TIMEE Presentación

TÉCNICAS DE INSPECCIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPOS EQUIPOS E INSTA INSTA L A CIONE CIONES S ELÉCTRI EL ÉCTRICAS CAS

TÉCNICAS DE INSPECCIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPOS E INSTALACIONES ELÉCTRICAS

Ing. Juan Salas

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CONTENIDO 1. MOTIVACIÓN DE LA INSPECCIÓN Y EL MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES 2. DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES Y CLASIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS 3. INSPECCIÓN IÓN Y MANTENIMIENTO DE LOS EQUIPO IPOS ELÉCTRICOS 4. DIAGNÓSTICO Y BUSQUEDA DE FALLAS EN EQUIPOS ELÉCTRICOS

Ing. Juan Salas

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¿QUE ESTAS HACIENDO TU, POR TUS EQUIPOS?

Ing. Juan Salas

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• MOTIVACIÓN DE LA INSPECCIÓN Y EL MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES

Ing. Juan Salas

La multiplicidad de usos de la energía eléctrica incluye los artefactos para alumbrado, fuerza motriz, producción de calor y electrónica y telecomunicaciones, los cuales son controlados por aparatos de potencia, fuerza y control en baja y alta tensión, para el resguardo de personas, infraestructuras costosas y para mantener la continuidad del proceso de producción, llamados equip equipos os elé eléct ctric ricos os.

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• MOTIVACIÓN DE LA INSPECCIÓN Y EL MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES Dentro de las edificaciones Industriales y Comerciales, se ejecutan diversas actividades de producción y servicio que requieren una continuidad y calidad del servicio eléctrico, razón por la cual, la función de mantenimiento va más allá de un simple controlador del cump cumplilim mient ientoo de tar tareas de serv servic icio ioss,…… ,…… Ing. Juan Salas

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• MOTIVACIÓN DE LA INSPECCIÓN Y EL MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES …..sino de parámetros físicos, económicos y operacionales para lograr una confiabilidad operacional y un bajo costo de operación (economía) en el ciclo de vida de la instalación.

Ing. Juan Salas

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• MOTIVACIÓN DE LA INSPECCIÓN Y EL MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES

Ing. Juan Salas

Los equipos de suministro de energía eléctrica y los de accionamiento mecánico tienen en común el manejar cantidades importantes de potencia eléctrica, estar sujetos a frecuentes conexiones y desconexiones y deben trabajar en las condiciones más desfavorables tanto de la carga, del medio ambiente, como de la calidad del servicio que presta la empresa de servicio eléctrico.

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• MOTIVACIÓN DE LA INSPECCIÓN Y EL MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES La electricidad no se siente sino cuando se interrumpe. Lo liviano de las transformaciones de la electricidad en otras energías, al nivel de utilización, hace que a menudo ignoremos la condición del equipo que está impulsando el sistema acondicionador de aire, del accionador del sistema de tracción para transporte, del sistema de elevación de carga o del sistema de alimentación para control y automatización, entre otras aplicaciones. Ing. Juan Salas

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• MOTIVACIÓN DE LA INSPECCIÓN Y EL MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES El sistema de distribución eléctrica de fuerza de una edificación comercial o industrial está compuesto por:

Tableros de Mediana Tensión (MT) Ing. Juan Salas

Transformador de Potencia o de Distribución

Centro de Distribución de Potencia (BT) D-9


• MOTIVACIÓN DE LA INSPECCIÓN Y EL MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES El sistema eléctrico en el nivel de utilización y para accionamiento está formado por:

Ing. Juan Salas

Centro de Control de Motores (CCM)

Motores Eléctricos D-10


• MOTIVACIÓN DE LA INSPECCIÓN Y EL MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES Los Sistemas de Alimentación de Respaldo asociados al sistema de distribución eléctrica, están integrados por:

Sistema de Generación de Emergencia Ing. Juan Salas

Sistemas Batería- UPS D-11


• MOTIVACIÓN DE LA INSPECCIÓN Y EL MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES Una instalación Industrial o Comercial posee varios tipos de equipos electro-mecánicos acoplados y es común que el personal de Mantenimiento conozca el proceso de producción de la Unidad o establecimiento, para comprender la variación de la demanda eléctrica, la eficiencia en el nivel de utilización y la seguridad y la calidad del suministro eléctrico.

Ing. Juan Salas

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• MOTIVACIÓN DE LA INSPECCIÓN Y EL MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES La Inspección de Instalaciones eléctricas consiste en el control y aseguramiento de la calidad en operación o en construcción de equipos y sistemas, verificando si estos cumplen con normas y regulaciones de seguridad para resguardar la integridad de personas ligadas como foráneas al proceso de producción, los equipos instalados dentro de sus límites y la producción asociada, utilizando métodos y prácticas de ingeniería y mantenimiento aprobadas.

Ing. Juan Salas

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• MOTIVACIÓN DE LA INSPECCIÓN Y EL MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES Las Pruebas de equipos eléctricos consisten en la medición y verificación de los parámetros característicos, velando que éstos se encuentren en los rangos de aceptación establecidos por normas y regulaciones y esta puede ser a través de un protocolo de aceptación de montaje o de un programa de inspecciones o mantenimiento preventivo o luego de una falla o incidente ocurrido en la Instalación Eléctrica.

Ing. Juan Salas

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• MOTIVACIÓN DE LA INSPECCIÓN Y EL MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES El Monitoreo de equipos eléctricos consiste en la medición periódica de variables de control con la ayuda de equipos portátiles de medición y registro de datos. De otra forma, existe un monitoreo remoto periódico o continuo el cual utiliza la infraestructura de telecomunicaciones existente en la Instalación, generando reportes de Inspección, para evitar la ocurrencia de fallas o incidentes o interrupción del proceso de producción o minimizar el impacto de seguridad o ambiental.

Ing. Juan Salas

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• DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES Y CLASIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS • Elementos de las Instalaciones Eléctricas en Baja y Mediana Tensión • Descripción General de los Equipos Eléctricos Principales asociados • Clasificación de los Equipos Eléctricos según Normas Técnicas Internacionales ANSI/ IEEE-NEMA e IEC

Ing. Juan Salas

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• Elementos de las Instalaciones Eléctricas en Baja y Mediana Tensión • Equipos Eléctricos Principales • Equipos Eléctricos Auxiliares • Elementos para una Gestión de Equipos en Instalaciones

Ing. Juan Salas

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• Equipos Eléctricos Principales Equipo Principal: Equipo cuya función es esencial para el proceso de producción de la Instalación industrial o comercial y cuyo paro impacta el desarrollo de las actividades del negocio. Ejemplos: Bomba centrífuga en una estación de bombeo o de flujo. Bomba apaga fuego en Instalación Industrial o Edificación Comercial. Ing. Juan Salas

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• Equipos Eléctricos Principales Equipo Eléctrico Principal: Los equipos eléctricos asociados de forma directa al suministro de energía o al equipo mecánico principal para la ejecución de los procesos de producción industrial o de servicios en una infraestructura comercial. Ejemplo: Motor eléctrico acoplado a la Bomba Centrífuga en la estación de flujo, y el Transformador que lo alimenta. Ing. Juan Salas

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• Equipos Eléctricos Auxiliares Equipo Eléctrico Auxiliar: Como equipo eléctrico de fuerza o control auxiliar asociado a servicios auxiliares de Planta, de lubricación, aire de servicios, de control neumático, hidráulico y otros, asociados a sistemas y equipos principales.

Ing. Juan Salas

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• Elementos para una Gestión de Equipos en Instalaciones. Las instalaciones eléctricas industriales y comerciales requieren para el normal desempeño de sus procesos de producción, la continuidad del suministro de energía eléctrica externa y propia y del accionamiento de las cargas mecánicas, lo cual es factible con equipos eléctricos y mecánicos confiables y disponibles. Ing. Juan Salas

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• Elementos para una Gestión de Equipos en Instalaciones Las instalaciones eléctricas asociadas a una edificación industrial o comercial parten desde el punto de conexión con la empresa de suministro eléctrico, con la medición de la energía y de la demanda (potencia) eléctrica.

Ing. Juan Salas

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• Elementos para una Gestión de Equipos en Instalaciones Previo

a

operación

la de

puesta los

en

equipos

eléctricos asociados, se deben efectuar pruebas e inspección que

avalen

el

correcto

funcionamiento de cada uno de los equipos y de cada sistema, con la carga correspondiente. Ing. Juan Salas

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• Elementos para una Gestión de Equipos en Instalaciones Estos resultados conforman el punto de partida del registro histórico de operación de los equipos eléctricos y de la Gestión de las Instalaciones. El estado de terminación y conformidad de esta fase de arranque de las Instalaciones Eléctricas dará el nivel de

confiabilidad

del

suministro

eléctrico en la etapa preliminar de operación . Ing. Juan Salas

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• Elementos para una Gestión de Equipos en Instalaciones De allí en adelante, el dueño de instalación (Operador) deberá establecer un sistema de gestión de activos (equipos e instalaciones), el cual considere los aspectos siguientes: • Inventario y codificación de los equipos y componentes asociados a cada sub-sistema eléctrico. • Elaboración de la lista de repuestos y partes de los equipos eléctricos.

Ing. Juan Salas

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• Elementos para una Gestión de Equipos en Instalaciones • Selección y entrenamiento del personal de mantenimiento y operador de las instalaciones eléctricas. • Adquisición de las herramientas y equipos de prueba para la inspección y el mantenimiento de los equipos. • Adquisición o elaboración de un programa de inspecciones y mantenimiento. Ing. Juan Salas

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• Elementos para una Gestión de Equipos en Instalaciones • Elaboración de las carpetas de servicio y mantenimiento de cada equipo con resultados de pruebas, de análisis de fallas, reparaciones efectuadas y horas de operación (Libro de Vida). • Llevar la estadística de los parámetros de comportamiento según el equipo, incluyendo el tiempo entre fallas y la variación entre los límites de operación establecidos Ing. Juan Salas

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• Elementos para una Gestión de Equipos en Instalaciones. • Identificación de los equipos y componentes críticos por análisis de confiabilidad operacional.

