Curso Transformadores de Poder Unidad II 1 UNIDAD II Conmutador Bajo Carga y Sistema de Refrigeración de los transformadores Objetivo : Dar criterios técnicos

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Curso Transformadores de PoderUnidad II

UNIDAD II

Conmutador Bajo Carga y Sistema de Refrigeración de los transformadores

Objetivo :

Dar criterios técnicos relacionados a la operación y mantenimiento de Conmutadores Bajo Carga y Sistema de Refrigeración.

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Conmutador Bajo Carga (OLTC)

1.1. Funciones principales

1.2. Tipos de Comutadores

1.3. Accesorios del Conmutadores.

1.4. Mantenimiento General del Conmutador

LECCIÓN 1

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Curso Transformadores de PoderUnidad II1.1 Funciones principales

- El OLTP es un Dispositivo interruptor selector mecánico que tiene como función cambiar los taps del transformador sin interrumpir la corriente de carga.

- La banda de regulación debe ser de ±10% sobre la tensión nominal, las derivaciones deben estar sobre el devanado de alta tensión, en el caso de auto transformadores las derivaciones se deben tomar del devanado serie.

- El OLTC se acciona por muelle de gran velocidad y dispone de resistencias de transición para limitar la corriente, además de disponer de un relé de protección. Por otro lado, está provisto de un accionamiento motorizado para control local y a distancia.

• Los OLTC son las mas caros y vulnerables en un transformador

LECCIÓN 1

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Curso Transformadores de PoderUnidad II.... Funciones principales

Principio de Operación– El contacto de conmutación principal del selector de carga se

abre antes de que las resistencias de paso se conecten en el escalón de regulación..

– En carga nominal, la interrupción tiene lugar en el primer paso de corriente por cero después de la separación de contacto, lo que significa un tiempo de arco medio de aproximadamente 6 milisegundos. El tiempo total de una secuencia completa es de aproximadamente 50 milisegundos. El tiempo de operación del mecanismo de accionamiento a motor del cambiador de tomas es aproximadamente de 5 segundos por escalón.

– A continuación los siguientes gráficos se muestran la secuencia de conmutación del paso de la posición 1 a la posición 2.

– El contacto móvil H aparece representado como un solo contacto, aunque de hecho es doble y está formado por el contacto principal y el contacto de conmutación principal.

– El contacto principal se abre antes que el contacto de conmutación principal y se cierra después que éste.

LECCIÓN 1

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El contacto de paso M2 conecta con el contacto fijo 1 y el contacto de conmutación principal H se abre. La resistencia de paso y el contacto de paso M2 conducen la corriente de carga.

El contacto de paso M1 conecta con el contacto fijo 2. La corriente de carga está dividida entre los contactos de paso M1 y M2. La corriente circulante está limitada por las resistencias.

El contacto de paso M2 se separa del contacto fijo 1. La resistencia de paso y el contacto de paso M1 conducen la corriente de carga.

Posición 1. El contacto principal H conduce la corriente de carga. Los contactos de paso M1 y M2 están abiertos y situados en los espacios entre los contactos fijos.

LECCIÓN 1

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Posición 2. El contacto de conmutación principal H conecta con el contacto fijo 2. El contacto de paso M1 se separa del contacto fijo 2. El contacto principal H conduce la corriente de carga.

LECCIÓN 1

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El fabricante ABB ha desarrollado conmutadores desde 1910. Actualmente presenta tres modelos de conmutadores bajo carga:

Type UB (in-tank) a 72.5 kV y 50 MVA Type UC (in-tank) a 1000 kV y 1000 MVA Type UZ (on-tank) a 145 kV y 80 MVA w/ motor-drive BUF3

1.2. Tipos de Conmutador

LECCIÓN 1

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Tipo UBB

- El conmutador bajo carga de tipo UB va montado dentro de la cuba del transformador. - Según las necesidades, se puede solicitar para montaje por la tapa o por la culata. - El conmutador bajo carga se entrega ya preparado para su instalación dentro de la cuba del transformador, lo que simplifica los procedimientos de instalación.

.... Tipos

LECCIÓN 1

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Tipo UC- Suele estar montado dentro de la cuba del transformador, suspendido en la tapa del transformador. - El arrastre para operar el cambiador de tomas viene desde el mecanismo de accionamiento a motor, que está montado en el exterior de la cuba del transformador, separado del cambiador de tomas. - El accionamiento se transmite por medio de ejes y de engranajes cónicos.

LECCIÓN 1

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Tipo UZ

- Son montados en el exterior de la cuba del transformador.- El equipamiento necesario para accionar el cambiador de tomas está en un único compartimiento, con el mecanismo de accionamiento motorizado fijado a la parte exterior. - Los cambiadores de tipo UZ están diseñados para su montaje en el exterior de la cuba del transformador, lo que permite reducir las dimensiones globales de ésta y simplifica los procedimientos de instalación.

LECCIÓN 1

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Relé de sobrepresión

• Este relé está montado sobre la tapa del Conmutador en una válvula de tres vías. Las otras dos salidas de la válvula presentan una brida de conexión en un lado y una conexión para los equipos de pruebas en el otro.

