1 UNIDAD II Conmutador Bajo Carga y Sistema de Refrigeración de los transformadoresObjetivo : Dar criterios técnicos relacionados a la operación y mantenimiento de Conmutadores Bajo Carga y Sistema de Refrigeración.

2 Conmutador Bajo Carga (OLTC)1.1. Funciones principales Tipos de Comutadores Accesorios del Conmutadores. Mantenimiento General del Conmutador LECCIÓN 1

3 1.1 Funciones principalesEl 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

4 .... Funciones principalesPrincipio 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

5 Posición 1. El contacto principal H conduce la corriente de cargaPosición 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. 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. LECCIÓN 1

6 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

7 1.2. Tipos de Conmutador El fabricante ABB ha desarrollado conmutadores desde 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 LECCIÓN 1

8 .... Tipos 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. LECCIÓN 1

9 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

10 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

11 1.3. Accesorios de ConmutadoresRelé 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 . LECCIÓN 1

12 LECCIÓN 1

13 ... Accesorios 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. LECCIÓN 1

14 ... Accesorios Conservador de aceiteEl 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. LECCIÓN 1

15 1.4. Mantenimiento GeneralCausa de las Fallas: Las fallas del conmutador pueden ser eléctricas, mecánicas y térmicas. 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: El OLTC puede ser monitoreado en operación sin afectar su funcionamiento normal usando una combinación de emisión acústica y técnicas de vibración. 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 LECCIÓN 1

16 Criterios de Mantenimiento: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. 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: Los criterios se diferencian por el modelo y aplicación. Usualmente es recomendable realizar un mantenimiento después de que el conmutador haya realizado un número de operaciones de 80,000. 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

17 Instrucciones de MantenimientoEl 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 LECCIÓN 1

18 Herramientas y materiales de MantenimientoSe 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 LECCIÓN 1

19 Sistema de Refrigeración2.1. Funciones principales 2.2. Tipos de Refrigeración 2.3. Accesorios. 2.4. Mantenimiento General de la Refrigeración LECCIÓN 2

20 2.1 Funciones principalesLos 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

21 2.2. Tipos a) El tipo de aceite b) Como circula el aceite internamenteEstán clasificados de acuerdo a criterios específicos relacionados a: a) El tipo de aceite b) Como circula el aceite internamente c) Que es usado para enfriar el aceite d) Como el aceite es enfriado externamente Para identificar el tipo de enfriamiento se utiliza 4 letras. Ejemplo de la nomenglatura: LECCIÓN 2

22 Nomenclatura utilizadaPrimera Letra Segunda Letra Tercera Letra Cuarta Letra 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 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 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 LECCIÓN 2

23 Oil Natural – Air NaturalSistema de enfriamiento tipo ONAN Oil Natural – Air Natural El aceite circula naturalmente debido a las diferencias de temperatura No hay bombas, tampoco hay ventiladores La capacidad de enfriamiento es limitado. LECCIÓN 2

24 Sistema de enfriamiento tipo OFAFOil Force – Aire Force 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 LECCIÓN 2

25 Sistema de enfriamiento tipo OFWFOil Force – Water Force 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. LECCIÓN 2

26 2.3. Accesorios Radiadores Cooler o EnfriadoresRevisar 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 LECCIÓN 2

27 2.4. Mantenimiento GeneralCausa 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) LECCIÓN 2

28 Fallas en los radiadores :Corrosión Falla de los motores del ventilador Nivel de aceite bajo Válvulas cerradas Fugas de aceite Ventiladores fuera de operación LECCIÓN 2

29 Periodicidad del Mtto en los 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 LECCIÓN 2

30 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 LECCIÓN 2

31 Periodicidad del Mtto de los 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. LECCIÓN 2

32 Mantenimientos de AccesoriosLECCIÓN 2

33 Realizarlo anualmente Usar aire comprimido Vapor de agua Agua Caliente 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 LECCIÓN 2

34 FIN UNIDAD II