Ing. Juan Salas

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• DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS EQUIPOS ELÉCTRICOS PRINCIPALES ASOCIADOS. • Tableros de Interruptores MT y BT • Transformadores Eléctricos • Centros de Control de Motores (CCM) • Motores Eléctricos • Sistemas de Generación de Emergencia • Sistemas de Alimentación Batería- UPS Ing. Juan Salas

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• Tableros de Interruptores MT y BT • Componentes de un Tablero de Interruptores • Tipos de Tableros de Interruptores

Ing. Juan Salas

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• Tableros de Interruptores MT y BT • Componentes de un Tablero de Interruptores 

Estructura Metálica



Barras de Potencia



Interruptores de Potencia



Interruptores de Caja Moldeada



Canalizaciones



Protección y Control

Ing. Juan Salas

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• Tableros de Interruptores MT y BT Estructura Metálica:

• Envoltura del Tablero de Interruptores. • Protege al operador y mantenedor del acceso a partes energizadas y da soporte contra impacto mecánico externo. • Protege a los equipos y componentes internos de la contaminación ambiental, siendo requerida una lámina de espesor mínimo de 1,5 mm a 2,0 mm. • Según el tipo de construcción y aplicación, se requieren dobleces de lámina y colocación de empacaduras de neopreno a tal fin. Ing. Juan Salas

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• Tableros de Interruptores MT y BT Barras de Potencia: • Definen la capacidad térmica y dinámica contra esfuerzos electromagnéticos que se producen en este centro de alta energía • Es de suma importancia el material (cobre electrolítico o aleación de alta conductividad) y la solidez de los soportes de las mismas.

Ing. Juan Salas

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• Tableros de Interruptores MT y BT Interruptores de Potencia: • Dispositivos de maniobra para la desconexión y conexión tanto en operación normal local o remota como en condiciones de falla a través del sistema de control y protección. • Pueden ser con extinción en Vacío (VCB), en Hexafluoruro de Azufre-SF6 (GCB) o en Aire (ACB) • Esta última opción solo se fabrica hoy día para interruptores en BT. • En instalaciones Industriales de gran demanda de potencia se usan interruptores en MT. Ing. Juan Salas

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• Tableros de Interruptores MT y BT Interruptores de Caja Moldeada: • Dispositivos de maniobra y protección asociados a centros de distribución de potencia (CDP) y Tableros de Distribución de Fuerza (TD). • Poseen capacidad térmica y magnética ajustable o fija según la capacidad y tensión del tablero. • A pesar de su sencillez aparente, requieren de una inspección periódica para conocer el estado de operación. Ing. Juan Salas

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• Tableros de Interruptores MT y BT Canalizaciones: • Componentes de conducción de corriente (cables) y de fijación de los mismos de forma segura (tuberías, conectores, canaletas, bandejas). • Permiten la alimentación (fuente) y distribución de potencia (carga).

Ing. Juan Salas

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• Tableros de Interruptores MT y BT Protección y Control: • Conjunto de dispositivos de protección (relés, fusibles, transformadores de medida asociados), de elementos de maniobra (suiches, conmutadores), de señalización (semáforos, luces), de indicación y de registro (amperímetros, voltímetros, contadores de energía, etc.). • Se encargan de controlar la energía de los tableros de interruptores de potencia MT y de BT. Ing. Juan Salas

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• Tableros de Interruptores MT y BT • Tipos de Tableros de Interruptores: 

Celdas Blindadas (Metal-clad) de MT



Celdas de Interruptores Encerradas (Metal-enclosed) de MT



Cubículo tipo Estación de MT/ AT



Centros de Distribución de Potencia de BT



Tableros de Distribución de BT

Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos • Componentes de un Transformador Eléctrico • Tipos de Sistemas de Refrigeración • Tipos de Transformadores Eléctricos según la aplicación y uso

Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos • Componentes de un Transformador Eléctrico: Protecciones

Sistema de Enfriamiento

Núcleo

Aisladores Pasa tapa

Tanque Principal

Cambiador de Tomas

Tanque Conservador

Devanados

Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos Núcleo: • Parte central alrededor del cual se establece el circuito magnético • Construcción de acero laminado con diversas aleaciones • Para transformadores monofásicos se utiliza una forma acorazada, donde las bobinas de alta y baja tensión irán una sobre la otra. • El tipo concha (shell) se utiliza también para transformadores monofásicos. • Para transformadores de potencia trifásicos se usa un núcleo acorazado de tres columnas, sobre las cuales se arrollan los devanados de alta y baja tensión. Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos Devanados: • Su propiedad básica es la resistencia dieléctrica. • Están sometidos a los cambios de temperatura por la variación de la carga. • Deben ser asegurados firmemente para resistir los esfuerzos mecánicos por cortocircuito. • Pueden ser de alambre redondo para los tamaños pequeños. • Para los transformadores de distribución de tamaño mediano y para los de potencia se utiliza pletina de cobre o de aluminio para las bobinas de BT Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos Cambiador de Tomas: • Arreglo de derivaciones de las bobinas del lado de alta tensión • Permite la adaptación del transformador a las condiciones de la red y en función de la tensión requerida de utilización. • Los cambiadores de toma pueden ser manuales y automáticos. Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos Aisladores Pasa tapa: • Aisladores de una sola pieza (tipo bushing). • Conectan la salida de las conexiones de los devanados a los terminales de conexión principales • Su características más importantes son su rigidez dieléctrica (Nivel Básico de Aislamiento - BIL) y su resistencia mecánica. • Junto con el aceite dieléctrico y el aislante de las bobinas forman parte del sistema aislante del transformador. • Los aisladores pasa tapa de mayor uso son los de porcelana. • Se ha venido generalizando el uso de aisladores poliméricos para equipos de distribución de uso interior. Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos Tanque Principal: • Conforma la estructura del transformador • Contiene el Núcleo, los Devanados y el medio Refrigerante. • Diseñado para resistir cambios bruscos de temperatura y esfuerzos electromecánicos de corta duración. Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos Aceite Dieléctrico: • Ocupa la mayor parte del transformador de distribución y de potencia • En la placa de características se dan los pesos del aceite y el tanque por separado. • En general es aceite mineral con rigidez dieléctrica mínima de 30 kV • Aun se utilizan líquidos aceitosos (Askarel) con propiedades aislantes de alto nivel dieléctrico pero con sustancias tóxicas al ambiente y la salud. • El límite de temperatura para que no se produzca carbonización es de 75 ºC. Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos Tanque Conservador: • Aplica para transformadores de gran capacidad • Es un tanque cilíndrico de acero de menor tamaño ubicado en la parte superior del transformador. • Provee la función de expansión o contracción del aceite al tanque principal, debido a los cambios de temperatura. • Reduce la tasa de oxidación del aceite, debido a que hay menos superficie de aceite expuesta al aire y por la menor temperatura del aceite en el aire. Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos Protecciones: • Las protecciones propias del transformador de potencia, son la de alta temperatura de aceite, la de alta temperatura de devanados, la válvula de alivio de sobre presión y la de alta presión • El relé Buchholz se usa para transformadores con tanque conservador y la de presión súbita, para transformadores de tanque sellado. Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos Sistema de Enfriamiento: • La función es el enfriamiento del aceite dieléctrico contenido en el mismo. • Lo componen el medio refrigerante (aceite, aire, agua), los elementos metálicos fijos en el tanque principal o anexos desmontables y los accesorios. Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos • Tipos de Sistemas de Enfriamiento: 

Auto enfriado, Inmerso en Aceite (OA)



Auto enfriado/ Enfriamiento Forzado, Inmerso en Aceite (OA/FA)



Auto enfriado/ Aceite Forzado/ Aire Forzado, Inmerso en Aceite (OA/FOA/FOA)



Auto enfriado, Tipo Seco (AA)



Enfriamiento por Aire Forzado, Tipo Seco (AFA)



Auto enfriado/ Aire Forzado, Tipo Seco (AA/FA)

Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos • Tipos de Transformadores Eléctricos según la aplicación y uso: 

Transformador de Potencia



Transformador de Distribución



Transformador de Potencia de Tracción (Rectificador)



Transformador especial para Hornos de arco



Transformador especial de redes sumergidas

Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos • Transformador de Potencia

Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos • Transformador de Distribución

Ing. Juan Salas

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• Transformadores Eléctricos Transformador de Potencia de Tracción (Rectificador)

Ing. Juan Salas

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• Centros de Control de Motores (CCM) •

Componentes de un Centro de Control de Motores

• Tipos de CCM

Ing. Juan Salas

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• Centros de Control de Motores (CCM) • Componentes de un Centro de Control de Motores Arrancadores

Ductos de Cables

Barras de Fuerza

Protecciones

Estructura Metálica

Accionadores VFD

Medición y control

Ing. Juan Salas

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• Centros de Control de Motores (CCM) Arrancadores • Son los elementos de mayor importancia en el CCM • Definen la cantidad de módulos o secciones verticales del equipo CCM. • Los arrancadores del tipo combinación están dimensionados según el estándar NEMA o IEC y comprenden el ensamblaje del Interruptor Magnético, el Contactor, la Protección Térmica y los elementos de control. • Comprenden arrancadores electromecánicos directos a plena tensión y electrónicos o de arranque suave, para motores desde 10 hp (7,5 kW) hasta 400 hp (300 kW) en tensiones hasta 480 V. Ing. Juan Salas

