manual de mantenimiento

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Manual de Mantenimiento al Transformador Principal | CNLV 1

CAPITULO 2. TEORIA DEL FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR.

DEFINICION

El transformador es una maquina elctrica que basada en el principio de induccin

electromagntica, transfiere potencia elctrica de un devanado a otro, estando ambos

aislados elctricamente entre si, pero unidos por medio del campo magntico.

1. LEYES FUNDAMENTALES.

El principio de operacin de los transformadores se puede comprender muy

fcilmente si se consideran las siguientes leyes fundamentales:

1.1 LEY DE FARADAY

Cuando se mueve un conductor cortando las lneas de campo magntico

(movimiento relativo entre campo y conductor), se genera una F.E.M en las

terminales del conductor cuya magnitud depende de la intensidad del campo, de

la velocidad con el que el conductor corta las lneas de flujo y por supuesto es

funcin directa del nmero de conductores.

Fig. 5 corte de lnea de campo magntico.

1.2 LEY DE LENZ

La corriente inducida tiene siempre una direccin tal, que se opone a la causa

que la produce.

1.3 LEYES DE NIRCHOFF

a) Voltajes: la suma vectorial de las cadas de voltaje en un circuito es igual

a la suma de las fuentes que se encuentran en el.

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b) Corrientes: la suma vectorial de las corrientes que entran en el nodo de un

circuito es igual a la suma de las corrientes que salen.

Fig. 6 Ejemplo de leyes de Kirchhoff.

2. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO.

2.1 TEORIA DEL TRANSFORMADOR MONOFASICO.

El principio del transformador se basa en la transferencia de la energa elctrica

por induccin de un arrollamiento a otro, lo cual se puede comprender si

tomamos en cuenta las siguientes consideraciones:

a) Cuando un conductor en forma de espiras se hace circular una corriente

se produce un flujo magntico.

fig. 7 Flujos que se origina en un arrollamiento con ncleo de aire.

b) Si el mismo arrollamiento se desarrolla sobre un ncleo de material ferro

magntico, se produce un campo concentrado cuyo camino principal est

determinado por el circuito del material magntico.

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fig. 8 campo concentrado por el material magntico.

c) De acuerdo con la ley de Faraday ya mencionado, si arrollamos un

segundo conductor en el ncleo del material ferromagnetico, se obtendr,

una F.E.M. inducidas en las terminales de dicho conductor.

fig. 9. Ilustracin de la ley de Faraday.

2.1.1 PERDIDAS EN EL TRANSFORMADOR.

Sabemos que los equipos que integran una red elctrica, el transformador

es de los ms eficientes ya que actualmente se han construido unidades

de gran capacidad y extra alta tensin con eficiencias que fluctan entre el

98 y 99 %. Por lo contrario sus prdidas son muy bajas y entre ellas se

consideran las siguientes:

2.1.1. A PERDIDAS POR EFECTO JOULE O EN EL COBRE ( ).

Se presentan debido a la resistencia del conductor que forma los

embobinados del transformador cuando por estos circulan las

corrientes primaria y secundaria.

Dichas prdidas son proporcionales al cuadrado de la corriente y a la

resistencia, se manifiestan por la potencia disipada en forma de calor.

Una manera de reducirlas al mnimo es devanado primario y

secundario del transformador utilizando conductor que tenga rea

transversal amplia; pero esto aumenta el tamao, peso y por

consecuencia el costo del transformador.

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Fig. 10 perdidas por efecto joule o perdidas en el cobre.

2.1.1. B PRDIDAS POR HISTERISIS.

Las prdidas por histresis dependen principalmente del tipo de

material de que se componga el ncleo. Los materiales que mantienen gran parte

de su magnetizacin despus de que se ha retirado la fuerza magnetizante tienen

grandes prdidas por histresis y se dice que tienen altas permeancias.

En un ncleo de determinado material, las perdidas por histresis son

directamente proporcionales a la frecuencia de la corriente en el transformador.

Mientas ms alta sea la frecuencia, las molculas del ncleo debern invertir su

alineamiento ms veces por segundo; de manera que sea mayor la energa

necesaria para este fin.

2.1.1 C PERDIDAS POR CORRIENTES PARASITAS.

Puesto que el ncleo de hierro de un transformador es un material

conductor, el campo magntico del transformado induce una tensin en el ncleo.

Entonces esta hace que circulen pequeas corrientes en el ncleo. A estas

corrientes se les llama corrientes parasitas o corrientes remolino.

Las corrientes parasitas se pueden considerar como corrientes de cortocircuito, ya

que la nica resistencia que encuentran es la pequea resistencia del material del ncleo.

Las corrientes parasitas en el ncleo de transformador se reducen dividiendo el ncleo en

muchas secciones planas o laminaciones y aislando estas laminaciones entre s por medio

de un revestimiento aislante aplicado en ambos lados de la laminacin. Entonces las

corrientes parasitas solo pueden circular en las laminaciones individuales.

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Fig. 11 corrientes parasitas

2.1.1 D PERDIDAS POR FLUJO DE DISPERSION.

Ncleo de hierro es el hecho de que no todas las lneas de flujo

producidas por los devanados primario y secundario pasan a travs del ncleo de

hierro. Algunas de las lneas se fugan de los devanados hacia el tanque y al espacio

mismo que rodea estos y por lo tanto no enlazan al primario con el secundario. Esta

fuga de lneas representa una cantidad de energa no utilizada.

Fig. 12. Perdidas por dispersin de flujo.

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2.2 EL AUTO TRANSFORMADOR

Existe un tipo especial de transformador con ncleo de hierro, que fsicamente

solo tiene un devanado. Funcionalmente, sin embargo, este devanado sirve

como primario as como secundario. Este tipo de transformador recibe el nombre

de autotransformador.

Cuando se usan un autotransformador para elevar la tensin, parte del

devanado nico acta como primario y todo el devanado como secundario, as

mismo cuando se usan para reducir tensin, todo el devanado acta como

primario y parte de l cmo secundario.

La accin del transformador es bsicamente la misma que la del transformador

comn de dos devanados. La potencia se transfiere del primario al secundario

por medio del campo magntico cambiante y la accin necesaria de potencias

iguales en el primario y secundario.

Fig. 12 circuitos para elevar o disminuir voltaje de un autotransformador.

Una desventaja del autotransformador es la falta de aislamiento entre los

circuitos primario y secundario. Esto resulta del hecho de que el primario y

secundario usan mancomunadamente algunas de las espiras.

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3. CLASIFICACION DE LOS TRANSFORMADORES.

Considerando la versatilidad de los transformadores, podemos clasificar estos,

tomando en cuenta diversos factores que se describen a continuacin:

3.1 OPERACIN

Se refiere a la energa que manejan dentro del sistema elctrico y se

clasifica en:

Transformadores de distribucin

Transformadores de potencia.

3.2 UTILIZACION

De acuerdo con la ubicacin que ocupan dentro del sistema

elctrico, tenemos lo siguiente:

Transformador para generador:

Son transformadores de potencia que van conectados a la

salida del generador elevando el voltaje producido por este para

enviar la energa a travs de las lneas de transmisin.

Transformador de subestacin:

son transformadores de potencia que se conectan en diferentes

puntos de las lneas de transmisin para reducir el voltaje a

niveles requeridos por la red elctrica.

Transformador de distribucin:

estos reducen el voltaje de subtransmision a valores utilizables

en zonas de consumo comercial y domstico.

3.3 NUMERO DE FASES.

Monofsicos:

transformadores de potencia o de distribucin que son

conectados a una lnea o fase y aun neutro o tierra. Tienen un

solo devanado de alta tensin y uno de baja tensin. Se

representan por el smbolo 1.

Trifsicos:

transformadores de potencia o de distribucin que son

conectados a tres lneas o fases y pueden estar o no

conectados a un neutro o tierra comn. Tienen tres devanados

de alta tensin y tres devanados de baja tensin. Se

representan por el smbolo 3.

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4. CONEXIONES.

4.1 Conexin estrella estrella.

Ventajas:

1) Mayor utilizacin del cobre (vueltas mnimas).

2) Aislamiento mnimo.

3) Conexin ms econmica para pequeas cargas de alto

voltaje.

4) Ambos neutros accesibles para aterrizamiento, o para formar

un sistema balanceado de cuatro hilos.

5) La capacidad entre vueltas es relativamente alta, por lo

tanto, la severidad del esfuerzo dielctrico debido a

transitorios de voltaje es atenuada.

6) Si una fase resulta fallada, es posible utilizar las dos

restantes.

Desventajas:

1) Los neutros son inestables a menos que se aterricen

slidamente.

2) Unidades trifsicas de polaridad opuesta no pueden operar

en paralelo.

3) La falla de una fase en un sistema trifsico, lo har

inoperante hasta ser reparado.

Aplicaciones:

1) Alimentacin de cargas trifsicas balanceadas relativamente

pequeas.

2) Para distribucin, si es del tipo columnas, ya que el tipo

acorazado introduce distorsin debido al contenido de

armnicas.

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fig. 13 conexin estrella estrella.

4.2 CONEXIN ESTRELLA ESTRELLA CON TERCIARIO.

El devanado terciario es un devanado adicional, auxiliar en

ciertas condiciones y es separado y distinto de los devanados

primario y secundario.

Ventajas:

1) El devanado terciario proporciona un camino cerrado para

los componentes de terceras armnicas de la corriente

magnetizante, lo cual elimina el voltaje de terceras

armnicas en los devanados principales, logrando tener

estabilidad en los neutros, y pueden ser aterrizados sin

ninguna consecuencia.

2) Puede utilizarse el devanado terciario para alimentar

pequeas cargas, tales como alumbrado, motores, servicio

en general.

