PREDICTIVO DE SUBESTACIONES

ELECTRICASMANUAL DE PROCEDIMIENTOS

OBJETIVOS

El objetivo general de este manual de mantenimiento predictivo en subestaciones eléctricas, es proveer las directrices y procedimientos básicos relacionados con el equipo y/o máquinas eléctricas dentro de estas instalaciones, además de establecer los aspectos generales y las tareas implicadas en la realización de un buen mantenimiento.

CONTENIDO

Procedimientos de Mantenimiento.

Inspecciones

Estándares ASTM

Buenas Prácticas

Muestreo

Pruebas de aceite dieléctrico

INTRODUCCION

A través de todos estos procedimientos y métodos están considerados los aspectos de seguridad en el trabajo, cuya práctica es primordial para la integridad física del personal involucrado en la implementación de estos procedimientos y recomendaciones.

El presente manual describe los procedimientos de

mantenimiento de las tres áreas más

importantes, a decir:

- Mantenimiento de transformadores

- Mantenimiento de elementos auxiliares

- Uso y mantenimiento de aceites aislantes

CONCEPTOSPregunte la razón de realizar una prueba de

mantenimiento predictivo, del proceso de

toma de decisiones ante los resultados, qué

hacer con los resultados, hay problemas con

este tipo de pruebas, ha prevenido esta

prueba algún problema, cuáles son las

consecuencias de no hacer las pruebas.

¿Cuál es el costo (desde el punto de vista

monetario, de confiabilidad y de seguridad)

de esta prueba comparada con el costo del

problema.

¿Cada cuanto tiempo hacer la prueba?

Los siguientes son aspectos que hay que

tener presente:

1. Planifique y discuta, el plan y trabajo

2. Haga énfasis en la seguridad en el trabajo

3. Considere las condiciones del tiempo

4. Tabulación e informe de resultados.

Exponga el propósito de las pruebas

3. FILOSOFÍA DEL MANTENIMIENTO

Es importante tener conciencia de que

el mantenimiento eléctrico es una

práctica beneficiosa para la

confiabilidad del sistema, si este es

hecho en una forma lógica y eficiente.

MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Es una técnica para pronosticar el

punto futuro de falla de un

componente de una maquina,

utilizando instrumentos

especializado de diagnostico, de tal

forma que dicho componente pueda

reemplazarse, con base en un plan,

justo antes de que falle. Así, el

tiempo muerto del equipo se

minimiza y el tiempo de vida del

componente se maximiza.

PROCEDIMIENTOS

4.1 PRUEBAS DE DIAGNÓSTICO

Aislamiento

Realizar pruebas de aislamiento a los devanados, mufas

(“bushings”) y aceite dieléctrico, entre primario-tierra, primario-

secundario, y secundario-tierra si el transformador esta

desconectado tanto de los conductores primarios y

secundarios. Utilizando un megaohmimetro a 5000 voltios

(megger), y para resultados la siguiente tabla dada por el

fabricante:

•Tomar muestras del aceite para determinar la cantidad de agua, rigidez dieléctrica

e impurezas.

• Algunos estándares aplicables son ASTM D877, ASTM1816, ASTM3487

•Las muestras deben ser tomadas en el fondo del tanque principal del transformador, en

el fondo de cada tanque conservador, en el fondo del cambiador de derivaciones (si

estuviere separado del tanque principal) y en el fondo de cada derivador.

Procedimientos

• Cuando se realicen pruebas de aislamiento en los embobinados, deberá

asegurarse que todos los bushings estén cortocircuitados.

•Deberán asegurarse las conexiones cuando se hagan las pruebas eléctricas.

Los devanados deben cortocircuitarse con una conexión sólida para prevenir

variaciones en los resultados

Si cualquier ajuste o inspección interna se requiere, notar lo siguiente:

•Se debe hacer mediciones eléctricas y mecánicas antes y después del

mantenimiento.

• Los resultados de estas mediciones deben ser comparados y cualquier

discrepancia debe resolverse antes de retornar el transformador a servicio.

