v congreso internacional sobre “trabajos con tensión y seguridad en transmisión y distribución...

V Congreso Internacional sobre “Trabajos con Tensión y Seguridad en Transmisión y Distribución de Energía Eléctrica

y Mantenimiento sin Tensión de Instalaciones de AT”

REQUISITOS TÉCNICOS PARA OPTIMIZAR LA OPERACIÓN Y EL MANTENIMIENTO DE

TRANSFORMADORES DE POTENCIA

Horacio LuisGRINSCHPUN (*)

JorgeMARTUCCI

Juan AndrésALBIGER

Edenor S.A. Edenor S.A. Edenor S.A.

Argentina Argentina Argentina

(*) Edenor S.A. Av. del Libertador 6363, C1428ARG, C.A.B.A., Argentina - email hgrinschpun@edenor.com

AUTORES

Ing. Jorge MARTUCCI- Analista Senior de Edenor S.A. - Especialista en Transformadores de Potencia y Medida.- email: jmartucci@edenor.com

Ing. Horacio Luis GRINSCHPUN- Subgerente de Equipamiento y Diseño Instalaciones AT - Edenor S.A. - Especialista en equipos de Alta y Media Tensión.- email: hgrinschpun@edenor.com

Ing. Juan Andrés ALBIGER- Supervisor Técnico de Equipamiento y Diseño Inst. AT - Edenor S.A.- Área de Transformadores de Potencia y Medida- email: jalbiger@edenor.com

INTRODUCCIÓN

• Mejorar la explotación de transformadores de potencia mediante la racionalización de las tareas de operación y mantenimiento a partir de innovaciones técnicas y mejoras introducidas como nuevos requerimientos en las especificaciones técnicas.

Objetivo

•Mejoras Introducidas:• Por incorporación de nuevos materiales y tecnologías.• Por incorporación de técnicas de detección anticipada de fallas.• Por redefinición de los parámetros de operación.

Desarrollo de la Presentación

Edenor S.A.

Tensiones de 132, 220 y 500 kV en AT y 13,2 y 33 kV en MT.

70 Subestaciones de A.T. / A.T. – A.T. / M.T.

Más de 18.000 MW de potencia instalada.

Más de 1.300 km de Red de AT.

CARACTERÍSTICAS DE LA RED

Edenor S.A.

CONDICIONES MOTIVADORAS DE LAS MEJORAS

Exigencias regulatorias.

Crecimiento de la demanda.

Reducción sostenida de recursos profesionales.

Necesidad de reducir costos operativos y optimizar tareas de

Mantenimiento.

Mejoras introducidas: Por incorporación de nuevos materiales y tecnologías.

REQUISITOS TÉCNICOS PARA OPTIMIZAR LA OPERACIÓN Y EL MANTENIMIENTO DE

TRANSFORMADORES DE POTENCIA

INCORPORACIÓN DE NUEVOS MATERIALES Y TECNOLOGÍAS

Reguladores Bajo Carga con ampollas de vacío

MR con contactos en aceite(Año 1970)

MR con contactos de vacío(utilizados desde el año 2002)

Menor degradación de contactos (mayor vida útil).

No requiere equipo de filtrado.

Mayores intervalos entre inspecciones.

Acceso a todas las válvulas desde la calle interna de la Subestación.

Permite realizar tratamientos de aceite con la unidad en servicio, de ser necesario.

Seguridad del personal interviniente.

INCORPORACIÓN DE NUEVOS MATERIALES Y TECNOLOGÍAS

Incorporación de Cuadro de Válvulas

Incorporación de Aisladores secos y Conectores enchufables A.T.

Ventajas

Minimizan el impacto ambiental:

• No contienen aceite

(pérdidas, riesgo de incendio).

• Material no quebradizo ni explosivo:

(resguarda la seguridad de las personas y equipos).

Aisladores secos

Intercambiables con otros modelos (porcelana).

Conectores enchufables

Permite el conexionado sin abrir la cuba del transformador (evita el ingreso de humedad).

Montaje simple sin riesgo para el transformador.

INCORPORACIÓN DE NUEVOS MATERIALES Y TECNOLOGÍAS

Bushing RIP de 132kV

Conector Enchufable de 132kV

Conector hembra instalado en el transformador

Utilización de Relé de variación brusca de presión

INCORPORACIÓN DE NUEVOS MATERIALES Y TECNOLOGÍAS

Antecedentes: Fallas de graves consecuencias por operación lenta de Válvulas de Sobrepresión.

