Mantenimiento predictivo Maquinas Electricas 2014.pdf

8/10/2019 Mantenimiento predictivo Maquinas Electricas 2014.pdf

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Cdigo: Seminario Proyecto:98094Empresa: _ _Alumno: _ _

TTCCNNIICCAASSDDEEMMAANNTTEENNIIMMIIEENNTTOOPPRREEDDIICCTTIIVVOOEENNMMQQUUIINNAASSEELLCCTTRRIICCAASS..

22001144

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Esta documentacin es propiedad de UNITRONICS. Se trata de documentacin confidencial yestratgica que responde a la ltima tecnologa disponible y no puede ser copiada, fotocopiada,reproducida o transmitida a terceros bajo ningn tipo de soporte fsico o informtico sin ladebida autorizacin de UNITRONICS.

La informacin aportada en este curso se considera lo ms exacta posible. En cualquier caso,UNITRONICS no se hace responsable de daos directos o indirectos producidos por malasinterpretaciones, imprecisiones u omisiones en el mismo.

NDICE

Pgina Tema

003 1) Introduccin.

020 2) Fiabilidad en Mquinas Elctricas.

027 3) Mquinas Rotativas.028 Ensayos Off-Line.035 Ensayos On-Line.042 Descargas Parciales.

057 Flujo Rotrico.

063 4) Transformadores de Potencia.

065 Circuitos en el Transformador de Potencia.066 Ensayos Off-Line.075 FDS: Espectroscopia del dielctrico.

081 FRA: Respuesta en Frecuencia.

090 Ensayos On-Line.094 Descargas Parciales.

096 FIN

www.unitronics-electric.es

[email protected]

Edicin 00: 05/2014 (BADAJOZ)

Copyright 2014, UNITRONICS, S.A. atg

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Seminario: Tcnicas de Mantenimiento Predictivo en Mquinas Elctricas.2014.

Seminario_Rotativas.ppt

Victor Lozano Director Comercial

Andrs Tabernero Director Tcnico

Tcnicas de Mantenimiento

Predictivo en Mquinas Elctricas1/2: Mquinas Rotativas

Badajoz,15 de Mayo de 2014

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Tcnicas de Mantenimiento Predictivo enMquinas Elctricas

IntroduccinUnitronics electric. Objetivos del Seminario.

Fiabilidad. Mquina Rotativa: Generadores y motores.

Acercamientos Off-Line.

Megado. Tangente de Delta, Cap. EDA. Hipot AC/DC. R. Bobinados. DP off-line, sondas

Acercamientos On-Line. DP. Vibraciones en cabezas. Flujo Rotrico. Monit. Dinmica de motores.

Transformador de Potencia Tcnicas Off-Line.

Megado. Tangente de Delta, Cap. C1/C2. TTR, Vcc FRA, FDS

Tcnicas On-Line. DGA. DP

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Unitronics nace en 1963acercando aEspaa los ltimos avancestecnolgicos.

Hoy da, el grupo unitronics consta de2 empresas.

Qu es unitronics?

unitronics comunicaciones.

unitronics, s.a.:

unitronics telecom. unitronicselectric

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Qu es unitronics, s.a.u.?

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Hace ahora 30 aos que el Dpto.de instrumentacin elctricacomenz a distribuir equipamiento de grandesfabricantes de prestigiointernacional como Megger. Sinembargo, hoy en da, no slocomercializa equipos, si no queaporta valor a sus clientes graciasa servicios como elasesoramiento tcnico, laformacin y el servicio tcniconacional e internacional.

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PRODUCTO PROPIO

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PRODUCTO PROPIO

Durante los aos 1990 2002 y fruto de la colaboracinentre nuestro Dpto. de I + DeIberdrolafueron desarrolladoslos sistemasEDAyETP.

Recursos empleados: por parte de Unitronics 8 ingenieros

I+D Hardware/Software y por parte de Iberdrola Generacinnumerosos expertos de mantenimiento de MquinasElctricas.

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MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Sistema EDA: analizador expertodel aislamiento estatrico engeneradores y motores.

Sistema ETP: evaluacin delestado del transformadorcombinando diferentes ensayos.

PRODUCTO PROPIO

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Sistema de Evaluacin De Aislamiento Resistencia de aislamiento ndice de polarizacin Corriente de absorcin Capacidades Parmetros propios

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PRODUCTO PROPIO

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Sistema de Evaluacin deTransformadores de Potencia.

Por medio de cuatro equipos demedida y el anlisis de los distintosparmetros medidos, es capaz dedeterminar el estado de cada unade las partes del transformador.

Software de control, diagnstico ytendencias comn.

PRODUCTO PROPIO

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Equipo de relacin de transformacin y corriente de vaco.Conexin trifsica. Chequeo de grupo de conexin (UM1B).

Equipo de tensin de reabsorcin y resistencia deaislamiento. ndice de polarizacin y Cte de tiempo (UM2B).

Equipo de resistencia de devanados. Correccin automticade temp. Clculo de Rsimple. Mtodo de medida optimizado(UM3B).

Equipo de impedancia de cortocircuito. (UM5B)

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PRODUCTO PROPIO

SOFTWARE

Software de ayuda al diagnstico:

determina el estado actual de lamquina por medio de un soloensayo.

Software de anlisis detendencias: de una maneravisual analiza el histrico de lamquina.

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PRODUCTO PROPIO

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Los sistemas EDA y ETP hoy en da estn presentes en 18pases.

Ms de 200 equipos vendidos. Las versiones actuales recogen toda la experiencia,

recomendaciones y mejoras propuestas por usuarios y expertosdel sector en los ltimos 15 aos.

Seguimos actualizando los sistemas: En 2014 incorporamostgy aceites: FQ/DGA en ETP DiagHelp.

PRODUCTO PROPIO

ASESORA Y APOYO EN CAMPO

Unitronics electric

Grn experiencia en medidas, problemas de medida encampo, elaboracin de protocolos, etc.

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ENSAYOS ESPECIALES

Unitronics electric

Servicio de ensayos especiales:

Descargas Parciales. Flujo Rotrico. EL CID. Apriete de cuas.

Sonda de deteccin DP (corona). Etc

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DIAGNSTICO EXPERTO

Unitronics electric

Servicio de diagnstico de mquinas elctricas en funcindel estado actual y del histrico de la mquina, estimandovida til remanente, recomendaciones, etc.

Histricamente en casos puntuales para distintasempresas elctricas e industria.

Desde 2008 con Repsol, Cepsa, EW, etc (DescargasParciales).

Desde 2010-13 con Endesa Chile (71maquinas). Desde 2013 contrato con Gas Natural Fenosa.

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CURSOS DE FORMACIN

Unitronics electric

Cursosterico-prcticosimpartidos desde2002: Ensayos de mantenimiento predictivo enTransformadores

de Potencia. Ensayos de mantenimiento predictivo en Mquinas

Rotativas. Ensayos de mantenimiento enbateras estacionarias. Anlisis y diagnstico deDescargas Parciales en Mquinas

Rotativas(desde 2012 impartidas 6 ediciones).

Teora de cada ensayo, precauciones de medida, medidas reales y casosde diagnstico segn las ltimas normativas. Participacin de todos losasistentes.

Ms de 500 profesionales (ABB, GE, Repsol, Endesa, GNF, Iberdrola,Cepsa, Gamesa,).

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CURSOS DE FORMACIN

Unitronics electric

Dosformatosdisponibles.

Dos convocatorias anuales en unitronicsreuniendo profesionales dedistintas empresas.