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• Centros de Control de Motores (CCM) Barras de Fuerza • Son en general de Cobre • La capacidad nominal hasta 3.200 A para la barra principal horizontal y de capacidad hasta 1.200 A par para las las barr arras verti ertica cale less • La capacidad de cortocircuito es de hasta 65 kASym. • Barras unidas por medio de conexiones apernadas o del tipo desconectable y ubicadas en parte trasera superior o inferior del equipo. • La Barra de Neutro posee las mismas característica icas que las de fases. Ing. Juan Salas

I

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• Centros de Control de Motores (CCM) Estruct str uctura ura Metá Metálilica ca

• Diseñada en general en una forma modular, según normas norteamericanas UL y ANSI/ IEEE o normas intern internaci aciona onales les IEC. IEC. • Para CCM de diseño UL, las dimensiones de cada sección vertical son ancho de 508 mm (20”), altura de 2286 mm (90”) y fondo de 533 mm (21”). • Con este diseño modular hay una máxima flexibilidad para la configuración de componentes, y se provee el acceso y la seguridad para la instalación, pruebas y mantenimiento de los equipos. Ing. Juan Salas

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• Centros de Control de Motores (CCM) Medición y control • Pos osee eenn med medic ició iónn de de corriente, tensión y potencia como estándar

Ing. Juan Salas

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• Centros de Control de Motores (CCM) Conductos de Cables

• Los cables de acometida y los alimentadores de salida poseen compartimientos comunes a un lado de las gavetas de arrancado adores, con con separa aración metá etálica entr ntre compart artimientos de control y de las barras verticales desde donde se conecta a la fuente. • Los cables de fuerza provenientes de la acometida se conectan a las barras horizontales y los cables de salida desde los arrancadores salen hacia los equipos a través de canalizaciones subterráneas o superficiales a la vista. Ing. Juan Salas

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• Centros de Control de Motores (CCM) Protecciones

• En CCM y Arrancadores de Motores individuales consiste de las funciones de Cortocircuito (fus (fusiible bles o inte nterrup rrupto torr magn magnét étic ico) o),, de Sobrecarga (calentadores térmicos o relés electrónicos) y de Falla a Tierra (relé de tierra). • En casos particulares se agregan funciones de sub-carga, de Baja / Sobre Tensión y Desbalance de Fases y de Secuencia Negativa de Corriente. Ing. Juan Salas

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• Centros de Control de Motores (CCM) Accionadores VFD

• Aparatos de fuerza, control y protección que permiten el arranque y funcionamiento programado de un motor con mínimo esfuerzo mecánico extremo al equipo impulsado. • Corrientes de régimen por debajo de la nominal del motor y con menor consumo de energía y menor desgaste mecánico. • Estos equipos se aplican a motores de tamaño mediano y grande,hasta 600 Hp, lo cual exige un espacio importante del Tablero. Ing. Juan Salas

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• Centros de Control de Motores (CCM) • Tipos de CCM (NEMA)

Clase I:

Arrancadores de Combinación. Incluye derivación a barra horizontal. No incluye interconexiones ni enclavamientos entre estaciones manuales y unidades.

Clase II: Sistema de Control completo. Incluye el alambrado de interconexión y el enclavamiento para estaciones remotas.

Ing. Juan Salas

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• Centros de Control de Motores (CCM) • Tipos de CCM (NEMA)

Categoría A: No incluye bloques de terminales. Arrancadores ensamblados en fábrica y en estructura. No hay alambrado exterrno. Categoría B: Todos los conductores de control terminan en bloques cerca de la base de cada unidad. Bloques de terminales tipo enchufable hasta tamaño NEMA 2. Categoría C: Los terminales de la unidad se extienden a bloques maestros en el tope o la base de cada sección vertical. Todo el control y cableado de carga es ensamblado en Ing. Juan Salas fábrica hasta tamaño NEMA 3.

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• Centros de Control de Motores (CCM) • Tipos de Arrancadores de Motores (NEMA)

Clase A: Controladores Magnéticos o Manuales de C.A. en aire o aceite. Hasta 600 V. Capacidad de interrupción de hasta 10 veces la In del motor. Clase C: Controladores de C.A. Hasta 600 V. Capaces de interrumpir fallas más allá de su operación de sobrecarga. Clase E: Controladores de C.A. inmersos en aceite. Tensión de servicio entre 2.300 V y 4.600 V.

Interrumpe fallas más allá de su operación de sobrecarga (hasta 250 kASym sin fusibles).

Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos • Componentes Eléctrico

de

un

Motor

• Tipos de Motores Eléctricos según el principio de operación • Tipos de Motores Eléctricos de acuerdo al Grado de Protección • Tipos de Motores Eléctricos de Inducción según el Tipo de Diseño Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos • Componentes de un Motor Eléctrico Estator

Devanados

Cojinetes

Rotor

Eje y Acoplamiento

Carcasa

Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Estator • Parte fija del motor o armadura donde se produce el campo electromagnético que hace girar el rotor y sobre el cual se alojan las bobinas o devanados. • Es generalmente de hierro colado o de acero fabricado para dar solidez y mínima deformación al motor. • El núcleo del estator esta construido de laminaciones con aleaciones de aceros especiales. Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Estator • Estos poseen propiedades magnéticas excepcionales, con ranuras y cuñas para permitir la colocación y sujeción de los conductores, respectivamente. • Contiene los pasajes de ventilación para ayudar a desalojar al exterior el calentamiento producido por los arranques y condiciones de sobrecarga térmica del motor en máquinas de gran tamaño. Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Cojinetes • Proveen la estabilidad y perfecto estado de los componentes mecánicos • Tienen la función de soportar el sistema rotativo (eje y su extensión) y de operar dentro de los límites de aceptación en cuanto a los parámetros de vibración, desplazamiento y velocidad. • Su sistema de lubricación tiene la función de preservar su integridad y de manejar las temperaturas dentro del rango de operación especificado por el fabricante del motor. Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Tipos de Cojinetes • Cojinetes Tipo Antifricción    

Ing. Juan Salas

Bolas o Rodamientos (Fracciones de Hp/kW hasta 1.500 Hp/ 1.120 kW) De Empuje de Contacto Angular (50 Hp/ 37,3 kW hasta 1.500 Hp) De Rodillos Cilíndricos (5 Hp/ 3,7 kW hasta 1.500 Hp) De Empuje de Rodillos Esféricos (50 Hp hasta 1.500 Hp)

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• Motores Eléctricos Tipos de Cojinetes • Otros Tipos de Cojinetes  

De camisas deslizantes (o de Babbitt) (1.000- 3.500 Hp/ 2.610 kW) De empuje de platos o zapatas (Kingsbury) (300- 1.500 Hp)

Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Devanados • Tienen como propiedades básicas la resistencia dieléctrica y la resistencia al calor. • Deben estar bien sujetados para evitar el movimiento debido a los esfuerzos electromecánicos y la cercanía con el rotor

Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Rotor Según el tipo de motor hay dos tipos de rotor: el tipo devanado utilizado en motores sincrónicos y asincrónicos y el tipo de jaula de ardilla usado exclusivamente en motores de inducción.

Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Rotores de Motores de Inducción de Jaula de ardilla Dentro de estos rotores hay varios tipos de construcción: • Barras fabricadas de cobre • Barras fundidas de aluminio

Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Eje y Acoplamiento • El eje del motor es el elemento a través del cual se entrega la energía mecánica al equipo acoplado • En general los ejes del motor son de construcción rígida, de acero al carbono 1045 para la mayor parte de las máquinas  Eje hueco de motores verticales para bombas  Eje de motor totalmente cerrado enfriado por ventilador (TEFC)  Eje de motor abierto a prueba de goteo (ODP) Tipos de Acoplamiento:  Metálicos  Elastoméricos Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Carcasa Como carcasa se describe la estructura metálica que envuelve al motor, incluyendo el estator y cojinetes. La forma del motor eléctrico ha tenido su evolución a lo largo de los años, con mejoras en la protección al ambiente, en la ventilación, en el uso de material más liviano para su manejo y adaptado a los equipos mecánicos impulsados. Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Códigos de Carcasa • NEMA

• IEC

Ing. Juan Salas

Código de dimensiones según Norma NEMA MG 1 y según Norma IEC 34-7, mostrando las medidas básicas necesarias para facilitar la adaptación de los motores a la carga mecánica en instalaciones industriales D-79


• Motores Eléctricos Códigos de Carcasa

Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Accesorios Calenta entado dorres de espa espaci cioo  Cal  Detectores de temperatura por resistencia (RTD) Sellos os mecá mecánic nicos os  Sell  Graseras o recipientes para el aceite lubricante  Caja de terminales de conexión eléctrica  Piezas para el acople mecánico (hub)  Rejillas de protección contra entrada de elem lemento entoss extr extrañ añoos al esta estato torr Probeetas tas de vibr vibrac ació iónn  Prob  Filtros de Aire Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos • Tipos de Motores Eléctricos según el principio de operación: Motores de Corriente Alterna:  Sincrónicos  Inducción (Rotor Devanado, Jaula) Motores de Corriente Directa:  Shunt  Serie  Compound Motores de Imán Permanente Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Motores de Inducción de Jaula de Ardilla: • • • • • • •

Asincrónicos Cons Co nstr truc ucci ción ón rob obus usta ta Roto Rotorr con con lami lamina naci cion ones es de acer aceroo Barr Barras as de cobr cobree o alum alumin inio io Ani Anillo Te Terminal Venti entila lador dores es en los los ext extre remo moss Eje Eje de acer aceroo sóli sólido do que que lo atr atrav avie iesa sa

Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Motore es Eléctr Eléctricos icos • Tipos de Motor de acu acue erdo rd o al Grado Grado de Pro Protecci tección: ón:

Motor tipo Abierto (ODP) o tipo protegido del ambiente (WP I), con rejillas de ventilación (IEC tipo IP12 o IP23)

Motor tipo protegido del ambiente (WP II), con la caja que contiene los pasajes internos y los filtros de aire Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Motore es Eléctr Eléctricos icos • Tipos de Motor de acu acue erdo rd o al Grado Grado de d e Protección Protecci ón

Motor tipo Cerrado (TEFC), con pliegues de la carcasa y el ventilador externo (IEC tipo IP 44). Motor tipo Cerrado con el intercambiador de aire-aire (TEAAC) a través de los tubos de Refrigeración (IEC tipo IP54). Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos ipo s de Motor Motore es Eléctr Eléctricos icos • Tipos de acu acue erdo rd o al Grado Grado de d e Protección Protecci ón

Motor a prueba de Explosión (XP), diseñado y fabr abricado ado para ara sopo port rtar ar una explosión por ignición y con ausencia de aberturas para ventilación.

