MÉXICO - CFEFABRICACIÓN DE BARRAS Y BOBINAS PARA ESTATORES DE GENERADORES ELÉCTRICOS CON TENSIONES DE 6 kV Y MAYORES ESPECIFICACIÓN CFE W4210-23 4 de 29 160606 Rev c) El aislamiento

MÉXICO

BARRAS Y BOBINAS PARA ESTATORES DE GENERADORES ELÉCTRICOS CON TENSIONES DE 6 kV Y MAYORES

ESPECIFICACIÓN CFE W4210-23

MARZO 2021 REVISA Y SUSTITUYE A LA

EDICIÓN DE JUNIO 2016

BARRAS Y BOBINAS PARA ESTATORES DE GENERADORES ELÉCTRICOS CON TENSIONES DE 6 Kv Y MAYORES


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P R E F A C I O

Esta especificación ha sido elaborada de acuerdo con las Bases Generales para la Normalización en CFE. La

propuesta de revisión fue preparada por la Subdirección de Negocios No Regulados (Generación)

Revisaron y aprobaron la presente especificación las áreas siguientes:

GERENCIA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

GERENCIA DEL LAPEM

El presente documento normalizado entra en vigor a partir de la fecha abajo indicada y será actualizado y revisado

tomando como base las observaciones que se deriven de la aplicación del mismo. Dichas observaciones deben

enviarse a la Gerencia de LAPEM, cuyo Departamento de Normalización y Metrología coordinará la revisión.

Esta especificación revisa y sustituye a la norma de referencia W4210-23 edición 2016 y a todos los documentos normalizados de CFE relacionados con fabricación de barras y bobinas para estatores de generadores eléctricos con tensiones de 6 kV y mayores que se hayan publicado. ESTE DOCUMENTO FUE AUTORIZADO POR EL “SUBCOMITÉ DE NORMALIZACIÓN TÉCNICA DE LA COMISIÓN

FEDERAL DE ELECTRICIDAD Y SUS EMPRESAS PRODUCTIVAS SUBSIDIARIAS (SCNTCFE)”, EN LA SESIÓN

ORDINARIA 02/2021, CELEBRADA EL 24 DE FEBRERO DE 2021.

NOTA: Entra en vigor a partir de: 210430



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C O N T E N I D O

1 OBJETIVO _____________________________________________________________________ 1

2 CAMPO DE APLICACIÓN ________________________________________________________ 1

3 NORMAS QUE APLICAN _________________________________________________________ 1

4 DEFINICIONES _________________________________________________________________ 2

4.1 Aislamiento Complementario ____________________________________________________ 2

4.2 Aislamiento Principal ____________________________________________________________ 2

4.3 Bobinas Preformadas ___________________________________________________________ 2

4.4 Delta tan delta (Δ tan δ) __________________________________________________________ 2

4.5 Descarga Parcial _______________________________________________________________ 2

4.6 Dieléctrico _____________________________________________________________________ 3

4.7 Materiales Semicurados o en Estado “B” ___________________________________________ 3

4.8 Ohms/ cuadro () _______________________________________________________________ 3

4.9 Pérdidas Dieléctricas ____________________________________________________________ 3

4.10 Pruebas Funcionales ___________________________________________________________ 3

4.11 Factor de Potencia Dieléctrico (FP) ________________________________________________ 3

4.12 Tensión Nominal (Vf) ___________________________________________________________ 3

4.13 Transposición Roebel ___________________________________________________________ 3

4.14 Pruebas Iniciales Destructivas ____________________________________________________ 3

4.15 Prueba de Rutina _______________________________________________________________ 4

4.16 Pruebas de Aceptación __________________________________________________________ 4

4.17 Factor de Disipación Dieléctrico (tan ) ____________________________________________ 4

4.18 Factor de Potencia tip-up ________________________________________________________ 4

4.19 Corona ________________________________________________________________________ 4

4.20 Magnitud de Descarga Parcial Especificada _________________________________________ 4

4.21 Descarga a la Ranura de Alta Intensidad ___________________________________________ 4

4.22 Tensión de Inicio de Descargas Parciales __________________________________________ 4

4.23 Tensión de Extinción de Descargas Parciales _______________________________________ 4

5 CARACTERISTICAS Y CONDICIONES GENERALES __________________________________ 5

5.1 Características Generales _______________________________________________________ 5

5.2 Particularidades de Diseño por Tipo de Enfriamiento _________________________________ 7

5.3 Características Físicas _________________________________________________________ 7

5.4 Material para Conductores _______________________________________________________ 8



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5.5 Protección Contra Descargas Parciales a la Ranura y Esfuerzo Dieléctrico en Cabezales __ 8

5.6 Cambio Completo del Devanado __________________________________________________ 8

5.7 Servicio _______________________________________________________________________ 8

5.8 Herramientas Especiales ________________________________________________________ 8

5.9 Accesorios ____________________________________________________________________ 8

5.10 Información Técnica ____________________________________________________________ 9

6 CONDICIONES DE OPERACIÓN _________________________________________________ 10

7 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE __________________________________ 10

8 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL ______________________________________ 10

9 CONTROL DE CALIDAD ________________________________________________________ 10

9.1 PRUEBAS ____________________________________________________________________ 11

9.2 PRUEBAS DE RUTINA __________________________________________________________ 11

9.3 PRUEBAS DE ACEPTACIÓN _____________________________________________________ 11

9.4 CRITERIOS DE ACEPTACIÓN-RECHAZO __________________________________________ 20

9.5 INSPECCIÓN Y ACEPTACIÓN ____________________________________________________ 20

9.6 MUESTREO ___________________________________________________________________ 21

10 MARCADO ____________________________________________________________________ 21

11 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCION

ALMACENAJE YMANEJO_______________________________________________________21

12 CARACTERISTICAS PARTICULARES ____________________________________________ 22

13 BIBLIOGRAFIA ________________________________________________________________ 22

APÉNDICE A (Informativo) IMAGEN PATRÓN DE DESCARGAS PARCIALES ______________ 24

TABLA 1 Pruebas a Barra y Bobinas ____________________________________________ 12

TABLA 2 Prueba de Tensión de Aguante en Bobina de Generador __________________ 14

TABLA 3 Niveles Nominales de Aislamiento para Máquinas Rotarias ________________ 16


ESPECIFICACIÓN

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1 OBJETIVO

Establecer las características, requerimientos técnicos y control de calidad que deben cumplirse en la fabricación de barras y bobinas para estatores de generadores eléctricos que adquiere la Comisión Federal de Electricidad (CFE). 2 CAMPO DE APLICACIÓN Aplica para bobinas de repuesto y/o devanados completos de generadores y condensadores síncronos para tensiones mayores o iguales a 6.0 kV con los tipos de bobinas siguientes:

a) Barras con, o sin, transposición, enfriadas indirectamente con aire (ciclo abierto o cerrado) o hidrógeno.

b) Preformadas de espiras múltiples (tipo diamante) con o sin transposición. c) Barra con transposiciones directamente enfriadas con agua o hidrógeno

3 NORMAS QUE APLICAN Para la correcta utilización de esta especificación, es necesario consultar y aplicar las normas siguientes o las que las sustituyan: Ley General de Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente.

NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida. IEC 60034-2-1-2014 Rotating electrical machines - Part 2-1: Standard methods for

determining losses and efficiency from tests (excluding machines for traction vehicles)

IEC 60034-15-2009 Rotating Electrical Machines- Part 15: Impulse Voltage

Withstand Levels of form-Wound Stator Coils for Rotating a.c. Machines.

IEC 60034-27-1-2017 Rotating electrical machines - Part 27-1: Off-line partial

discharge measurements on the winding insulation. IEC 60034-27-3-2015 Rotating electrical machines - Part 27-3: Dielectric dissipation

factor measurement on stator winding insulation of rotating electrical machines.

