Mantenimiento de centros de transformación. ELEE0209

Por Juan González Jiménez y Joaquín González Pérez

Realizar el mantenimiento predictivo y preventivo de un centro de transformación de intemperie y prefabricado a partir de la documentación técnica Realizar el mantenimiento correctivo de un centro de transformación de intemperie y prefabricado a partir de la documentación técnica. Ebook ajustado al certificado de profesionalidad de Montaje y mantenimiento de redes eléctricas de alta tensión de segunda y tercera categoría y centros de transformación.

• Idioma: Español
• Editorial: IC Editorial
• Fecha de lanzamiento: 20 jun 2013
• ISBN: 9788415942221

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Capítulo 1

Mantenimiento predictivo de centros de transformación

1. Introducción

Los centros de transformación tienen como función transformar la tensión de la red eléctrica de alta o media tensión a baja tensión, ya que la gran mayoría de los aparatos eléctricos que se usan en los hogares y en la industria funcionan con baja tensión.

Un fallo en un centro de transformación puede dejar a miles de personas sin electricidad, por lo que un correcto mantenimiento es la mejor forma de prevenir averías e interrupciones en el servicio. Dentro de las técnicas de mantenimiento conocidas, el predictivo es una de las más importantes. Este tipo de mantenimiento parte del estudio de aquellas circunstancias que pueden dar lugar a fallos, con el fin de identificar las partes del centro de transformación más susceptibles de presentar averías en su funcionamiento y, por tanto, prevenir los fallos realizando las reparaciones o sustituciones correspondientes.

La predicción de averías aumenta el coste destinado al mantenimiento a corto plazo, pero dicho coste es mínimo en comparación con las garantías de funcionamiento y aumento de la vida útil del centro de transformación que proporciona el mantenimiento predictivo, con el consiguiente ahorro en gastos a medio y largo plazo.

2. Criterios de revisión. Frecuencia

El mantenimiento predictivo se basa en realizar una serie de mediciones y ensayos con el objeto de encontrar averías antes de que se produzcan, y por tanto, poder corregirlas con el tiempo suficiente para que no afecten al servicio que prestan los centros de transformación.

Los criterios de revisión son variables y dependerán tanto del tipo de centro de transformación como del histórico de otras revisiones, ya que se atenderá a realizar más ensayos o revisiones en aquellas zonas en las que haya constancia de que se producen más fallos.

La frecuencia de revisión, es decir, el tiempo que transcurre entre una revisión y la siguiente, puede ser fija o variable.

Nota

En los primeros años de funcionamiento la frecuencia suele ser menor debido a que los componentes son nuevos y tienen menos probabilidad de fallo pero a medida que el tiempo pasa, la frecuencia de revisión y ensayo de componentes crece ya que la probabilidad de fallo también aumenta.

A continuación se exponen una serie de criterios de revisión típicos de los centros de transformación.

2.1. Criterios de revisión de los centros de transformación

Los criterios de revisión de mantenimiento predictivo sirven para descubrir anomalías en los componentes, previo al fallo de los mismos.

En los centros de transformación los criterios más comunes son:

Termografía o descubrimiento de puntos calientes.

Análisis físico -químico- de los aceites de los transformadores.

Análisis físico -químico- de los gases.

Análisis de la instalación de intemperie o de obra civil del centro de transformación.

Análisis físico-químico de los aceites de los transformadores

Los aceites de los transformadores tienen como función el aislamiento de estos aparatos. Los análisis físico-químicos que se realizan al aceite informan sobre la calidad de este e indican sus propiedades mecánicas y eléctricas, así como una idea general del aislamiento que aporta al transformador.

Las pruebas o ensayos realizados a los aceites de los transformadores siguen una serie de normativas y métodos reconocidos por organismos internacionales, entre ellos las normas ANSI, ASTM, ICE, etc. Gracias a estas se obtiene la información técnica del aceite que indica la calidad del aislamiento que proporciona.

Tipos de pruebas

Entre las pruebas que se realizan se pueden destacar:

Color

El color del aceite aislante se expresa numéricamente por comparación con una serie de colores normalizados.

Un incremento anormalmente rápido de color o un número de color elevado pueden indicar degradación o contaminación del aceite. Además del color también es importante analizar el aspecto del aceite ya que la turbidez o los sedimentos pueden indicar la presencia de agua libre, lodos insolubles, fibras u otros contaminantes que influyen en la calidad del aceite.