Ing. Juan Salas

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• Motores Eléctricos Motores res Eléctrico Eléctricoss de • Tipos de Moto Inducció ndu cción n se s egún el Tipo Tipo de Diseño Diseño DISEÑO NEMA A

Alta Corriente de Arranque. Alto Torque Torque de Aceleración (220-230 % Tn)

B

Torque de Arranque Arranqu e mediano (125-160 (125-1 60 % Tn) Alto Torque Torque de Aceleración (200 % Tn) Deslizamiento máximo del 5 %

C Ing. Juan Salas

CARA CA RACTERISTI CTERISTICA CAS S

Alto Torque de Arranque Arranq ue (200 % Tn) Mediano Torque de Aceleración (180 % Tn) Deslizamiento máximo del 5 %

D-87


• Motores Eléctricos • Tipos de Motores Eléctricos de Inducción según el Tipo de Diseño DISEÑO NEMA

Ing. Juan Salas

CARACTERISTICAS

D

Muy Alto Torque de Arranque (275 % Tn) Deslizamiento entre el 5 y el 9 % y puede llegar incluso al 13 % Rotores de alta resistencia

E

Torque de Arranque Mediano (110- 150 % Tn) Mayor Corriente de Arranque ( 8 In vs. 5,8 In) Mayor Eficiencia que el NEMA B (89,5- 96,2 %) vs. 87,5- 95,0 %) D-88


• Sistemas de Generación de Emergencia •

Componentes de un Sistema de Generación de Emergencia

•

Tipos de Sistemas de Generación de Emergencia

Ing. Juan Salas

D-89


• Sistemas de Generación de Emergencia • Componentes de un Sistema de Generación de Emergencia Motor Diésel

Paneles de Control

Generador Eléctrico

Tablero de Distribución

Baterías automotrices

Tanque de Combustible

Ing. Juan Salas

D-90


• Sistemas de Generación de Emergencia Motor Diésel: • Motor de combustión interna de 6 cilindros en V, alimentado por GasOil y que proporciona la energía mecánica al Generador Eléctrico. • Encendido automático o manual local o remoto. • Posee grupo de baterías con capacidad para el arranque • Posee sus sistemas de combustible, de refrigeración, de descarga del motor, el de emisiones al ambiente y control de ruido. Ing. Juan Salas

D-91


• Sistemas de Generación de Emergencia Generador Eléctrico: • El generador eléctrico es el equipo electromecánico encargado de transformar la energía mecánica proporcionada por el motor Diésel en energía eléctrica. • El Generador Eléctrico de C.A. o Alternador Sincrónico, consiste de un circuito magnético, el devanado de campo en corriente directa (C.D.), el devanado de la armadura en C.A. y una estructura metálica, incluyendo los sistemas de refrigeración y de lubricación. Ing. Juan Salas

D-92


• Sistemas de Generación de Emergencia Generador Eléctrico: • El circuito magnético y los devanados de campo están arreglados de tal forma que la máquina rota, induciendo tensión de corriente alterna en el estator, debido a la variación cíclica del flujo magnético.

Ing. Juan Salas

D-93


• Sistemas de Generación de Emergencia Componentes del Generador Eléctrico: Estator (Armadura)

Devanados de Armadura

Devanados de Campo

Cojinetes

Rotor

Eje y Acoplamiento

Refrigeración

Lubricación

Carcasa

Accesorios

Ing. Juan Salas

D-94


• Sistemas de Generación de Emergencia Componentes del Generador Eléctrico: Estator (Armadura): • Es la parte fija del generador • Se produce la fuerza magneto motriz (fmm) • Hace rotar la máquina a velocidad sincrónica • Es de hierro colado o de acero fabricado. Devanados de Armadura: • Sus propiedades básicas son la resistencia dieléctrica y de producir la tensión deseada en la cantidad de fases y la forma de onda según la cantidad de polos • El inducido es fijo y el campo es rotativo. • Con este arreglo solo se generará C.A. Ing. Juan Salas

D-95


• Sistemas de Generación de Emergencia Componentes del Generador Eléctrico: Devanados de Campo: • Es donde se produce y controla la excitación de los alternadores. • Los devanados están sometidos a grandes fuerzas centrífugas de rotación. • El ensamblaje debe proveer estabilidad, de forma tal que las vueltas en las bobinas no se separen y la bobina no se afloje del polo. • Las tensiones de operación de las bobinas de campo están entre 125 y 600 VCC.

Ing. Juan Salas

D-96


• Sistemas de Generación de Emergencia Baterías Automotrices: • Grupo de baterías automotrices con tensión 12 / 24 VCC para el arranque del Motor. • Elemento indispensable para iniciar la alimentación de emergencia de la edificación o instalación industrial. • Poseen gran capacidad de almacenamiento de energía eléctrica. • Requieren recarga periódica de acuerdo a los ciclos de descarga. Ing. Juan Salas

D-97


• Sistemas de Generación de Emergencia Paneles de Control: • Se incluyen el panel del conjunto moto-generador, con los indicadores de presión, temperatura, nivel de agua, el contador de arranques y el de horas de operación. • El panel de transferencia con el interruptor de mando automático y manual, la lógica de control y protección y los indicadores de corriente, tensión y frecuencia del sistema. Ing. Juan Salas

D-98


• Sistemas de Generación de Emergencia Interruptor de Transferencia Automática: • Se encuentra instalado en un Tablero de estructura metálica, enlazando los interruptores de entrada Red Normal (NC) y el del Generador de Emergencia (NA). • El Sistema de Transferencia Automática (STA) de carga, con los sistemas de protección de baja tensión y la lógica de control. • Ordena el arranque del grupo electrógeno y una vez estabilizada la frecuencia y tensión del generador eléctrico, da la orden de cierre de la opción Emergencia del interruptor y transfiere finalmente la carga de la fuente normal. Ing. Juan Salas

D-99


• Sistemas de Generación de Emergencia Tablero de Distribución: • Centro de Potencia del sistema de alimentación de emergencia. • Están incluidas las cargas esenciales y críticas que pueden soportar segundos de interrupción forzada. • Ubicado en el mismo lugar donde se encuentra la Transferencia Automática. • Debe ser revisada periódicamente la carga conectada asociada, conociendo el límite de capacidad del sistema.

Ing. Juan Salas

D-100


• Sistemas de Generación de Emergencia Tanque de Combustible: • Tanque para almacenamiento del Gas-Oil montado en general en lugar externo bajo tierra o elevado. • Dimensiones de acuerdo a las horas de operación a plena carga definidas del grupo Electrógeno. • Provisto de bomba eléctrica, de medición del nivel y válvulas de retención del combustible. • Debe estar provisto de los drenajes de líquidos asociados al combustible. Ing. Juan Salas

D-101


• Sistemas de Generación de Emergencia • Tipos de Sistemas de Generación de Emergencia 

Plantas Portátiles (desde 3 kW hasta 10 kW, 240/120 V)



Plantas Móviles rodantes (20 kW hasta 2.000 kW)



Plantas de Emergencia Fijas (7,5 kW hasta 2.800 kW)



Plantas de Emergencia Rodantes (trenes y trolebuses) Ing. Juan Salas

D-102


• Sistemas de Alimentación Batería- UPS • Componentes de un Sistema de Alimentación de Respaldo • Tipos de Baterías Estacionarias • Tipos de UPS según la aplicación

Ing. Juan Salas

D-103


• Sistemas de Alimentación Batería- UPS •

Componentes de un Sistema de Alimentación de Respaldo: Batería Estacionaria

Inversor

Cargador-Rectificador

Sistema de Control

Sistema UPS

Conmutador Estático

Soporte de Baterías

Suiche de Transferencia

Ing. Juan Salas

D-104


• Sistemas de Alimentación Batería- UPS Batería Estacionaria: • La batería estacionaria es una fuente de energía para alimentar cargas críticas y sensibles • Es el componente más importante en una UPS • La duración de la fuente depende del periodo de descarga de estas baterías. • La autonomía del banco de batería de un UPS se especifica en Amperios-Horas (A-H) y es el resultado de un detallado estudio. • Las baterías usadas en los UPS generalmente son selladas y con mínimo mantenimiento. Ing. Juan Salas

D-105


• Sistemas de Alimentación Batería- UPS Cargador-Rectificador: • El Cargador de Baterías es una fuente de tensión CC que tiene dos funciones:  Dar a la batería el voltaje de flotación necesario para asegurar que la batería está cargada al 100%.  Recargar la batería después que fue utilizada al haber un corte de energía.  Al regresar la energía comercial, el cargador de baterías aplicará el mismo voltaje de flotación y la batería se empezará a recargar, hasta que esté recargada completamente. Ing. Juan Salas

D-106


• Sistemas de Alimentación Batería- UPS Sistema UPS: • Sistema que provee y mantiene energía eléctrica de respaldo en caso de interrupciones eléctricas o eventualidades en la línea o acometida. • Adicionalmente las UPS cumplen la función de mejorar la calidad de la energía eléctrica que llega a las cargas.

