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Mantenimiento de Transformadores

En la actualidad, no cabe duda que el mantenimiento de transformadores es una gran herramienta que permite aumentar la disponibilidad de estos equipos y/o elementos periféricos evitando fallas inesperadas, como un apagón eléctrico (Blackout), lo cual ayuda a mejorar productividad de los sistemas. En la actualidad prácticamente todos los procesos productivos que realizan en la industria y minería involucra la utilización de la energía eléctrica mediante transformadores de poder, transformadores de distribución, transformadores de medida, por lo se hace totalmente necesario realizar mantención al sistema eléctrico correspondiente, junto a todos los elementos periféricos y lógica de control. (figura 1 y 2)

El mantenimiento de transformadores y sistemas eléctricos, junto con las pruebas son importantes procedimientos que es utilizado para detectar deficiencias en equipos eléctricos, antes de que el equipo falle estando en servicio y conectado al sistema. La propia naturaleza de la electricidad crea esta necesidad de hacer pruebas. En condiciones normales de funcionamiento, el transformador eléctrico modifica los niveles de tensión, corriente, en distintos niveles. Lo cual permite transportar y distribuir dicha energía eléctrica. Cuando surge algún problema, ya sea una sobrecarga o un corto circuito, el sistema de protección puede detectar el problema y aislarlo de manera de evitar daños al transformador, equipos y/o personas. La única forma de saber si el sistema de protección funciona, antes de que sea necesario, es a través de una prueba. Mediante simulaciones de distintos modos de falla con métodos de prueba indestructivos, las deficiencias en el sistema pueden ser localizadas y corregidas. Entonces cuando el sistema es puesto a operar bajo condiciones de falla, la prueba ayuda a tener la seguridad de que este trabaja de segura y apropiada. Asegurando la gestión de integridad de las instalaciones eléctricas.

Las empresas destinadas a la producción, transformación, transporte y distribución de energía eléctrica, deberán contar con un SGIIE para la gestión de integridad de las instalaciones eléctricas en las etapas de diseño, construcción, inspección de construcción, puesta en marcha, operación, mantención, inspección posterior a la puesta en marcha y abandono, en conformidad a las normas NCh – ISO 55000, NCh – ISO 55001, NCh – ISO 55002 y a las disposiciones establecidas por la SEC en el procedimiento para su desarrollo, implementación y operación.

Las empresas deberán contar con un manual en que se establezcan los recursos comprometidos y la metodología para la gestión de la integridad de las instalaciones de acuerdo al tipo de activos y a la escala de sus operaciones.

La gestión de la vida del transformador requiere la ejecución de diferentes tipos de pruebas eléctricas; con el objeto de:

  1. Verificar los parámetros eléctricos y valores de diseño: ensayos en fábrica.
  2. Obtener valores de referencia de los nuevos transformadores para caracterizar el estado inicial.
  3. Realizar pruebas de rutina (revisiones periódicas) para la observación de las tendencias.
  4. Implementar un monitoreo para establecer “sistema de alerta” temprana.
  5. Realizar pruebas para detectar problemas y localizar los fallos.

Los principales objetivos de las pruebas eléctricas son:

  1. Controlar el envejecimiento del aceite aislante y del sistema de aislamiento sólido debido a las solicitaciones dieléctricas y térmicas.
  2. Discriminar entre los tipos de fallas térmicas y dieléctricas.
  3. Control de cambios mecánicos debido a impactos dinámicos.
  4. Monitorear la tendencia de absorción de humedad y el envejecimiento asociado del aislamiento sólido y líquido.

Las pruebas eléctricas debieran posibilitar el diagnóstico que permita tomar las decisiones correctas con el fin de evitar los fallos y la degradación no controlada. (figura 3)

Los resultados de los ensayos eléctricos, los análisis realizados en el aceite y los resultados de cualquier otro ensayo especial, deben integrarse procurando detectar vínculos en el diagnóstico. (figura 4)

Las condiciones operativas y cualquier evento en particular en el que estuviera involucrado el transformador; también deben ser considerados para el diagnóstico final.

A no ser que el transformador esté en condición de falla severa, no existe ningún ensayo eléctrico que por sí solo indique con total precisión el estado integral del transformador.

Clasificación general de los ensayos:

Figura 1-Clasificación de los ensayos

Diagnóstico de transformadores

Pruebas según CIGRE TB 445 Brochure 445 CIGRE – “Guide for Transformer Maintenance” Working Group – A2.34 – February 2011

Pruebas Básicas

  • Relación de transformación
  • Resistencia de devanados
  • Capacitancia y tan delta
  • Corriente de excitación
  • Reactancia de dispersión
  • Resistencia de aislamiento
  • Resistencia de aislamiento del núcleo

Pruebas Avanzadas

  • Respuesta de frecuencia de las pérdidas
  • Análisis de respuesta de frecuencia
  • Polarización / Despolarización
  • Espectroscopía de dominio de frecuencia
  • Método de recuperación de voltaje
  • Detección eléctrica de las DP
  • Detección acústica de las DP
  • Detección de DP por UHF

Ensayos en el aceite

  • DGA

 

Pruebas según CIGRE TB 445

Figura 2- Pruebas según CIGRE T.B 445

Frecuencias de ensayos (CIGRE T.B 445)

Figura 3, Frecuencias de Ensayos (CIGRE T.B 445)

Pruebas según IEEE C57.152

Pruebas eléctricas

  • Relación de transformación
  • Resistencia de devanados
  • Capacitancia y tan delta
  • Corriente de excitación
  • Reactancia de dispersión
  • Resistencia de aislamiento
  • Análisis de respuesta de frecuencia
  • Tensión inducida
  • Descargas parciales

Pruebas en el aceite

  • Fisicoquímicos
  • DGA

Comparación entre CIGRE TB 445 e IEEE C57.152

 

Figura 4, Comparación entre CIGRE TB 445 e IEEE C57.152

En la actualidad cada empresa e industria deberá implementar un  sistema para la gestión de integridad de las instalaciones eléctricas (SGIIE). Cada empresa deberá contar con herramientas de gestión para el SGIIE, que incluyan el aseguramiento de calidad, capacitación y entrenamiento del personal, comunicaciones internas y externas, administración del cambio y gestión de la información.

Realizado por:

José Luis González Riva, Gerente Ingeniería Latam COMULSA

Instructor certificado para Avo-Training (filial de Megger), en temáticas de NFPA 70E y normas OSHAS de seguridad eléctrica en Industria y Subestaciones de Poder. Especialista en Seguridad Eléctrica. Email: jgonzalez@comulsa.cl

 

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