En cualquier momento del ao en las instalaciones del cliente(Centrales elctricas, refineras, fbricas, industria, etc.) desplazndonoscon el equipamiento de medida y realizando prcticas reales en laspropias mquinas del cliente.

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PROYECTOS LLAVE EN MANO

Unitronics electric

Instalaciones deDescargas Parcialesen Mquinas Rotativas:

Ms de 16GW instalados en Espaa: Compaas elctricas,cogeneraciones, motores crticos de industria, etc

Diagnstico experto. Hemos conseguido ser una referencia a nivelnacional.

Servicios tcnicos a nivel nacional e internacional (Portugal, Italia, etc)

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ASOCIACIONES Y PUBLICACIONES

Unitronics electric

Asociados a los foros internacionales deNormalizacinIEEE yCIGRE:

Colaboracin en foros internacionales con presentacin de papers ypublicaciones en revistas del sector:

CIGRE(Consejo Internacional de Grandes Redes Elctricas): 2 paperspresentados en colaboracin con Iberdrola.

Ferias internacionalesINSUCONeHYDRO: 2 papers. Revistas tcnicas del sector (Mantenimiento, Energa, etc): 11 artculos. Revistas del mercado sudamericano (Energa y Negocios).

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SEMINARIOS TCNICOS

Unitronics electric

Dentro de las labores de formacin se encuentras losseminarios tcnicos organizados en distintas Universidadesespaolas. Desde 2010 venimos acercando las ltimasnovedades tecnolgicas en mantenimiento predictivo tanto afuturos ingenieroscomo a losprofesionales del sectoren lazona.

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REPARACIN Y CALIBRACIN

Unitronics electric

Servicio tcnico oficial de los fabricantes representados(Megger, Iris Power, Baker y Soken) y reparacin deinstrumentacin de medida en general.

Laboratorio de calibracin acreditado ENAC.

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FABRICANTES REPRESENTADOS.

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Quin es Megger?

Uno de los lderes a nivel mundial de equipamiento demedida para elsector elctricoy la industria.

En 1889 comercializ el primer medidor de aislamientoporttil y durante ms de 120 aos ha sido el primerproveedor de equipos de pruebas elctricas.

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Quin es Megger?

Tras la adquisicin deprogrammayPax Diagnostics, Meggerha ampliado considerablemente su cartera de productos,disponiendo en la actualidad de instrumentacin de medidapara cualquier elemento del sistema elctrico: Transformadores Mquinas Rotativas Interruptores Rels de proteccin Bateras Cables

1800

4000

101

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Quin es Megger?

Los ltimos equipos comercializados: FREJA 400, ODEN,IDAX v5, etc. Disponen de las mejores especificacioneshardware del mercado y el software ms intuitivo y versatil

para adaptarse a las necesidades de los clientes msexigentes.

400

()

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Quin es ?

Lider mundial en sistemas de medida deDescargas Parciales(DP)en mquinas Rotativas.

Tras la compra de su principal competidor (ADWEL), Irisincorpora en su porfolio equipos y tcnicas tradicionales demedida en alternadores y motores (El Cid, apriete cuas).

Adems, dispone de otras tecnologas para complementar lamedida tradicional de DP:

Medida de Flujo rotrico Medida de vibraciones en cabeza de

bobina Medida de barras rotas Medida de corriente inducida en el eje

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Quin es ?

En 2012 actualiz sus equipos de monitorizacin continua de DPincorporando numerosas ventajas en los nuevos modelos: Dos versiones:

Serie Trac, especializada en una sola tecnologa(DP, flujo, vibraciones, etc)

Serie Guard, capaz de monitorizar hasta tresTecnologas con un mismo equipo.

Los equipos incorporan calibracin automtica. Software ms sencillo y nico para medida, anlisis, gestin,

etc. Ms resolucin en las medidas y mejora en las comunicaciones

(Modbus).

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Quin es ?

En el caso de medidas Off-line:

DeltaMaxx: Descargas Parciales, Tangente de Delta

y Capacidad (hasta 50kV).

EL CID:Defectos en el ncleo magntico.

SWA:Comprobacin de apriete de cuas.

DCR-50: Comprobacin del aislamiento (Hipot en

Rampa DC hasta 50kV)

PPM-97:Sonda de corona para localizacin de DP.

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Quin es ?

Monitorizacin on-line de Transformadores: Descargas Parciales por sensores UHF.

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Quin es ?

2011 2012, ( ) .

, (4000).

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Quin es ?

Adems, por parte de SKF contamos con equipamientocomo:

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Cmaras termogrficas Endoscopios Sistemas avanzados de medida de

vibraciones Etc

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OBJETIVOS

DEL SEMINARIO

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OBJETIVOS DEL SEMINARIO

Acercarnos a los puntos clave que gobiernan la Fiabilidadelctrica en mquinas elctricas clave:Modos de fallo en

Mquinas Rotativas y Transformadores de Potencia. Vislumbrar las tecnologas de ensayo en estas mquinas,

desde los tradicionales ensayos Off-Line a mquinaparada hasta los ms actuales ensayos On-Line.

Repaso de la teora y la implementacin prcticarevisando datos de algunos casos reales.

Porqu este seminario?

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http://www.unitronics-electric.es/index_espaa.htm

Contactos comerciales:

Victor Lozano: Director comercial [email protected]

Esther Daz-Caneja: Tcnico comercial [email protected]

Direccin: C/Teide, 4

28703 San Sebastin de los Reyes, Madrid

Tel.: 902 107 670 Fax: 91 540 10 6833

En qu os podemos ayudar?










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FIABILIDAD EN ACTIVOSELCTRICOS

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FIABILIDAD EN MQUINAS ELCTRICAS

ACTIVOS ELCTRICOS PRINCIPALES:

Hay una increblepresin econmica para maximizar la vida delos activos. El diagnstico en los mismos es clave.

Hay que concentrar el esfuerzo en el mantenimiento de lasMquinas Clave de las que depende la produccin.Usualmente estos elementos son:

Generador.

Transformador de Potencia.

Motores.

Existen toda una serie de activos que tambin requierenconsideracin:

Interruptores. Cables de alta.

Bateras estacionarias. Protecciones.

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FIABILIDAD

Es una tcnica de calidad que nos permite conocer laseguridad de operacinde nuestros activos.

Busca conocer laprobabilidad de fallode nuestros activosa lo largo del tiempo con las distintas variables a las queestn expuestos.

FenmenosTEAMmuy ligados a laOPERACIN. Trmicos. Elctricos.

Ambientales. Mecnicos. Tasa de fallos en los activos: Curva de la Baera. Mantenimiento Predictivo. Modos de Fallo, conocimiento del activo. Tcnicas de ensayo Off-Line y On-Line.


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TIPOS BSICOS DE MANTENIMIENTO

Mantenimiento Correctivo.

Mantenimiento Preventivo.

Mantenimiento Predictivo.


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OBJETIVOS TPICOS DEL MANTENIMIENTO

Garantizar el proceso productivo.

Aumentar la fiabilidad de las mquinas.

Ahorro de costes: Minimizar las operaciones de alto coste.

Aadir seguridad.

Alargar al mximo la vida til de los activos.


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OBJETIVOS TPICOS DEL MANTENIMIENTO

Programar el mantenimiento: ajustar las paradas demantenimiento.

Prolongar la vida de los activos.

Operar con garanta sobre valores nominales.