• En caso de sobrepresión en el Conmutador, el relé da orden de desconexión total del transformador de poder. Luego, es necesario abrir (destapar) el Conmutador y revisar cuidadosamente con ayuda de la guía de reparación. Si se descubre algún desperfecto, habrá que corregirlo antes de ponerlo nuevamente en servicio.

• Cuando la presión contra el pistón sobrepasa la fuerza del resorte del pistón, el pistón se mueve y activa el elemento de conmutación Ver Figura .

1.3. Accesorios de Conmutadores

LECCIÓN 1

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LECCIÓN 1

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Mecanismo AccionamientoEl mecanismo de accionamiento motorizado proporciona la fuerza motriz que necesita el cambiador de tomas.

Como su nombre indica, la fuerza procede de un motor y se transmite por medio de una serie de engranajes y un eje de transmisión. Diversos elementos instalados en el mecanismo alargan los intervalos de mantenimiento y aumentan la fiabilidad del mecanismo.

... Accesorios

LECCIÓN 1

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Conservador de aceite

El cambiador de tomas debe conectarse a un conservador de aceite independiente, situado preferiblemente a la misma altura que el conservador del transformador o justo debajo de éste.

... Accesorios

LECCIÓN 1

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Causa de las Fallas:1. Las fallas del conmutador pueden ser eléctricas, mecánicas y

térmicas. 2. La mayoría de las fallas son mecánicas al principio y se convierte

después en una falla eléctrica y ocurren principalmente debido a problemas en los contactos, resistencias de transición y roturas de aisladores.

Diagnostico de las Fallas:1. El OLTC puede ser monitoreado en operación sin afectar su

funcionamiento normal usando una combinación de emisión acústica y técnicas de vibración.

2. Usando una combinación de ambas técnicas, la evaluación de las condiciones del conmutador cuando este no esta siendo operado es realizada usando emisión acústica mientras la evaluación durante la operación es hecha mediante la técnica de vibración

1.4. Mantenimiento General

LECCIÓN 1

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3. La evaluación por emisión acústica esta basado en el hecho de que se espera una actividad no acústica dentro del compartimiento del Conmutador si el Tap Conmutador no esta siendo operado y si esta en buena condición.

4. La técnica de vibración consiste en obtener la señal de una operación del Conmutador de Tap y hace la comparación de sus características (tiempo, amplitud, energía, etc) con otra señal obtenida en el futuro o con una unidad similar teniendo la misma operación.

Criterios de Mantenimiento:1. Los criterios se diferencian por el modelo y aplicación.

2. Usualmente es recomendable realizar un mantenimiento después de que el conmutador haya realizado un número de operaciones de 80,000.

3. Revisar cuidadosamente con ayuda de la guía de reparación. Si se descubre algún desperfecto, habrá que corregirlo antes de ponerlo nuevamente en servicio

LECCIÓN 1

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El procedimiento es el siguiente: Desmontaje y montaje del ruptor insertable. Limpieza y revisión de los mecanismos. Control visual de los tramos de aislamiento del ruptor

insertable y del recipiente de aceite. Determinación del desgaste de los contactos. Medición de las resistencias de paso. Cambio de piezas. Cambio del aceite (Aceite nuevo con la rigidez dieléctrica >

50kV/2,5mm, según IEC 60156). Revisión del accionamiento por motor, varillaje de mando y

relé de protección Control de funcionamiento del accionamiento por motor

Instrucciones de Mantenimiento

LECCIÓN 1

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Se requieren las siguientes herramientas y materiales:

Material de inspección Bomba de aceite para el cambio de aceite Recipientes vacíos Equipo de elevación (grúa o dispositivo de elevación MR) Cubo, pincel, bayetas de limpieza que no se deshilachen Escalera, mesa de trabajo Lámina de plástico para recoger el aceite que gotee Aceite nuevo para el transformador

Herramientas y materiales de Mantenimiento

LECCIÓN 1

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2.1. Funciones principales

2.2. Tipos de Refrigeración

2.3. Accesorios.

2.4. Mantenimiento General de la Refrigeración

Sistema de Refrigeración

LECCIÓN 2

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2.1 Funciones principales

Los transformadores están usualmente provistos de radiadores para su enfriamiento.