Ing. Juan Salas

D-107


• Sistemas de Alimentación Batería- UPS Inversor: • Se representa por un bloque donde le entra Corriente Directa y sale Corriente Alterna: Logra la conversión de Corriente Directa a Corriente Alterna mediante la conmutación repetida de 4 transistores en configuración tipo puente inversor. Ing. Juan Salas

D-108


• Sistemas de Alimentación Batería- UPS Conmutador Estático : • Se usa en UPS en Línea (On-Line) • Dispositivo electrónico formado por dos SCR como “switch” en la vía del “by-pass”. • Cuando se requiere transferir a Bypass se necesita una gran velocidad y por ello se utiliza el Switch Estático el cual es de muy alta velocidad. Ing. Juan Salas

D-109


• Sistemas de Alimentación Batería- UPS Suiche de Transferencia: • Se usa en UPS fuera de línea (Off Line). • Cuando hay un corte de energía o el voltaje es muy alto o muy bajo a niveles inadecuados para seguir operando la carga, se requiere desconectar el voltaje de Entrada que en este momento va hacia la carga y ahora se requiere encender el Inversor y rápidamente conmutar el voltaje de Inversor a la carga. Ing. Juan Salas

D-110


• Sistemas de Alimentación Batería- UPS Soporte de Baterías: • Es el gabinete metálico en forma escalonada donde se soportan las baterías. • Para bancos de batería de tamaño pequeño se usan los armarios cerrados y ventilados junto con el UPS.

Ing. Juan Salas

D-111


2.2.6. Sistemas de Alimentación Batería- UPS • Tipos de Baterías Estacionarias: De placas Ventiladas: • Plomo Acido • Níquel- Cadmio Selladas: • Plomo (VRLA)

Ing. Juan Salas

D-112


• Sistemas de Alimentación Batería- UPS Tipos de UPS según la aplicación: • UPS de corriente continua • UPS de corriente alterna • UPS Mecánicas (rotativas) • UPS Fuera de Línea (Off Line) o Stand-By • UPS Interactivas (Stand-By) con Regulación de Voltaje • UPS en Linea (On Line ) Ing. Juan Salas

D-113


• Normas Técnicas Internacionales IEC - ANSI/IEEENEMA aplicables a los Equipos Eléctricos • Tableros e Interruptores Componente

Norma IEC

• General

60694 – 60298

• Cerramiento

60529

• Barras de Potencia

Norma ANSI/IEEE-NEMA C37.20.2 – C37.20.3 C37.20.4 NEMA 250 C37.30

• Aisladores

60137 – 60305

C76.1 – C37.30

• Disyuntores MT

60056-4, 60479 60947-3

C37.010, C37.09 C37.079

Ing. Juan Salas

D-114


• Tableros e Interruptores Componente

Norma IEC

Norma ANSI/IEEE-NEMA

• Interruptores BT

60439

C37.13, C37.29, C37.20.1 Std.1015-1997

• Seccionadores MT

60470

C37.30, C37.35

• Fusibles

C118.1, C37.40, C37.41

• Protecciones

61850

C37.29, C37.21

• Transformadores de Medida

60185, 60186

C57.13, C57.13.1

Ing. Juan Salas

D-115


• Transformadores Componente

Norma IEC


• Inmersos en Aceite

60076-1, 60076-4

C57.12.00, C57.12.10 C57.12.91, C57.94

• Secos

60146-1

C57.12.50, C57.12.51 C57.12.57, C57.12.96

• Distribución

60270

C57.12.90, C57.12.22, C57.12.20, C57.12.20

• Aceite

60599, 60947-2

C57.106, Std.283

Ing. Juan Salas

D-116


• Centros de Control de Motores Componente

Norma IEC


• General

60529

C37.16, Std. 67, Std. 1015, PB-2

• Arrancadores

60947-2

NEMA 250

• Fusibles

61508

C97.1

Ing. Juan Salas

D-117


• Motores y Generadores Eléctricos Componente Norma IEC


• General

60034-1

Std. 112, MG-1, MG-2 Std. 1015, PB-2

• Grados de Protección

60034-5

MG-1

• Diseños

60034-7

Std. 841, Std. 58

• Mantenimiento y Pruebas

60034-2

Std. 43, Std. 432, Std. 1068

Ing. Juan Salas

D-118


• Sistemas de Emergencia y de Respaldo Componente

Norma IEC


• Sist. de Emergencia

60034-22

• Baterías Estacionarias Pb • Baterías Estacionarias NiCd • Baterías Estacionarias VRLA

60254-1 , 61056, Std. 450, Std. 484, 60896-21 Std. 485 60623, 61951-1 Std. 1106, Std. 1115 Std. 1187, Std. 1188, Std. 1189

• Sist. UPS / Cargadores

60950, 61000-3, 60146

Ing. Juan Salas

Std. 446, Std. 387

Std. 1184, UL 1236

D-119


• INSPECCIÓN Y MANTENIMIENTO DE LOS EQUIPOS ELÉCTRICOS • Evolución del Mantenimiento de los Equipos Eléctricos • Prácticas de Inspección y Mantenimiento de Tableros Eléctricos de MT/BT • Prácticas de Inspección y Mantenimiento de Transformadores • Prácticas de Inspección y Mantenimiento de Motores y Generadores • Prácticas de Inspección y Mantenimiento de Equipos de Alimentación de Respaldo Ing. Juan Salas

D-120


• Evolución del Mantenimiento de los Equipos Eléctricos • Necesidad del mantenimiento en equipos eléctricos • Descripción de los tipos de mantenimiento • Aplicación del Mejoramiento de la Confiabilidad Operacional • Ventajas de la Inspección Predictiva y del Monitoreo Continuo

Ing. Juan Salas

D-121


• Necesidad del Mantenimiento en Equipos Eléctricos •Minimizar paros de procesos de producción industrial por falla

•Reducción drástica de fallas en equipos

•Minimización de accidentes e incidentes en Instalaciones

•Extensión de la vida útil de equipos costosos

•Disminución de costos de operación del Negocio

•Prevención de costosas reparaciones de los equipos Ing. Juan Salas

D-122


• Descripción de los tipos de mantenimiento En general hay cuatro tipos de mantenimiento: • Mantenimiento Correctivo o Reactivo:  Se basa en la reparación por falla o indisponibilidad por desgaste del equipo  Fue el mantenimiento predominante en la industria hasta los años 1950  Los costos son los más altos para el dueño de la instalación (Operador)  La falla del equipo puede afectar otros equipos o al sistema. Ing. Juan Salas

D-123


• Descripción de los tipos de mantenimiento • Mantenimiento Preventivo o Programado:  Se hace en intervalos definidos desde la puesta en operación de la Instalación  Se requiere una programación de los trabajos con una definición de responsabilidades y órdenes de trabajo  Tiene varios niveles, desde el mantenimiento rutinario general hasta el mantenimiento mayor.

Ing. Juan Salas

D-124


• Descripción de los tipos de mantenimiento • Mantenimiento Preventivo o Programado:  En los servicios mayores, se realiza inspección previa para verificar la condición del equipo a mantener  Este mantenimiento fue predominante en la industria entre los años 1960 y 1970  Los costos son más bajos respecto del mantenimiento correctivo y permite reajustar los ciclos  Se realiza una lista de verificación por cada uno de los equipos o componentes.

Ing. Juan Salas

D-125


• Descripción de los tipos de mantenimiento • Mantenimiento Predictivo o Basado en Condición:  Se soporta en las tecnologías para la inspección en línea al equipo  Aplica tanto a equipos rotativos como a equipos estáticos  Este mantenimiento fue iniciado en la industria con la inspección de vibración en los años 1980 y hoy abarca gran cantidad de equipos mecánicos y eléctricos.

Ing. Juan Salas

D-126


• Descripción de los tipos de mantenimiento • Mantenimiento Predictivo o Basado en Condición:  Los costos son más bajos respecto del mantenimiento preventivo y permite extender la operación del equipo  Detecta fallas incipientes en pleno desarrollo. evitando fallas mayores y paros e interrupciones del proceso de producción y servicio  El comportamiento del equipo se conoce con mayor profundidad, al llevar el análisis de tendencias, dando herramientas al Operador para la decisión.

Ing. Juan Salas

D-127


• Descripción de los tipos de mantenimiento • Mantenimiento Basado en Confiabilidad o Proactivo:  Se basa en el Análisis Causa Raíz de falla y herramientas de mantenimiento preventivo y predictivo y de Calidad ISO 9000 para lograr el mantenimiento Clase Mundial 

Persigue la reducción de costos de mantenimiento y la maximización de la vida útil de equipos a través de la eliminación de las causas de falla



La capacidad de producción de la Instalación es el objetivo, con lo cual el mantenimiento pasa de ser un centro de costo a un centro de inversión y fuente de ingresos.

Ing. Juan Salas

D-128


• Descripción de los tipos de mantenimiento • Mantenimiento Basado en Confiabilidad o Proactivo:  Este mantenimiento aun en proceso de implantación en la industria se inició a mediados de los años 1990 

La determinación de la Vida Útil de equipos y componentes es el aporte del mantenimiento preventivo



La extensión de los intervalos de mantenimiento y la prevención de fallas son los aportes del predictivo



La eliminación de las fallas repetidas por modificaciones en el diseño y operación y la eliminación de los factores de impacto es el aporte del mantenimiento proactivo.

Ing. Juan Salas

D-129


• Aplicación del Mejoramiento de la Confiabilidad Operacional

Confiabilidad Operacional: • Serie de procesos de mejora continua que incorpora herramientas de diagnóstico, metodologías de análisis y tecnologías para optimizar la gestión, la ejecución y el control de la producción.