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OBJETIVOS DEL MANTENIMIENTO


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TIPOS DE MANTENIMIENTO1/3) MANTENIMIENTO CORRECTIVO

,

,


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TIPOS DE MANTENIMIENTO2/3) MANTENIMIENTO PREVENTIVO

,


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TIPOS DE MANTENIMIENTO3/3) MANTENIMIENTO PREDICTIVO

()

,

,


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TASA DE FALLOS: Curva de la BaeraTASA DE FALLOS DE MQUINAS ELCTRICAS

Estrs TEAM

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Cada activo tienen unos modos de fallo definidos.

Distintos activos tienen distintos modos de fallo.

Algunas Tecnologas son comunes a diferentes activos:

Megado: Sistemas elctricos

Vibraciones: Sistemas mecnicos.

Termografa: Casi todos los activos.

Se dispone de Tecnologas de ensayo especficas quenos ayuden a conocer especficos modos de fallo.

MODOS DE FALLO:CONOCIMIENTO DEL ACTIVO

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Activos Elctricosen Campo

Distincin Fbrica / Campo:

EnFbrica.Se ejecutan ensayos para comprobar que el activo:Generador / motor / transformador / interruptor cumple con losms exigentes standard de calidad.

EnCampo.Aparecen condicionantes especficos del medio deaplicacin. Se aprovechan las paradas para realizar ensayosoff-linea realizar con unos requisitos:

El equipamiento de ensayos debe de caber en el maleterode un vehculo = transportable.

En ocasiones es complejo realizar los mismos ensayos queen fbrica.

Ensayos normalizados / reconocidos.

Equipo de medida comercial con marcado .47

TECNOLOGAS DE ENSAYO EN CAMPO:

Tecnologas Off-Line con el activo elctricoFuera de Servicio, a veces desenbornado y aveces con cierto grado de desmantelamiento.

TecnologasOn-Line con el activo elctrico enServicio.

Cada ensayo aporta informacin pero es elconjunto de ellos el que nos permite unacertado diagnstico.

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Acercamientos Off-Line. Megado. Tangente de Delta, Cap. EDA. Hipot AC/DC. R. Bobinados. DP off-line, sondas






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MQUINAS ROTATIVAS

Generadores / Motores

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ACERCAMIENTOS OFF-LINE

TecnologasOff-Line en Mquinas Rotativas:

Resistencia bobinados(Megger).

Res. Ais. e IP (Megger).

Capacidad BT(cc/1kHz).

EDAIII test (unitronics).

Hipot DC / AC.

Tangente de Delta,Capacidad & Tip-up(Megger).

Pole Drop (polossalientes).

DP off-line (Iris Power).

Sondas DP (Iris Power)

Black-out (cmara UV).

Surge Test (Baker).

Inspeccin visual.

Apriete de cuas (IrisPower)

Flujo nominal.

El CID (Iris Power)

Bump Test /Modal anlisis.

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Resistencia de bobinados:

Inyectamos una corriente DC

y se mide la tensin. R=V/I, Buscamos fallos en

conexiones, soldaduras,aflojamiento, etc.

Medida a 4 hilos.

Correccin trmica.

Equipo Megger,DLRO10X.

Ensayo de Resistencia debobinados en un rotor.


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Resistencia de bobinados. Caso prctico:

Desequilibrios en las tres fases nos darn indicacionesde fallo, problemas de contacto, punto caliente, etc.

Daos a los capuchones de unin debobinas por prdida de refrigerante.

Fusin en unin debarras de una fase.


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Resistencia de Aislamiento endice de Polarizacin:

Inyectamos una alta tensin DC(5kV o segn Un bobinado).

Se mide la tensin. R=V/I @1m.

Buscamos fallos en aislamiento.

RA precisa correccin trmica.

Equipo Megger MIT1025. Hasta20T, 10kV DC /3mA.

Ensayo de Aislamiento a Estator.


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EDA Test:

Ensayo DC tensinescaln: 30 minutos cargay 2 descarga.

Doble tensin de ensayo(linealidad).

Capacidades BT DC/AC.

Normalizacin medidas. SW Diagnstico (recoge

modos de fallo) yTendencias.

Equipo unitronics, EDAIII.


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EDA Test. Caso Prctico:


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Hipot DC / AC:

Ensayo de sobretensinUT>>UN.

Comprobacin de idoneidadpara servicio en condiciones deestrs.

Ensayo destructivo?

Ensayo DC Hipot sobre ungenerador rebobinado.


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Tg, Capacidad AT y tip-up.

Ejemplo del ltimo saltotecnolgico en la medida detangente de delta: Megger serie4000.

Inductor resonante, de aplicacinen mquinas Grandes. Permitesubir las corrientes de salida desde200mA a 4Amp. Esto permitirenergizar mquinas de hasta 1F a

10kV.

Las tg es un indicativo GENERICO dela condicin del sistema aislante. Sueleser junto con las DP lasdos bases queayudan a determinar la vida remanente

del estator. Tanto la tangente de Delta

como el tip-up (diferenciade la tangente a dosvalores) nos darnindicaciones de DP.


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DP off-line, Sondas DP, Black-out.

Se inyecta AC con fuente limpia de DP (tg).

Con sensores DP se registra DP fase/tierra, fase/fase.

Las sondas permiten localizar la DP.

Black-out y cmaras corona tambin DP superficial.


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Surge Test.

Comprobacin del aislamiento entre espiras.

Se inyecta transitorio rpido AT en bobinado y queda

estresado su aislamiento. Igual respuesta fases.

%EAR.


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Ncleo Magntico: Apriete de cuas.

Apriete de cuas asegura barras fijas en ranuras.

Detecta holgura de barras, vibracin, DP en ranura.

Equipo Iris Power,SWA (Stator Wedge

Analyzer).

Ensayo de aprietede cuas.


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Ncleo Magntico: Flujo Nominal y El CID.

Flujo Nominal o El CID aseguran la ausencia de fallos en lachapa magntica: golpes, degradacin, aislamiento, puntocaliente, aflojamiento...

Flujo nominal +termografa.

Diagrama final del ncleo

extrado con el sistemaEL CID EVOLUTION.

Ensayo El CID.


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Inspeccin Visual:

Una de las mejores herramientas dediagnstico.

Aflojamientos, polvo, grasa, corona, aceite,grietas, deterioro, rozamiento, holguras

Ayuda con Boroscopia.

Boroscopia. Inspeccin Visual: rotor retirado.

Arandelaolvidada por personal dereparacin.


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Bump Test / Modal Analisys:

Se registra la respuesta a impacto con un martillocalibrado de puntos en cabezas de bobina con unacelermetro para apreciar cambios en las zonas naturales

EnsayoNaturalFrequency /Bump Test.

de resonancia confbrica.

Se podran detectaraflojamientos en losatados,desplazamientos,resonancia peligrosa.


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TecnologasOn-Line en Mquinas Rotativas:

Anlisis dinmico demotores. Par motor, espectrode corriente CSAJA(barrasrotas), transitorios,armnicos (Baker / Iris).

Medida del ancho delentrehierro PS (polossalientes) (Iris Power).

Descargas Parciales (IrisPower).

Flujo rotrico PL/PS (IrisPower).

Monitorizacin Trmica.

Termografa (externa).

Gases liberados (GMC)/ozono.

Vibraciones.

Genrico.

En cabezas bobina

(Iris Power). En rodamientos.

PL= Rotor de polos lisos

PS=Rotor de polos salientes.

JA=Rotor en jaula de ardilla.

ACERCAMIENTOS ON-LINE

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Monitorizacin Trmica (interna):

Sistema de monitorizacintrmica (interno) on-line porarray de sensores.


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Monitorizacin Trmica externa (Termografa):

Imagen de cmara termografa: Daos en elaislamiento de una barra.


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Gases liberados (GMC): Aplicacin de distintas capasqumicas.