IEC 60085-2007 Electrical Insulation-Thermal Evaluation and Designation. IEC 60270-2015 High – Voltage Test Techniques – Partial Discharge

Measurements.


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IEC 60034-18-31-2012 Rotating Electrical Machines - Part 18-31: Functional

Evaluation of Insulation Systems - Test Procedures for Form-Wound Windings - Thermal Evaluation and Classification of Insulation Systems Used in Rotating Machines.

IEC TS 60034-32-2016 Rotating Electrical Machines - Part 32: Measurement of Stator

End-Winding Vibration at Form-Wound Windings. CFE L1000-11-2016 Empaque, Embalaje, Embarque, Transporte, Descarga,

Recepción y Almacenamiento de Bienes Muebles Adquiridos por CFE.

CFE W4200-12-2021 Generadores de Centrales Hidroeléctricas.

NOTA: En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados, debe tomarse en cuenta la edición en vigor en la fecha de la convocatoria al concurso, salvo que la CFE indique otra cosa.

4 DEFINICIONES 4.1 Aislamiento Complementario

Cualquier elemento de un sistema aislante no considerado como un elemento aislante principal, por ejemplo, aislamiento entre fases, cintas, amarres, papel aislante, cuñas separadoras y el aislamiento de conexiones terminales. 4.2 Aislamiento Principal Aislamiento a tierra, entre espiras, esmalte de alambre magneto, resinas, barnices y encapsulados finales. 4.3 Bobinas Preformadas Bobinas o barras a las cuales se les da forma, se aíslan y se terminan de construir prácticamente antes de introducirlas al estator. 4.4 Delta tan delta (Δ tan δ) Es la diferencia en la tangente de pérdidas medida a dos tensiones de pruebas sucesivas, en intervalos de 0.2 Vn. 4.5 Descarga Parcial Una descarga que puentea solo parcialmente el aislamiento entre dos conductores. La descarga puede ocurrir dentro del aislamiento o en las partes adyacentes al conductor. NOTA: El término ionización describe cualquier proceso que produce iones y no debe utilizarse para denotar descargas parciales.


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4.6 Dieléctrico Es una sustancia cuya propiedad electromagnética básica es ser polarizada por un campo eléctrico. 4.7 Materiales Semicurados o en Estado “B” Productos aislantes, como por ejemplo las cintas de mica, conteniendo resinas termofraguantes semicuradas.

4.8 Ohms/cuadro () Resistencia eléctrica de una superficie delimitada por dos electrodos anulares, separados entre si por una distancia igual al perímetro de la sección transversal de la barra o bobina. 4.9 Pérdidas Dieléctricas Es la potencia absorbida por un dieléctrico que se encuentra dentro de un campo eléctrico variante en el tiempo y que usualmente se disipa como calor. 4.10 Pruebas Funcionales Es una prueba en la que el sistema de aislamiento de una barra o bobina se expone a factores de envejecimiento y de diagnóstico, simulando los factores de servicio, con el objeto de obtener información del servicio que puede proporcionar, incluyendo la evaluación de los resultados de prueba. 4.11 Factor de Potencia Dieléctrico (FP) Son las pérdidas dieléctricas de un sistema aislante en función de la tensión eléctrica. Es la relación de la potencia disipada en el aislamiento, en watts, y el producto de la tensión y corriente senoidales

efectivas en V-A. También, es el coseno del ángulo y la relación entre la potencia y la tensión por la corriente

de fuga (FP=W/VI).

4.12 Tensión Nominal (Vf) Es la tensión eficaz fase-fase para la que el sistema fue diseñado y a la que se refieren ciertas características operativas del sistema. 4.13 Transposición Roebel Es un esquema de transposición que los conductores ocupan dos niveles en altura en una barra y a intervalos regulares a través de la cadena superior y una parte inferior de conductor en la parte pegada al núcleo de tal manera que cada conductor ocupa una posición radial en cada nivel de la barra. 4.14 Pruebas Iniciales Destructivas

Conjunto de ensayos efectuados sobre un solo componente (o máquina) o sobre varios aparatos de un mismo modelo, con objeto de asegurarse de que, desde el punto de vista de su concepción, de su dimensionamiento, de la calidad de las materias primas en él empleadas, y de su ejecución, ese modelo responde al conjunto de condiciones de montaje y de funcionamiento especificadas.


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4.15 Pruebas de Rutina Son aquellas que realiza el fabricante en su planta durante el proceso de fabricación con el fin de mantener controles durante su proceso. 4.16 Pruebas de Aceptación Son aquellas evaluaciones que se deben de realizar obligatoriamente al generador tanto en planta productora como ya instalado en sitio, y su resultado depende de que se acepte el devanado.

4.17 Factor de Disipación Dieléctrico (tan )

Es la tangente del ángulo de perdidas dieléctricas (complemento del ángulo del factor de potencia del

aislamiento) a valores predeterminados de temperatura, frecuencia y tensión.

4.18 Factor de Potencia tip-up Es la diferencia en el factor de disipación medido a las tensiones de prueba de 0.6 Vn y 0.2 Vn

4.19 Corona Es una forma de descarga parcial que ocurre en un medio gaseoso entorno a los conductores. El término “CORONA”, no debe de ser utilizado como un término general para todas las formas de descargas parciales. 4.20 Magnitud de Descarga Parcial Especificada Es la magnitud más grande de cualquier cantidad relacionada con los pulsos de descargas parciales, permitida en el objeto bajo prueba a una tensión especificada seguida de un acondicionamiento y procedimiento de prueba respectivo. Para tensiones de prueba alterna, es la magnitud especificada de la carga aparente, la cual corresponde a la magnitud de descarga parcial más grande ocurriendo repetidamente. Esta definición no aplica a pruebas con Tensión Directa. 4.21 Descarga a la Ranura de Alta Intensidad Descarga que ocurre de forma aleatoria en un área superficial de una barra o bobina, separada del núcleo de acero aterrizado por un gap de aire. De esta forma, estas descargas incurren en una cantidad substancial de energía. 4.22 Tensión de Inicio de Descargas Parciales Es la tensión de prueba aplicada en la cual se observan las primeras descargas parciales repetitivas en el objeto bajo prueba, cuando la tensión aplicada al espécimen se incrementa gradualmente desde un valor bajo hasta el valor donde las descargas parciales son observadas. 4.23 Tensión de Extinción de Descargas Parciales Es la tensión de prueba aplicada en la cual cesa la ocurrencia de descargas parciales en el espécimen bajo prueba, cuando la tensión aplicada al espécimen se disminuye gradualmente desde un valor más alto hasta el valor donde las descargas parciales son observadas


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5 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES Todos los materiales utilizados en la manufactura de las bobinas deben ser compatibles unos con otros a base de mica y resinas epóxicas para por lo menos 155 °C (Clase F) de acuerdo con la clasificación incluida en la norma IEC 60085. Las resinas utilizadas como adhesivo de las partículas o cintas de mica deben tener propiedades y características que soporten los efectos de los solventes químicos utilizados en la limpieza de las barras o bobinas. La tensión de fatiga mínima requerida es el equivalente a 65 V/mil. 5.1 Características Generales

a) En el formato CPN-021, la CFE proporciona las Características Particulares del generador.

b) Las bobinas, o devanados, deben fabricarse con características físicas iguales (dimensiones,

tolerancias, geometría) y características eléctricas superiores a las del devanado que sustituye.

c) El aislamiento entre vueltas para bobinas preformadas (tipo diamante), debe consistir en cinta

de mica completamente impregnada con resina epóxica y/o películas de materiales sintéticos. d) El aislamiento de los conductores que forman una barra o bobina debe ser de cinta de fibra

de vidrio reforzada con un material sintético que permita el formado de transposiciones y curvatura de cabezales, sin que sufra ningún daño durante el proceso de manufactura de la barra o bobina.

e) El área de la sección transversal de los conductores debe ser igual o mayor a la empleada en

el diseño original, y las esquinas de los conductores deben estar redondeadas, de tal manera que los esfuerzos de campo eléctrico sean mínimos.

f) El aislamiento principal de la barra o bobina debe ser de cinta de mica, fabricada a partir de

hojuela de mica con fibra de vidrio como respaldo y resina epóxica como aglutinante. Deben utilizarse los mismos materiales a todo lo largo de la barra o bobina, y asegurar que el aislamiento en la parte recta y cabezales es homogéneo y compacto.

g) El aislamiento principal debe estar impregnado totalmente con resina epóxica, utilizando

procesos de:

- Impregnación al Vacío y con Presión (VPI, Vacuum Pressure Impregnation).

