DUOCUC

EQUIPOS PRIMARIOS

MANTENIMIENTO Y MONTAJE ELECTRICOS

MARTI MATURANA, RUBEN COLLI, ALEJANDRO VALENZUELA,CARLOS RUIZ

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PROFESOR: JORGE SANCHEZ

Introducción.

El mundo de la electricidad es comandado por las grandes centrales de generación eléctrica, quienes se encargan de hacer llegar dicha energía a los hogares y a la industria. Dicho proceso no podría ser ejecutado de una forma óptima si no fuera por los “equipos primarios”.

Tenemos una infinidad de equipos primarios de distinta constitución ,montaje y múltiples usos a la hora de trasladar la electricidad, por tal efecto de importancia es necesario conocerlos y tener una idea clara de cómo operarlos, dada la gran cantidad de equipos nos enfocaremos solamente en tres de ellos; interruptor de poder, transformador de poder, desconectador de línea.

En las siguientes paginas se expondrá información sobre montaje, mantenimiento, instrumentos, herramientas ,etc. De los tres ya mencionados equipos primarios

Transformador de poder

Es aquel que maneja grandes magnitudes de volts y amperes. Realizando tareas entres las centrales de generación y usuarios.

Montaje:

Antes de instalar el transformador en una subestación se debe construir un cimiento el cual tiene unas dimensiones de 4,87 metros de largo, 220 metros de ancho y 1,25 metros de profundidad, la base fue conformada con 60% de roca y un 40% de concreto 5000 PSI, esta base debe ser adecuada para un transformador de estas características.

Para poder transportar el transformador a una subestación se debe hacer en un camión adecuado para que este no sufra daños, luego del transporte del transformador a la subestación se debe montar sobre el cimiento para ello se debe bajar del camión mediante una grúa de tonelaje adecuado al peso del mismo, con el cuidado necesario para que no sufriera desperfectos durante la instalación en la base y que tampoco sufriera desperfectos eléctricos, ni de ninguna índole durante el transporte y el montaje en la subestación. Bien amarrado el transformador a la grúa para que no sufra ningún desamarre en la transportación a la base en el cimiento este se lleva cuidadosamente y despacio hacia el cimiento ya que como es pesado este debe quedar justo y preciso en la base el cual una vez abandonado la grúa la subestación no habrá forma de moverlo. El transformador debe quedar puesto de manera exacta, de tal modo que las conexiones mediante las barras colectoras flexibles, quedaran acorde a las necesidades, tales como simétricas, llegar en el ángulo correcto y que el transformador quedara colocado en el centro de la base, nivelado y con las distancias mínimas requeridas de seguridad para su funcionamiento.

Una vez en el piso se anclará sólidamente a la base de concreto a través de los  pernos  instalados  para tal  fin.  Los  dispositivos  de anclaje deben ser accesibles solamente desde el interior de los compartimentos, luego la malla de hierro que constituye el refuerzo estructural  de la  base pedestal  de concreto se deberá unir a la malla de puesta a tierra del transformador. El conector debe ser de un material tal que evite la corrosión y el par galvánico en la unión entre el hierro y el cobre, además del  borne neutro del  transformador se conectará un conductor, en el  mismo calibre del conductor de

neutro, hacia la malla de puesta a tierra. El tanque o chasis del transformador se conectará también a la malla de puesta a tierra. A esta tierra se deben conectar sólidamente todas las partes metálicas que no transporten corriente y estén descubiertas, el sitio donde este instalado el transformador debe estar protegido para las personas que transiten o permanezcan cerca de la subestación no estén sometidas a tensiones.