GMC (Generator Condition Monitors) ejecutan Cromatografade gases para detectar puntos calientes por zonas: Arribalas seis capas y abajo muestra tomada en Ontario HydroPlanta Nanticoke.


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Gases liberados (Ozono):

Ejemplo de un monitor deozono comercial.

Registro de niveles de ozono alrededor de un generadorhidrulico de 30MW en las ranuras posteriores deventilacin. Se detect en las secciones 15,16 DP en lasprimeras barras HV de uno de los paralelos.


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Medidas de vibraciones.

Registro de vibraciones de un motor.

Se pasa del dominio del tiempo al de la frecuencia. Cadaproblema se presentar como una alteracin de la firmacinemtica caracterstica del motor en el espectro defrecuencia.


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Vibraciones en cabezas de bobina:

Las inspecciones visuales a veces muestranproblemas de abrasin, polvo, grasa o fatiga /rupturade conductores en la zona de cabezas de bobina..

Rozamiento.

Polvo.

ACERCAMIENTOS ON-LINE:VIBRACIN EN CABEZAS DE BOBINA

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En mquinas de cierta potencia se acenta el riesgo de relajacinde los sistemas de soporte de las cabezas de bobina posibilitandomodos de vibracin prximos al giro de la mquina o a los 50Hz.

El riesgo de resonancia, ruptura y falta a tierra es evidente!!.

Fatiga deconductores.

Grasa(polvo+aceite).


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Bump Test + Anlisis modal.

Se fijan los sensoresen los puntos crticosdel resultado delanlisis modal.


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Vibraciones en cabezas debobina:

Acelermetros en cabezas de bobina.


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Vibraciones en cabezas de bobina. Caso prctico:

Fallo detectado en turbogenerador300MW, 18kV

Nov/2011.Mejoras en cabezasbobina, instalados sensores EVA.

Ago/2012. Detectados 0,3mmvibracin sensor radial (azul).

Oct/2012. Inspeccin visual. Polvo en 05:00, movimiento

barras, peligro ruptura cobre.

Reparar movimiento.

12.1mils (308um)pk-pk


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Anlisis dinmico (anlisis del sistema): Pantalla de evaluacin deoperacin de motor:

Calidad de Red.

Operacin.

Armnicos.

Corriente.

Espectro.

Par motor. Conexiones.

Por qu falla un motor: Motor, alimentacin, carga. (TEAM).

Explorer(Baker/SKF)

ACERCAMIENTOS ON-LINE:ANLISIS DINMICO

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Anlisis dinmico. Caso prctico de anlisisdel par motor):

Motor con cavitacin 23/11/2000. Motor reparado 28/11/2000.

Desde el lado elctrico y USANDO EL PAR MOTOR calculado,se puede ver el lado mecnico.


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Anlisis dinmico (CSA, Current Signature Analisys,espectro de corriente). Caso prctico:

Se analiza el espectro de corriente de alimentacin del motor.

Las barras rotas causan desequilibrios en la alimentacin de corriente.

Las bandas laterales suben en presencia de barras rotas.

Barras rotas.Motor con barras rotas.


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Ancho del entrehierro:

Diagrama del air-gap mostrando los polos en una revolucin.

Usualmente hidrogeneradores.Sensores capacitivos.


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ACERCAMIENTOS ON-LINE:DESCARGAS PARCIALES

DESCARGAS PARCIALES

ON-LINE

EN MQUINAS ROTATIVAS.

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Descargas Parcialeso DP, Qu son?:

Se trata de descargas elctricas, chispas que puentean operforan parcialmente el aislamiento entre dos conductores. Estasdescargas se producirn en cavidades, espacios o huecos en elaislamiento interiores al mismo o adyacentes a los conductores oranuras de estator (tierra). La descarga es parcial, no es ruptura:el resto del aislamiento puede seguir cumpliendo con su funcin.

Uso en mquinas >4kV~

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Descargas Parcialeso DP, Qu utilidad?:

Indicativos de degradacin normal /inadecuada del sistemaaislante por envejecimiento.

Indicativos de distintos modos de fallo:

Ciclo de carga, deterioro trmico, devanados sueltos.

Descargas de ranura, inadecuada impregnacin, malcurado, deterioro cubiertas estrs.

Cambios geomtricos, mal espaciamiento,

Tracking superficial, contaminacin, arcos al aire,Descargas entre fases, aflojamiento de conexiones.

Localizacin del problema: Ranura / cabezas de bobina.

Posicin del problema: cobre / aislamiento / chapa.

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Qu sensores o captadores utilizar?

Capacitivos. Condensadores de alta tensin. Unidosa una R forman un filtro paso alto. Los kV (50Hz)quedan en mV y las DP (mV) apenas se alteran.

80pF

1k5 75V

Coaxial 50

Ejemplo de acopladores de6.9, 16 y 25kV.

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Capacitivos. Condensadores.

Medidas en la Terminal Box de unsistema trifsico.

U=Ch1

V=Ch2

W=Ch3

Qu sensores o captadores utilizar?

Filtro paso alto: Los kV (50Hz) quedanen mV y las DP (mV) apenas se alteran.

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UNIDADES DE MEDIDASe registran diferentes parmetros del pulso: magnitud,

pulsos/seg y fase/polaridad

Magnitud. Tiene unarelacin directa con eltamao del hueco o loque es lo mismo, con lagravedaddel dao.

A B

B mayor magnitud que ASe usan las siguientes unidades:

miliVoltios (mV).Aplicable a objetos inductivos (medidadirecta).

picoCulombios (pC). Compleja aplicacin a mquinasrotativas en campo, mejor usar mV.

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UNIDADES DE MEDIDA

A

B

B ms pulsos que A

Pulsos por segundo(pps). Conteo depulsos en la unidadde tiempo. Tieneuna relacin directacon la cantidad dehuecos o lo que eslo mismo, con laextensindel dao.

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UNIDADES DE MEDIDA

Polaridad/Angulo deFase. Respecto a lafrecuencia de red.Cada una de lascaractersticas tienerelacin con la

ubicacin de loshuecos, es decir, coneltipode dao.

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MODOS DE PRESENTACIN (2D)

Grfica 2D (pps vs. mV)= Conteo de pulsos

(pulsos/segundo) como funcin de magnitud (mV).

Magnitud del Pulso (mV)Conteo

depulsosdePD

(No./s)

10

1

100

1000

20.340

RANGO (dividido en 16 partes)

88


46


47/96



MODOS DE PRESENTACIN (2D)Valores calculados

Qm=Qmax = Magnitud asociada a una repeticin depulsos de 10 pps. Hay por tanto Qm+ y Qm-.


depulsos

dePD

(No./s)

10

1

100

1000

Qmax+ y -. (mV)

20.340

89


MODOS DE PRESENTACIN (2D)Valores calculados

NQN = (Normalized Quantity Number) rea bajo curvapps vs. mV. Hay NQN+ y NQN-.


depulsosdePD

(No./s)

10

1

100

1000

NQN+ y -

reaproporcional

a la energa delas DP.

20.340

90


47


48/96




Valores calculados

Qm y NQN

Se usan para realizartendencias de unsistema de aislamientomonitorizado.

91



Grfica 3D (pps vs. mV y fase)= conteo de pulsoscomo funcin tanto de la magnitud como de la

fase de pulsos en un periodo completo de red.