- Cinta rica en resina

No se permiten procesos de impregnación global con vacío y presión (GVPI).

h) Sin importar el sistema de impregnación, el aislamiento debe ser sólido y de una densidad tal que limite las descargas parciales internas al mínimo posible.


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i) Las superficies externas de las bobinas, incluyendo las áreas de flexión deben estar libres de arrugas e irregularidades que dificulten la buena aplicación de pinturas semiconductoras, graduadoras o permitan la acumulación de algún contaminante.

j) Las dimensiones y acabado de las bobinas deben permitir su colocación dentro de las

ranuras, sin que el aislamiento o el sistema de graduación de esfuerzos de campo eléctrico sufran daños. El desarrollo de los extremos de las barras, o bobinas, deben permitir una conexión alineada con la siguiente barra o bobina, manteniendo la dimensión del diámetro de los cabezales, incluyendo su sistema de sujeción.

k) Los barnices de acabado final utilizados en las bobinas del generador deben permitir su

limpieza con solventes comerciales. l) El fabricante y/o proveedor debe proporcionar planos y dibujos donde se indiquen las

dimensiones y características técnicas de:

- Las barras o bobinas terminadas.

- La sección transversal de la bobina superior y la inferior.

- El arreglo de transposición de subconductores utilizado en toda la barra.

- Las dimensiones finales (longitud y diámetro) de los cabezales del devanado instalado.

- El devanado total.

Indicando las tolerancias de fabricación. Después de las pruebas destructivas el fabricante y/o proveedor debe proporcionar un segmento de la sección recta de la barra o bobina.

m) Para devanados completos deben especificarse en las Características Particulares el

número y tipo de detectores de temperatura del devanado a suministrar. n) Dependiendo del tipo de devanado, deben suministrarse los accesorios y materiales

necesarios para el sistema de conexión del mismo. Sin ser limitativo: Cuñas de sujeción, relleno plano y ondulado, relleno lateral semiconductor, relleno de fondo semiconductor, cintas, resinas, conectores, soldadura, fundente, barniz de acabado, separadores, cubiertas de conexiones (capuchones), material de relleno de capuchones, polvo de mica y polvo de fibra de vidrio.

o) En la modalidad de suministro e instalación de un devanado completo, la supervisión y

atestiguamiento de las pruebas en fábrica, y durante el montaje y aceptación, será por parte de CFE.

p) En la modalidad de suministro de un devanado completo, y montaje la supervisión y

atestiguamiento de las pruebas en fábrica y en campo es por parte de LAPEM o a quien la CFE designe.


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5.2 Particularidades de Diseño por Tipo de Enfriamiento 5.2.1 Devanados con enfriamiento indirecto por aire o hidrógeno Las barras o bobinas están formadas por varios conductores de cobre aislados con una cubierta de fibra de vidrio respaldada con resina epóxica. El aislamiento principal está hecho a base de hojuelas de mica con resina epóxica. El arreglo de los conductores en la barra o bobina se coloca de tal manera que las pérdidas por corrientes circulantes se reducen al mínimo. El arreglo (transposición) debe ser realizada con un conductor a la vez (uno en mano), no se aceptan arreglos con más de un conductor. Para el control de esfuerzos por campo eléctrico se colocan pantallas igualadoras y graduadoras en la sección recta y cabezales. 5.2.2 Devanados con enfriamiento directo por agua Las barras están formadas por una combinación de conductores de cobre sólidos y huecos de acero inoxidable que conducen agua desmineralizada de enfriamiento para conservar la barra dentro de la temperatura óptima de trabajo. Cada conductor de cobre es aislado individualmente con una cubierta de fibra de vidrio respaldada con un material sintético. El aislamiento principal está hecho a base de cinta de mica o hojuela de mica adherida con resina epóxica. El arreglo de conductores de cobre, en la sección recta del núcleo se transpone físicamente de tal manera que las pérdidas por corrientes circulantes se reducen al mínimo. El arreglo (transposición) debe ser realizada con un conductor a la vez (uno en mano), no se aceptan arreglos con más de un conductor. Para el control de esfuerzos por campo eléctrico se colocan pantallas igualadoras y graduadoras en la sección recta y cabezales. En los ductos de acero inoxidable para enfriamiento por agua en el devanado deben minimizarse los fenómenos de corrosión y cavitación que puedan conducir a fugas. CFE debe evaluar la solución que para este efecto proponga cada fabricante y/o proveedor, incluyendo el material a emplear en los ductos. 5.2.3 Devanados con enfriamiento directo por hidrógeno Las barras están formadas por una combinación de conductores sólidos de cobre y ductos de acero inoxidable aislado individualmente con una cubierta de fibra de vidrio respaldada con un material sintético. El aislamiento principal está hecho a base de cinta de mica o hojuela de mica adherida con resina epóxica. El arreglo de los conductores en la barra o bobina se coloca de tal manera que las pérdidas por corrientes circulantes se reducen al mínimo. El arreglo (transposición) debe ser realizada con un conductor a la vez (uno en mano), no se aceptan arreglos con más de un conductor. Para el control de esfuerzos por campo eléctrico se colocan pantallas igualadoras y graduadoras en la sección recta y cabezales. Para efecto de distribución de la tensión entre ductos de enfriamiento y conductores de cobre durante pruebas de alto potencial, estos se ponen al mismo potencial por medio de una resistencia igualadora para evitar daños al aislamiento entre ductos de enfriamiento y el cobre. Así mismo, se debe asegurar la igualación del potencial entre ductos. 5.3 Características Físicas La CFE proporciona, para efectos de licitación, información descrita en la sección CPN-021 Características Particulares en esta especificación. El fabricante y/o proveedor ganador de la licitación debe realizar la verificación dimensional, de barras, ranuras, cabezales, sección trasversal de cobre y conductos, proporcionados en el formato CPN-021, antes proporcionado por CFE, para efecto de fabricación.