Desventajas:

1) Incremento del tamao y costo del transformador.

2) El terciario puede alcanzar valores peligrosos de voltajes

debido a la induccin electrostticos de los otros devanados,

por lo que se recomienda aterrizar el neutro.

Aplicaciones:

Cuando se requiere proporcionar un devanado estabilizador

para circulacin de corrientes de terceras armnicas.

(Pendiente foto

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4.3 CONEXIN DELTA DELTA.

Ventajas:

1) Con una fase daada, se puede operar en conexin V para

suministrar 1 / 3 de la potencia total 3.

2) Es la conexin mas econmica para transformadores de alta

corriente y bajo voltaje.

3) Los voltajes de terceras armnicas, se eliminan por la

circulacin de corrientes armnicas a travs de la delta.

Desventajas:

1) No se dispone de puntos, a menos que se utilicen aparatos

auxiliares.

2) No se puede alimentar un sistema de 4 hilos a menos que se

utilicen aparatos auxiliares.

3) El numero de vueltas y la cantidad de aislamiento por fases

es mximo.

Aplicaciones:

Esta conexin es raramente usada en los sistemas.

Fig. 15. Conexin delta - delta.

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4.4 CONEXIN DELTA ESTRELLA.

VENTAJAS:

1) voltajes de terceras armnicas se eliminan por la circulacin de corriente

armnicas en delta del primario.

2) El neutro del secundario puede ser aterrizado o aislado para alimentar un

sistema de 4 hilos.

3) Es posible alimentar un sistema desbalanceado de 4 hilos y los

desbalances en voltaje son relativamente pequeos, siendo proporcional

solo a la impedancia interna de los devanados.

Desventajas:

1) La falla de una fase excluye de servicio al transformador.

Aplicaciones:

Es comnmente usada para transformadores reductores para alimentar

sistema de 4 hilos. Es tambin ampliamente usada en transformadores

elevadores.

Al aterrizar el neutro secundario, esta conexin proporciona aislamiento para

la corriente de tierra de secuencia cero, lo cual permite controlar el circuito de

secuencia cero desde el secundario, siendo totalmente independiente del

primario.

Fig. 16. Conexin delta estrella.

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4.5 CONEXIN ESTRELLA DELTA.

Ventajas:

1) Voltajes de terceras armnicas se eliminan por la circulacin de corrientes de

terceras armnicas en la delta del secundario.

2) El neutro del primario se mantiene estable por la delta puede ser aterrizado.

3) Es la conexin ms deseable para grandes transformadores reductores, ya

que tiene las ventajas del devanado estrella para altos voltajes y delta para

bajos voltajes.

Desventajas:

1) No se dispone de neutro en el secundario, a menos que se utilice un aparato

auxiliar.

2) La falla de una fase excluye de servicio al transformador.

Aplicaciones:

Grandes transformadores reductores de un sistema de alto voltaje.

Fig. 16 Conexin estrella delta.

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4.6 AUTO-TRANSFORMADOR.

Ventajas:

1) Menos costo inicial.

2) Menor tamao y peso para iguales KVA transformados.

Desventajas:

1) Siendo la reactancia entre primario y secundario pequea, un

transformador est ms expuesto a fallar ante un corto circuito externo

que un transformador de dos devanados independientes.

2) Debido a la continuidad elctrica entre primario y secundario, el devanado

de bajo voltaje debe disearse para soportar sobretensiones que pueda

recibir el devanado de alta tensin.

3) La conexin entre primario y secundario forzosamente debe ser la misma,

esto es estrella estrella, o delta delta.

Aplicaciones:

El auto transformador tiene ventajas cuando la relacin de transformacin es

menor o igual a 2, teniendo en cuenta que debe ser protegido por reactores

externos.

Fig. 17 Aplicaciones de conexin del auto-transformador.

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5. TIPOS DE NUCLEO.

De acuerdo con la relacin que guardan los devanados respecto al ncleo en la

construccin del transformador, se tiene dos tipos:

5.1 TIPO COLUMNA:

Conocido tambin como tipo core. En esta construccin, el ncleo proporciona

un solo circuito magntico formado por un yugo superior y 2 o 3 columnas

verticales o piernas para 1 o 3 fases, respectivamente. Los devanados son

ensamblados concntricamente en cada una de las columnas o piernas del

ncleo. De esta manera, el circuito elctrico envuelve al circuito magntico.

Fig. 18 Ncleo tipo columnas.

5.2 TIPO ACORAZADO.

Conocido como tipo SHELL. En esta construccin los devanados forman 1 o 3

hilos, para 1 o 3 fases respectivamente, y el ncleo se ensambla alrededor de

ellos, formando 2 o ms circuitos magnticos que envuelven al circuito elctrico.

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Fig. 19 Ncleo tipo acorazado.

CAPITULO 3. TIPOS, CARACTERISTICAS DE NUCLEOS Y TIPOS DE AISLAMIENTOS.

INTRODUCCION.

El ncleo es la parte del transformador en el cual oscila el campo magntico. El

material denominado acero de ncleo est constituido de un alto porcentaje de hierro al

que se le ha agregado un pequeo porcentaje de silicio, recientemente se ha utilizado

acero orientado o acero con granos orientados.

Estos acetos tienen caractersticas notables ya que las prdidas resultantes en calor son

ms bajas cuando dichos aceros se usan en un circuito magntico de tal modo que el

magnetismo fluya en la direccin rolada.

Por lo anterior el ncleo est diseado para aprovechar las ventajas de estas

caractersticas.

1. TIPOS DE NUCLEOS.

Se tienen disponibles tres tipos bsicos de ncleo.

1.1 NUCLEO A TOPE Y TRASLAPE.

Se usan comnmente con acero de ncleo rolado en caliente.

1.2 NUCLEO ENROLLADO.

Usado solamente con acero rolado en frio o con acero orientado.

1.3 NUCLEO A INGLETE.

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Se construye utilizando lamina con corte angular y es usado comnmente con

acero rolado en frio.

Fig. 20 Ncleo inglete.

1.3.1 NUCLEO A INGLETE.

Este ncleo es utilizado para transformadores de potencia. En realidad, es

un ncleo a tope traslape con uniones hechas a 45. Se usa solamente

con acero de ncleo rolado en frio.

Ntese el pequeo traslape comparado con el ncleo a tope y traslape.

Esto significa una gran ventaja en cuanto a las propiedades direccionales

del flujo magntico.

Magnetismo del acero rolado en frio. En este tipo de ncleo, es muy

importante que las uniones a tope entre las lminas sean hechas

cuidadosamente y as eliminar los espacios (gaps) entre dichas uniones.

Existen 4 gaps a tope en el ncleo.

Fig. 21 secciones de ncleo 7 y 14 pasos.

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Fig. 22 ncleo enrollado.

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2. NUCLEOS TIPO COLUMNA (INGLETE) MAS COMUNES.

Los ncleos tipo inglete se fabrican bsicamente en cinco arreglos diferentes. Estos

arreglos se muestran en las ilustraciones 1, 2, 3, 4, y 5.

Fig. 23 ncleos ms comunes tipo inglete.

Se considera que todos estos arreglos tienen ngulos de 45, 0.3 mm de espesor y

son de acero rolado en frio, los fabricantes utilizan con mayor frecuencia los arreglos

1, 3 y 5.

3. FORMAS DE LAMINACIONES.

La partida para los tipos de laminaciones incorpora la letra de la forma bsica. El

prefijo en la partida designa la posicin como se muestra en el apartado 7 de esta

seccin. Todos los ngulos son de 45 respecto a la horizontal.

Las dimensiones mostradas son aquellas que sern dadas en las especificaciones

de corte de acero para el paso en particular.

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4. TOLERANCIAS EN NUCLEOS.

Durante la fabricacin de los ncleos las tolerancias que debern tomarse en cuenta

son las siguientes:

a. Peso del ncleo.

b. Longitud de la lamina

c. Cuadratura del ncleo.

d. Angulo de corte a 45.

e. Ancho.

f. Altura de apilamiento durante la fabricacin.

g. Dimetro del ncleo.

h. Espacios (gaps).

5. NUCLEOS TIPO ACORAZADO.

En forma similar al ncleo tipo columnas, el tipo acorazado es construido utilizando

lamina con corte angular a 45 fabricada con acero al silicio (4%) rolado en frio.

En la siguiente figura se muestran los diferentes tipos de ncleos aplicables a

transformadores tipo acorazado.

Fig. 25 Tipos de ncleo aplicables a transformadores tipo acorazado.

Para los transformadores tipo acorazado lo ms comn son 3 piernas para unidades

monofsicas y 4 piernas para unidades trifsicas. Aunque ahora se tiene disponible

el ncleo de 7 piernas en el diseo tipo acorazado para unidades trifsicas, esta

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alternativa se recomienda en unidades de gran capacidad cuando se requiere el

menor peso posible y bajas perdidas en vaco.

El ensamble de los transformadores de potencia tiene algunas diferencias

especficas dependiendo del tipo de construccin, por lo que se trataran las ms

importantes para nuestro caso.

a) Para los transformadores de potencia tipo acorazado, la etapa de ensamble

ncleo-bobinas se inicia con el traslado del tanque inferior al rea de

ensamble final. Despus de colocar sobre dicho tanque el ensamble

completo de las fases provenientes del proceso de secado, se inicia la

laminacin del ncleo alrededor de cada una de las piernas de las bobinas,

colocndose sobre el tanque inferior y sobre una viga T de soporte

mecnico. La laminacin externa se mantiene en su posicin por medio de

refuerzos que se encuentran colocados en la parte inferior del tanque

superior.

Fig. 26 ensamble de un transformador tipo acorazado.