Permite: Detección anticipada de la variación de presión dentro de la cuba del transformador.

Ventaja: Dispara el transformador “instantáneamente” (sin dependencia de resorte).

Desarrollo de Indicador de Nivel de Aceite COMPENSADO

INCORPORACIÓN DE NUEVOS MATERIALES Y TECNOLOGÍAS

Mediante el seguimiento de la correlación entre el Nivel y la Temperatura del aceite.

Nivel

TemperaturaDiferencia

NORMAL

ALTOBAJONORMAL ALTO

Épocas de mucho frío o mucho calor.

Detección de problemas de llenado del transformador. Evitar falsas alarmas por supuesta falta o exceso de aceite en tanque de expansión.

Mejoras introducidas: Por incorporación de nuevos materiales y tecnologías. Por incorporación de técnicas de detección anticipada de

fallas.

REQUISITOS TÉCNICOS PARA OPTIMIZAR LA OPERACIÓN Y EL MANTENIMIENTO DE

TRANSFORMADORES DE POTENCIA

Página Web embebida en el equipo Sistema integrado de Monitoreo

No requiere servidor dedicado. Disponibilidad de página web embebida.

Determinación de la condición de funcionamiento del transformador en forma accesible desde cualquier computadora conectada a la red Intranet de la empresa.

Planificación de Mantenimiento en base a la condición de funcionamiento.

INCORPORACIÓN DE TÉCNICAS DE DETECCIÓN ANTICIPADA DE FALLAS

Implementación de Monitoreo de Transformadores de Potencia

Adquisición de Equipo detector de gases disueltos en aceite online.

Implementación de Monitoreo de Transformadores de Potencia

Decisión de incorporar la mejora

Realizar seguimiento de máquinas importantes.

Realizar seguimiento de máquinas cuestionables.

Realizar evaluaciones de una unidad en tiempo real (por ejemplo si es reubicada)

Posibilidad de reducción de frecuencia de muestras de aceite para cromatografía.

Detección de fallas en etapa inicial sin daño grave.

INCORPORACIÓN DE TÉCNICAS DE DETECCIÓN ANTICIPADA DE FALLAS

G

t

Al. Cont. de Gases (por nivel y por pendiente)

Decisión de incorporar la mejora

Detección temprana de fallas.

Repetitividad de resultados.

Toma de muestra sin necesidad de traslado.

Análisis y obtención de resultados “in situ” en un lapso de 20 minutos.

Independencia de la calibración del cromatógrafo ni de operadores de distintos laboratorios.

INCORPORACIÓN DE TÉCNICAS DE DETECCIÓN ANTICIPADA DE FALLAS

Adquisición de Equipo portátil analizador de gases disueltos en aceite

Mejoras introducidas: Por incorporación de nuevos materiales y tecnologías. Por incorporación de técnicas de detección anticipada de

fallas. Por redefinición de los parámetros de operación.

REQUISITOS TÉCNICOS PARA OPTIMIZAR LA OPERACIÓN Y EL MANTENIMIENTO DE

TRANSFORMADORES DE POTENCIA

REDEFINICIÓN DE LOS PARÁMETROS DE OPERACIÓN

1. Reducción de niveles de ruido admisibles.2. Modificación de la refrigeración para minimizar el efecto del ruido.3. Modificación del método de medición de ruido en la recepción de

los transformadores.

Reducción del nivel de ruido generado por los transformadores

Tr. 40 MVA Tr. 40 MVA Tr. 80 MVA

REDEFINICIÓN DE LOS PARÁMETROS DE OPERACIÓN

Reducción del nivel de ruido generado por los transformadores

Medición U aplicadaValores máximos

obtenidos

Según especificación anterior U nominal 75 - 76 dB

Según especificación actual 1,05 U nominal 57 - 58 dB

(con discretización de octavas para estudios de aislación acústica)

Medidas de diseño adoptadas: Menor Inducción “B”, mayor sección de columnas, mejor sujeción de chapas, refuerzos de cuba.

Menor solicitación magnética del núcleo, menor magnetoestricción.

Disminución de esfuerzos mecánicos Mayor durabilidad y vida útil.