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5.4 Material para Conductores Los conductores de las barras o bobinas deben ser individualmente aislados. El aislamiento del conductor debe ser fibra de vidrio respaldada con un material sintético. Sus esquinas deben redondearse con el radio adecuado para reducir al mínimo la concentración de esfuerzos dieléctricos, en esas partes. Los conductores deben ser fuertemente apretados y pegados antes de aplicarles el aislamiento principal. Los conductores de las barras o bobinas deben ser de cobre electrolítico de 99.9 % de pureza, de bordes redondeados y con un contenido de oxígeno no mayor a 10 ppm. 5.5 Protección Contra Descargas Parciales a la Ranura y Esfuerzo Dieléctrico en Cabezales Las bobinas deben suministrarse con una cubierta protectora para reducir el efecto corona a su mínimo nivel a base de cintas de baja resistencia en la parte recta (con pintura de refuerzo de las mismas características en caso de ser necesario), y de alta resistencia en cabezales. En la porción de la ranura debe ser a base de grafito y debe de extenderse hasta afuera del núcleo. En los cabezales debe ser graduadora del tipo resistivo no lineal y traslaparse con la cubierta conductora de la parte recta a la salida del núcleo. 5.6 Cambio Completo del Devanado En caso de cambio completo del devanado para generadores, el fabricante y/o proveedor puede proponer diseños modernos de sistemas aislantes y de sujeción en las ranuras y cabezales de las bobinas, en los separadores, en los amarres y en las cuñas, con la garantía de no alterar de manera desfavorables las condiciones operativas de diseño del generador. El fabricante y/o proveedor debe entregar un devanado con un sistema de aislamiento con iguales o mejores características que el original, garantizando que el esfuerzo dieléctrico del aislamiento no debe superar 65 V/mil (milésima de pulgada). 5.7 Servicio Para garantizar la confiabilidad, el fabricante y/o proveedor de las barras y devanados completos, durante el montaje debe tener en cuenta los esfuerzos que se presentan en barras, ranuras y cabezales, las dilataciones térmicas y el comportamiento a largo plazo del aislamiento, durante condiciones normales y anormales de operación. 5.8 Herramientas Especiales Si alguna de las operaciones de montaje no puede realizarse utilizando herramientas de uso común, sino que se requieran herramientas de uso especial, deben incluirse en el suministro del fabricante y/o proveedor y deben ser entregadas en los almacenes de la CFE. 5.9 Accesorios En los generadores que cuenten con sistemas de medición de descargas parciales, detectores de flujo magnético para el rotor, flujo magnético en cabezales, vibración de cabezales, sistemas de medición de calidad del gas de enfriamiento, sistema de medición de temperatura o cualquier accesorio para monitoreo, el fabricante y/o proveedor debe considerar dentro del alcance del contrato, el desmontaje de los componentes con los cuidados necesarios, para su posterior montaje en el devanado nuevo. En caso de no contarse con ellos y se requieren, deben dirigirse a la especificación W4200-12 para generadores hidroeléctricos.


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5.10 Información Técnica 5.10.1 Con la Propuesta

a) Descripción del sistema de aislamiento, incluyendo la ubicación de pinturas graduadoras y semiconductoras, así como la documentación técnica que avale su calidad.

b) Propuesta de la Eficiencia de la Maquina.

c) Propuesta de la Potencia, Tensión, Corriente y Factor de Potencia garantizada.

d) Hoja técnica de los materiales empleados.

- Hoja técnica de la cinta de mica.

- Hoja técnica subconductores y su aislamiento.

- Hoja técnica de resina aglutinante.

- Hoja técnica de los compuestos utilizados para la graduación del campo eléctrico.

- Hoja técnica de la soldadura de las conexiones y procedimiento de soldadura.

- Hoja técnica del aislamiento entre ductos.

- Hoja técnica del material de los ductos.

- Hoja técnica del material de los RTD, diagrama de ubicación y conexión.

- Constancia de calificación de proveedor emitido por el LAPEM, vigente a la fecha propuesta.

- De conclusión del servicio o contrato.

e) Registros de la evaluación funcional del aislamiento por temperatura.

f) Programa general de fabricación. 5.10.2 Después de la Formalización del Contrato El fabricante y/o proveedor debe proporcionar la siguiente información en los plazos que indique la CFE en el contrato:

a) Planos aprobados por la CFE para fabricación de las barras o bobinas, incluyendo longitudes de los recubrimientos semiconductor y graduador, dimensiones y arreglos de los conductores.


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b) Programa detallado de fabricación, plan de inspección y pruebas calendarizadas durante la fabricación, pruebas finales de aceptación y de puesta en servicio.

c) Programa de entrega. d) Lista de herramientas y equipos especiales proporcionadas por el fabricante y/o

proveedor. e) Lista de numero de partes de repuesto recomendadas por el fabricante y/o proveedor.

f) Informes de pruebas de rutina y aceptación de las barras y bobinas indicadas en esta especificación.

g) Evidencia de la experiencia y competencia del grupo de trabajo en la fabricación,

montaje y soldado de bobinas del generador eléctrico.

6 CONDICIONES DE OPERACIÓN El devanado final debe cumplir con los requisitos de un aislamiento clase F o mayor, considerando 40 °C de temperatura ambiente. 7 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE En la fabricación de barras y/o bobinas, no se permite la utilización de asbesto u otros insumos considerados como sustancias tóxicas o peligrosas, de acuerdo con la Ley General de Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, sus normas y reglamentos vigentes. 8 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Cuando el alcance del suministro incluya la instalación de las barras y/o bobinas a que se refiere esta especificación, el personal que lo realice debe estar capacitado para llevarlo a cabo y con el equipo apropiado. Para demostrar la capacidad del personal y que el equipo sea el apropiado para realizar las diferentes tareas relacionadas con el montaje de barras o bobinas cubiertas por esta especificación, CFE debe evaluar la capacidad del personal a realizar estas actividades. 9 CONTROL DE CALIDAD Los bienes solicitados por CFE deben someterse para su aceptación a las pruebas de rutina y aceptación en fábrica, por parte de LAPEM o a quien la CFE designe. El fabricante y/o proveedor debe cumplir con las pruebas solicitadas en esta especificación, así como indicar las pruebas adicionales que forman parte de su control de calidad durante el proceso de fabricación para cada tipo de bobina.


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9.1 PRUEBAS Una vez adjudicado el contrato, el fabricante y/o proveedor debe entregar a CFE su programa de fabricación y pruebas previo al inicio de fabricación, así mismo, ingresar oportunamente su solicitud de inspección a LAPEM o quien la CFE designe. La persona que la CFE designe para las pruebas de aceptación o atestiguamiento dentro del proceso de inspección debe demostrar experiencia de al menos 5 años en la realización física de las pruebas. Las muestras evaluadas deben ser identificadas por separado con número de serie diferente entre ellas. Para contratos que amparen un devanado completo, así como la instalación de este en generadores hidroeléctricos se debe cumplir con las pruebas de aceptación y de eficiencia indicadas la especificación W4200-12 pruebas con el generador en operación. Para asegurar que el sistema de sujeción de los cabezales de las bobinas, los separadores, amarres y cuñas, así como las terminales del devanado del estator, deben estar rígidamente soportados y sujetos para prevenir vibraciones o deformaciones en cualquier condición que pueda aparecer durante la operación se debe realizar la prueba de frecuencias naturales de acuerdo con la especificación W4200-12 pruebas con el generador en operación. Inspección visual y Dimensional se realizarán en todos los atestiguamientos que aplique en cumplimiento a la presente especificación y plano aprobado Las pruebas establecidas en la tabla 1 se realizan en fábrica como parte de las pruebas de aceptación que solicita la CFE y éstas deben realizarse a todas las barras y bobinas que forman el lote, de acuerdo con lo indicado en las Características Particulares. 9.2 Pruebas de Rutina Estas pruebas son las que realiza el fabricante como parte de sus controles de proceso y asegurar la calidad, incluso antes del producto final y deben realizarse a todas las bobinas que forman el lote. 9.3 Pruebas de Aceptación Son aquellas que se realizan al amparo del procedimiento PEK3000-003 en su edición vigente durante el proceso de recepción, montaje y puesta en servicio. Son todas aquellas que se realizan en fabrica o en sitio durante el proceso de recepción, montaje y puesta en servicio. Para contratos que amparen un devanado completo, así como la fabricación e instalación en sitio del mismo se debe cumplir con las pruebas de aceptación y de eficiencia indicadas la especificación W4200-12 pruebas con el generador en operación. Para contratos que amparen un devanado completo, la CFE selecciona al azar del lote cinco barras; dos superiores y dos inferiores, incluyendo una bobina de conexión terminal (o cuatro bobinas, en caso de devanados de bobinas preformadas), sobre las cuales deben efectuarse las primeras tres pruebas indicadas en la tabla 1.