Las lminas del ncleo rodean completamente a todo el ensamble de las

fases (devanados) y forman una estructura mecnica altamente resistente.

b) Para el caso del transformador de potencia tipo columna, es posible iniciar el

ensamble del ncleo una vez terminado el corte de las laminaciones. Para

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ello, los elementos estructurales de soporte se colocan sobre una plataforma

en posicin horizontal y se procede a formar los diferentes pasos del ncleo,

agrupando las laminaciones en la cantidad y anchos marcados en su

especificacin.

Una vez completado el ncleo, se realiza un bandeado de las piernas

utilizando cintas de fibra de vidrio y mediante el auxilio de una gra se

procede a colocarlo en posicin vertical.

Fig. 27 ncleos de transformador tipo columnas.

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6. COMPARACION TECNICA ENTRE UN TRANSFORMADOR TIPO COLUMNAS Y

UN TIPO ACORAZADO.

DISEO TIPO COLUMNA DISEO TIPO ACORAZADO

Menor volts/vuelta Mayor volts/vuelta

Mayor nmero de vueltas Menor nmero de vueltas

Las bobinas estn ms cerca de la pared del tanque, por lo cual se requiere una distancia muy grande entre las bobinas y tanque

El ncleo est ms cerca de la pared del tanque, por lo cual se requiere una distancia muy pequea entre ncleo y tanque.

La disposicin de los cambiadores de derivaciones en las tres fases se montan a un lado de las bobinas, por consiguiente, las guas de los taps son relativamente cortas.

La disposicin de los cambiadores de las derivaciones en las 3 fases se encuentra en la parte superior de las fases, lo cual implica guas de taps largas.

Cuando se extrae el tanque de la unidad, las bobinas son visibles para su inspeccin.

Cuando se desestanca la unidad solo la parte superior de las bobinas se puede inspeccionar.

El nmero de grupos para alta y baja (espacios H - L) est limitado.

Diseo bastante flexible para formar varios grupos alta baja.

Las bobinas de alta tensin se devanan continuamente, lo cual minimiza la soldadura para conectar bobina a bobina.

Cada bobina se devana separadamente por lo cual se requieren ms soldaduras entre bobinas.

Solo una pequea parte del ncleo soporta el ensamble de las bobinas

Una gran parte de las bobinas es soportada por la estructura aislante y el ncleo.

Se requiere de ductos especiales y barreras para dirigir el flujo de aceite y asegurar un buen enfriamiento.

Las bobinas estn dispuestas verticalmente lo cual permite un eficiente flujo de aceite en ambas caras de las mismas.

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7. TIPOS DE AISLAMIENTOS.

CONCEPTOS GENERALES.

Los sistemas o estructuras aislantes de la mayora de los transformadores

consisten casi completamente de la combinacin de cartn comprimido,

papel o aceite mineral.

La combinacin de aceite y papel es altamente recomendable, resultando

en propiedades dielctricas superior a cualquiera de las dos separadas.

En el caso de los transformadores de potencia que es en donde se

presentan las condiciones de operacin ms crticas, es necesario

seleccionar un lquido que posea no solo buenas caractersticas aislantes,

si no tambin sirva como un buen medio de transmisin de calor para

transportar hacia el exterior, el que se genera en las bobinas del

transformador.

La energa convertida en calor en el circuito magntico por histresis,

corrientes de Eddy y en el cobre de los devanados por efecto joule, deber

ser transmitida a algn medio refrigerante y disipada antes de permitir que

los aislamientos lleguen a una temperatura excesiva que provoque su

degradacin acelerada.

7.1 AISLAMIENTOS SOLIDOS (SUS FUNCIONES).

Las funciones que realizan los aislamientos slidos en un transformador

son las siguientes:

Aislar entre si las espiras de una misma bobina.

Aislar entre s a los devanados.

Aislar contra tierra a los devanados.

Soportar sin dao, los esfuerzos elctricos a que son sometidos

los devanados.

Soportar sin daos a los esfuerzos mecnicos a que son

sometidos los devanados.

Soportar sin dao los esfuerzos trmicos a que son sometidos los

devanados.

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7.2 MATERIALES AISLANTES MS UTILIZADOS

Los aislantes slidos que ms se emplean son:

Papel kraft (fibra de madera)

Papel kraft boad (fibra de madera)

Papel crepe

Papel press board (madera y algodn)

Carton comprimido (presspann)

Fibra de vidrio

Porcelana

Aislantes termoplsticos

Cintas de algodn

Las pruebas de laboratorio han demostrado en los ensayos de impulso

(ondas de choque) que el mayor esfuerzo dielctrico en las bobinas se

produce en los extremos de la misma. Por esta razn el aislamiento en las

extremidades del arrollamiento debe ser reforzado.

7.3 CLASIFICACION

Las materias aislantes de uso ms comn en equipo elctrico, han sido

clasificadas por la IEEE y lo ha establecido con fines de normalizacin

con los siguientes valores mximos de MANCHA MAS CALIENTE.

AISLAMIENTO TEMPERATURA MAXIMA Clase O 90C Clase A 105C Clase B 130C Clase C No especifica limite

Clase O.- algodn, seda, papel y materiales orgnicos similares, que no

estn impregnados ni sumergidos en lquido dielctrico.

Clase A.- algodn, seda, papel y materiales orgnicos similares, que

estn impregnados en lquidos dielctricos. Materiales moldeados y

laminados con celulosa, resinas fenlicas y otras resinas de

propiedades anlogas.

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Clase B.- mica, amianto, fibra de vidrio y materiales inorgnicos o

anlogos, reforzados con sustancias orgnicas, aglutaminantes como

estructura y en pequeas cantidades, puede usarse clase A.

Clase C.- mica, porcelana, vidrio, cuarzo y materiales inorgnicos

anlogos.

El deterioro de aislantes clase A y B, a temperatura elevadas es gradual

y sus curvas no tienen pendientes, ni cambios bruscos.

El material se reseca y carboniza, esto lo hace quebradizo

disminuyendo con ello la resistencia mecnica y provocando la falla por

vibracin.

De aqu es donde proviene la la regla de los 8 ya que el deterioro es

ms severo si est impregnado de aceite.

Esta regla dice: a temperaturas mayores de 110C, un aumento de 8C,

duplica el envejecimiento, es decir, se reduce la vida til a la mitad

aproximadamente.

Fig. 28 disposiciones de los devanados de un transformador y su aislamiento

segn la Brown-boveri, denominada de cilindros con bridas dobladas y desviadas.

7.4 AISLAMIENTOS LIQUIDOS.

Los lquidos aislantes para usos electrotcnicos son obtenidos por

destilacin fraccionada del petrleo y, es comnmente conocido como

aceite dielctrico.

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7.4.1 FUNCIONES DEL ACEITE AISLANTE EN

TRANSFORMADORES.

El aceite aislantes en un transformador tiene las siguientes

funciones:

a) Acta como aislantes elctrico.

b) Acta como refrigerante.

c) Protege los aislamientos slidos contra la humedad

y el aire.

Durante la operacin de transformadores, las prdidas de

energa aparecen en forma de calor, principalmente en los

devanados y el ncleo.

Las fuentes de calor estn localizadas por orden de

importancia en:

a) Los devanados debido a las prdidas .

b) El ncleo, debido a las prdidas de excitacin.

Wfe = Wh + We

Siendo Wh, las prdidas de histresis y We, las

perdidas por corrientes de Eddy.

c) Los herrajes y el tanque, debido a las corrientes

parasitas inducidas por el campo magntico diverso.

Este calor generado debe ser disipado, antes de permitir que los

devanados lleguen a una temperatura que ocasione degradacin

excesiva del aislamiento; para ello se utiliza el aceite aislante de baja

viscosidad el cual acta como refrigerante.

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7.4.2 PROPIEDADES REFRIGERANTES DEL ACEITE

AISLANTE.

Las formas de transferencia de calor de un transformador por

orden de importancia son las siguientes:

a) Conveccin

b) Radiacin

c) Conduccin

a) Conveccin natural (termosifn)

Termosifn es el fenmeno de circulacin natural que

presentan los fluidos, debido a las diferencias de

densidades que se originan al calentarse. Las fuerzas

debidas a las diferencias en la densidad de los fluidos en

el flujo por conveccin natural son muy pequeas.

La columna de aceite caliente comienza en la parte inferior

de la bobina y se extiende al extremo superior de la

misma, donde permanece a su mximo valor. La columna

de aceite frio comienza en la parte inferior de los

radiadores y se expande hacia el fondo del tanque a travs

de ellos.

Conveccin forzada.

Con el objeto de aumentar la eficiencia de transmisin del

flujo de calor de utilizan bombas para obligar al aceite a

fluir sobre las superficies de las bobinas a velocidades ms

elevadas.

El coeficiente de transferencia de calor del aceite aislante

se determina por sus propiedades fsicas, tales como:

densidad relativa, calor especfico, conductividad trmica y

viscosidad.

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La densidad relativa del aceite aislante disminuye al

aumentar la temperatura, tal propiedad se aprovecha para

el enfriamiento por conveccin y radiacin del

transformador.

b) Radiacin.

Esta consiste en la emisin o absorcin de ondas

electromagnticas que se desplazan a la velocidad de la

luz.

Todos los cuerpos continuamente irradian energa en

forma de ondas electromagnticas.

c) Conduccin.

Es un proceso lento por el cual se transmite el calor a

travs de una substancia por actividad molecular. La

capacidad de una substancia para conducir el calor, se

mide por la conductividad trmica.

Esta forma de transferencia se presenta en mayor o menor

grado en un transformador.

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Fig. 29 trayectorias del aceite en un transformador.