92


48


49/96



Supongamos que el ruido (derecha) se me une a las descargas reales de la mquina(izquierda). Podra diagnosticar?. Detectara una evolucin peligrosa en mquina?...

un punto CLAVE!!!!!!Ruido= Cualquier otra cosa que no sean Descargas

Parciales de la mquina: Corona, radio, DP de otrosequipos, tiristores

93


Otros sistemas eliminan el ruido mediante distintas tcnicas:Poner filtros, cambios en los anchos de banda, fijacin deniveles de corte Estas tcnicas no siempre funcionan y

suelen requerirun expertoque las configure

IRIS POWER desarroll una tcnica muy eficiente que vieneutilizando para cada medida (Cada fase) dossensores.

Se llaman tcnicas de Tiempo de vuelo.

Buscando para cada pulso (cada descarga=DP) el tiempoque tarda en llegar a cada sensor podramos diferenciar si laDescarga Parcial viene de la Mquina (DP), o bien delcableado, externa o del Sistema (Ruido).

Cmo lo eliminamos?

94


49


50/96



Ruido

DP

X= tiempo (ns) entre acopladores.

Y= igualar longitud cables.

Clasificacin Sensor en

mquina

Sensor en

sistemaPD real Y Y+X

Ruido sistema Y+X Y

Ruido en bus Y+(


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La instalacin mnima consta de 1 2 acopladores porfase y una Caja de terminacin con BNCs. Calibracin.

Acopladores en posicin Mquina.Acopladores en posicin Sistema.

Terminal Box.

Generador.

DP.Ruido.

97


APLICACIN DE DP EN MQUINAS ROTATIVAS.

Grandes Hidrogeneradores (>50MW). Instalacindiferencial, 2 o ms acopladores dentro por fase.

Pequeos Hidrogeneradores (


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Instrumentos

Sistema Porttil.

Sistemas TRACII. Sistemas GUARDII.

MONITORIZACIN

PERIODICACaptadoresinstalados, seensaya 1/2 veces /ao o segnprograma.

MONITORIZACIN

CONTNUA.Primer acercamiento,bsicamente comorel de alarma. Si altaactividad precisaequipo porttil.

MONITORIZACIN

CONTNUA.Segundo acercamiento,pruebas completas paraanlisis (con ngulo defase). Hasta 3 tecnologas.Modbus.

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DIAGNSTICO:

mV = Gravedad del dao.

pps= Extensin del dao.

Polaridad descargas= Localizacin el dao. ngulo de fase descargas= Tipo de dao.

Dependencias con Temperatura y carga =Asegurar fallo.

100


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DIAGNSTICO PUNTUAL:

Es til comparar entre las tres fases, con mquinas similares silas hay. Iris Power dispone de una base de datos pblica (IRMC)de 85.000 ensayos realizados a FLHen distintas mquinas yorganizados por caractersticas y grado de degradacin a modode percentil.

FLH= Full Load Hot = Plena carga caliente.

Level H2 (psi) 11-20 21-30 11-20 21-30 31-50 11-20 21-30 31-50 >50 21-30 31-50 >50

Negligible < 25th 0 8 11 10 5 144 0 0 6 71 0 5

Low < 50th 35 11 43 30 28 167 20 16 10 144 15 10

T ypical < 75th 53 13 139 58 54 486 55 38 16 216 45 26Moderate < 90th 171 14 309 135 88 782 105 80 36 611 87 99

High < 95th 238 15 368 214 136 831 232 106 48 846 106 145

Very High > 95th 238 15 368 214 136 831 232 106 48 846 106 145

60 11 124 53 42 319 56 32 16 264 28 37

370 17 1564 459 400 933 820 160 69 1172 140 482

10-12kV 13-15kV 16-18kV > 19kV

Hydrogen Cooled Machines with 80pF Capacitive Sensors - Qm Values (mV)

Avg

Max

Stator V

101


DIAGNSTICO BASADO EN TENDENCIAS:

Julio 2007 Octubre 2008

Incremento de medidas en un ao (valoracin 2D).

102


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DIAGNSTICO AVANZADO:

AislamientoPrincipal

Cobre

+PD-PD

Bobinados sueltos?

-PD

+PD

Polaridad para las descargas clsicas (-) 45y (+) 225.

Seccin de unabarra estatrica.

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DIAGNSTICO AVANZADO:

Problema Fase /Polaridad

PD si

Temp>

PD si

Load>

Delaminacin Trmica / Mala impregnacin 45o, 225o < =Ciclo de carga 45o (-) < >

Bobinados sueltos 225o (+) < >Descargas de ranura 225o (+) < =

Contaminacin en cabezas de bobina / mal espaciamientoentre bobinas

15o, 75o,195o, 225o,

= =

Fallo en interface Semiconductora / De gradiente 225o (+) > =

ngulo de fase descargas (*).

Descargas Fase tierra, entre fases +/-30 (Entre fases)

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Generador de Cogeneracin: TV, 6 sensores, 23 aos, 20MW, turbo

1500rpm, 11kV, clase F, rotacin ABC.

1) Comparacin entre fases.Similares.

2) Mquinas similares.Ojo,Muy Alto!!

3) Tendencia:incremento en 2 meses.

mV A B C

Qm+ 1296 1385 1340

Qm- 678 746 757

% . 2012

Muy Alto >95% 552 A,B,C

Alto 90%-95% 376-552

Moderado 75%-90% 172-376

Tpico 50%-75% 77-172

Bajo 25%-50% 34-77

Inapreciable


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Generador de Cogeneracin: TV, 6 sensores, 23 aos, 20MW, turbo 1500rpm, 11kV, clase F, ABC.

ENSAYOS REALIZADOS:

Tg : Algo elevada para su edad.

DP off-line: Elevada actividad en ranura,Tensin de incepcin 2700-3700Vac.

Acuado: Correcto.

Hipot DC: Problema superficial.

EDA: Degradacin y envejecimiento

anmalo.

107


Generador de Cogeneracin: TV, 6 sensores, 23 aos 20MW, turbo 1500rpm, 11kV, clase F, rotacin

ABC.

Boroscopia: Degradacin extendida de la cubiertasemiconductora.

RECOMENDACIN: Rebobinado o inyeccin resinasemiconductora (estudiar posibilidades de xito con fabricante).

108


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FLUJO ROTRICO

ON-LINE

EN MQUINAS ROTATIVAS.

ACERCAMIENTOS ON-LINE:FLUJO ROTRICO

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Los bobinados de campo crean el campo magntico.

Los bobinados proveen los amperios / vuelta necesarios parallevar al generador a sus valores de operacin dentro de loslmites de tensin y temperatura.

Los requerimientos para el aislamiento son mnimos.

Los requerimientos mecnicos y trmicos son muy severos.

MQUINAS SNCRONAS.

110


57


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CONSIDERACIONES DE OPERACIN DEL ROTOR.

Tensiones entre espiras reducidas, Elevados transitorios.

Imponentes fuerzas centrfugas, 500G (motor) 6000G(generador) 10000G (gran turbo). Fuerte presinaislamiento.

Altas diferencias trmicas.

Abrasin de separadores aislantes por ciclos y modo virador.

MQUINAS SNCRONAS.

111


Cortos entre espiras en el Rotor.

Los cortos nos indicarn un fallo de aislamiento en el rotor.

Conducirn a mayores prdidas elctricas y en

consecuencia a una reduccin de potencia y eficiencia delgenerador.

Pueden conducir a desbalanceo trmico y magntico y avibraciones mecnicasya que las espiras en corto quedanfras.

112


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Medidas de Flujo.

Una sonda de flujo fija montada enel entrehierro es sensible al flujoradial segn el rotor pasa sobre ella.V d/dt.

La densidad de flujo en cada ranuraes funcin del nmero de espirasactivas en la ranura, distorsionada

por la densidad de flujo delentrehierro en ese punto.