Transformadores y boxes con NUEVOS DISEÑOS: Pueden ser utilizados en cualquier lugar. Sin compromiso de su refrigeración. Menor costo relativo. Reducción de reclamos de usuarios por contaminación acústica.

REDEFINICIÓN DE LOS PARÁMETROS DE OPERACIÓN

Reducción del nivel de ruido generado por los transformadores

Costo de transformador con NUEVO DISEÑO

Costo de transformador con NUEVO DISEÑO

$ 8% más que uno convencionalaprox. U$S 50.000

8% más que uno convencionalaprox. U$S 50.000

Costo de box conAISLACIÓN ACÚSTICA

Costo de box conAISLACIÓN ACÚSTICA

$ aprox. U$S 100.000aprox. U$S 100.000

Modificación de la temperatura ambiente de referencia para diseñar los transformadores, a partir de datos del Servicio Meteorológico Nacional

(Área Gran Buenos Aires )

NOV. 2007 DIC. 2007 ENE. 2008 FEB. 2008 MAR. 2008 ABR. 2008

TEMP. MÁX. MED. 24-26 28-30 30-32 28-30 26-28 24-26 °C

TEMP. MÁX. ABS. 32-36 36-40 36-40 32-36 28-32 28-32 °C

NOV. 2007 DIC. 2007 ENE. 2008 FEB. 2008 MAR. 2008 ABR. 2008

TEMP. MÁX. MED. 25 29 31 29 27 25 °C

TEMP. MÁX. ABS. 34 38 38 34 30 30 °C

Máxima demanda de la red coincide con la temporada estival.

Diseño acorde a las condiciones ambientales reales.

Operación a menor solicitación térmica.

Menor envejecimiento del papel del bobinado.

TEMPERATURA AMBIENTE DE REFERENCIA

ANTES AHORA

20°C 30°C

REDEFINICIÓN DE LOS PARÁMETROS DE OPERACIÓN

Verificación de la condición de sobrecargabilidad

Sobrecarga de 4hs (se le impone el valor garantizado).

Se verifica por ensayo directo.

Temp. de Hot-Spot al cabo de 4 hs debe ser ≤ 130°C

Temp. de Hot-Spot al cabo de 4 hs debe ser ≤ 130°C

Ejemplo real: Tr. 80 MVA (Sobrecarga garantizada por el

proveedor: 30% )

Ejemplo real: Tr. 80 MVA (Sobrecarga garantizada por el

proveedor: 30% )

REDEFINICIÓN DE LOS PARÁMETROS DE OPERACIÓN

Verificación de la condición de sobrecargabilidad

Sobrecarga de 4hs (se le impone el valor garantizado).

Se verifica por ensayo directo.

Temp. de Hot-Spot al cabo de 4 hs debe ser ≤ 130°C

Temp. de Hot-Spot al cabo de 4 hs debe ser ≤ 130°C

Ejemplo real: Tr. 80 MVA (Sobrecarga garantizada por el

proveedor: 30% )

Ejemplo real: Tr. 80 MVA (Sobrecarga garantizada por el

proveedor: 30% )

Sobrecarga a Temp. constante (130°C) durante 20hs.

NO debe producirse ningún tipo de degradación de papeles aislantes.

Verificación mediante análisis cromatográfico.

V.U.cons 35 días

Ejemplo real Tr. 80MVA (Sobrecarga con temperatura del cobre estabilizada a 130°C)

Ejemplo real Tr. 80MVA (Sobrecarga con temperatura del cobre estabilizada a 130°C)

33% Sobrecarga33% Sobrecarga

REDEFINICIÓN DE LOS PARÁMETROS DE OPERACIÓN

CONCLUSIONES

•Mejoras en la Explotación.•Disminución del impacto ambiental.•Optimización de la operación y mantenimiento.

RESULTADOS OBTENIDOS

•Mantener bajo revisión las Especificaciones Técnicas, de modo de incorporar nuevas mejoras y tecnologías.

•Capacitarnos constantemente para conocer técnicas modernas y nuevos materiales y/o equipos.

MEJORA CONTINUA

•Modificaciones Constructivas.• Incorporación de Sistemas de Monitoreo con detección anticipada de Fallas.

•Redefinición de Parámetros de Operación.

MEJORAS DE DISEÑO