7.4.3 TIPOS DE ACEITES AISLANTES.

Existen dos tipos de aceites, los derivados del petrleo y los

aceites artificiales clorados:

a) Aceites artificiales.- comnmente se les llama askareles

y son compuestos sintticos no flamables, los cuales

una vez descompuestos por arque elctrico, solamente

producen mezclas gaseosas no flamables. Por lo

mismo son muy estables y difciles de destruir, son

contaminantes ambientales y txicos.

El problema principal del askarel al estar en operacin

es el agua, ya que solo una pquela porcin (125 ppm)

se disuelve en el aceite y el resto flota sobre la

superficie, la resistencia dielctrica del askarel

disminuye rpidamente conforme la concentracin de

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humedad tiende a la saturacin.

b) Aceites derivados del petrleo.- bsicamente dos, los

de base neftenica, que normalmente son los de

importacin y que tienen un bajo punto de congelacin

ideal para usarlos en lugares donde la temperatura

ambiente es muy baja y los de base parafinica a los que

pertenece el aceite nacional.

7.5 TIPOS DE ARREGLOS AISLAMIENTOS BOBINAS.

En general solo hay dos tipos de arreglo:

a) El tipo columnas en el cual los devanados u aislamientos estn

dispuestos concntricamente rodeando al circuito magntico

(nucle) del transformador.

b) El tipo acorazado en el cual el circuito magntico (nucle) forma

una coraza alrededor del arreglo de aislamiento y bobinas, las

cuales se conocen como bobinas tipo galletas.

Existen muchas versiones y modificaciones en el mundo de estos dos

tipos de arreglos de bobinas y aislamientos, pero para cualquiera que sea,

el ingeniero de diseo deber aislar la o las bobinas en funcin de las

siguientes 3 partes particulares:

a) De la o las bobinas a tierra, comnmente llamado aislamiento

mayor.

este tipo de aislamiento asla las bobinas del transformador a

tierra y est formado por lo general de piezas de cartn

comprimido de varios espesores, formas y tamaos.

b) De la o las bobinas de un devanado a otro.

Comnmente llamado aislamiento entre grupos o espacios de

devanados, el cual est formado por barreras de diferente tamao

y espesor de cartn comprimido.

c) Entre capas, secciones y vueltas del mismo devanado

Este aislamiento se le llama comnmente aislamiento de bobina,

se forma principalmente de papel de alto esfuerzo dielctrico o

tiras de cartn comprimido.

[Escriba texto]


CAPITULO 4. CARACTERISTICAS PRINCIPALES DEL TRANSFORMADOR

PRINCIPAL.

1. TRANSFORMADOR MARCA IEM.

1.1 TRANSFORMADOR DE POTENCIA (TIPO

ACORAZADO)

LOS TRANSFORMADORES DE POTENCIA IEM tipo acorazado estn

diseados para aplicaciones en las cuales la confiabilidad y la larga vida de

servicio son los factores ms importantes.

[Escriba texto]


Fig. 30 Transformador tipo acorazado.

Los transformadores tipo acorazado tienen una construccin bsica en la cual

los devanados primario y secundario se encuentran rodeados del circuito

magntico. Estos ensambles de ncleo-bobinas son colocados dentro de un

tanque ajustado en forma; proporcionando una unidad de gran resistencia.

Puesto que la principal funcin de los transformadores de altos voltajes (230 kV

y superiores), es alimentar grandes redes. Los transformadores IEM

desarrollan una alta calidad en las tres caractersticas ms importantes del

transformador: resistencia mecnica, capacidad trmica y capacidad

dielctrica.

[Escriba texto]


FIG 31 VISTA INTERIOR DE UN TRANSFORMADOR TIPO ACORAZADO.

1.2 CARACTERISTICAS DE DISEO TIPO ACORAZADO.

Los diseos tipo acorazado son realizados con devanados rectangulares los

cuales consisten de bobinas tipo galleta interconectados en serie. Los

devanados y el paquete de aislamientos son montados verticalmente en la

seccin inferior del tanque (ver figura 3 y 4).

El nucle es posicionado verticalmente alrededor de los devanados actuando

como un soporte del mismo. La seccin superior del tanque se ajusta de tal

forma que la unidad ensamblada tenga un soporte mecnico para los

devanados.

FIG 32. ENSAMBLE NUCLEO-BOBINAS DE UN

TRANSFORMADOR TIPO ACORAZADO.

[Escriba texto]


El calor generado por el nucle y las bobinas es disipado por la circulacin de

aceite. El flujo de aceite desde la parte inferior hasta la superior es mantenido

gracias a la diferencia de gradiente de temperatura. La adiccin de bombas y

ventiladores para enfriamiento forzado incrementa el flujo de aceite a travs del

nucle y las bobinas y el flujo de aire a travs de radiadores externos. En

cualquier paso de enfriamiento el aceite circula por los radiadores o enfriadores

donde es enfriado antes de volver a entrar por la parte inferior del tanque. El

ensamble de aislamientos consiste en barreras de cartn prensado

(pressboard) de alto valor de rigidez dielctrica y ductos de aceite colocados

estratgicamente y diseados para controlar las concentraciones de esfuerzos

dielctricos.

FIG 33. CORTE DE UN TRANSFORMADOR TIPO ACORAZADO.

1.3 RESISTENCIA MECANICA.

Las bobinas tipo galleta son ensambladas dentro de un grupo de bobinas con

sus caras adyacentes cubiertas por roldanas planas, las cuales tienen bloques

espaciadores en su superficie. Estos espaciadores proporcionan un soporte

uniforme para las vueltas de las bobinas.

La fuerza total entre los grupos de bobinas vara con el cuadro de los amperes-

vuelta por grupo; si la corriente durante condiciones de falla es 10 veces la

corriente normal de operacin, las fuerzas de corto circuito sern cien veces

ms grandes que las fuerzas en los devanados bajo condiciones normales de

[Escriba texto]


operacin. Con forme el transformador sea ms grande, los Amper-vuelta por

grupo de bobina se reducen, ya sea incrementando el nmero de grupos de

bobinas o el numero de espacios entre alta-baja tensin, con el fin de controla

las fuerzas de cortocircuito. El aumento del nmero de espacios entre alta-baja

no incrementa la longitud promedio de la bobina en devanados tipo

acorazados; por lo que esta tcnica resulta muy econmica.

Fig. 34 seccin de un devanado tipo acorazado con una configuracin de

cuatro bobinas alta baja (las flechas indican las fuerzas mecnicas).

La fuerza entre los grupos consecutivos de bobinas en un transformador tipo

acorazado son en direcciones contrarias y cuando se presentan en los devanados

estas tienden a cancelarse. Como resultado la fuerza neta total de retencin que

debe aplicarse externamente a los devanados es solamente la fuerza

correspondiente a un simple par de grupos de devanados. En adicin al control de

la magnitud de la fuerza, los esfuerzos unitarios en las estructuras aislantes son

mantenidos a niveles bajos. La fuerza principal en el devanado es perpendicular a

la cara de la bobina tipo galleta y cada una de estas bobinas es soportada por

espaciadores colocados sobre sus roldanas de cartn aislante adyacentes.

Los transformadores IEM acorazado ofrecen una combinacin del control de

esfuerzos mximos, estabilidad inherente y una alta resistencia mecnica para

soportar las fuerzas de cortocircuito. El uso de tanques ajustados en forma as

como las estructuras de soporte hacen posible una reduccin de hasta el 20% en

peso y un 40% en volumen de aceite.

[Escriba texto]


FIG 35. SOPORTE MECANICO DE UN TRANSFORMADOR TIPO ACORAZADO.

1.4 CAPACIDAD TERMICA.

Un transformador es una de las maquinas con mayor eficiencia, sin embargo,

siempre existen perdidas de energa en el ncleo y bobinas durante la

operacin normal. Esta energa perdida se manifiesta en forma de calor, la cual

se incrementa aproximadamente con el cuadrado de la corriente de carga de

carga y deber ser disipado para prevenir un deterioro en los aislamientos. El

aceite dentro del transformador sirve como medio para transmitir esta energa

desde el nucle y las bobinas hacia los intercambiadores de calor donde ser

disipado a la atmosfera. Las bobinas de alta y de baja tensin son colocadas

verticalmente en el tanque y las roldanas de cartn aislante con sus

espaciadores colocados de acuerdo aun patrn prediseado, son localizados

en ambos lados de cada bobina.

Estos espaciadores proporcionan ductos en ambos lados del conductor a

travs De los cuales circula aceite desde la parte inferior hasta la superior del

tanque. El nucle del transformador tipo acorazado es una pila de laminaciones

de acero magntico. El aceite fluyendo por ambos lados del nucle enfra

adecuadamente esta rea y por lo mismo no es necesario tener ductos de

aceite dentro del circuito magntico. El flujo de aceite dentro del tanque del

transformador durante la operacin de auto enfriamiento (OA) es soportado por

la diferencia de temperaturas del aceite entre la parte inferior y superior del

tanque. Este diferencial de temperatura o cabeza trmica, es aproximadamente

12 C para transformadores tipo acorazado en este tipo de enfriamiento (OA).

[Escriba texto]


FIG 36. CORTE DE UN TRANSFORMADOR TIPO ACORAZADO

ILUSTRANDO LA ACCION DE AUTOENFRIAMIENTO (OA).

CAPITULO 5. TIPOS DE ENFRIAMIENTOS

1. INTRODUCCION.

Las prdidas de carga y las de sin carga en transformadores de potencia

generan calor. La funcin de los sistemas de enfriamiento es la de disipar

este calor (perdidas) y mantener la elevacin de temperatura promedio de

las bobinas as como la elevacin de temperatura superior del aceite de

transformador en un valor menor a 55C o 65C sobre la temperatura

ambiente del medio enfriante.