Ing. Juan Salas

D-130


• Aplicación del Mejoramiento de la Confiabilidad Operacional. Mejoramiento de la Confiabilidad Operacional: • Agrupación de las mejores prácticas de la operación y el mantenimiento con una orientación al negocio, para:  Mejorar la productividad,  Reducir el costo de confiabilidad de equipos e instalaciones  Incorporar el mantenimiento como parte integral del proceso de producción  Maximizar la vida útil o el ciclo de vida de los activos (equipos)  Eliminar las causas de las fallas Ing. Juan Salas

D-131


• Aplicación del Mejoramiento de la Confiabilidad Operacional Elementos del MCO: • Gente (Confiabilidad Humana):  Involucramiento e interfases • Tecnología (Confiabilidad y Mantenibilidad de Equipos):  Desde la fase de diseño se asocia a una confiabilidad interna y se enfoca a una reducción del tiempo promedio para reparar (TPPR)  Estrategias de mantenimiento para hacerlo más efectivo y en extender el tiempo promedio entre fallas (TPEF) • Proceso (Confiabilidad del Proceso):  Operación entre parámetros establecidos Ing. Juan Salas

D-132


• Aplicación del Mejoramiento de la Confiabilidad Operacional Aplicación del Mejoramiento de la Confiabilidad Operacional: • Diagnóstico:  Cuantificar las oportunidades de mejora  Establecer las herramientas de control  Jerarquizar los equipos por su criticidad • Control:  Tareas de mantenimiento, operación y rediseño  Se utilizan técnicas cualitativas como el Análisis Causa Raíz, etc. • Optimización:  Se determinan por técnicas numéricas los intervalos óptimos de mantenimiento e inspecciones Ing. Juan Salas

D-133


• Ventajas de la Inspección Predictiva y del Monitoreo Continuo Ventajas de la Inspección Predictiva: • Se logra indagar la condición del equipo mucho antes de que comience el desarrollo de una falla • Los equipos no son sacados de operación • Permite extender el plazo para el siguiente servicio • Se proporciona información real para hacer el análisis de tendencias

Ing. Juan Salas

D-134


• Ventajas de la Inspección Predictiva y del Monitoreo Continuo Ventajas del Monitoreo Continuo: • Se conoce la condición del equipo en tiempo real • Permite tomar acciones correctivas a corto término, vitales en equipos principales críticos • Suministra información instantánea y el acumulado de tendencias de la variable muestreada • Evita el traslado del personal y de los equipos a las instalaciones ubicadas en sitios remotos. Solo cuando se requiera, se hará la movilización de recursos. Ing. Juan Salas

D-135


• Prácticas de Inspección y Mantenimiento de Tableros Eléctricos de MT / BT • Consideraciones sobre el Grado de Protección al ambiente • Inspección y Mantenimiento de Celdas de Mediana Tensión • Inspección y Mantenimiento de Centros de Control de Motores y de Distribución de Potencia de BT • Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento

Ing. Juan Salas

D-136


• Consideraciones sobre el Grado de Protección al Ambiente. Grado de Protección al ambiente: • Las normas COVENIN 540:1998 y 3399:1998 se ocupan de las envolventes de los tableros eléctricos de MT/BT con respecto a:  Protección de personas contra el acceso a partes peligrosas en el interior de la envolvente  Protección de los equipos situados en el interior de la envolvente contra los efectos perjudiciales por la penetración de cuerpos sólidos extraños  Protección de los equipos situados en el interior de la envolvente contra los efectos ocasionados por la penetración de agua. Ing. Juan Salas

D-137


• Consideraciones sobre el Grado de Protección al Ambiente. Grado de Protección al ambiente: • Las normas NEMA 250 e IEC 60529 definen los grados de protección para tableros siguientes:  NEMA 1/ IP10: Provee la protección a una cantidad limitada de sucio en una instalación interior  NEMA 12/ IP52: Provee un grado de protección contra polvo circulando, sucio y goteo de líquidos no corrosivos en una instalación interior  NEMA 3R/ IP14: Provee un grado de protección contra lluvia, hielo y daños por la formación de nieve, en instalaciones exteriores  NEMA 4/ IP56: Provee un grado de protección contra viento con polvo, lluvia, agua dirigida con manguera, en instalación interior y exterior.

Ing. Juan Salas

D-138


• Consideraciones sobre el Grado de Protección al Ambiente. Protección del ambiente de Tableros: • La entrada de polvo y humedad al interior de un tablero debe ser evitado a toda costa por el efecto negativo en uniones de barras y en conexiones de cables a terminales de interruptores o seccionadores. • Los tableros ventilados deben estar provistos de mallas o filtros para evitar el ingreso de partículas o roedores a su interior.

Ing. Juan Salas

D-139


• Consideraciones sobre el Grado de Protección al ambiente Protección del ambiente de Tableros: • En el caso de tableros dentro de casetas a la intemperie donde no sean frecuentes tormentas de arena, esta debe proveer la protección NEMA 3R/ IEC IP14 contra los efectos de la intemperie. • De acuerdo a las particularidades del ambiente de la instalación, el tablero va a requerir inspecciones con mayor frecuencia para cubrir la detección de corrosión en la estructura metálica, para mantener el grado de protección.

Ing. Juan Salas

D-140


• Inspección y Mantenimiento de Celdas de Mediana Tensión Aspectos de Operación: • Ciclo de trabajo repetido en exceso por fallas frecuentes • Posibles arcos en terminales por inserción irregular de interruptores • Contactos principales de los interruptores desalineados Aspectos de Seguridad: • Presencia de humedad en sótano de cables • Enclavamiento mecánico inoperativo • Conexiones flojas en barras y terminales • Bordes cortantes sin aislamiento en el tablero

Ing. Juan Salas

D-141


• Inspección y Mantenimiento de Celdas de Mediana Tensión Inspección y Mantenimiento: • Inspección Visual y Limpieza de partes aislantes en compartimientos de Barras, Interruptor y Terminal de Salida • Inspección Visual de Envolvente del Tablero Inspección Visual y mecánica cada 12 meses

Ing. Juan Salas

D-142


• Inspección y Mantenimiento de Celdas de Mediana Tensión Inspección y Mantenimiento: • Pruebas Funcionales de control sin interruptor • Pruebas de Resistencia de Aislamiento a tierra con interruptores • Prueba de Resistencia de Contacto de interruptores y seccionadores • Inspección Visual y Eléctrica cada 24 meses, incluyendo interruptores de Vacío Ing. Juan Salas

D-143


• Inspección y Mantenimiento de Celdas de Mediana Tensión Prueba de Resistencia de Aislamiento a tierra: • Condición del Equipo en Prueba:  Debe estar desenergizado  Tener el acceso de los terminales • Medidas de Seguridad:  Crear una barrera de seguridad alrededor  Dejar una vía de escape segura  Realizar Análisis de Riesgo  Asegurar la descarga a tierra de las partes energizadas al finalizar la prueba. Ing. Juan Salas

D-144


• Inspección y Mantenimiento de Celdas de Mediana Tensión Prueba de Resistencia de Aislamiento a tierra: • Esquema de Conexiones

Ing. Juan Salas

D-145


• Inspección y Mantenimiento de Celdas de Mediana Tensión Prueba de Resistencia de Aislamiento a tierra: • Valores de Resistencia de Aislamiento:  Tensión aplicada varía según la tensión del equipo,  El tiempo de aplicación de la tensión de prueba es de 1 minuto.  Los valores de resistencia de aislamiento no están tabulados por normas IEC/ IEEE, sin embargo, la organización NETA recomienda unos valores mínimos según el nivel de tensión del equipo.  En caso de no alcanzar el equipo los valores tabulados en siguiente lámina, se debe efectuar un proceso de desconexión de elementos para probar el equipo solo y determinar su condición. Ing. Juan Salas

D-146


• Inspección y Mantenimiento de Celdas de Mediana Tensión Prueba de Resistencia de Aislamiento a tierra: • Valores Recomendados de Resistencia de Aislamiento: Tensión Nominal del Equipo (VCA) 2.500 5.000 8.000 15.000 25.000 35.000

Mínima Tensión Mínima Resistencia de de Prueba (VCC) Aislamiento Recomendada (MΩ) 1.000 100 2.500 1.000 2.500 2.000 2.500 5.000 5.000 20.000 15.000 100.000

Fuente: Práctica Recomendada NETA MTS-01 Ing. Juan Salas

D-147


• Inspección y Mantenimiento de Celdas de Mediana Tensión Prueba de Resistencia de Contactos: • Los puntos con alta resistencia en partes de conducción, originan caídas de voltaje, generación de calor, pérdidas de potencia, etc. • La prueba se realiza en circuitos donde existen puntos de contacto a presión o deslizables, como es el caso en interruptores. • Para medir la resistencia de contactos existen diferentes marcas de equipo, de diferentes rangos de medición, siendo el más común de 0 a 20 Ohms. • Los equipos de prueba cuentan con una fuente de corriente directa que puede ser una batería o un rectificador. Ing. Juan Salas

D-148


• Inspección y Mantenimiento de Celdas de Mediana Tensión Prueba de Resistencia de Contactos: Procedimiento para realizar la prueba: a) El equipo bajo prueba debe estar desenergizado y en la posición cerrado. b) Se debe de aislar a lo posible la inducción electromagnética, ya que esta produce errores en la medición y puede dañar el equipo de prueba. c) Limpiar perfectamente bien los conectores donde se van a colocar las terminales del equipo de prueba para que no afecten a la medición. Ing. Juan Salas

D-149


• Inspección y Mantenimiento de Centros de Control de Motores y de Distribución de Potencia de BT Condiciones de Operación: • Demanda eléctrica variable en alimentadores de motores en CCM • Paros y arranques son constantes en equipos controlados de los CCM • Desalineación de contactos principales Aspectos de Seguridad: • Exceso de polvo y hollín en barras • Mecanismo de operación interruptores de potencia desajustados • Conexiones flojas en interruptores de caja moldeada. Ing. Juan Salas

D-150


• Inspección y Mantenimiento de Centros de Control de Motores y de Distribución de Potencia de BT Inspección y Mantenimiento: • Inspección Visual y Limpieza de partes aislantes en compartimientos de Barras, Interruptor y Terminales de Salida • Inspección Visual y limpieza de Envolvente del Centro de Control y Tablero, eliminando rastros de corrosión con recubrimientos aprobados y limpieza de aberturas de ventilación y filtros. • Inspección Visual y verificación de apriete de conexiones en Barras, Interruptores de Potencia, Interruptores de Caja Moldeada, Contactores. Ing. Juan Salas

D-151


• Inspección y Mantenimiento de Centros de Control de Motores y de Distribución de Potencia de BT Inspección y Mantenimiento: • Verificación de mecanismo de inserción y los enclavamientos de los interruptores extraíbles, lubricando si es necesario el mecanismo • Pruebas funcionales de interruptores y elementos de control • Prueba de resistencia de aislamiento a tierra a cada barra principal (si es requerido). • Para este nivel de tensión se aplican 500 VCC por un tiempo de 1 minuto, esperando un valor de resistencia de aislamiento mínimo de 25 MΩ.