La clase de refrigeración a utilizar dependerá de las características del transformador, condiciones especiales en la instalación y de los requerimientos del cliente

LECCIÓN 2

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2.2. Tipos

Están clasificados de acuerdo a criterios específicos relacionados a:

a) El tipo de aceiteb) Como circula el aceite internamentec) Que es usado para enfriar el aceited) Como el aceite es enfriado externamente

Para identificar el tipo de enfriamiento se utiliza 4 letras.Ejemplo de la nomenglatura:

LECCIÓN 2

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Primera Letra Segunda Letra Tercera Letra Cuarta Letra

Letra Definición Letra Definición Letra Definición Letra Definición

O Aislamiento natural o líquido aislante sintético con punto de encendido 300° C

N Flujo de convección natural a través de equipos de enfriamiento y en devanados

A Aire N Convección natural

K Líquido aislante con punto de encendido > 300° C

F Circulación forzada a través de equipos de enfriamiento y flujo de convección natural por devanados

W Agua F Circulación Forzada (ventiladores (enfriamiento por aire), bombas (enfriamiento por agua))

L Líquido aislante con punto de encendido no medible

D Circulación Forzada a través de equipos de enfriamiento dirigido desde el equipo de enfriamiento hacia por lo menos los devanados principales

Nomenclatura utilizada

LECCIÓN 2

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• El aceite circula naturalmente debido a las diferencias de temperatura

• No hay bombas, tampoco hay ventiladores

• La capacidad de enfriamiento es limitado.

Sistema de enfriamiento tipo ONAN

Oil Natural – Air Natural

LECCIÓN 2

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• El sistema de consiste en tubos de enfriamiento, ventiladores externos y una bomba sumergida en aceite y un indicador de flujo de aceite ensamblados como una unidad

• El aceite enfriado es llevado a los arrollamientos y a los dúctos sobre el núcleo, de manera que cada parte es enfriada uniformemente

Sistema de enfriamiento tipo OFAFOil Force – Aire Force

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• El sistema de enfriamiento por agua es usado en lugares donde no existe disposición de grandes cantidades de aire como en subestaciones subterráneas. También cuando hay disponibilidad de grandes cantidades de agua.• El aceite circula a través del compartimiento de salida de los tubos de agua, y el agua circula a través de los tubos de agua. Donde la presión del agua de enfriamiento es mantenida en un nivel más alto que la presión de aceite, un enfriador tipo doble tubo es aplicado.

Sistema de enfriamiento tipo OFWFOil Force – Water Force

LECCIÓN 2

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2.3. Accesorios

Radiadores• Revisar los motores de los ventiladores.

• Revisar la secuencia de giro de los ventiladores.

• Calibrar todos los dispositivos de temperatura.

• Revisar las fugas de aceite.

• Verificar la pintura..

Cooler o Enfriadores• Calibrar todos los dispositivos de temperatura

• Revisar todas las bombas de aceite

• Revisar si se encuentran fugas

• Limpiar la acumulación de suciedad

• Revisar válvulas que pudieran estar flojas

• Revisar los motores de los ventiladores

• Revisar la cabina de control

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2.4. Mantenimiento General

Causa de las fallas:

No debe asumirse que los dispositivos que controlan el sistema de refrigeración y las alarmas para condiciones de peligro están calibradas apropiadamente. Estos dispositivos deben ser calibrados regularmente.

Los trabajos de mantenimiento dependen del tipo de sistema de enfriamiento. Generalmente se clasifican en dos grupos

• Radiadores• Coolers (Para aire forzado, aceite forzado OFAF)

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• Corrosión

• Falla de los motores del ventilador

• Nivel de aceite bajo

• Válvulas cerradas

• Fugas de aceite

• Ventiladores fuera de operación

Fallas en los radiadores :

LECCIÓN 2

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Periodicidad del Mtto en los radiadores:

RADIADORES

Inspección Semanal Inspección Anual

• Revisar las fugas • Realizar un escaneo infra-rojo

• Revisar la operación de los ventiladores

• Inspeccionar las zonas corroídas

• Remover los desperdicios

• Verificar los controles de los ventiladores

• Verificar el nivel de aceite

• Inspeccionar las fugas

• Cambiar los grupos de ventiladores

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Fallas en los coolers:

• Pérdida en la eficiencia de la capacidad de transferir calor• Revisar todas las bombas de aceite• Agujeros en donde los tubos de aluminio se unen con los tubos de

acero• Corrosión• Fugas de aceite• Ventiladores no operando• Válvulas cerradas• Falla de bombas

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COOLERS

Inspección Semanal Inspección Anual• Revisar las fugas • Realizar un escaneo infra-rojo

• Revisar la operación de los ventiladores

• Limpiar tuberías

• Revisar la operación de las bombas

• Inspeccionar las zonas corroídas

• Revisar la operación de las válvulas

• Verificar los controles del cooler

• Remover los desperdicios • Inspeccionar las fugas

• Inspeccionar todo el hardware instalado

Generalmente los coolers están sujetos a más tareas de mantenimiento que los radiadores.

Periodicidad del Mtto de los coolers :

LECCIÓN 2

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Mantenimientos de Accesorios

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Limpieza de tuberías

Realizarlo anualmente

Usar aire comprimido

Vapor de agua

Agua Caliente

Reparación de agujeros

•Las tuberías dañadas pueden ser cortadas individualmente para hacer las reparaciones respectivas

Mantenimiento del ventilador

•Revisar el estado de las aletas del ventilador•Verificar la rotación•Verificar la orientación•Inspeccionar las conexiones y cables

Mantenimiento de la bomba

•Inspeccionar las fugas•Verificar la rotación•Inspeccionar las conexiones y cables•Verificar la orientación

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FINUNIDAD II

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