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Para contratos que amparen dos o más devanados completos, la CFE selecciona al azar, cinco barras (o bobinas), como lo descrito en el párrafo anterior y dos adicionales (barras o bobinas) por cada devanado restante, sobre las cuales deben efectuarse las primeras tres pruebas indicadas en la tabla 1. Para contratos que amparen menos de un devanado completo, la CFE selecciona dos barras al azar (o una bobina completa), sobre las cuales deben efectuarse las primeras tres pruebas indicadas en la tabla 1. Para asegurar que el sistema de sujeción de los cabezales de las bobinas, los separadores, amarres y cuñas, así como las terminales del devanado del estator, deben estar rígidamente soportados y sujetos para prevenir vibraciones o deformaciones en cualquier condición que pueda aparecer durante la operación se debe realizar la prueba de frecuencias naturales de acuerdo con la especificación W4200-12 pruebas con el generador en operación. Inspección visual y dimensional se realizarán en todos los atestiguamientos que aplique en cumplimiento a la presente especificación y plano aprobado.

Tabla 1- Pruebas a Barra y Bobinas

Prueba Norma Tipo de devanado

Diamante Barra

Prueba de tensión de aguante en bobinas de generador De acuerdo con la referencia

[8] del capítulo 13 de esta especificación

X X

Prueba de ciclos térmicos De acuerdo con la referencia


X X

Ruptura dieléctrica del aislamiento principal De acuerdo con el numeral 9.3.3 de esta especificación

X X

Inspección dimensional De acuerdo con el numeral 9.3.4 de esta especificación

X X

Continuidad de conductores De acuerdo con el numeral 9.3.5 de esta especificación

X X

Aislamiento entre conductores De acuerdo con el numeral 9.3.6 de esta especificación

X X

Prueba a pintura o cinta semiconductora utilizada en la parte recta de la barra

De acuerdo con el numeral 9.3.7 de esta especificación

X X

Prueba de impulso de alta tensión De acuerdo con la referencia


X --

Prueba a ductos de ventilación en barras con enfriamiento directo por hidrógeno


-- X

Aislamiento de ducto a cobre y de ducto a ducto De acuerdo con el numeral

9.3.10 de esta especificación -- X

Continua….


ESPECIFICACIÓN

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…Continuación

Resistencia igualadora de potencial entre ductos y conductores


-- X

Prueba a barras directamente enfriadas por agua De acuerdo con el numeral

9.3.12 de esta especificación -- X

Prueba de alta tensión con V c.a. (tensión eficaz Vef) IEC 60034-1. X X

Factor de potencia y capacitancia IEC 60034-27-3 X X

Medición de Descargas Parciales De acuerdo con la referencia


X X

Resistencia de devanados De acuerdo con la referencia [10] del capítulo 13 de esta

especificación X X

Resistencia al aislamiento De acuerdo con la referencia [10] del capítulo 13 de esta

especificación X X

Descargas a la ranura De acuerdo con la referencia


X X

Prueba de frecuencias naturales en cabezales De acuerdo con el numeral

9.3.19 de esta especificación X X

Detección de efecto corona por inspección visual. De acuerdo con el numeral


Alta tensión (Prueba de potencial aplicado) De acuerdo con la referencia

[9] del capítulo 13 de esta especificación /IEC 60034-1

X X

Prueba a RTD De acuerdo con el numeral


Prueba de fugas a ductos de enfriamiento en barras con enfriamiento directo.


-- X

Prueba de eficiencia en devanados completos o cambios de diseño.

IEC 60034-2-1 X X

9.3.1 Prueba de tensión de aguante en bobinas de generador Se coloca la bobina en un dispositivo de prueba de la misma longitud que las ranuras en que se van a alojar, haciendo contacto a todo lo largo de ambos costados de la misma y con los cabezales al aire a la temperatura ambiente. La tensión de prueba se hará de acuerdo con lo indicado en la tabla 2:


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Tabla 2.- Prueba de tensión de aguante en bobina de generador

Nivel de tensión de línea a línea del devanado

Nivel de tensión de línea a tierra del devanado

Programa A Programa B

400 hr 250 hr

Tensión de aguante (kV)

Columna 1 Columna 2 Columna 3 Columna 4

4 2.231 8.7 10.1

6.6 3.81 14.3 16.7

11 6.35 23.9 27.9

11.5 6.64 25 29.1

12 6.93 26.1 30.4

12.5 7.22 27.1 31.7

13.8 7.97 30 35

15 8.66 32.6 38

15.5 8.95 33.6 39.3

16 9.24 34.7 40.6

17 9.82 36.9 43.1

18 10.40 39.1 45

20 11.5 43.4 50

Las columnas 3 y 4, corresponden a las Pruebas de Envejecimiento, que consiste en aplicar un potencial durante el periodo indicado, de acuerdo con lo acordado con el fabricante en el momento de las pruebas, debiendo aplicar el método de las 250 h o el método de las 400 h. El procedimiento de prueba debe cumplir con lo establecido en la referencia [6] del capítulo 13 de esta especificación, de acuerdo con los siguientes parámetros:

a) Temperatura de las barras: Debe ser la temperatura máxima especificada para el devanado (lectura de los termocoples en la superficie de la barra).

b) Transcurrido el tiempo de la prueba, se debe dejar enfriar la barra hasta alcanzar la

temperatura ambiente y efectuar pruebas de diagnóstico de: factor de potencia, Capacitancia, Descargas parciales; aplicando tensiones de prueba de: 20 %, 40 %, 60 %, 80 %, 100 %, 120 % y 140 % de la tensión nominal entre fases.

c) Posteriormente se cortará la barra haciendo un análisis de la muestra, que incluya una

microfotografía digital del corte transversal de la barra, no debiendo mostrar pliegues internos del papel de mica ni oclusiones de gases debiendo ser satisfactorio dicho análisis para que sea entregado a CFE.


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9.3.2 Evaluación funcional del aislamiento por temperatura Prueba de ciclos térmicos Para evaluar la capacidad del devanado durante la operación continúa del generador incluyendo ciclos de carga, se debe realizar la prueba de ciclos térmicos que nos permita estimar la vida útil del sistema de aislamiento por un periodo de 40 años o más. A temperaturas de 90 ºC, 130 ºC y 155 ºC y ambiente (antes y después de los ciclos de temperatura), con tensiones de (0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0; 1.2 y 1.4) Vn. Con esta prueba se deben realizar además las pruebas de: Factor de Potencia, Capacitancia, Descargas parciales y % de pérdida de masa. La prueba se realizará de acuerdo con la referencia [5] del capítulo 13 de esta especificación. NOTA: Se debe puntualizar que para la aplicación de temperatura debe hacerse aplicando corriente directa, alterna o resistencias calefactoras por conducción, no debe utilizarse el horno para la aplicación de temperatura en los ciclos térmicos, dado que esta opción no cubre la referencia [5], en caso de la utilización de hornos aplicar la norma IEC 60034-18-31. 9.3.3 Ruptura dieléctrica del aislamiento principal Colocándola en un dispositivo de prueba de la misma longitud que las ranuras en que se van a alojar, haciendo contacto a todo lo largo de ambos costados de la misma y con los cabezales al aire a la temperatura ambiente. La tensión de ruptura no debe ser menor a 4.5 Vn. Al término de esta prueba debe realizarse una inspección visual Interna y externa, y el fabricante y/o proveedor debe entregar a CFE un informe de localización de los puntos de ruptura (con evidencia fotográfica) e indicar cuál fue el proceso de falla.