Fallas

1. Sobrecalentamiento

Causas:

1. Malas conexiones internas, ya sea en el circuito eléctrico o magnético.

2. La pérdida de refrigerante (aceite) debido a fugas.

3. El bloqueo del flujo de refrigerante.

4. La pérdida de ventiladores o bombas que están diseñados para proporcionar el enfriamiento.

Equipos de detección de fallas

Indicadores de temperatura: En los transformadores, cuando la temperatura se eleva, se activa la alarma y se encienden los ventiladores.

termocuplas o resistencia indicadores de temperatura: se colocan cerca de los devanados, cuando la temperatura se eleva por arriba de niveles seguros, se activa la alarma.

2. Fallas de Boquillas

La boquilla en un Transformador de Potencia tiene la función de conectar las guías de los devanados hacia el exterior manteniendo la hermeticidad y aislamiento eléctrico.

Por sus características intrínsecas las boquillas están sometidas a grandes esfuerzos dieléctricos al tener que soportar grandes diferencias de potencial en espacios físicos reducidos, esta característica los hace ser uno de los elemento más susceptible de falla de un transformador. Con el paso del tiempo puede desencadenar explosiones y descargas parciales.

Mantenimiento preventivo: se propone un sistema de monitoreo en línea de corriente capacitivas en las boquillas del transformador junto a un programa de pruebas eléctricas, para monitorear la capacitancia.

Mantenimiento correctivo: si se detecta alguna falla en las boquillas se procede a las pruebas:

· Corriente de excitación· Respuesta a la frecuencia· Factor de potencia a transformador · Reactancia· Impedancia de dispersión· Resistencia ohmica · TTR · Factor de potencia a boquillas · Tap Capacitivo a boquillas · Collar caliente a boquillas

Una vez revisados los resultados obtenidos se procede a retirar el aceite del transformador y efectuar una limpieza para retirar los residuos de papel del capacitor, así como los residuos de porcelana producto de la explosión del aislador inferior.

Se realiza la corrección de tornilleria de baquelita, reencintado de guias de 230 kv con papel humedecido y amarre con cinta de algodon a trenzas de baja tensión. Se cambia la boquilla dañada por una en óptimas condiciones.

3. Sobrepresión

La sobrepresión en el tanque del transformador se produce debido a la emisión de gases o productos que acompañan al calentamiento local debido a cualquier causa. Por ejemplo, una falla entre vueltas del devanado puede quemarse lentamente, liberando gases de calentamiento en el proceso. Estos gases se acumulan en el tanque cerrado del transformador aumentando la presión, lo cual puede suceder repentinamente o durante un largo período de tiempo.

Equipos de detección de fallas

Relé de Presión Súbita:

Un tipo de estos relés opera ante cambios imprevistos en el gas encima del aceite, otros operan ante cambios súbitos de presión del mismo aceite, que se originandurante fallas internas.

El tiempo de operación del relé, varía desde 0,5 hasta 37 ciclos, dependiendo de la magnitud de la falla.

Este relé se recomienda para todos los transformadores con capacidad superior a5 MVA.

Relé de Presión Súbita:

Cuerpo del Relé (1), Ecualizador (2), Fuelle metálico (3), Micro ruptor (5), Caja de terminales (7), Válvula de alivio manual (4), Bornes de conexión (6).

:

Interruptor de poder

Al igual que el transformador de poder el interruptor de poder se transporta en un camión diseñado para que no sufra daños hacia la subestación o lugar de montaje, además el interruptor de poder viene en una unidad de expedición como tres polos en paquete y con la base de un armario de mando, para poder descargarlo del camión se necesita una grúa la cual se amarra al interruptor mediante cuatro cables de cuatro metros como mínimo estos deben quedar bien apretados para que no se suelten al momento de la bajada, la cual debe ser lentamente y con mucho cuidado. Ya descargado el interruptor de poder, antes de separar los tres polos de la unidad de expedición se aflojan las chapas de enlace entre ellos, luego los tres polos en paquete son colocados en tierra firme atreves de la grúa, ya los polos en terreno firme con la grúa se levanta la base colocándola sobre la estructura de soporte donde se montara el armazón del interruptor (sobre pilares o bastidor de ruedas) y fijándola con ocho tuercas, con el nivel de burbuja se comprueba la posición correcta de la base y se aflojan los tres tuercas tapón de los tubos de gas para facilitar la unión de los conductores de gas, antes de instalar los polos sobre la base verificamos su carga inicial de gas FS6 y así su hermeticidad después de desenroscar la tuerca de record se presiona ligeramente la válvula de retención en la briga, el silbido confirmará la presión de transporte y la hermeticidad de los polos después se aprieta la tuerca (así se prueban los tres polos), luego los tornillos galvanizados empleados en el voltaje son engrasados, los tornillos de color rojo deben ser sustituidos por los que vienen empaquetados y estos deben ser atornillados según su recomendación, luego se empiezan a montar el primer polo en la base con la ayuda de la grúa, se coloca en la escotadura central de la base del interruptor y se conecta la palanca de dirección con el accionamiento mediante el perno de acoplamiento, manualmente se fija la viga del polo con la base, luego se colocan las barras de acoplamiento por los dos lados de la base uniéndolas con el polo B, se saca el perno de alineación y se unen las barras con el polo en posición abierta metiendo de nuevo el perno de alineación de igual modo se colocan los otros dos polos pero tienen que encajar bien con la barra de acoplamiento para después apretarlo con el perno de acoplamiento, luego se ajustan los tres polos a la base de acuerdo al par de apriete recomendado, además se debe sustituir en todos los polos los pernos de alineación por los pernos de acoplamiento suministrados (cada uno va con su correspondiente tuerca para su respectivo apriete), después se acoplan los tubos de gas FS6 para ello se retiran los casinillos de protección de los tubos de gas y los de salida de los polos luego se cambia la junta torbital del tubo de gas por una nueva engrasada previamente con vaselina, luego se coloca el tubo de gas a la abierta de enlace del polo (en cada polo hay que hacer lo mismo) y últimamente se en rascan todas las tuercas de record (racord).

Fallas

1. Mayores: Atascamientos de barras de accionamiento, explosión de cámaras de arqueo debido a que el Int. No abre completamente por desprendimiento de casquillos de unión entre barra de accionamiento y contactos móviles.

2. Menores. Falla en los circuitos de control, falla en los equipos de monitoreo como son: perdida presión de gas SF6, nitrógeno, aceite, aire y resortes destensados. Aperturas en falso debido al aterrizamiento de los cables de control.

3.Arco eléctrico

Cuando un interruptor abre un circuito con carga o por despejar una falla es inevitable la presencia del arco eléctrico, la que sin duda es una condición desfavorable, en la operación de interruptores. Durante la presencia del arco se mantiene la circulación de corriente en el circuito de potencia. Las características del arco dependen, entre otras cosas de:

•  La naturaleza y presión del medio ambiente donde se induce.

•  La presencia de agentes ionizantes o desionizantes.

•  La tensión entre los contactos y su variación en el tiempo.

•  La forma, separación y estructura química de los contactos.

•  La forma y composición de la cámara apaga chispa.

•  Sistema de extinción del arco.

La generación del arco se debe a la ionización del medio entre los contactos, haciéndolo conductor, lo que facilita la circulación de corriente. La presencia de iones se origina por la descomposición de las moléculas

que conforman el medio entre los contactos, producto de colisiones entre éstas y los electrones aportados por la corriente. Se puede decir que la emisión de electrones desde la superficie de los contactos de un interruptor, se debe a las siguientes causas:

•  Aumento de temperatura, originando una emisión termo-iónica de electrones.

•  Presencia de un alto gradiente de tensión, responsable de la emisión de electrones por efecto de campo.

La emisión termoiónica de electrones se produce por el aumento en la resistencia y en la densidad de corriente en la superficie de los contactos, al momento de producirse la apertura. De igual forma, el alto gradiente de potencial existente entre los contactos durante los primeros instantes del proceso de apertura, origina un proceso de emisión de electrones por efecto de campo eléctrico. Estos electrones altamente energéticos chocan con las moléculas del medio, produciendo una reacción química endotérmica o exotérmica.