Ing. Juan Salas

D-152


• Inspección y Mantenimiento de Centros de Control de Motores y de Distribución de Potencia de BT Inspección y Mantenimiento: • Inspección Visual y Mecánica cada 12 meses • Inspección Visual y Eléctrica cada 24 meses, incluyendo los arrancadores de motores • Inspección Visual y Eléctrica Interruptores Caja Moldeada cada 36 meses.

Ing. Juan Salas

D-153


• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento 1) Se debe hacer programa de inspecciones detalladas de equipos de potencia (tableros, transformadores) cada tres (3) años o según indique el fabricante, para evitar fallas por deterioro de materiales y partes e indisponibilidad del suministro eléctrico. 2) Se debe seguir estrictamente la cantidad de operaciones sin y con carga y bajo condiciones de cortocircuito de los interruptores de aire y de vacío. 3) Se debe implantar la inspección termográfica de las conexiones de potencia y las barras para detectar puntos calientes y fallas en el suministro. Ing. Juan Salas

D-154


• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento 4) Se deben usar cajas de material polimérico de alta resistencia en sitios de alto grado de corrosión para extender vida útil y asegurar confiabilidad de los componentes eléctricos 5) Se debe lograr acuerdo con empresa de suministro eléctrico para efectuar mantenimiento de las líneas aéreas 24 kV para evitar interrupciones por contaminación y por rotura de aisladores. 6) Se debe llevar estadística de falla de interrupciones externas e internas para normalizar lapsos de mantenimiento e implantar técnicas de mantenimiento predictivo. Ing. Juan Salas

D-155


• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento 7) Se deben reemplazar las barreras aislantes de material sintético (bakelita, mica, etc.) que hayan estado expuestas por mucho tiempo a la acción de la intemperie. 8) Las gavetas de los arrancadores de combinación deben ser verificadas en su manejo para detectar puntos de posible contacto de partes activas con la estructura. 9) Se debe estudiar la provisión de un enclavamiento mecánico para evitar la extracción de la gaveta con el arrancador encendido.

Ing. Juan Salas

D-156


• Prácticas de Inspección y Mantenimiento de Transformadores • Consideraciones sobre el tipo de Transformador instalado • Consideraciones sobre el ciclo de carga del equipo • Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores • Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento

Ing. Juan Salas

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• Consideraciones sobre el tipo de Transformador Instalado Los transformadores son los equipos de potencia que poseen más sistemas aislantes y de construcción robusta, sin embargo, requieren de una atención especial para proteger sus elementos de los efectos contaminantes. Los transformadores de potencia inmersos en aceite poseen diversos tipos de construcción del tanque y los más conocidos son los de tanque de expansión o con conservador y los con el tanque sellado con gas inerte. Los transformadores de potencia secos poseen varias opciones de refrigeración con bobinas al aire y con compuestos deshidratantes para reducir la oxidación. La cantidad de pruebas de los transformadores varía según el diseño. Ing. Juan Salas

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• Consideraciones sobre el ciclo de carga del equipo El transformador de potencia está sujeto a las variaciones de la carga que le Impone el uso. Si alimenta carga comercial y residencial, presenta un comportamiento distinto respecto a una carga industrial y el dueño de la instalación debe llevar un registro de carga horaria con la información de la variación de los indicadores de temperatura y presión. El transformador de potencia de tracción posee aun condiciones más extremas del manejo de la carga, con picos y valles en una escala reducida respecto de los demás transformadores de potencia

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores Aspectos de Seguridad: • Desde que el equipo llega al Almacén, se debe asegurar el manejo adecuado para no esforzar más de lo debido los soportes de fábrica. • Al trabajar alrededor de transformadores las advertencias y reglas de prevención no son redundantes y deben ser seguidas siempre. • Conecte a una buena tierra el tanque del equipo antes de efectuar cualquier trabajo. • Ponga a tierra todo el equipo de manejo del aceite y la bomba de vacío. Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores Aspectos de Seguridad: • Verifique el contenido de Oxígeno en el tanque antes de entrar en él (20 % o mayor). • Mantenga un extintor de incendio en el sitio. • Siempre mantenga un trabajador en el tope del tanque mientras hay otro trabajando dentro. • Cortocircuite y ponga a tierra todos los aisladores pasatapa antes de iniciar el proceso de llenado final de aceite. • No haga ninguna prueba eléctrica mientras se está efectuando el proceso de vacío en el transformador.

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores Actividades de Inspección (donde aplique según tipo): • Inspección visual general del tanque, los radiadores y los aisladores pasatapa (bushings). • Inspección de válvulas de drenaje y de toma de muestras de aceite. • Inspección del cambiador de tomas en lado AT. • Inspección de los ventiladores y su conexión de fuerza y control. • Inspección de protecciones de presión, válvula de alivio, indicadores de nivel y de temperatura. • Inspección del conservador de aceite y sus accesorios. • Inspección de la puesta a tierra y el cableado general. Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores Pruebas de Mantenimiento (donde aplique según tipo):

• • • • • • • •

Prueba de Resistencia de Devanados. Prueba de Relación (TTR). Prueba de Resistencia de Aislamiento con IP. Prueba de Factor de Potencia del Aislamiento. Prueba de Rigidez Dieléctrica del Aceite. Prueba del relé de presión Buchholz / presión súbita. Prueba de carga del Cambiador de Tomas. Pruebas funcionales de Alarmas y Disparos.

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores Prueba de Resistencia de Devanados: • Con un óhmetro de pequeña escala Prueba de Relación (TTR): • Con puente de capacitancia reconocido. • Los resultados de relación no deben diferir en más del 0,5 % de los valores teóricos. Prueba de Resistencia de Aislamiento con IP: • Con megóhmetro de alta escala y precisión • Se debe medir la temperatura ambiente del sitio de pruebas. Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores Prueba de Resistencia de Aislamiento con IP: • Se probará la resistencia de aislamiento a tierra entre devanados AT, devanado BT y entre devanados AT y BT. • Se tomarán lecturas cada minuto hasta completar los 10 minutos por cada prueba. • Los demás devanados que no están en prueba se unirán y pondrán a tierra (ver esquema). • Las tensiones aplicadas y los valores esperados por nivel de tensión se muestran en tabla. • Las lecturas de resistencia se referirán a 20ºC • El valor de aceptación del IP es 2,0. Entre 1 y 2 se debe evaluar y por debajo de 1 es inaceptable. Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores Esquema de Prueba de Resistencia de Aislamiento:

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores

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3.3.3. Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores Tabla de Valores de Tensión y Resistencia de Aislamiento: Tensión de Devanado de Transformador Típico (V) 0 - 600 601 - 5000 Mayor de 5000

Tensión Mínima de Prueba (VCC) 1.000 2.500 5.000

Resistencia de Aislamiento Mínima Recomendada (Megohm) Inmerso Aceite Seco 100 500 1.000 5.000 5.000 25.000

Fuente: Práctica Recomendada NETA MTS-01 Nota: Estos valores de resistencia toman en consideración la referencia a 20 ºC Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores Prueba de Factor de Potencia del Aislamiento: • Esta es una prueba en CA que mide la pérdida de potencia debido a la corriente de fuga a través del aislamiento. • Se aplica a grandes transformadores de potencia. • Se puede determinar el factor de pérdida o tag δ

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores Procedimiento de Medición: • La prueba consiste en aplicar un potencial determinado al aislamiento que se desea probar, medir la potencia en Watts que se disipa a través de él y medir la carga del mismo en Volts Amperes. • El Factor de Potencia se calcula dividiendo los Watts entre los Volts - Amperes y el resultado se multiplica por 100. Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores Valores de Factor de Potencia del Aislamiento: % FP A 20°C

CONST. DIELECTRICA

Aire

0.0

1.0

Aceite

0.1

Papel

MATERIAL

EQUIPO

% F.P. a 20° C 0.5

2.1

Boquillas tipo condensador en aceite

0.5

2.0

Boquillas en compound

2.0

Porcelana

2.0

7.0

Transformadores en aceite

1.0

Hule

4.0

3.6

Transformadores nuevos en aceite

0.5

4.0 - 8.0

4.5

0.3

100.0

81.0

Cables con aislamiento de papel Cables con aislamiento de barniz cambray

4.0 - 5.0

Cables con aislamiento de hule

4.0 - 5.0

Barniz Cambray Agua

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Transformadores Pruebas de Rigidez Dieléctrica del Aceite: • Se usa una celda de prueba (chispómetro) • La prueba de resistencia dieléctrica es la básica • La tensión mínima aceptable es 30 kV para aceites minerales nuevos. • Para aceites minerales usados se usa 23 kV como mínimo (ASTM D1816). • La prueba de tensión interfacial (ASTM-971) da como valor de aceptación mínimo 24 kV para transformadores de menos de 69 kV. • Además se recomienda efectuar las pruebas de Contenido de Agua, Número de Neutralización, Color y Gravedad Específica. Ing. Juan Salas