4.2 Pruebas estándares del aceite

INSPECCIONES

4.3 Componentes primarios – Verificaciones visuales y audibles

Verificar lo siguiente con respecto a deficiencias o daños mecánicos en

general: niveles de

aceite, estado de la pintura, niveles de ruido, escapes etc.:

Radiadores

Tanques de conservadores

Tanque principal

Mufas (“bushings”)

Terminales

Barra de aterrizaje H y X

Válvulas de alivio

Terminales de aterrizaje

Válvulas

Placa de valores y datos nominales

Pararrayos

4.4 Componentes auxiliares –

Relé de presión súbita

Prueba la operación funcional de este relé.

Monitores de temperatura del aceite

Verificar su calibración y la funcionalidad de las operaciones que deben accionar

(ventiladores, alarmas etc.).

Monitores de temperatura de los devanados

Verificar su calibración y la funcionalidad de las acciones que deben hacer

(ventiladores, alarmas etc.).

Monitores del nivel de aceite

Asegurarse de su funcionamiento y de que envíen los alarmas apropiadas.

Ventiladores

Realizar verificación de operación, prueba del megaóhmetro y prueba de carga

(corrientes de arranque y de servicio).

Bombas

Realizar verificación de operación, prueba del megaóhmetro y prueba de carga

(corrientes de arranque y de servicio).

– Verificaciones funcionales y de calibración

PRACTICA

4.5 PRÁCTICA – MANTENIMIENTO

Durante el mantenimiento de maquinas eléctricas como p. ej. Transformadores reductores de voltaje, monofásicos ó trifaásicos inmersos en aceite, se debe observar y se recomienda lo siguiente:

4.5.1 Aspectos de seguridad

Los trabajadores deben usar la adecuada protección contra caídas, cuando esté a alturas mayores de 2.5 metros.

Los transformadores deben aterrizarse apropiadamente

Cintas-bandera deben colocarse para delimitar las áreas energizadas y desenergizadas

USO Y MANTENIMIENTO DE ACEITES5.1 MUESTREO DE ACEITES AISLANTES

5.1.1 Objetivo

Al hacer pruebas de aislamiento de aceite, es posible detectar que el aceite necesita:

a) Reacondicionamiento: para remover agua, carbón, lodo, fibras que podrían disolver o suspender el aceite.

b) Reciclado: para reducir la acidez del aceite que ha sido degradado por oxidación, o para remover ciertos contaminantes (aparte del agua) que podría resultar en un factor de disipación más alto.

5.1.2 Recipientes de muestras

Los recipientes de muestras que se

recomiendan consisten en

simplemente una lata metálica de un

0.25 litros o de vidrio protegido de la

luz e impactos. Esto porque este tipo

de recipiente:

-Se puede sellar fácilmente

-En él la muestra es inmune a la

oxidación por la luz solar

-Es la medida requerida para la

prueba de rigidez dieléctrica D1816

-No se quiebra fácilmente

MUESTREO5.1.3 Muestreo

1) Llene la lata de la muestra con una pequeña cantidad de aceite (alrededor de 1/4).

Invierta la lata varias veces para embarrar todo el interior de la lata. ¡NO BATA

EL ACEITE EN LA LATA! Luego vacíe la lata completamente de su contenido.

2) Llene la lata una última vez con el aceite a ser probado. Ajuste la válvula de

muestreo para que el aceite fluya a la lata en un chorro estable, con el mínimo de

turbulencia. Luego cuando la lata esté completamente llena, ponga el tapón y

asegúrese de que quede bien cerrado.3) No extraer muestra cuando llueva ó

haya alta humedad (<75%).4) Drene ¼ de litro para lavar punto de

dreno.