1.1 TIPOS DE SISTEMAS DE ENFRIAMIENTOS.

El tipo de sistema de enfriamiento (as como el tipo de intercambiador

de calor) es especificado por el cliente, el cual generalmente es uno de

los siguientes tipos:

a) OA (ONAN).- aceite y aire circulando por conveccin natural.

b) FA (ONAF).- aceite circulando por conveccin natural y aire

forzado con moto ventiladores.

c) FOA (OFAF).- aceite circulando forzado usando motobombas y

aire forzado con moto ventiladores.

d) OW (ONWF).- aceite circulando por conveccin natural y agua

circulando forzado usando motobombas.

e) FOW (OFWF).- aceite y aguan circulando forzados por

motobombas.

[Escriba texto]


Con frecuencia, combinaciones de estos sistemas son requeridos para

obtener diferentes capacidades en un transformador, por ejemplo:

OA / FA / FOA transformador para trabajar A:

75 / 100 / 125 MVA respectivamente.

Se puede considerar como regla general que el uso de aire como medio

enfriante (tipos a, b y c) es comn donde la temperatura ambiente del

aire es baja y donde el aire no es excesivamente corrosivo.

Se usan agua como medio enfriante (tipos d y e), cuando hay problemas

para alimentar agua, cuando la temperatura ambiente no baja a 0C,

tambin se recomienda su uso donde la circulacin del aire es

restringida como en el calor de los transformadores para horno o en

donde el aire es altamente corrosivo.

2. DESCRIPCION DE LOS SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO.

2.1 OA (ONAN).

Este sistema se basa por un lado en una circulacin de aire sin

restriccin y por el otro en una circulacin de aceite tambin sin

restriccin. El tanque del transformador es por si solo el ms eficiente

enfriador tipo OA.

Fig. 37 sistemas de enfriamiento OA.

El tanque disipa el calor por conveccin natural y por radiacin,

desafortunadamente el tanque no tiene el rea suficiente para disipar

todas las prdidas para unidades mayores de 150 KVA. Para los

transformadores de grandes potencias se necesita aumentar la

superficie de radiacin por lo que se requiere colocar radiadores los

cuales pueden estar montados directamente al tanque en forma de

[Escriba texto]


bancos separados cuando no es posible colocarlos directamente al

tanque.

Fig. 38 descripciones del montaje de radiadores al tanque.

El aspecto importante de construccin de estos sistemas es el de obtener la

suficiente circulacin de aceite por los radiadores. El centro de los radiadores

(llamado el centro de enfriamiento) debe estar arriba del centro de las bobinas

(llamado centro del calor). Entre mayor sea la distancia, entre el centro de calor y

el centro de enfriamiento, ms rpida ser la circulacin de aceite, menor ser la

diferencia de temperatura entre el aceite superior y la temperatura promedio del

transformador, esto es, se tendrn menos puntos calientes en el transformador y

una mayor vida de los aislamientos.

Hay dos tipos de bsicos de radiadores en uso que son:

a) Tipo tubo.- este es bsicamente un tubo de paredes delgadas (1 mm o 2

mm espesor) aplanadas. Esto se hace para reducir la cantidad de aceite

en el radiador. Los tubos son soldados manualmente aun colector

(cabezal) en ambos extremos.

[Escriba texto]


Fig. 39 Tipos de tubos.

b) Tipo plato.- este tipo es fabricado usando soldadora automtica para la

unin de dos lminas de acero delgado (1 mm a 1.5 mm espesor)

troqueladas. El ancho de las obleas vara entre 300 mm y 500 mm y

como tal ms usados los de obleas que los de tipo tubo.

Los colectores (cabezales) son colocados a presin dentro de las obleas

y luego son soldadas manualmente.

Fig. 39 tipo plato.

[Escriba texto]


Ya que los radiadores tipo tubo son mucho ms angostos que los de

obleas, el aire puede circular con mayor libertad lo que hace que estos

sean ms eficientes en la condicin de OA. Para unidades de

enfriamiento OA es una prctica comn espaciar los radiadores para

favorecer la circulacin del aire.

2.2 FA (ONAF).

Es muy poco comn tener transformadores arriba de 20 MVA enfriados

nicamente con el sistema OA. En unidades mayores generalmente son

usados moto ventiladores con lo que se incrementa la eficiencia del

enfriamiento hasta en 4 veces, esto requiere menos radiadores, lo cual

hace ms compacta la unidad: las desventajas mayores al usar

ventiladores son:

a) Un incremento en el nivel de ruido.

b) Agregar dispositivos de control y protecciones elctricas.

c) Aumenta el mantenimiento.

d) La necesidad de alimentaciones de auxiliares de energa.

Es muy comn en norte Amrica el uso de pequeos ventiladores de

alta velocidad generalmente entre 600 mm y 750 mm de dimetro

trabajando a una velocidad de hasta 1725 rpm. La prctica europea es

usar mucho menos ventiladores ms grandes en dimetro 1200 mm y a

menor velocidad hasta 850 rpm. Rara vez hay gran diferencia en

niveles de ruido o eficiencia de enfriamiento por lo que la seleccin final

est basada en la disponibilidad.

Las consideraciones ms importantes de construccin para el uso de

ventiladores son:

[Escriba texto]


a) Montarlos verticalmente soplando de abajo hacia arriba o

soplando horizontalmente.

Fig. 40 esquema de moto ventiladores.

Es muy rara la posibilidad de colocar ventiladores soplando

verticalmente con radiadores tipo tubo. Debido a que el cabezal

inferior produce un efecto de deflector de aire.

b) Para soplo horizontal, la posicin de los ventiladores es muy

importante.

La posicin de los grupos de ventiladores debe ser tal que dichos

grupos soplen solamente aire frio y que no re circulen aire

caliente de otros grupos de ventiladores. El esquema siguiente

muestra un buen arreglo de ventiladores.

Fig. 41 arreglo de ventiladores en posicin horizontal

El siguiente arreglo es incorrecto ya que un grupo dirige aire

caliente al otro.

[Escriba texto]


Fig. 42 arreglo incorrecto de ventiladores.

c) Conjugacin de las caractersticas del ventilador para el arreglo

del radiador.

Una caracterstica tpica presin/volumen por minuto de un

ventilador se muestra con la carga.

Fig. 42 radiadores en serie.

En las curvas de varios nmeros de radiadores montados en

series sper puestos. La relacin del aire real liberado es el punto

de interseccin de la curva de carga del nmero de radiadores en

serie con la curva del ventilador. Esto puede parecer que la baja

resistencia de la trayectoria del aire da la ms alta relacin de aire

liberado y de esta manera se obtiene la mejor eficiencia.

d) Espacio entre los radiadores.

Para los transformadores enfriados con ventiladores, la

separacin ms pequea entre los radiadores individuales, es la

ms eficiente porque se tienen menos fugas de aire entre los

radiadores. Debido a que los radiadores son lo suficientemente

[Escriba texto]


anchos, no permiten tantas fugas de aire y as son ms eficientes

bajo las condiciones de FA.

Fig. 42 separaciones de radiadores.

Como antes se mencion, el arreglo ideal para OA (ONAN) es

disponiendo los radiadores separados a lo ancho y as favorecer

la circulacin natural de aire.

2.3 FOA (OFAF).

Para transformadores de gran capacidad, altas prdidas, es necesario

mejorar la eficiencia del enfriamiento ms all que el sistema FA. Esto

puede lograrse en dos formas.

Agregando bombas al sistema FA ya descrito o

Mediante el uso de intercambiadores de calor FOA compactos.

a) Para el caso de agregar bombas al arreglo de enfriamiento radiador-

ventilador, la mejora principal en la eficiencia del enfriamiento no es

por la relacin de un mayor flujo de aceite a travs de los

radiadores, pero si por una mayor relacin de flujo a travs de los

devanados as que invariablemente debemos bombear el aceite

directamente al devanado. Esto incrementa la relacin de flujo entre

los devanados y reduce la diferencia de temperatura entre el

conductor y el aceite, y que de esta manera nos permite operar el

aceite a una temperatura ms elevada y sobre la ambiental.

[Escriba texto]


Fig. 43 arreglo de enfriamiento radiador ventilador.

b) Los enfriadores FOA compactos son utilizados cuando no se

requiere un rango OA o FA sustancial. Este tipo de ventilador utiliza

tubos de aleta, y ventiladores con gran volumen de aire; el aceite es

impulsado a travs de los tubos con aleta mediante bombas de gran

caudal.

El enfriador FOA compacto es muy pequeo dimensionalmente y

muy fcil de montar directamente al tanque del transformador sin las

restricciones que tienen los sistemas OA y FA.

Fig. 44 tubos con aleta y enfriador compacto.

[Escriba texto]


CAPITULO 6. ACCESORIOS DEL TRANSFORMADOR E INSTALACION.

1. CAMBIADOR DE DERIVACIONES.

Los cambiadores de derivaciones permiten modificar la relacin de

transformacin en un transformador. Esta accin de manifiesta en un

aumento o disminucin del voltaje secundario para una misma tensin

en el devanado.

Estos equipos estn conectados en el devanado de mas alta tensin, lo

cual facilita la conexin de derivadores, pudiendo hacerse con la mnima

dificultad en cuanto al aislamiento del mismo modo, como el devanado

de alto voltaje tiene un gran nmero de vueltas.

La conexin de cambiadores en el lado de baja tensin no es muy

recomendable, pues los conductores de los devanados son de mayor

seccin transversal llevando por ello una corriente considerable.

Los cambiadores se clasifican en dos grupos:

Cambiadores de derivaciones sin carga, con el transformador des

energizado: son aquellos diseados para ajustar la relacin de

transformacin desconectando el transformador y agregando

ms o menos vueltas para obtener siempre un voltaje de salida

constante. Esta operacin se hace manual y sobre un volante

colocado en un costado o en la cubierta del tanque del

transformador.

