registros para realizar un estudio de cargabilidad

Mantenimiento

Temperaturas:AmbienteDel AceiteDe los devanados

Curva de carga típica, incluyendo períodos críticos de cargas máximas;

Temperatura media ambiente en los diferentes períodos del año

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-La compra

-Periodo de garantía

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-Pruebas

Aceite

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- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

DISPOSICION FINALMantenimiento

Determinar el contenido de PCB’s.

Debe enfrentarse el beneficio de reciclar los materiales útiles, contra el riesgo ambiental de un método inapropiado de recuperación.

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+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

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- Pintura

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Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

DISPOSICION FINALMantenimiento

De acuerdo al contenido de PCB’s del aceite de transformdores, estos se pueden clasificar en tres categorías:

Transformadores con aceite completamente contaminado con PCB’s

Transformadores con aceite parcialmente contaminado con PCB’sTransformadores con aceite libre de PCB’s

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+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

DISPOSICION FINALAceite completamente contaminado con PCB‘s

Mantenimiento

La operación de transformadores de esta categoría tiene el riesgo de fallar de manera catastrófica, provocando un derrame de PCB’s

El costo de reemplazar el equipo es mínimo comparado con las pérdidas acarreadas por un desastre ecológico y sanitario de tal magnitud.

Varias empresas alrededor de mundo ofrecen el servicio de incineración de PCB’s. La ventaja de este procedimiento es que el transformador es destruido completamente. La desventaja es que el proceso es costoso y que las cenizas del horno permanecen contaminadas.

http://www.nttworldwide.com/tech2307.htm

Page 147: Mantenimiento a Transformadores de Potencia

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Actividades de seguimiento

-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

DISPOSICION FINALAceite completamente contaminado con PCB‘s

Mantenimiento

Casos históricos

Yusho (Japón). 1968. Contaminación con aceite de arroz (1.600 personas). Fuente: Intercambiador de calor.

Yusho (Taiwan). 1979. Contaminación con aceite de arroz (1.800 personas).

Bloomington, Indiana . 1975. Fertilizante para jardín. (1.000). Desechos de una planta de manufactura de capacitores eléctricos.

Binghamton, New York . 1981. Incendio de trafo frente a edificio de oficinas.

San Francisco, California . 1983. Incendio de trafo frente a edificio de oficinas.

http://www.nttworldwide.com/tech2307.htm

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-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

DISPOSICION FINALAceite contaminado con PCB‘s

Mantenimiento

En muchos países el contenido de PCB’s está regulado por debajo de 50 ppm.

Algunos propietarios de transformadores con aceite contaminado con PCB’s, tiende a pensar que su transformador puede ser lavado para limpiar sus partes metálicas y posteriormente venderlas como chatarra. Sin embargo, tanto el papel como la madera del núcleo y las bobinas quedan impregnadas de PCB’s. Igualmente algunas superficies metálicas.

Estos residuos de PCB’s contaminan a su vez el medio ambiente.

http://www.nttworldwide.com/tech2307.htm

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-La compra

-Periodo de garantía

+Diagnóstico

-Pruebas

Aceite

Eléctricas

+Mantenimiento

- Pintura

- Pasatapas

Extensión de vida

Programación de mantenimiento

Disposición final

DISPOSICION FINALAceite no contaminado con PCB‘s

Mantenimiento

Los aceites no contaminados con PCB’s también son una fuente de contaminación ambiental, puesto que son hidrocarburos.

Por lo anterior, el aceite del transformador debe enviarse para disposición final a unas instalaciones de reciclaje donde sea tratado como un riesgo para el medio ambiente.

http://www.nttworldwide.com/tech2307.htm