Las espiras en corto, crean unareduccin del flujo de fugas para laranura afectada.

113


Cmo se detectan espiras en corto?

Trabajando con la tendencia yapreciando una evolucin sincambios.

Mediante superposicin ycomparacin con los datos deflujo de las sondas entreranuras correspondientes enlos dos polos 3%.

Slot

N

Slot

N+1

Slot

N+2

Shorted Turns

ProbeO

utput

Time

Las reas relativas darn una indicacin del nmero de espirasafectadas.

Segn el tipo de mquina (polos lisos-salientes) la comparacin

se realiza de modo diferente

Medida Polo A

Medida Polo B

114


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Cmo se detectan espiras en corto?

Comparacin entre PolosLisos.

Comparacin entrePolos Salientes.115


CASO PRCTICO. Polos Lisos 2 Polos.

Registro deseal:

Negro= Sonda.

V d/dt.

Verde= Densidadde flujo.

V

116


60


61/96




Evaluacin delas ranuras.

117



Variandocarga.

FDZC=FluxDensity

zerocross.

Distintascargas.

118


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Qu hay que montar?.

Se precisara la instalacin de una sonda de flujo o adaptar lasonda de flujo existente a la medida.

Es preferible disponer de una seal de sincronismo.

Sonda Iris TFy su montajesobre losdientes delestator.

119


Un Descanso? luego seguimoscon Transformadores de Potencia

120

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Seminario_Transformadores.ppt

Victor Lozano Director Comercial

Andrs Tabernero Director Tcnico

Tcnicas de Mantenimiento

Predictivo en Mquinas Elctricas.2/2: Transformadores de Potencia.

Badajoz, 15 de Mayo de 2014 .










2

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TRANSFORMADOR DE POTENCIA

3


Tecnologas Off-Lineen Transformadores de Potencia:

Precisan de la retirada de servicio del Transformador cierto

tiempo para ejecutar los ensayos. Estos ensayos tienen demostrada Fiabilidad y Utilidad.

Hay normas concretas que definen los mismos en dosentornos:

En Fbrica.

En Campo.

4

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CIRCUITOS EN EL Transformador de Potencia.Qu partes y modos de fallo vamos a medir en l?

ELCTRICO.Bornes, uniones, soldaduras, pares apriete, cobre,Cambiador de tomas, contactos, muelles, selector, aflojamiento.

GEOMTRICO.Simetra, disposicin de bobinados entre ellos yal ncleo, distancia, movimientos.

DIELCTRICO. Aceite, papel, contaminacin, humedad,distancias, envejecimiento.

MAGNTICO. Laminaciones del ncleo, yugos, fijaciones,

aflojamiento.


5

Tecnologas Off-Lineen Transformadores de Potencia:

= Ensayos en CC.

Resistencia de Aislamiento e ndice de polarizacin abobinados (Megger / UM2B).

RA del ncleo (Megger /UM2B).

Ensayos especiales aislamiento en CC:

Tensin de Reabsorcin (RVM)UM2B.

Corrientes polarizacin / depolarizacin (PDC).

Resistencia de bobinados DC (UM3B).

Respuesta dinmica del regulador.

Inspeccin interna.

Resistencia bobinados DC

Grado de Polimerizacin (DP,laboratorio).


6

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Tecnologas Off-Lineen Transformadores de Potencia: Ensayos en CA.

Relacin de Transformacin (TTR) /corriente de vacio (UM1B).

Tensin de Cortocircuito / Resistencia de dispersin (UM5B).

Capacidad y Tg a bobinados/Bornes (C1,C2,Megger).

Ensayo especial de aislamiento: Espectroscopia en el dominiode la Frecuencia (FDS/DFR Megger).

Respuesta en Frecuencia (FRA).


7

ENSAYOS OFF-LINE

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Resistencia de bobinados:

Conexionado

Resistencia de

Bobinados.

Ensayo de Resistencia debobinados en un transformador.

Inyectamos una corriente CC yse mide la tensin. R=V/I.

Buscamos cortos, fallos enconexiones, paralelos abiertos,soldaduras, aflojamiento, etc.

No sirve un multmetro, muybaja resistencia.

Ojo, retraso por:

ACERCAMIENTOS OFF-LINE:CC. Circuito elctrico

9

equipo unitronics UM3B.

Resistencia de bobinados. Caso prctico: Transformador 20/6,9kV, Dyn11, regulador 22 posiciones

y nominal 11. Desviacin en

posiciones 5 y 7en adelante.

Tras revisindetectado fallo encambiador detomas.

Transformadorreparado a tiempoy devuelto aservicio.

ACERCAMIENTOS OFF-LINE:CC. Circuito elctrico

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Resistencia deAislamiento e IP (circuitodielctrico):

Inyectamos una alta tensinDC (5kV o segn Unbobinado).

Se mide la tensin. R=V/I.

Equipamiento de medidaespecfico (nA, rechazo ruido).

RA precisa correccin trmica,el IP no.

Ensayo de Aislamiento a Borne delTransformador. Se puede apreciar el usodel terminal de guarda.

Detecta fallos graves en la integridad del aislamiento,verificar el secado adecuado, conduccin superficial,perforaciones, puestas a tierra, derivaciones, etc.

ACERCAMIENTOS OFF-LINE:CC. Circuito dielctrico

11

Ensayo de Tensin de Reabsorcin (RVM, circuitodielctrico):

Ensayo especfico y complementario para determinar lascomponentes de polarizacinRp/Cpdetectando fallos enel dielctrico papel/aceite.

Apreciar contaminacin,humedad, mal tratamiento delaceite, degradacin en elaislamiento slido/lquido.


12

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Ensayo de Tensin de Reabsorcin (RVM):

Se aplican 114 ciclos, cada uno decarga/corto/reabsorcin/descarga componindose punto apunto la curva de Tensin de Reabsorcin.

La forma de la curva y el pico mximo se usan en eldiagnstico del dielctrico papel/aceite.

Criterios de diagnsticoempricos de aos de

trabajo en campo.


13

Ensayo de Tensin de Reabsorcin (RVM). Caso real:

Transformador66/22kV, 10MVA, 44 aos.

Valores medidos: RA=1,77G, IP=1,29 y CT=3seg.

Tras tratamiento aceite: RA=1,37G, IP=1,52 y CT=230seg.

Resto medidas buenas. An le quedan unos

aos de servicio.

Antes de tratamiento

Tras el tratamiento


14 Equipo unitronicsUM2B

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Ensayo de vaco: Relacin de Transformacin (TTR)circuito elctrico.

Relacin de Transformacin: Se inyecta ~Valta yrecogemos ~Vbaja, midindose la relacin en cadaposicin del regulador. Se compara con la terica de lachapa de caractersticas buscando desviaciones.

Se detectarncortos entre espiras, fallos de aislamiento,problemas en el cambiador de tomas, altas R

ACERCAMIENTOS OFF-LINE:CA. Circuito elctrico

15 Equipo unitronics UM1B

Relacin de Transformacin. Caso real: Transformador 15/6,3kV, Dyn11, regulador

17 posiciones y nominal 9.

Desviacin entodas posicionesaceptables.

Circuito elctricoen buenascondiciones.

ACERCAMIENTOS OFF-LINE:CA. Circuito elctrico

16

70


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Ensayo de vaco: Corriente de vaco: (circuitomagntico/elctrico).

Durante el ensayo, al inyectar unatensin por Alta circula por ella la~Ioo corriente de excitacin. Estascorrientes cambiarn por alteraciones tanto en los circuitoselctrico como magntico.