Solución:

En los interruptores de potencia una de las formas de extinguir el arco, es aumentando la resistencia que ofrece el medio a la circulación de corriente.

La resistencia del arco puede aumentarse enfriando el arco, o bien alargándolo, o dividiéndolo. El inconveniente de este último método, es que la energía que debe ser disipada es alta, razón por la cual su uso se limita a aplicaciones en baja y media tensión tanto en corriente alterna como en continua.

Mantenimiento preventivo

A.- EL NUMERO DE OPERACIONES.- ESTA DIRIGIDO ALA CONSERVACION DE LOS CONTACTOS, MEDIO DE INTERRUPCION Y MECANISMO DE OPERACIÓN.

B.- KILOAMPERES ACUMULADOS.- ESTA ENFOCADO ESPESIFICAMENTE ALA CAMARA DE INTERRUPCION Y SE CUENTAN LOS KA ACUMULADOS DURANTE LA FALLAS EN TIEMPO DETERMINADO.

C.- CONDICIONES AMBIENTALES.- EN FORMA PARTICULAR SE DEBE CONSIDERAR EL EQUIPO QUE SE ENCUENTRA CERCA DE LAS COSTAS, REFINERIAS,DESECHOS INDUSTRIALESY EN CLIMAS MUY EXTREMOSOS.

D.- RECOMENDACIONES DEL FABRICANTE.- SE DEBEN TOMAR EN CUENTA LA RECOMENDACIONES DEL FABRICANTE YA QUE ESTAS SON PRESENTADAS EN UN PLAN CONSERVADOR

Seccionadores

Inspección visual y mecánica

-inspecciones las condiciones físicas y mecánicas

-inspeccione los anclajes, rigidez del montaje, alineación y puesto a tierra.

-inspeccione las conexiones eléctricas con alta resistencia de contacto usando alguno de los sig métodos: inspecciones termo gráficas , midiendo la resistencia de contacto, ajustando la tornillería según los torques especificadores

-limpie la unidad

-verifique el estado de los contactos y su lubricación

-realice la prueba del mecanismo de operación del seccionador verificando la simultaneidad de los polos.

-verifique la adecuada lubricación de las partes móviles

-tome nota del indicador de operaciones

Prueba eléctrica seccionador

-Mida la resistencia de aislamiento por un minuto de cada polo del seccionador entre fase-fase y fase-tierra de cada una de las fases con el seccionador cerrado y posteriormente abierto

-mida la resistencia de contacto de cada polo del seccionador

-mida el factor de potencia

Herramientas para el montaje y el mantenimiento de equipos primarios:

Destornilladores: Estas herramientas se utilizan para atornillar o desatornillas tornillos de distintos tipos, por ello, dependiendo de estos distintos tipos de tornillos existen dos modalidades de destornilladores:

Paleta Cruz

Llaves de boca y corona: Estas llaves se utilizan para soltar y apretar pernos o tuercas de un equipo primario, la punta se ocupa para el ajuste y la corona se utiliza para el apriete final, además existen en dos unidades:

Milímetro Pulgada

Llave de torque: Estos tipos de llaves se utilizan para dar el ajuste preciso a un perno o tuerca de una pieza, además una llave de torque consisten en una llave fija de vaso que puede ser intercambiable con otras llaves de vaso de otras dimensiones, a la que se acopla un brazo que incorpora un mecanismo en el que se regula el apriete, de forma que si se intenta apretar más, salta el mecanismo que lo impide. Existen

varias llaves de torque:

Llave de torque de reloj Llave de torque digital Llave de torque de salto

Llave francesa: Este tipo de llave se utiliza para aflojar o ajustar tuercas y tornillos. La abertura de la llave francesa es ajustable (posee una cabeza móvil) lo que le permite adaptarse a diferentes medidas de pernos o tuercas, esta característica la diferencia de las llaves comunes las cuales poseen un tamaño fijo, además es multiuso ya que es regulable y se adapta a cualquier perno hexagonal o tuerca.