Cambiadores de derivaciones con carga, con el transformador

energizado: estos cambiadores se disean para trabajar bajo

carga, puesto que se debe alimentar continuamente la carga aun

en el periodo cuando el derivador est cambiando de posicin.

2. RELEVADOR DE FLUJO. (RS1000 O RS2001).

Este equipo es confundido con el relevador de gases (Buchholz) debido

a su apariencia fsica y al lugar donde se instala, sin embargo, aunque

los dos son relevadores de flujo la diferencia est en la forma que

operan ya que el Buchholz opera por flujo de gases o acumulacin de

los mismo en su interior, en cambio, el relevador de flujo opera por el

movimiento brusco de un lquido.

[Escriba texto]


El relevador de flujo se coloca entre el cambiador de derivaciones bajo

carga y su tanque conservador. Dicho cambiador esta contenido dentro

del transformador en un compartimiento especial y sus aceites no se

mezclan.

El cambiador de derivaciones al realizar conmutaciones por medio

del ruptor se producen arqueos pequeos y consecuentemente se

generan gases, lo que ocasionara que en caso de instalar un

relevador Buchholz este operaria en forma errnea.

Fig. 45 Relevador de proteccin tipo RS 2001.

Est formado por una cmara donde se encuentra un interruptor de

mercurio instalado en una placa, misma que tiene un orificio al

centro, los pasa muros y los botones de prueba y reposicin.

Para restablecer este relevador es necesario oprimir el botn que se

encuentra dentro de su caja y que normalmente se identifica como

operacin o restablecer.

[Escriba texto]


Fig. 45 Esquema de un relevador de flujo.

3. RELEVADOR DE GASES BUCHHOLZ.

Las irregularidades en el funcionamiento de los transformadores dan

origen a calentamientos. Si dichos calentamiento son del orden de 150

C o mayores se producirn gases, cuya cantidad y rapidez dependen de

la magnitud de la falla.

Las fallas que se producen en el interior de los transformadores siempre

dan origen a la produccin de gases. A continuacin describiremos

diferentes tipos de fallas que dan lugar a la formacin de gases.

Ruptura de una conexin: se producir un arco elctrico que se

alarga a medida que los conductores se funden. Aun as cuando

la conexin fallada no produzca un corto circuito adicional, se

producirn gases en gran cantidad al producirse el arco elctrico

en presencia de aceite aislante.

Cuando exista falla de aislamiento contra tierra: provocara

quemaduras significativas en el aislamiento slido y adems

originara la formacin de gases en gran cantidad.

Corto circuito entre espiras o entre devanados se producirn

tambin grandes cantidades de gases.

La modificacin de las propiedades fsicas y qumicas del aceite,

reducen su rigidez dielctrica, de tal formal, que ciertas partes de los

devanados quedan sujetos a sobretensiones. Esto dar origen a

descargar repetitivas de baja energa que inicialmente producirn

volmenes pequeos de gas. Sin embargo, la presencia de pequeos

[Escriba texto]


volmenes de gas en contacto con los devanados originara efluvios que

producirn a su vez mayores volmenes de gas.

La disposicin esquemtica del rele se observa en la fig. 46. La caja

esta normalmente llena de aceite y contiene en su interior a los

flotadores b1 y b2 los que se mueven alrededor de ejer fijos.

3. TERMOMETROS.

Los aislantes slidos y lquidos se deterioran con ms rapidez si su

temperatura se sobrepasa constantemente el lmite admisible. Por esta

razn es necesario evitar los calentamientos excesivos de los conductores

que transfieren ese calor a los aislamientos.

La elevacin de la temperatura en un conductor es aproximadamente

proporcional al cuadrado de la intensidad de la corriente y se comprende

que una pequea sobre carga puede dar lugar con el tiempo a la

produccin de fallas.

3.1 IMAGEN TERMICA.

La imagen trmica es un termmetro con elemento de resistencia de

cuerpo caldeo, el principio de funcionamiento parte del hecho que la

temperatura del cobre depende de la que tiene el aceite y de la cantidad

de calor producido por las prdidas, de tal forma que es posible producir

en imagen las mismas condiciones de temperatura que en el

transformador.

El dispositivo de imagen trmica esta constituido por: el termmetro de

resistencia (4), la resistencia de caldero (3), un transformador de

corriente (1) y una resistencia ajustable (2) que en algunos casos se

sustituye por otro transformador de corriente.

[Escriba texto]


Fig. 46 Dispositivo de imagen trmica.

El instrumento indicador se construye con contactos auxiliares de tal

forma que envi seales de alarma o desconexin segn las

necesidades de la instalacin y los ajustes prefijados para ello. En la

mayora de los casos los contactos auxiliares se utilizan tambin para

arranque de ventiladores.

La temperatura indicada por la imagen trmica nos mostrara la

temperatura del punto mas caliente de un transformador es decir, la

temperatura de los devanados.

El termmetro indicara la temperatura del aceite, bsicamente es igual

al imagen trmica, solo que sin bobina o resistencia calefactora.

Fig. 47 Diagrama de un termmetro de imagen trmica.

1) Transformador.

[Escriba texto]


2) Transformador de corriente.

3) Unidad de acoplamiento.

4) Transmisor temperatura devanado.

5) Elemento resistivo.

6) Elemento calefactor.

7) Fuente de alimentacin.

8) Indicador.

9) Graficador.

10) Resistencias de compensacin y calibracin.

Fig. 48 Indicador de temperatura de aceite.

4. SISTEMA DE PRESERVACION DE ACEITE.

TANQUES CONSERVADORES.

Su funcin es mantener el nivel normal del aceite en el tanque principal

del transformador y, de acuerdo con su forma, ser diseado para

contener el 10% o 20% del volumen total del transformador.

[Escriba texto]


Los tanques conservadores deben soportar la presin manomtrica de

y el vacio total. Sin embargo existen diferentes tipos de

tanques conservadores y se clasifican por la forma de preservar el

aceite dielctrico.

4.1 RESPIRACION LIBRE A TRAVES DE SILICA GEL.

Los tanques conservadores con respiracin libre, lo deben hacer a

travs de silicagel para evitar la entrada de aire hmedo. Este tipo de

tanques con respiracin libre tienen el inconveniente de que el aire

(hmedo o seco) est en contacto directo con el aceite por ende en el

transcurso del tiempo se oxidara.

4.2 SELLO DE GAS NITROGENO.

Los tanques conservadores con sello de gas inerte (nitrgeno) deben

estar previstos de equipo inertaire para regular la presin del gas en el

interior del tanque conservador. El regulador est ajustado para dar una

presin y flujo constante al segundo regulador.

La funcin principal de los tanques conservadores es la de mantener,

dentro de los limites seguros, las variaciones de nivel por efecto de las

variaciones de temperatura, es decir, conservar el nivel de aceite dentro

de los limites seguros para la operacin del propio transformador.

5. BOQUILLAS.

Su funcin es permitir la conexin entre las terminales de devanados y el

circuito exterior al transformador, manteniendo el aislamiento y

hermeticidad.

Los tipos de boquillas ms utilizadas son: solidas, con aceite y condensador

gas-aceite; su eleccin depender del voltaje de operacin y capacidad de

corriente, as como de parmetros ms importantes.

6. BOMBAS E INDICADORES DE FLUJO.

[Escriba texto]


Sirven para incrementar el flujo de aceite a travs de los radiadores, con el

fin de acelerar la disipacin de calor generado en el transformador.

Cada bomba tiene instalado un indicador de flujo que permite observar si la

bomba esta en operacin y adems, el sentido del flujo de aceite.

7. VENTILADORES.

Tienen la funcin de dirigir un flujo de aire sobre la superficie de los

radiadores con el propsito de incrementar la disipacin de calor.

8. GABINETE DE CONTROL.

Su finalidad es ubicar en forma fcil y concentrada, todas las terminales de

los dispositivos, proteccin, control y sealizacin del transformador de

potencia; estos son: transformadores de corriente, termmetros, alarmas,

control del sistema de enfriamiento, etc.

CAPITULO 7. TIPOS DE MANTENIMIENTOS.

Actualmente se conocen una gran variedad de tipos de mantenimiento con su

definicin respectiva para cada uno de ellos, as como su filosofa muy particular.

La idea bsica del mantenimiento preventivo puede representarse por medio de

las figuras49 y 50; donde se aprecia en la figura 49, que el equipo despus de

pasar su periodo de puesta en servicio reduce sus posibilidades de falla (fallas

inmediatas) y entonces pasa a encontrarse dentro de su periodo de vida til,

posteriormente el equipo envejece y crecen sus posibilidades de falla. El

mantenimiento predictivo tiende a reducir la cantidad de trabajo por realizar

durante el periodo de vida til.

En la figura 50, podemos ver que mejorando las tcnicas de mantenimiento y

reduciendo los costos de este, se logra una productividad mayor.

Los principales objetivos por alcanzar son:

[Escriba texto]


a) Establecer los requisitos de mantenimiento para todo el equipo.

b) Adecuada recoleccin y archivo de resultados obtenidos de inspecciones y

pruebas conjuntamente con los anlisis para la determinacin de las

condiciones de los equipos.

c) En funcin de lo anterior, determinacin de los programas ptimos de

mantenimiento.

d) Personal capacitado para realizar las tareas tanto directamente en el equipo

como para el anlisis y control del mantenimiento.

Fig. 49 Curva de mantenimiento predictivo.

Fig.50

1. POLITICAS DE MANTENIMIENTO.

[Escriba texto]


La poltica de tipo mantenimiento est basada sobre el tipo de

mantenimiento predictivo.

Definido en tres tipos principales:

a) Mantenimiento predictivo.

b) Mantenimiento preventivo.

c) Mantenimiento correctivo.