9.3.4 Inspección dimensional Debe realizarse comparando las dimensiones de las bobinas con los planos de ingeniería realizados a partir del dimensionamiento de las ranuras en el núcleo, considerando las tolerancias de fabricación, rechazando aquellas barras que no cumplan con lo especificado. 9.3.5 Continuidad de conductores Esta prueba se realizará a cada una de las barras del lote y debe garantizar que los conductores de la barra están aislados entre sí y no están cortocircuitados, adicionalmente que no haya conductores abiertos. Aquellas barras que no cumplan con este criterio deben ser rechazadas. 9.3.6 Aislamiento entre conductores Esta prueba se realizará a cada una de las barras, midiéndose el aislamiento entre conductores debiendo soportar una tensión no menor a 200 Vca. Durante un tiempo no menor a 1 s. Aquellas barras que no pasen deben ser rechazadas.


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9.3.7 Prueba a pintura o cinta semiconductora utilizada en la parte recta de la barra La resistividad superficial, durante la fabricación de las barras o bobinas, debe existir un intervalo aceptable de valores de resistividad superficial de la pintura semiconductora o cinta, efectuando las mediciones con un instrumento propiedad del fabricante y/o proveedor. Las unidades de medida de la resistividad superficial son dadas en Ω/cuadro. Las pruebas se realizan a una tensión no mayor de 500 Vcd, en la sección recta y a una distancia mayor de 10 mm antes del inicio de la pintura gradiente de carburo de silicio en ambos extremos. El fabricante y/o proveedor debe entregar reporte de pruebas de lo siguiente: resistividad en Ω/cuadro, adherencia de la pintura o cinta utilizada. La resistividad superficial aceptable de la pintura o cinta semiconductora en la sección recta debe estar en el intervalo de ≥ 2 000 Ω/cuadro y ≤ 10 000 Ω/cuadro. El valor debe ser homogéneo en todo el lote con una tolerancia de ± 5 % de acuerdo con el diseño. El valor nominal de la resistividad superficial se indica en las Características Particulares, así como la tolerancia aceptada; en caso de no indicarse. 9.3.8 Prueba de impulso de alta tensión Esta prueba aplica únicamente a bobinas de espiras múltiples, que garantice la capacidad del aislamiento de soportar esfuerzos dieléctricos asociados con ondas viajeras. Los valores de tensión aplicables se definen en la tabla 3:

Tabla 3.- Niveles nominales de aislamiento para maquinas rotatorias

Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 Nivel 4

Tensión Nominal (kV) Tensión de aguante al

impulso

Tensión de aguante al impulso de frente

rápido

Tensión de aguante a la frecuencia del sistema

(kV eficaz)

3 17 11 7

3.3 18 12 7.6

4 21 14 9

6 29 19 13

6.6 31 20 14.2

10 45 29 21

11 49 32 23

13.2 58 38 27.4

13.8 60 39 28.6

15 65 42 31

16 69 45 33

17 73 47.5 35 NOTA:

1. Los niveles de la columna 2 se basan en una onda de impulso de 1.2 / 50 μs y se obtienen aplicando la fórmula: V

p = 4 V

n + 5 kV

Donde: V

p = tensión cresta nominal de aguante al impulso en kV.

Vn = tensión nominal entre fases en kV eficaz 2. El nivel de la columna 3 se basa en un impulso con un frente de 0.2 μs y se obtiene aplicando la fórmula:

V´p

= 0.65 Vp


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Donde: V´

p = Intervalo del impulso de tensión cresta

3. Los niveles de la columna 4 se obtienen aplicando la fórmula:

Va = 2 Vn + 1 en kV

9.3.9 Prueba a ductos de ventilación en barras con enfriamiento directo por hidrógeno.

Cada ducto de las barras debe someterse a una prueba de flujo de aire de 0.3 m3/min a 0.6 m

3/min midiendo la

presión de retorno o contra presión en el ducto de la barra, la cual no debe ser mayor al 20 %. Si el valor de esta contra presión es mayor al 20 % de la presión de entrada al ducto, se deduce que el ducto esta obstruido y se rechaza la bobina. Adicionalmente a la prueba de flujo a los ductos de enfriamiento debe verificarse la integridad de los ductos mediante inspección boroscópica. 9.3.10 Aislamiento de ducto a cobre y de ducto a ducto El aislamiento de ducto a cobre y de ducto a ducto debe soportar una tensión no menor a 200 Vca durante un tiempo no menor a 1 s. Las bobinas que no pasen esta prueba deben ser rechazadas. 9.3.11 Resistencia igualadora de potencial entre ductos y conductores El responsable de realizar el montaje de las barras debe medir la resistencia igualadora de potencial entre ductos y conductores, para verificar la integridad se debe comparar con respecto al valor de referencia del diseño original con una tolerancia de ± 5 %. 9.3.12 Prueba a barras directamente enfriadas por agua Las barras deben someterse a una prueba de flujo de agua, midiendo la caída de presión al término de un periodo de 48 hr en la caja de agua del extremo opuesto de acuerdo con el criterio de diseño de cada fabricante y/o proveedor.

9.3.13 Prueba de alta tensión con Vca (tensión eficaz Vef) para devanados completos. Cuando el alcance del suministro incluya el montaje de las barras o bobinas, se deben realizar las pruebas en tres etapas las cuales se citan a continuación:

a) Al montaje de la primera cama aplicar por un minuto un potencial de 125 % de Va.

b) Al montaje de la segunda cama aplicar por un minuto un potencial de 125 % de Va (sólo a la segunda cama).

c) Posterior al acuñado se aplica un potencial de 120 % de Va, a todo el devanado junto.

d) La prueba final de aceptación para el devanado completo se probará cada fase a una tensión

de Va.

Va = 2 Vn + 1 kV Dónde: Va = tensión eficaz de prueba en kV Vn = tensión nominal entre fases en kV eficaz


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9.3.14 Factor de potencia y capacitancia Debe probarse el lote completo de las bobinas. Cada bobina debe colocarse en un dispositivo de prueba de la misma longitud que la ranura en que se van a alojar, haciendo contacto a todo lo largo de los costados de la bobina y con los cabezales al aire, a la temperatura ambiente, conforme a la norma IEC- 60034-27-3 y de acuerdo a las referencias [1], [2], [3], [5], [6],[8] métodos B o C del capítulo 13 de esta especificación. Para bobinas con pintura semiconductora, la bobina debe prepararse permitiendo colocar anillos de guarda y el electrodo de medición conforme a norma IEC- 60034-27-3 y la referencia [2] del capítulo 13 de esta especificación.

Se mide el Factor de Potencia () de la sección recta y las pinturas graduadoras a las tensiones del (20, 40, 60, 80, 100, 120 y 140) % de la tensión nominal entre fases (Vn). Posteriormente se calculan las diferencias entre los valores obtenidos de Factor de Potencia entre cada etapa respectivamente, y después se gráfica la curva de tensión Vn contra el Factor de Potencia. Los valores obtenidos de Factor de Potencia deben ser menores a 1.0 % a la tensión de 0.2 Vn y la Δ tan δ no debe exceder 0.3 % entre cada incremento de la tensión de prueba; adicionalmente la Factor de Potencia tip-up entre 0.2 Vn y 0.6 Vn debe ser menor a 0.5 %. Se mide la capacitancia de la sección recta y las pinturas graduadoras a las tensiones del (20, 40, 60, 80, 100, 120 y 140) % de la tensión nominal entre fases (Vn). Posteriormente se grafica la curva de tensión Vn contra capacitancia. La diferencia entre los valores obtenidos de capacitancia entre las barras no debe ser mayor del 1 %. Adicionalmente, se calcula la diferencia de capacitancia de cada barra, entre 0.2 Vn y 0.6 Vn y se calcula el porcentaje de variación con la siguiente ecuación:

(C0.6Vn – C0.2Vn) / C0.2Vn < 1%

El valor obtenido debe ser menor del 1 % 9.3.15 Medición de descargas parciales La medición de las descargas parciales debe realizarse de acuerdo con las normas IEC 60270, IEC 60034-27 y de acuerdo con la referencia [7] del capítulo 13 de esta especificación. El nivel de la descarga parcial debe medirse directamente en nano Coulomb (nC) o en su similar en mV, en aire a la temperatura ambiente y a la Presión atmosférica del lugar de prueba. Debe registrarse la tensión de inicio y extinción de las descargas, así como su magnitud a la tensión nominal de fase a tierra. El espectro medido debe ser el característicos para descargas parciales internas, que se refiere a un patrón donde la magnitud de la descarga parcial, en los semiciclos positivos y negativos, son iguales, concentrada a 90° y 270° de la onda de la tensión de referencia. La magnitud máxima medida debe ser menor de 1 nC. Ver apéndice A Las mediciones deben ser obtenidas a la tensión de:

Vn / 3 Vn = tensión nominal entre fases en kV eficaz


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9.3.16 Prueba de resistencia de devanados Esta prueba se debe realizar al devanado instalado en sitio, el valor medido debe ser corregido a 75 °C. La resistencia en cada una de las fases debe ser similar, con una tolerancia de ± 3 %. 9.3.17 Prueba de resistencia al aislamiento. La prueba se debe realizar a una tensión mínima de 5 kV CD en un periodo de 10 min, tomándose los valores de resistencia cada 15 s durante el primer minuto y a partir de ahí cada minuto para obtener el valor de índice de Polarización. Este valor debe ser corregido a 40 °C. 9.3.18 Prueba de descargas a la ranura El objetivo de esta evaluación es asegurar que durante el proceso de fabricación del devanado no sufrió daño la pintura semiconductora, así como determinar que no existan grietas o daños en el aislamiento por esfuerzos mecánicos durante el ensamble del estator. La prueba se debe realizar a una tensión mínima del 60 % Vn por un periodo mínimo de 30 minutos para estabilización. Esta prueba debe realizarse por fase y además con conexión entre las tres fases, dando un total de 4 mediciones. Para el criterio de evaluación se debe cumplir con lo establecido de acuerdo con la referencia [7] del capítulo 13 de esta especificación. 9.3.19 Prueba de frecuencias naturales en cabezales El objetivo de esta prueba es asegurar que el sistema de sujeción de los cabezales de las bobinas, los separadores, amarres y cuñas, así como las terminales del devanado del estator, deben estar rígidamente soportados y sujetos para prevenir vibraciones o deformaciones, lo cual se determina asegurando que la frecuencia natural de vibración de estos componentes esta fuera de la vibración natural de un sistema eléctrico el cual se encuentra entre 60 Hz y 120 Hz con una tolerancia de ± 5 Hz. El procedimiento se debe realizar de acuerdo con la especificación W4200-12 pruebas con el generador en operación. 9.3.20 Detección de efecto corona por inspección visual. Esta evaluación se debe realizar por fase a la tensión nominal del generador y tiene como objetivo la detección de anormalidades en el cabezal de los devanados, los cuales se manifiestan visualmente en pequeñas descargas, producto de daños o deficiencias en la aplicación de las pinturas en la zona del cabezal, traslape y graduadora, con la finalidad de hacer las reparaciones y correcciones necesarias para evitar afectaciones tempranas en el aislamiento del generador. Dicha evaluación se puede realizar mediante el método de cuarto oscuro o preferentemente con cámara de efecto corona. 9.3.21 Prueba de potencial aplicado en Vca eficaces (para suministro de bobinas) alta tensión Todo el lote de bobinas debe ser probado como se menciona a continuación: Se coloca la bobina en un dispositivo de prueba de la misma longitud que las ranuras en que se van a alojar, haciendo contacto a todo lo largo de ambos costados de la misma y con los cabezales al aire a la temperatura ambiente. Las bobinas deben resistir durante un minuto, cuando menos, una tensión igual a 125 % de Va. 9.3.22 Prueba a RTD Consiste en aplicar una potencia de 500 Vcd durante un minuto con el objetivo de verificar que no haya RTD con daño en el aislamiento a tierra.


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Esta prueba se debe realizar a todos los RTD. 9.3.23 Prueba de fugas a ductos de enfriamiento en barras con enfriamiento directo Las barras deben ser sometidas a una prueba de sobrepresión a 1.5 veces su presión nominal por un lapso de 8 hr, sin que exista un abatimiento de presión mayor de 2 % debiendo cada barra suministrar el flujo de diseño. 9.3.24 Prueba de eficiencia en devanados completos o cambios de diseño Esta prueba consiste en evaluar las pérdidas del generador completo durante su operación. El método recomendado es evaluándolo mediante la medición perdidas segregadas por temperaturas de acuerdo con la norma IEC 60034-2-1. 9.3.25 Prueba de Características del Generador Con cambio de devanados completos y modificaciones al diseño de las bobinas el proveedor debe realizar pruebas, para comprobar las características de la maquina adicionales a la documentación obtenida en los estudios de diseño de ingeniería. Para esto el proveedor debe solicitar ante CFE los registros y licencias correspondientes con 15 días de anticipación, las Pruebas son:

a) Curva de Saturación de Corto Circuito b) Curva de Saturación de Circuito Abierto c) Prueba de Eficiencia y Pérdidas Segregadas

9.4 Criterios de Aceptación-Rechazo Los valores de aceptación-rechazo están definidos en cada una de las pruebas.

a) En pruebas iniciales, si alguna de las muestras falla cualquiera de las pruebas en fábrica de aceptación, se rechaza el lote completo, debiendo presentar uno nuevo sujeto a las pruebas indicadas, sin que esto genere ningún cargo para la CFE.

b) En pruebas subsecuentes (después de iniciales), si alguna de las muestras falla en cualquier

prueba de aceptación mencionada en este documento, se rechaza la muestra y debe ser repuesta por una nueva sin cargo para la CFE.

c) En pruebas de campo, si el devanado falla en las pruebas de aceptación se rechazó del lote

completo, se debe realizar un análisis causa -raíz por parte del fabricante sujeto a aprobación de CFE e implementar las correcciones derivadas de ello sin cargo para CFE

9.5 Inspección y Aceptación El fabricante debe entregar los registros que muestren evidencia de todas las inspecciones declaradas en su plan y sistema de calidad, incluyendo a los requeridos por esta especificación. Estos deben mantenerse completos y disponibles para los requerimientos de los inspectores de CFE. La CFE puede hacer revisiones y evaluaciones cuando sean necesarias para asegurarse de que se cumpla con este inciso.


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9.6 MUESTREO Pruebas iniciales son las siguiente las cuales forman parte de la tabla 1.

a) Prueba de Tensión de aguante en bobinas de generador

b) Prueba de ciclos térmicos

c) Ruptura dieléctrica al aislamiento principal

El muestreo se debe realizar de la siguiente manera: Para contratos que amparen un devanado completo, la CFE selecciona al azar del lote cinco barras; dos superiores y dos inferiores, incluyendo una bobina de conexión terminal (o cuatro bobinas, en caso de devanados de bobinas preformadas), sobre las cuales deben efectuarse las pruebas. Para contratos que amparen dos o más devanados completos, la CFE selecciona al azar, cinco barras (o bobinas), como lo descrito en el párrafo anterior y dos adicionales (barras o bobinas) por cada devanado restante, sobre las cuales deben efectuarse las pruebas. Para contratos que amparen menos de un devanado completo, la CFE selecciona dos barras al azar (o una bobina completa), sobre las cuales deben efectuarse las pruebas. Las muestras probadas deben ser identificadas por separado con número de serie diferente entre ellas. Para el resto de las pruebas descritas en la tabla 1, se debe realizar al total de las bobinas. 10 MARCADO Las barras deben identificarse con una marca permanente, señalando su posición en el devanado, sin dañar las condiciones del aislamiento de las mismas, para asegurar la trazabilidad del producto, desde su fabricación, pruebas, instalación y funcionamiento. 11 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCIÓN,

ALMACENAJE Y MANEJO El fabricante y/o proveedor debe ser responsable del empaque, embarque y la entrega-recepción al almacén de CFE, de las barras y bobinas de repuesto, estos deben ser protegidos y empacados para no sufrir daños en el trayecto, en caso de sufrir daños estos deben ser rechazados. El fabricante y/o proveedor debe cumplir con la especificación CFE L1000-11. Las bobinas deben tratarse de manera que se prevenga daño permanente debido a la exposición temporal a la humedad.