Llave styllson: Es una llave ajustable usada para apretar, sujetar, aflojar o ajustar piezas que la llave francesa no sería capaz. Se utiliza para ajustar piezas más grandes, que requieran la aplicación de un apriete considerable y su funcionamiento consiste en girar el anillo roscado, la cremallera con uno de los soportes de apriete se cierra o abre, dando el diámetro deseado para el ajuste. Existen en varios tamaños, como: 8,10, 12, 14, 18, 24, 34, 36, 48 y otras (expresadas en pulgada).

Llave allen: Es la herramienta usada para atornillar y desatornillar pernos, que tienen cabeza hexagonal

interior denominan pernos parker, además es una llave ajustable usada para apretar, aflojar o ajustar tornillos hp y tuercas la abertura de la llave es ajustable (posee cabeza móvil) que le permite adaptarse a diferentes medidas de pernos.

Llaves de dados: Estas llaves tienen la particularidad de realizar un trabajo de una manera más cómoda y ejerciendo las fuerzas de mejor manera y que no reemplaza las llaves punta corona.

Alicates universales, de punta y cortantes: Los alicates son herramientas imprescindibles para el trabajo de montajes electrónicos. Son comunes en todo equipo de herramientas manuales, ya que es un útil básico para el bricolaje. Esta especie de tenaza metálica provista de dos brazos suelen ser utilizados para múltiples funciones como sujetar elementos pequeños o cortar y modelar conductores.

Pié de metro: El pie de metro es un instrumento de precisión que nos permite medir longitudes exteriores, tomar medidas interiores y profundidades. Antes de realizar una medición, debe asegurarse de

que el objeto a medir debe estar frio, limpio y sin rebarbas para que la medición sea lo más precisa posible.

Taladro: Esta herramienta sirve para realizar orificios en distintos tipos de materiales. Tienen dos movimientos: El de rotación de la broca que le imprime el motor eléctrico de la máquina a través de una transmisión por poleas y engranajes, y el de avance de penetración de la broca, que puede realizarse de forma manual sensitiva o de forma automática, si incorpora transmisión para hacerlo, además se destaca por la sencillez de su manejo.

Brocas: Es una pieza metálica de corte que crea orificios en diversos materiales cuando se coloca en el taladro, su función es quitar material y formar un orificio o cavidad cilíndrica, además para elegir la broca se debe considerar la velocidad a la que se debe extraer el material y la dureza del mismo.

Esmeril angular: Esta herramienta sirve para cortar, para esmerilar y para pulir de partes y piezas metálicas, este esmeril en su cabeza de engranajes está montado un disco abrasivo o un disco de corte más delgado los cuales pueden ser reemplazados cuando se desgastan.

Conclusión

Siempre es importante tener un conocimiento previo referente a lo q nos enfrentaremos a futuro como profesionales. En esta oportunidad hemos tenido una experiencia casi pre cognitiva ya que hemos estudiado de manera profunda posibles problemas en equipos primarios.

Es importante mencionar de que no se han mencionado todas las fallas, si no solo algunas de ellas y sus soluciones, ya que un equipo puede tener miles de fallas y hay q estar consciente de que muchas de ellas nos sacaran más de un dolor de cabeza, por lo tanto hay que estar preparados para improvisar y tener una visión amplia de los posibles problemas en los equipos.

Dicho lo anterior se puede afirmar con certeza que el mundo de los equipos primarios se compone de “problemas y soluciones” , hay que ser precavido y perfeccionista a la hora de trabajar con ellos, ya que un detalles, una distracción, una casualidad, podrían provocar un desastre.