1.1 MANTENIMIENTO PREDICTIVO.

Este tipo de mantenimiento tiene como finalidad combinar las ventajas

de los dos tipos de mantenimiento, para lograr el mximo tiempo de

operacin del equipo y eliminar el trabajo innecesario. Esto exige

tcnicas de revisin y pruebas ms avanzadas para determinar con

mejor certeza la condicin del equipo y un control ms riguroso para

lograr la planeacin correcta y efectuar las revisiones verdaderamente

necesarias.

Revisin mensual.

a) Cheque y registre la temperatura ambiente.

b) Cheque y registre la temperatura del aceite del transformador y

anote el valor mximo ledo desde la ltima lectura.

c) Cheque y registre el valor de la temperatura en el devanado y

anote el valor mximo ledo desde la ltima lectura.

d) Cheque y registre la corriente de carga del transformador y

observe el mximo valor ledo desde la lectura previa.

e) Cheque y registre el voltaje de lnea y anote cualquier variacin

con respecto al valor obtenido en la lectura previa.

El mantenimiento predictivo al transformador principal se realizara cada

3 meses. (Estos no requieren libranza.)

a) Realizar toma de termografa a las boquillas de alta tensin, y

boquillas de neutro, a los componentes del gabinete de control

de sistema de enfriamiento y al tanque principal, registrar dichas

temperatura. Si se registrar alguna temperatura 10 C arriba

del promedio entre componentes, notificar al supervisor elctrico.

(REF. SOER 90-01 RECOM.1)

b) Inspeccione visualmente la porcelana buscando grietas o astilla

duras en la boquilla de alta y neutro.

[Escriba texto]


c) verificar visualmente el nivel de aceite en las boquillas de alta, la

indicacin debe estar dentro del rango normal de la mirilla.

d) Verificar que los motores de los ventiladores y bombas de aceite

trabajen sin ruido, calentamiento o vibraciones anormales.


e) Inspeccione visualmente la conexin a tierra y asegrese de que

no tenga corrosin, asi mismo todas las partes metlicas del

transformador.


f) Verifique y registre las lecturas de todos los instrumentos

indicadores locales tales como el indicador de nivel de aceite del

tanque principal, indicador de temperatura mxima del aceite e

indicador de temperatura en el devanado. La mayor lectura, as

como la lectura actual debern ser observadas en los

indicadores de temperatura.

1.1.1 CROMATOGRAFIA DE GASES.

Tcnica aplicada para la deteccin de fallas en los

transformadores por anlisis de gases disueltos en aceite.

La operacin con falla del transformador puede daarlo

significativamente y es valioso poder detectar est en una etapa

inicial de desarrollo.

En caso de falla, se puede deducir su tipo y severidad, de

acuerdo a la composicin de los gases y la velocidad a la que se

estn formando.

ORIGEN DE LOS GASES COMBUSTIBLES

Los principales materiales que constituyen el sistema de

aislamiento de transformadores, son esencialmente, aceite, papel

y cartn; la funcin de estos materiales es aislar los

componentes del equipo que llevan corriente, del ncleo, el

tanque y las estructuras de soporte, as como servir de

refrigerante en el caso del aceite. Cuando stos componentes del

aislamiento en pequeas cantidades, reaccionan qumicamente

[Escriba texto]


como consecuencia del calentamiento u otras condiciones dentro

del transformador como es la presencia de agua, oxgeno, etc.,

originan otros productos algunos de los cuales son gases y

debido a su menor densidad que el aceite tienden a desplazarse

al nivel superior del mismo.

La composicin qumica de la celulosa, la cual constituye el

cartn es (C12H20010)n en donde n vara de 300 a 750

aproximadamente, la frmula qumica de los compuestos

parannficos del aceite aislante es CnH2n+2 en donde n vara de

20 a 40. As mismo los compuestos aromticos y naftnicos del

aceite estn formados tambin por tomos de carbono e

hidrgeno, por lo tanto, la mayora de los gases generados

estarn constituidos solo por tres elementos qumicos que son:

CARBONO, OXIGENO E HIDROGENO.

MUESTREO DE ACEITE PARA ANALISIS POR

CROMATOGRAFIA DE GASES

El muestreo del aceite para anlisis por cromatografa de gases

de efecta de manera diferente al que se realiza para anlisis

fsico-qumicos y elctricos. La tcnica es sencilla y la muestra se

toma en un recipiente totalmente hermtico a la atmsfera, tanto

en su llenado como en el transporte al laboratorio; estos

recipientes pueden ser una jeringa de vidrio o un cilindro de

acero inoxidable.

Al tomar las muestras de aceite es necesario tomar ciertas

consideraciones. Las conexiones entre el equipo a muestrear y

el recipiente de muestreo deben ser hermticas para evitar

contaminacin con la atmsfera. Si se contaminan las muestras

con agua o aire se puede llegar a conclusiones errneas. Es

importante tomar muestras cuando el equipo est operando en

condiciones normales para evaluar la velocidad de produccin de

gas. El oxgeno presente disuelto en la muestra puede

consumirse por oxidacin por lo que se deben cubrir de la luz los

recipientes de muestreo transparentes utilizando papel aluminio.

En el laboratorio de la Planta Regeneradora de Aceite Aislante,

se usan dos tipos de recipientes de muestreo que son:

a) Jeringa de vidrio de 100 ml con vlvula de tres vas de acero inoxidable.

[Escriba texto]


MUESTREO CON JERINGA

La jeringa debe ser de vidrio de aproximadamente 100 ml., con

una vlvula de tres vas adaptada en el pivote.

El mbolo debe sellar perfectamente con el barril de la jeringa

para evitar contaminacin del aceite al muestrear.

Primeramente, y despus de conectar la manguera flexible a la

vlvula de muestreo del transformador se tiran aproximadamente

dos litros de aceite, antes de conectar el otro extremo de la

manguera a la vlvula de tres vas. Una vez hecho esto ltimo se

realizan los siguientes pasos. Ver figura 7.1.3:

Fig. 51 MUESTREO CON JERINGAS

a) Lavar las conexiones b) Llenar e impregnar la jeringa con aceite c) Vaciar la jeringa d) Tomar la muestra e) Desconectar la jeringa

Los pasos b) y c), deben efectuarse dos o ms veces hasta que

no existan burbujas dentro de la jeringa al realizar el paso d).

La jeringa se coloca en un recipiente adecuado para su

proteccin durante el transporte al laboratorio.

[Escriba texto]


TOMA DE MUESTRA DE ACEITE MEDIANTE EL TRANFIX AL

LABORATORIO EXTERNO.

a) Toma una muestra de aceite del transformador por el transfix

siguiendo las instrucciones que se mencionan a continuacin:

1) Apretar el botn (manual sample), enseguida se iniciara

un conteo regresivo y terminando el conteo de la maquina

se pondr en modo purga.

2) Oprima nuevamente el botn (manual sample) y en este

momento ya se puede tomar la muestra de aceite.

3) Debajo del gabinete del transfix se encuentra el conector

rpido, quite el tapn del conector de muestreo e inserte la

maniobra para muestrear.

4) Ya insertada la maniobra proceda a conectar la jeringa y

abra la vlvula de la jeringa en la posicin de extraccin

de aceite.

5) Abra la vlvula de la maniobra y se empezara a llenar la

jeringa, llnela con 50 ml y deseche este aceite, llnela

nuevamente con la misma cantidad y deschela. La

siguiente toma ser la correcta para la muestra que se

necesita.

6) Cierre la vlvula de la maniobra y oprima dos veces el

botn (manual sample) y as ya podr restablecer

nuevamente a condiciones iniciales.

DIAGNOSTICO E INFORME

Para la interpretacin del anlisis de gases y la traduccin de

los resultados a trminos del estado del transformador, se

aplican a diferentes mtodos que son similares entre si, estos

son.

a. Mtodo de dornenburg.

b. Mtodo de nomograma

c. Mtodo de Rogers

d. Mtodo de duval

e. Mtodo de la csus

f. Mtodo de gases clave

[Escriba texto]


FIG. 52

[Escriba texto]


[Escriba texto]


METODOS DE INTERPRETACION DEL ANALISIS DE GASES

FIG 52. METODOS DE INTERPRETACION DEL ANALISIS DE GASES

[Escriba texto]


CUANDO SE DEBE HACER UN ANALISIS

CROMATOGRAFICO?

El muestreo inicial para anlisis cromatogrfico, se debe

efectuar cuando aparezca la primera sospecha de operacin

incorrecta del equipo.

De acuerdo al resultado del anlisis se indicar la frecuencia

con la cual debe ser analizado el aceite del transformador en

cuestin.

Una velocidad de aumento en la generacin de gases

combustibles de aproximadamente 100 p.p.m. o ms durante

un perodo de 24 Hrs. en base continua de carga

relativamente constante, indica una condicin de deterioro y

debe decidirse respecto si continua o no en operacin el

transformador.

Cuando el resultado inicial indique operacin defectuosa, es

necesario el segundo muestreo para un diagnstico correcto.

Para equipos de 240 KV, o ms es conveniente el muestreo

una vez por ao en condiciones de operacin normales; y las

veces que sea necesario cuando se presenten

anormalidades.

El muestreo posterior ser tomando en cuenta la cantidad de

gases combustibles en ppm de acuerdo con lo siguiente:

a) 600 ppm analizar dentro de un ao

b) 600 - 1500 ppm analizar dentro de los seis meses siguientes para establecer la tendencia de aumento.

c) 1501-2500 ppm analizar dentro de los dos meses siguientes.

d) 2501 ppm cuando menos cada semana.