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12 CARACTERÍSTICAS PARTICULARES Las Características Particulares que la CFE debe proporcionar al solicitar la cotización de barras o bobinas de repuesto y/o devanados completos, complementando la presente especificación y las bases de la licitación, son las que se indican en la forma CPN-021. En las Características Particulares también se indica si se requieren los servicios de supervisión y/o montaje del devanado. En caso de ser requeridos estos servicios, el fabricante y/o proveedor debe cumplir con lo que para este propósito establezca la CFE. Las dimensiones físicas proporcionadas en el formato CPN-021, son medidas que el proveedor tiene responsabilidad de verificar físicamente antes de iniciar el proceso de fabricación, a menos que sea el fabricante original del generador y cuente con los planos de diseño de los mismos. 13 BIBLIOGRAFÍA

[1] ASTM D 149-20 Standard Test Method for Dielectric Breakdown Voltage and

Dielectric Strength of Solid Electrical Insulating Materials at

Commercial Power Frequencies

[2] IEEE 286 – 2000 IEEE Recommended Practice for Measurement of Power-Factor Tip-Up of Rotating Machinery Stator Coil Insulation.

[3] IEEE 433-2009 Recommended Practice for Insulation Testing™ of AC Electric Machinery with High Voltage at Very Low Frequency

[4] IEEE 522-2004 Guide for Testing Turn Insulation of Form-Wound Stator Coils for Alternating-Current Electric Machines.

[5] IEEE 1310-2012 Recommended Practice for Thermal Cycle Testing of Form-

Wound Stator Bars and Coils for Large Rotating Machines [6] IEEE 1043-1996 Recommended practice for voltage-endurance testing of

form-wound bars and coils. [7] IEEE 1434-2014 Guide for the Measurement of Partial Discharges in AC

Electric Machinery. [8] IEEE 1553-2002 IEEE Trial-Use Standard for Voltage-Endurance Testing of

Form-Wound Coils and Bars for Hydrogenerators [9] NEMA MG1-2016 Motors and generators. [10] IEEE STD.115-2009 Guide for Test Procedures for Synchronous Machines Part I

Acceptance and Performance Testing Part II—Test Procedures and Parameter Determination for Dynamic Analysis

http://www.astm.org/Standards/D149.htm



http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=1185206&newsearch=true&queryText=IEEE%20Std%201553-2002

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=1185206&newsearch=true&queryText=IEEE%20Std%201553-2002


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[11] IEEE STD. 43-2013 IEEE Recommended Practice for Testing Insulation

Resistance of Electric Machinery


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APÉNDICE A (Informativo)

Imagen patrón de descargas parciales

COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD CARACTERÍSTICAS PARTICULARES PARA: FABRICACIÓN DE BARRAS Y BOBINAS PARA ESTATORES DE GENERADORES ELÉCTRICOS CON TENSIONES DE 6 kV Y MAYORES

Correspondiente a la CFE W4210-23 22 de 29

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CP

N -

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DESCRIPCIÓN DEL SITIO

Datos geográficos Características del terreno

Altitud

(msnm)

Longitud

(grados)

Latitud

(grados)

Zona

climática

Temperatura

ambiente

máxima (°C)

Humedad

relativa

Capacidad

de carga

Aceleración

horizontal

máxima

Vías de comunicación (breve descripción):

CARACTERÍSTICAS DEL GENERADOR

Ubicación Unidad No.

Primo motor

Capacidad: Marca:

Factor de potencia: Corriente:

Velocidad:_________________________________

Clase de aislamiento:__________________

Tipo de Aislamiento:____________________

Continúa…



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CP

N -

021

…Continuación

Tensión de impulso que soporta el

aislamiento original entre

espiras:______________________________

Enfriamiento:______________________________ Tensión de campo:_____________________

Temperatura estator:________________________ Temperatura rotor:_____________________

Resistencia estator:_________________________ Corriente de campo:____________________

Resistencia rotor:___________________________ Aislamiento rotor:______________________

Presión H2________________________________ Frecuencia:__________________________

Año de

fabricación:_______________________________ Número de serie:______________________

Tipo de cuñado:_______________________________________________________________________

CARACTERÍSTICAS DEL ESTATOR

Tensión nominal entre fases del estator:________________________________________________

Número total de barras o bobinas del generador:_________________________________________

Número solicitado para cotización: ____________________________________________________

Paso de bobina:___________________________________________________________________

Número de cuñas por ranura:________________________________________________________

Continúa…



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CP

N -

021

…Continuación

Detectores de temperatura

tipo:______________________________________________________

Arreglo del devanado:

Devanado conectado

en:______________________

__________

Imbricado:_____________ Ondulado: ________________

Número de

subconductores:__________________________________

______________________

Ramas en paralelo

Vueltas por bobina:

De los dibujos anexos

1 Longitud recta en barra superior:_____________________________________________

2 Longitud recta en barra inferior:______________________________________________

3 Ancho de barra:__________________________________________________________

4 Altura de barra:___________________________________________________________

5 Área transversal del cobre:__________________________________________________

a) Ancho:_______________________________________________________

b) Altura:________________________________________________________

6 Distancia del cabezal lado excitador:_________________________________________

7 Distancia del cabezal lado turbina:___________________________________________

8 Longitud total de la barra: __________________________________________________

Continúa…

…Continuación



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CP

N -

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9

Caída vertical del cabezal lado excitador:______________________________________

10 Caída vertical del cabezal lado turbina:________________________________________

11 Distancia de cabezal lado turbina a carcaza:____________________________________

12 Distancia cabezal lado excitador a carcaza:______________________________________

Para bobinas con enfriamiento directo con H2

Número de ductos de enfriamiento por barra:

Área de ductos:

CARACTERÍSTICAS DEL ESTATOR

Núcleo

Número de ranuras:_____________________________________________________________

Número de ductos de ventilación por ranura: _________________________________________

Ancho de ductos de ventilación ___________________________________________________

De los dibujos anexos:

13 Ancho de ranura:____________________________________________________

Continúa…



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CP

N -

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…Continuación

14

Profundidad total de ranura:____________________________________________

15 Profundidad de cuña:_________________________________________________

16 Ancho de diente parte superior:_________________________________________

17 Diámetro interior del núcleo:____________________________________________

18 Longitud del núcleo:__________________________________________________

19 Ancho de dedo:________________________________________________________

20 Profundidad total del núcleo:____________________________________________

Fracción de devanado:______________________________________

Devanado completo:________________________________________

Se requiere cambio de aislamiento:____________________________



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Dibujos y diagramas que deben anexarse:

Corte de ranura

Desplegado del devanado

Dimensiones de bastones o barras

_____________________________________

_____________________________________

_____________________________________

Condiciones de almacenamiento: _____________________________________________

Partes de repuesto requeridas:



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Nota: Para una descripción detallada de las partes del esquema, véase en la tabla CARACTERÍSTICAS DEL ESTATOR



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Nota: Para una descripción detallada de las partes del esquema, véase en la tabla CARACTERÍSTICAS DEL ESTATOR

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MÉXICO - CFEFABRICACIÓN DE BARRAS Y BOBINAS PARA ESTATORES DE GENERADORES ELÉCTRICOS CON TENSIONES DE 6 kV Y MAYORES ESPECIFICACIÓN CFE W4210-23 4 de 29 160606 Rev c) El aislamiento