Informar de problemas en la

chapa magntica, laminaciones,defectos en el ncleo, puntoscalientes, degradacin,aflojamiento de yugos

Ncleo en elinterior deltransformador.

ACERCAMIENTOS OFF-LINE:CA. Circuito magntico

17

Corriente de vaco. Caso real (mismo caso anterior): Transformador 15/6,3kV, Dyn11, 26MVA, regulador 17

posiciones y nominal 9.

Problemas en lafase W.

Solo en circuitomagntico.

ACERCAMIENTOS OFF-LINE:CA. Circuito magntico

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71


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Ensayo Cortocircuito: Impedancia de dispersin yTensin de cortocircuito: (circuito geomtrico).

ACERCAMIENTOS OFF-LINE:CA. Circuito geomtrico

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Equipo unitronics

UM5B

Se inyecta una tensin por ~Alta con un buen corto en labaja. Se extrae Zcc=Valta/Ialta por fase y se calcula la Vccy su desviacin con la de la chapa de caractersticas.

Cambios geomtricoscambian la Zcc y la Vcc.

Zcc

Ensayo Cortocircuito: Impedanciade dispersin y Tensin decortocircuito: (circuitogeomtrico).

Informar de problemasgeomtricos: movimientos tras

transporte, deformacin dencleo/bobinados, incrementosen los flujos de dispersin.

Complementa con el ensayo derespuesta en frecuencia FRA eincluso con las medidas decapacidad en tg.

Ensayo deCortocircuito: apreciar

el corto en baja.


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Tensin de Cortocircuito. Caso real: Transformador 15/0,4kV, Dyn5, 26MVA, regulador 3

posiciones y nominal 2.

Aumento de losflujos dedispersin debidoa un problemageomtrico.

El problema aplicaen similar medidaa las tres fases.


21

Ensayo de Capacidad y Tangente de a Bobinados:

Se determina con un medidor en puente el ngulo deprdidas que falta para formar los 90 correspondientesal sistema aislante: mayor ngulo = mayores prdidas.Tensin hasta


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Ensayo de Capacidad y Tangente de a Bobinados:

Megger ha puesto en el mercado unrevolucionarioequipoen tamao, peso total =36kg y caractersticas,Delta 4000.

Correccin automtica enTemperatura.

Chequeo de Tip-up.

El ms rpido del mercado.

1-500Hz.

Versin con PC embebido. Modelo con plantillas PowerdB.

Fiable con alta interferencia de50Hz (hasta 15mA).

ACERCAMIENTOS OFF-LINE:CA. Circuito dielctrico

23

Ensayo de Capacidad y Tangente de a Bornes:

Los equipos de tg disponen de unaconfiguracin especfica para medir capacidad ytg del borne de modo independiente. Se

midenC1yC2. Si no hay toma capacitiva se puede usar el hot

collar para evaluar el borne.

Se detectaincremento de prdidas, humedad,corona, cortos entre capas internas,contaminacin, carbonizacin aislamiento.

ACERCAMIENTOS OFF-LINE:CA. Bornes

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RESPUESTA EN FRECUENCIA DELDIELCTRICO EN TRANSFORMADORES

DE POTENCIA

Tg

Frecuencia50 Hz1 mHz 1kHz

Tg

Frecuencia50 Hz1 mHz 1kHz

ACERCAMIENTOS OFF-LINE:CA. FDS O DFR

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Evaluacin del Aislamiento Papel-Aceite.

La mnima tcnica establecida para evaluar el dielctrico esRaislamientoendice de Polarizacin.

Una tcnica ptima para evaluar ms a fondo es el ensayodeTensin de Reabsorcin (RVM). Es un ensayo en DC quenos da una curva del predominio RC. Est establecida y tienevalores empricos de diagnstico para curvas y constante detiempo.

Otro alcance es el de la medida decapacidad y tg.

La tcnica que presentamos ahora es la ejecucin de lamedida decapacidad y tgen un rango til de frecuencias(Hasta KHz).

26


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FDS (Frequency Domain Spectroscopy o DFR(Dielectric Frequency Response):

Espectroscopa del Dielctrico. Una tcnicaTrabajadapara laevaluacin del dielctrico.

Los cambios en el dielctrico afectan a capacidad ytg.

La medida de tg se puede realizar no solo de modotradicional a 50Hz sino enBarrido de Frecuencia. Esto aportainformacin adicional sobre:

Caractersticas de aislamiento.Efectos de envejecimiento.

Influencia de Temperatura.

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Equipo Megger con PCintegrado IDAX350



Comportamiento de tangente de de un sistema papel /aceite con 1% humedad a 20C.

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Un valor de tg no es suficiente para decidir con acierto.

La respuesta en Frecuencia del dielctrico cuenta la historia.

Transformador hmedo conaceite bueno

Transformador secocon aceite viejo (alta

conductividad)

Igual valor de FP a50Hz

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Buscamos en parte la determinacin del contenido dehumedad en la celulosa ya que esta determina la vidaremanente.

LA VIDA DEL TRANSFORMADOR ES LA VIDA DEL PAPEL.

Conocer ese contenido de humedad nos permite tomar ladecisin correcta.

Dejarlo como est (humedad ok).

Tratamiento de Secado.

Reemplazo.

Desechar, reubicar, reduccin de carga.

30


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El sistema FDS nos permite estimar esta humedad en elpapel por comparacin adaptativa con modelos geomtricos.

Valores tpicos:X = % barreras en ducto principal (15-55%)Y= % espaciadores en la circunferencia (15-25%)

Celulosa: Color azulAceite: Color rojo

31


FDS (Frequency Domain Spectroscopy o DFR(Dielectric Frequency Response). Caso Real:

2. Ingresartemperatura

1. Chequeartodas las cajas

de texto

3. ClicAuto match

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FDS (Frequency Domain Spectroscopy o DFR(Dielectric Frequency Response). Caso Real:

Resultado!

33



Equipo de Megger IDAX-300.0-200Vp, 0-50mA

0.0001Hz-10KHz10pF-100uF

SW IDAX para control y anlisisde medidas. El mismo softwarelanza el diagnstico deresultados y la evaluacin dehumedad en papel.

34


El equipo incluye ensayos en DC (Raislamiento e IP).

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Diagrama de la medida:

( ) ( )

( )

I

UZ = ( )

( )

and

PFtand,,CZ

Mide a varias frecuencias

Usa la ley de Ohm:

35


FDS (Frequency Domain Spectroscopy o DFR (DielectricFrequency Response). Caso real:

Transformador 500MVA, 230kV, 37aos:

CHyCLaumentaron un 100%.

DGA subi en el pasado pero estaba constante.

Se retir de servicio la unidad.

Solo llevar al mantenedor ms cercano costaba$500k.

36

Se tena la duda de que fuera humedad y se pidiFDS.


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81/96



FDS (Frequency Domain Spectroscopy o DFR(Dielectric Frequency Response). Caso real:

Transformador 500MVA, 230kV, 37aos:

Medidas FDS

CHCL

CHL

CHL normal, agua0,51%.

CL no acopla con lascurvas de humedad,puede no ser humedad.

Todas las curvasdesplazan hacia arriba.

La conductividad hacambiado.

CONCLUSIN:

Contaminacin, noprecisa secado. Enviada a revisar/reparar.

Tras abrir se detectadepsito de carbnen bobinados dealta y baja debidos a arco entre tornillo de cuba y ncleo.37


RESPUESTA EN FRECUENCIA ENTRANSFORMADORES DE POTENCIA

ACERCAMIENTOS OFF-LINE:CA. RESPUESTA EN FRECUENCIA

38

81


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Respuesta en Frecuencia. FRA: Este ensayo evala el conjunto bobinados - ncleo -

aislamiento del Transformador. El resultado es un grupo defirmas nico para cada mquina en particular.