Los Ingenieros que tienen a su cargo la operacin y

mantenimiento de los transformadores de potencia,

[Escriba texto]


interpretan como operacin incorrecta cualquiera de los

siguientes eventos:

a) Operacin del rel Buchholz.

b) Operacin de cualquiera de las protecciones elctricas primarias o de respaldo.

c) Alta temperatura.

1.1.2 TERMOGRAFIA INFRARROJA.

La termografa est basada en que todos los cuerpos radian

energa, cuya longitud de onda est ubicada en el espectro

infrarrojo y el equipo de termovisin es capaz de transformar

las radiaciones emitidas por los cuerpos, en imgenes

semejantes al de una televisin. Adems es posible cuantificar

su contenido con precisin hasta dcimas de grados en escala

de temperatura.

En el equipo de termografa, se ajustan las radiaciones que se

reflejan de otros equipos que estn alrededor del objeto bajo

estudio, tambin la radiacin que pudiera ser absorbida por la

atmsfera o medio ambiente; considerando que entre ms

cerca del visor infrarrojo este el objeto, la radiacin emitida

ser aproximadamente igual a la de otros objetos cercanos.

Este equipo est integrado por una cmara o scanner,

computadora, monitor, unidad de control, impresora de video a

color, impresora de grficas a color y una videocasetera.

En la figura 7.1.9 se muestran los componentes de un equipo

de termografa moderno.

[Escriba texto]


Fig. 53 componentes de un equipo de termografa

1.1.3 DESCARGAR PARCIALES.

En la generalidad de los casos la falla severa de un dispositivo

elctrico va asociada a una falla de sus aislamientos; aun

cuando la tecnologa actual de materiales, los procesos de

fabricacin y las pruebas a nivel laboratorio han mejorado los

mrgenes de seguridad en los productos.

La necesidad permanente de mejorar la calidad y continuidad

del servicio en los sistemas elctricos han propiciado el

desarrollo de la metodologa que permita detectar

oportunamente la posible existencia de fallas incipientes en los

elementos que integran los equipos elctricos o, en el mejor de

los casos, sin mayor efecto en su operacin.

Una de las tcnicas utilizadas, que se expone a continuacin

de manera general, es la deteccin de descargas parciales en

campo.

[Escriba texto]


DEFINICION Y CLASIFICACION DE LAS DESCARGAS

PARCIALES.

El trmino descarga parcial (PD) hace referencia a una ruptura dielctrica localizada en una pequea regin de un sistema slido o lquido de aislamiento elctrico sometido a condiciones de estrs de alta tensin que no puentea el espacio entre dos conductores.

Una descarga de tipo PD puede daar el material de aislamiento circundante por la erosin del aislamiento. Adems, los gases corrosivos emitidos por una fuente de descargas de tipo PD pueden producir daos adicionales al aislamiento circundante y a las piezas metlicas, estableciendo zonas adicionales sujetas a descargas de tipo PD. A la larga, el medio aislante puede fallar produciendo llama, y esta, a su vez, daos en los aparatos elctricos, interrupciones del suministro elctrico, incendios y explosiones.

TIPOS DE DESCARGAR PARCIALES.

La norma IEC 60270 define las descargas parciales como descargas localizadas de electricidad que slo puentean parcialmente el aislante entre conductores. Esta amplia definicin incluye desde descargas de tipo PD relativamente inofensivas hasta otras que son difciles de detectar en campo y pueden ser muy destructivas. Es til, por tanto, dividir las descargas parciales en tres categoras.

A) La descarga en corona es la descarga que se produce en el aire o el gas que rodea un conductor. Tiene lugar cuando el campo elctrico localizado excede la tensin de ruptura del aire o el gas circundante. Esto ocurre tpicamente en las puntas o en los bordes afilados de los conductores. En particular, es muy comn en equipos de exteriores.

La descarga en corona puede considerarse relativamente inofensiva en equipos de exteriores, ya que los gases corrosivos son eliminados o transportados lejos por los efectos meteorolgicos. Sin embargo, si la descarga en corona tiene lugar en un entorno cerrado, los gases corrosivos no tienen salida y pueden producir daos adicionales. La descarga en corona en equipos de

[Escriba texto]


exteriores es, a menudo, difcil de eliminar; por otra parte, el diseo de ciertos equipos favorece intrnsecamente este tipo de descargas. Se considera una prctica recomendada, no obstante, eliminar las fuentes de descarga en corona siempre que ello sea posible, durante el mantenimiento habitual, ya que pueden enmascarar problemas ms serios.

B) La descarga superficial es la que se produce en la superficie de un aislador; su resultado ms tpico es la generacin de pistas de conduccin en la superficie del aislador y la reduccin de su eficacia. Est estrechamente asociada a la contaminacin y la humedad, y es una forma de descarga parcial relativamente comn.

La descarga superficial es particularmente daina en aislantes encapsulados en resina o polimricos. Si no se detectan y reparan, los puntos de descarga crecen y pueden llegar a arder. Es tambin posible que se formen grietas en el esmalte de los aisladores de porcelana y la cermica que contienen resulte daada. Si la causa de la descarga superficial es la contaminacin y aquella se detecta a tiempo, a veces es posible limpiar los aisladores de vidrio o porcelana antes de que se produzcan daos a largo plazo.

C) La descarga interna es un tipo de descarga que se produce en el interior del material o lquido aislante y est asociada a pequeas cavidades huecas, a menudo microscpicas en un principio, existentes en el interior del aislador slido o lquido. Es una forma relativamente poco frecuente de descarga parcial.

La descarga interna es la ms difcil de diagnosticar en campo, ya que el problema no presenta sntomas visibles o audibles. Sin embargo, si no se repara y llega a producirse llama, no existir una va de escape para la liberacin de la energa calorfica, de rpida emisin, y el aislador podra explotar.

Hay que tener en cuenta, sin embargo, que algunos libros de texto y sitios web utilizan diferentes definiciones para la descarga en corona. En ocasiones se denomina descarga en corona tanto a la descarga en corona (de acuerdo con la definicin anterior) como a la descarga superficial. Algunas veces, la descarga en corona se usa como sinnimo de descarga parcial para cubrir las tres definiciones anteriores. Con frecuencia, las descargas internas se omiten.

[Escriba texto]


FIG. 54 tipos de descarga parciales.

[Escriba texto]


1.1.4 PRUEBAS ELECTRICAS EN ACEITE AISLANTE.

a) Prueba de rigidez dielctrica.

Por definicin la tensin de ruptura elctrica de un aceite

aislante es una medida de su habilidad para soportar un

esfuerzo elctrico. Esta prueba es la que ms

frecuentemente se usa y es capaz de revelar dos cosas: la

resistencia momentnea de un aceite al paso de la corriente

y la relativa cantidad de agua libre, polvo, lodos o cualquier

partcula conductora presente en la muestra.

Suponiendo que el aceite ha perdido alguna de sus

propiedades aislantes, debido al agua, polvo, lodo o

partculas conductoras suspendidas en l, es lgico que el

papel aislante e impregnado y sumergido en el aceite sea

igualmente afectado. En forma general se puede decir que

la tensin de ruptura mide la presencia de agua y slidos en

suspensin. La evaluacin final de un aceite en trminos de

resultados de pruebas dielctricas, en la tensin de ruptura

de un aceite es un ndice de buen manejo y uso del mismo.

Para aparato de prueba con electrodos planos separados

2.5 mm la especificacin para aceite nuevo indica un valor

de 30 KV mnimo.

Para aceite usado se toma un valor de 18 KV como aceite

en malas condiciones y 25 KV o ms como aceite en

buenas condiciones, aunque en la actualidad estos valores

dependen del equipo de que se trate, de acuerdo al voltaje

de separacin del mismo.

El aparato de prueba consiste en un transformador que

proporciona el voltaje, con un regulador de voltaje, un

voltmetro y una copa de prueba. Esta tiene dos electrodos

planos con una separacin de 2.5 mm. La prueba se efecta

llenando la copa con aceite hasta quedar sumergidos los

electrodos; entonces se aplica un voltaje con un incremento

sostenido de 3 KV/seg. hasta que ocurre un arco elctrico.

Se anota la lectura a la cual ocurri ruptura. A cada copa se

[Escriba texto]


le efectuaran tres pruebas dejando reposar la muestra un

minuto despus de cada prueba. Los valores obtenidos se

promedian y el valor obtenido del promedio ser el

representativo de la muestra. Y ser vlido si entre las

lecturas no hay diferencia mayor de 5 KV.

Si se analiza una muestra muy sucia, la copa debe lavarse

con solvente dielctrico, luego se calienta para eliminar la

humedad del aire condensada debido al enfriamiento por la

evaporacin del solvente. Se puede verificar la condicin de

la copa realizando una prueba con gasolina seca, que debe

dar un valor mayor de 32 KV. Tambin se ha generalizado el

uso de electrodos semiesfricos, sin embargo en este caso

el incremento constante de voltaje es de 0.5 KV/seg. y la

especificacin es de 20 KV mnimo para aceite nuevo.

Aceite Degradados y Contaminados 10 - 28 KV

Aceite Carbonizados no Degradados 28 - 33 KV

Aceite Nuevo sin Desgasificar 33 - 40 KV

Aceite Nuevo Desgasificado 40 - 50 KV

Aceite Regenerado 50 - 60 KV

Fig. 55 equipo para pruebas de aceite de 60 kV y 80 kV.

[Escriba texto]


b) PRUEBA DE FACTOR DE POTENCIA.

El factor de potencia es una prueba para evaluar la

condicin del aceite desde el punto de vista dielctrico. El

factor de potencia es la medicin del coseno del ngulo de

prdidas. Mide las prdidas dielctricas a travs del aceite,

lo cual ayuda a evaluarlo de acuerdo a su contaminacin o

deterioro

manual de mantenimiento

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