5.1.4 Puntos de muestreo

Tipo de equipo Puntos de muestreo

Transformadores de potencia Fondo del tanque principal

Fondo del conservador

Fondo del cambiador de tap

Fondo de todos los diversores

Interruptores de mínimo aceite Fondo de los interruptores

Fondo de la columna, si está llena

Interruptores de volumen de aceite Fondo del tanque

Parte de arriba del tanque

MUESTREO

5.1.5 Frecuencia de muestreo

El siguiente cuadro resume la frecuencia con que se debe efectuar el muestreo de aceite:

5.1.6 Frecuencia de muestreo según los resultados de las pruebas

En transformadores (después de 1945, excepto aquellos con bobinas barnizadas)

Excepciones

Los siguientes equipos son

muestreados anualmente, sin

importar los resultados de las

pruebas:

− Todos los transformadores

y los reactores en plantas

industriales, donde la

confiabilidad a largo plazo es

fundamental para la

producción.

6.0 PRUEBAS DE ACEITE

6.1 Agua disuelta contenida en el aceite

El agua puede estar presente en diferentes formas, como sigue:

− Agua libre

− Agua emulsificada o suspendida

− Agua disuelta

− Agua químicamente unida, asociada con aceite oxidado

El método estándar para medir el contenido de agua en una muestra de aceite es el llamado

Karl Fischer Test ASTM D1533.

6.2 Pruebas de rigidez dieléctrica ASTM D877

Esta ha sido la prueba tradicional en Norteamérica por muchos años. El electrodo consiste de dos

discos de cobre de 25.4 mm de diámetro y separados por un espacio de 2.54 mm.

Este arreglo de electrodos es sensitivo a aceites con alto contenido de agua. Un problema que

este arreglo presenta es que las orillas filosas de estos discos a veces hacen presión en el aceite,

lo que obviamente no debería ocurrir en un equipo que está bien diseñado.

ASTM D974 - NEUTRALIZACIÓN

Esta prueba se usa para medir la concentración de ácidos orgánicos que pueden resultar de la

oxidación del aceite. La medición involucra una dosificación con hidróxido de potasio (KOH) usado

para neutralizar los ácidos en el aceite. Por ello, la cantidad de neutralización se expresa en

miligramos de KOH por gramo de aceite. Tambien se utiliza para medir la acidez el medidor de PH

digital que nos da una lectura directa del grado de acidez del aceite.

PRUEBAS ACEITE

6.4 Viscosidad

Como el caso de la gravedad específica, la viscosidad de un aceite aislante variará poco en

función del tiempo, pero es un parámetro que identifica el tipo de aceite.

6.5 Sedimentación libre - ASTM D1904

Esta es una prueba de vida acelerada donde el número de horas de vida es determinado en el

punto en el tiempo cuando la primera sedimentación aparece. La muestra de aceite es mantenida

a 95 ° C y se bombea oxigeno a través del aceite en presencia de cobre, como catalizador.

6.6 Punto de flameo e incendio

Esta prueba es llevada a cabo usando una Cleveland Open Cup, como se describe en ASTM

D92. El punto de flameo es la temperatura a la cual la prueba encenderá el vapor del aceite. El

punto de incendio es la temperatura a la cual la prueba encenderá el aceite.

6.3 Densidad

La densidad o gravedad específica se mide en

relación al agua. Los materiales que tienen una

densidad menor que 1.0 son más livianos que

el agua. La gravedad específica variará poco

en función del tiempo o de la condición de un

aceite específico. Sin embargo, la densidad es

un parámetro que debe buscarse cuando se

trata de identificar el tipo de aceite aislante.

PARAMETROS TIPICOS DE UN ACEITE DIELECTRICO NUEVO

Refinería (Esso)

Nombre Voltesso 35

Gravedad específica a 15.5 ° C 0.855

Punto de versión -51

Calor específico Btu/lb 0.448

Viscosidad a 37.8 ° C 9.71

D877 kV 35

D1816 (2.04 mm) kV

Constante dieléctrica 2.2

Factor de disipación a 25 ° C 0.03

Punto de saturación ppm a 21 ° C 46

Punto de flameo ° C 157

Punto de incendio ° C 177

Destilación 10% a ° C 304

95% a ° C 391

Presión de vapor a 31 ° C Torr 0.002

Agente neutralizador mg KOH/gm of oil 0.02