El Transformador bobinas / distancias /papel/aceite es un circuito complejo R-L-C.

Se realiza un barrido a cada fase enfrecuencia (1Hz10MHz) con una fuente detensinu1y registrando las atenuacionesu2au1.

u1

u2

39


Respuesta en Frecuencia. FRA:

Diagrama de insercin de tensin / recogida medida.

40


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Respuesta en Frecuencia. FRA: Grupo de curvas = FIRMA.

La respuesta de cada una de las curvas se denominaFIRMA identificativa y es nica para cadatransformador.

Se sacan curvas que pueden detectar estos cambios ygraficarlos superponiendo fases (similares central).

Lo ideal es que la firma no tenga cambios.

Los cambios se pueden comparar: en el tiempo, entre

mquinas o entre fases.

41



Ejemplo de FIRMA.

Cadatransformadortiene su Firmapersonal queservir dereferencia parafuturosensayos.

42


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Respuesta en Frecuencia. FRA: Se trata de un ensayo de campo muy usado para detectar

problemas en el transformador. Es nico para detectarproblemas en ncleo, bobinado, mecnicos y otras faltas

Movimientos en el ncleo.

Puesta a tierra de ncleo con fallas.

43



Otros fallos detectables:

Colapso parcial de bobinado.

44

Deformaciones debobinados.

Desplazamiento debobinados.


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Respuesta en Frecuencia. FRA: Otros fallos detectables:

Pandeo de flejes de fijacin.

Estructuras de fijacin rotas.

Espiras cortocircuitadas y bobinados abiertos.

45



Problemas de Transporte:

Transportista Malo.

Transportista Bueno.

46


85


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Respuesta en Frecuencia. FRA: Problemas de Transporte:

El mtodo FRA es una buena forma de garantizar queno hubo daos durante el transporte.

Se hacen ensayos en Fbrica y campo.

Cotejando ambos se podran detectar deformaciones

47



Equipo deMegger (Pax comprada por Megger):

48


86


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Respuesta en Frecuencia. FRA: Diagrama de conexionado:

49



Software completamente Guiado a travs de plantillas:

Software: Importa datosde todos los equipos del

mercado. Exporta acualquier extensin.

Al comparar medicionesrealizadas con otrosfabricantes prestarespecial atencin a lasprcticas de medida,cableado y puesta a tierra.

50


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Respuesta en Frecuencia. FRA: Software. Potentes herramientas de Zoom / Comparacin:

51



Software. Potentes herramientas de Diagnstico:

Diagnsticoconforme aDL/T911-2004(Norma china).

52


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Respuesta en Frecuencia. FRA: Diagnstico.

Ncleo + arrollamientos

Deformaciones dearrollamientos

Derivaciones yconexiones

53

Equipo Megger con PCintegrado FRAX-150


El mayor rango

dinmico delmercado >110dB.

Respuesta en Frecuencia. FRA. Caso Real:

Comparacin basada en el tiempo:

Distorsin obvia segn norma DL/T911-2004 (falta tierra del ncleo)54


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Respuesta en Frecuencia. FRA. Caso Real: Comparacin basada en el tiempo (tras reparacin):

Normal segn norma DL/T911-2004 (restablecida puesta a tierra del ncleo)55


ENSAYOS ON-LINE

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Y los ensayos On-Line?, Cmo deberan ser?, Pordonde va el futuro?...:

No necesitar de personal ni mantenimiento para suoperacin.

Mxima fiabilidad (>30aos operacin del Transformador).

No complejos de interpretar ni gran cantidad de datos.

Inmunes a interferencias.

tiles: Tcnicas probadas y reconocidas.

Establecer bases de datos para crear criterios dediagnstico

estamos en ello


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Ensayos on-line ms usuales al Transformador de Potencia:

Ensayos aceite aislante:

Muestreo manual alaboratorio. Fisico-Qumicos

(Ruptura, agua, tg , furanos,pcb ), DGA (Dissolved GasAnalysis).

En Continuo DGA.

Termografa, Visible e InspeccinExterna/Interna.

Detectores deDescargas Parciales(DP).

Acopladores UHF. Ultrasonidos.

On line tg .

Temperaturas.

Vibracin / Sonido.

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Ensayos en el Aceite Aislante: Recogida Manual yenvo a laboratorio.

Toma de muestras normalizada. Se puede tomar on-line.

Equivalente a anlisis de sangre.

Fsico qumicos: Rigidez dielctrica, Acidez, Agua,Color, PCB, Azufre corrosivo.

Furanos.

DGA.

Equipo marca Megger, modelo OTS100AF. Eltpico Chispmetro usado para determinarla rigidez dielctrica en el aceite.

Equipo marca Megger,modelo KF875. Losreactivos son detienda.

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DGA.Gases disueltos = Cromatografa.

La toma de muestrasest normalizada, novale de cualquierforma.

Anotar temperatura.

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Proceso de tomade muestras paraenvo a laboratorio.

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DGA. Gases disueltos =Cromatografa.

Tringulo deDuval.

Evolucinde gasessegn la

falta.

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Ensayos en el Aceite Aislante: Monitorizacincontinua.

Casi todos los fenmenos de degradacin generan H2, conlo que un simple monitor de este gas puede servir de avisode otros problemas.

Equipos sencillos / complejos.

Equipo marca MTE,modelo Hidrocal 1001plusH2.

Equipo marca bpl, modelo TM8.Monitoriza 8 gases, humedad,temperatura y carga.

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Termografa. Visible. Inspeccin externa / interna.

Temperatura bornes: uniones, aflojamientos, puntoscalientes.

Visual: En bornes grietas, aceite, fugas, etc.

Tornillera enborne malajustada.

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Detectores de Descargas Parciales. UHF.

En campo los niveles de interferencia son elevados. Paramedidas fiables en campo no sirven los sistemas defbrica.UHFtrabaja en una zona de mnimo ruido, inmunea corona.

Ejemplo de montaje de

sensores UHF (Qualitrol).

Sensores UHF permitenlocalizar el defecto.

De fbrica o aadido.

En fase introductoria lamonitorizacin encontinuo.

Experiencia limitada enpatrones.

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Detectores de Descargas Parciales. UHF.

Sondas de vlvula de aceite y de Ventana.

CIGRE (TB 343) ya recomienda vlvulas extra en trafosnuevos. Sensor en Vlvula de aceite.

Sensor tipo deVentana.

Sensor en Boca de hombre.

Sensores 36.

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Descargas Parciales por Ultrasonidos. Caso Real:

Las DP en el interior del transformador detectadas por DGAgeneran impulsos mecnicos ultrasnicos.

Se rodea el transformador de sensores y se registran

tiempos de propagacin.

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Y tras las medidas?: Informe final.

Hoy da hay informacin diagnstica suficiente en todos losensayos tratados paramojarse en los diagnsticos.

En nuestros cursos de formacin damos teora,procedimientos y parmetros diagnsticos.

unitronics hace medidas en campo?. Solo casosespeciales y DP on-line en Generadores/Motores.

Ofrecemos consultora y Diagnstico en:

Descargas Parciales On-Line en Mquinas Rotativas.

Mquinas Rotativas.

Transformadores de Potencia.

INFORME FINAL

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Preguntas?

www.unitronics-electric.es.

Mantenimiento predictivo Maquinas Electricas 2014.pdf

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