A continuación, se muestran los criterios para definir la calidad del aceite en función de su color.

Nota

La propiedad del color no es crítica, pero puede ser útil para realizar una evaluación con el color del aceite en buen estado.

Rigidez dieléctrica

La rigidez dieléctrica es la medida de la corriente eléctrica en la que el elemento aislante pasa a ser conductor. La medida de esta característica indica la capacidad del aceite para soportar las solicitaciones eléctricas.

El objetivo de medir la rigidez dieléctrica es poder descubrir la presencia de agua o partículas en el aceite. Si el valor es pequeño indica que pueden estar presentes uno o varios contaminantes, aunque si es alto, tampoco habría que descartar totalmente la ausencia de este.

Tensión interfacial

La tensión interfacial presente entre el agua y el aceite ayudará a detectar posibles contaminantes polares solubles y productos de degradación. La evolución de la tensión interfacial en los aceites de los transformadores es acelerada en la primera etapa de envejecimiento, pero a medida que pasa el tiempo, dicha característica se estabiliza.

Importante

Una rápida bajada de la tensión interfacial del aceite indicará la posibilidad de que este sea incompatible con algunos materiales del transformador tal y como puede ocurrir con los barnices o las juntas.

Acidez

La acidez del aceite, también llamada índice de neutralización, da una idea aproximada de los contaminantes que puede presentar el aceite, ya que la acidez es causada por la formación de productos de oxidación con carácter ácido.

Dichos ácidos, junto con el agua y los contaminantes sólidos, afectan a las propiedades aislantes de los aceites de los transformadores. Por otro lado, también pueden influir negativamente sobre las partes metálicas de los transformadores, y producir su envejecimiento prematuro.

Medición de la acidez del aceite aislante de un transformador en el interior de un centro de transformador

Aplicación práctica

Su empresa ELECOM, dedicada a la realización de mantenimientos eléctricos, le pide que realice un análisis de un centro de transformación, y más concretamente del aceite del transformador. Tras revisar la documentación observa que se han realizado análisis de acidez, de rigidez dieléctrica y de tensión interfacial. Su jefe le pide que no repita ningún ensayo previamente realizado, ya que la última revisión no fue hace mucho tiempo. Tras realizar un examen visual los datos que obtiene son:

Color rojizo del aceite.

Aceite algo turbio.

Nivel de aceite normal.

¿Puede realizar algún ensayo y llegar a alguna conclusión? ¿Haría alguna recomendación?

SOLUCIÓN

El ensayo que se puede realizar es el de color. Dicho ensayo se basa en una comparación del color del aceite con la tabla anteriormente mostrada. Al ser el color del aceite rojizo se puede decir que la situación aparente del aceite es bastante mala, y al tener turbidez, puede que haya agua en suspensión u otras sustancias.

Dado que el análisis del color puede indicar que este es no apto, antes de sustituirlo sería bueno rehacer un plan de ensayos del aceite, ya que el análisis del color no es una propiedad crítica, y tan solo da una idea aproximada del estado del aceite.

Análisis físico-químico de los gases del centro de transformación

Además del análisis de los aceites de los transformadores, es de vital importancia la medida y análisis de los gases que pueden producir fallos en los centros de transformación. La mayoría de estos gases se originan en el propio aceite aislante de los transformadores.

El análisis de los gases de los aceites DGA se realiza mediante una técnica denominada cromatografía. Dicha técnica identifica los gases y los cuantifica, es decir, mide la proporción de cada uno.

La concentración de los gases es variable y depende del centro de transformación en el que se trabaje, aunque los más habituales son:

Hidrógeno (H2).

Nitrógeno (N2).

Monóxido de carbono (CO).

Oxígeno (O2).

Metano (CH4).

Dióxido de carbono (CO2).

Etano (C2H6).

Etileno (C2H4).

Acetileno (C2H2).

Extracción de gases de los aceites

Cromotógrafo de campo

El análisis cromatográfico comienza con una extracción de los gases. Una vez extraídos se pasan al cromatógrafo donde se obtiene un cromatograma que identifica y cuantifica los gases. El análisis cromatográfico está normalizado. La norma que indica cómo realizarlo es la UNE-EN 60567, y la norma que ayuda a interpretar los resultados es la UNE-EN 60599.

Recuerde