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• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección Mantenimiento 1) Se debe inspeccionar detalladamente cada transformador de distribución o de potencia que se reciba en almacén o en el sitio de la Obra o en la Instalación directamente para asegurar la integridad de sus devanados y del núcleo y los accesorios en el manejo del transporte desde la fábrica o el taller donde fue reparado. 2) Cada servicio de inspección y mantenimiento del transformador debe estar acompañado de la prueba correspondiente de resistencia de aislamiento con índice de polarización (IP) o relación de absorción dieléctrica de acuerdo al tamaño del equipo y de la prueba de rigidez dieléctrica del aceite, si es del tipo de inmersión en aceite. Ing. Juan Salas

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• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección Mantenimiento 3) Las pruebas o verificaciones de operación del relé de presión súbita o el tipo Buchholz no deben ser subestimadas dentro del alcance de la inspección eléctrica y mecánica del equipo. 4) Se debe llevar un registro de la carga horaria del transformador, con la temperatura asociada en devanados y aceite, nivel de aceite, para conocer con mayor exactitud la capacidad real del equipo de potencia. 5) Se debe vigilar el funcionamiento del sistema refrigerante del transformador de potencia y detectar posibles fugas a través de sellos y empacaduras. Ing. Juan Salas

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• Prácticas de Inspección y Mantenimiento de Motores y Generadores •

Consideraciones sobre el tipo de operación del equipo accionado

•

Aspectos sobre el ambiente y la carga mecánica

•

Aspectos sobre el tipo de arranque asociado

•

Aspectos de la adaptación al sistema eléctrico de alimentación

•

Aspectos del ciclo de operación del conjunto

•

Actividades de Inspección y Mantenimiento

•

Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento

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• Consideraciones sobre el tipo de operación del equipo accionado Requerimientos de la carga mecánica: • Relación de velocidad versus torque:  El torque representa al movimiento a través de la fuerza de fricción.  La mayoría de las máquinas están en el rango de bajo torque de rotor bloqueado (60 – 150 % Tn), incluyendo las aplicaciones de ventiladores y de bombas centrifugas.  Las aplicaciones de bombeo mecánico solo alcanzan un rango alrededor del 275 % Tn. Ing. Juan Salas

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• Consideraciones sobre el tipo de operación del equipo accionado Requerimientos de la carga mecánica: • La inercia en el arranque del motor: 

La inercia es la resistencia a la aceleración a través de la masa o el peso de la máquina, esto incluye la deceleración.



La energía de aceleración se convierte en energía cinética (rotación del eje) que depende de la potencia y la velocidad y en energía de calor en el rotor y los devanados.

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El calentamiento de aceleración es el factor más importante, siendo los multiplicadores adicionales de calor los siguientes: •

El motor no está a plena capacidad

•

La alta corriente de arranque produce fuerzas pulsantes en las cabezas de bobina, entre 30-40 veces mayores que a plena velocidad, provocando fallas prematuras en el devanado.

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El calor extra provoca la expansión de los anillo de cortocircuito y el desarrollo de fuerzas radiales que deforman las barras del rotor.



Por las altas corrientes desarrolladas a altas velocidades (frecuencias) se produce el fenómeno de barra profunda, aumentando las pérdidas I2R y temperaturas de barras.

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• Aspectos del ambiente de la Instalación Evaluación del ambiente del sitio de instalación: • Clasificación Eléctrica del Área o Ambiente, ante la posible presencia de sustancias peligrosas (sólidos, líquidos, gases o vapores explosivos o combustibles). • Grado de Contaminación Atmosférica u hostilidad del área de operaciones, según la naturaleza del ambiente (marino, desértico, tropical, montañoso). • Grado de Humedad (inundaciones, lluvias) de la zona o región. • Nivel de ruido exigido de la instalación o de la comunidad vecina. Ing. Juan Salas

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• Aspectos de la adaptación al sistema eléctrico de alimentación El sistema eléctrico de potencia está compuesto por los elementos entre la red de distribución y el arrancador del motor, con el fin de suministrar la tensión y potencia requerida por la carga. Los aspectos que influyen sobre el desempeño y la vida del motor son los siguientes: • • • • •

Aislamiento Eléctrico y Daño Térmico Tiempo entre arranques Desbalance de Tensión Sobrecarga Transitorios

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• Aspectos de la adaptación al sistema eléctrico de alimentación Aislamiento Eléctrico y Daño Térmico: • El aislamiento eléctrico se puede perder por fractura o por agrietamiento debido a calentamiento prolongado del material aislante. 1. Si la corriente es lo suficientemente baja, el motor puede absorber el amperaje indefinidamente, con la temperatura dentro de los límites. 2. Si la corriente y la rata de temperatura aumentan, se reducirá el tiempo de operación permitido del motor. 3. Cada motor tiene una característica de daño térmico la cual se coordina con la protección eléctrica de sobre corriente (fusible o relé de tiempo inverso). Ing. Juan Salas

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• Aspectos de la adaptación al sistema eléctrico de alimentación Tiempo entre arranques: • La norma NEMA MG1 (20.43) reconoce que un motor puede arrancar de forma segura más a menudo cuando él se enfría entre arranques que cuando permanece caliente. • La vida del aislamiento se afecta por la temperatura total y no por la diferencial solamente .

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• Aspectos de la adaptación al sistema eléctrico de alimentación

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• Aspectos de la adaptación al sistema eléctrico de alimentación Sobrecarga: • Esta condición bastante común en los motores que accionan bombas en la industria tiene varias causas, siendo la protección de sobrecarga provista a través de calentadores (térmicos) de tiempo fijo o por relés electrónicos más precisos. Transitorios: • En general los equipos electrónicos son especialmente sensibles a los transitorios de alta frecuencia debido a suicheo en alta y baja tensión y a tormentas eléctricas. • Para evitar consecuencias de los transitorios en el control de motores, se debe revisar la puesta a tierra incluyendo la inexistencia de lazos de corriente de retorno, presencia de corrosión o calor excesivo en conexiones. Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Aspectos de Seguridad: • La primera medida de seguridad es el manejo del motor desde que sale de Fábrica o Taller al sitio de instalación, dependiendo del montaje y de las facilidades para izamiento. • Cuando el equipo está en operación y acoplado al equipo mecánico, se debe asegurar esté disponible la protección del acople del eje, para prevenir accidentes en caso de falla. Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Aspectos de Seguridad: • Como equipo rotativo y eléctrico, se debe evitar el uso de motores abiertos en áreas clasificadas como peligrosas con la presencia constante de gases o vapores combustibles. • En motores controlados de forma remota se debe asegurar el control local cuando se estén efectuando pruebas o trabajos en el conjunto electro-mecánico. • Usar la tarjeta roja de equipo fuera de servicio en el Arrancador respectivo, verificando la ausencia de tensión antes de intervenir equipo. • Asegurar que la carcasa del motor en operación esté puesta a tierra sin presencia de pintura o grasa. Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Actividades de Inspección: • Las actividades de inspección en máquinas eléctricas pueden ser hechas en varios niveles de servicio. • Para un nivel 1 mensual, se requiere chequear nivel de vibración general, temperatura en cojinetes y carcasa, velocidad de rotación del eje y tensión eléctrica en terminales, además de la inspección visual de condición. El nivel de ruido es una opción en motores que usan rodamientos.

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Actividades de Inspección: • Valores de vibración máxima permitida según norma NEMA MG 1: Velocidad rotor Vibración en velocidad (rpm) mm/s (IPS) 3.600 3,8 (0,15) 1.800 3,8 (0,15) 1.200 3,8 (0,15) 900 3,0 (0,12) 720 2,3 (0,09) • Las temperaturas en cojinetes se establecen según la construcción:  Antifricción: 60 ºC (apantallados), 80 - 90 ºC (sellados)  Camisas Deslizantes: 80 - 110 ºC (depende del tipo de aceite lubricante). Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Actividades de Inspección: • Un nivel 2 anual o semestral, dependiendo de las condiciones de operación, ambientales y de suministro eléctrico y de la criticidad del equipo, el diagnóstico de la inspección debe ser más profundo, identificando tendencias, incluyendo:  Lubricación adecuada de las partes rotativas  Control de temperatura en carcasa y cojinetes  Operación según los requerimientos de diseño  Calidad de la tensión eléctrica de suministro  Eficiencia energética del motor  Rigidez dieléctrica de los devanados Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Pruebas de Mantenimiento: • El mantenimiento de la máquina eléctrica se realiza en general con el equipo parado y es una oportunidad de efectuar las pruebas siguientes: 1. Medición y Registro de Resistencia de Devanados de Campo, de Estator y de Rotor (Generadores) 2. Resistencia de aislamiento con índice de polarización (IP) 3. Pruebas de Alto Potencial en CC 4. Comparación de Onda por Sobretensión 5. Descargas Parciales

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Resistencia de aislamiento con índice de polarización (IP): • Se desconectan los terminales de la máquina eléctrica • Se levantan las escobillas del rotor (generadores síncronos) • Se desconectan los terminales de Neutro de la tierra • Se ponen a tierra todos los terminales del estator, las carcasas del estator y el eje del rotor • Se unen los terminales de la excitación de campo (generadores) y se ponen a tierra durante 30 minutos para descargar por completo el devanado antes de efectuar la prueba • Se desconectan de tierra los terminales de campo y se conecta el megóhmetro para efectuar las pruebas siguientes:

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Resistencia de aislamiento con índice de polarización (IP): • Esquema de Prueba de Resistencia de aislamiento del devanado de Campo (Generadores)

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Resistencia de aislamiento con índice de polarización (IP): • Esquema de Prueba de Resistencia de aislamiento del Estator (Generadores y Motores)

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D-194


• Actividades de Inspección y Mantenimiento Resistencia de aislamiento con índice de polarización (IP): • Esquema de Prueba de Resistencia de aislamiento General (Generadores y Motores)

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Resistencia de aislamiento con índice de polarización (IP): • Valores de Aplicación y de Aceptación  Los valores están dados por la norma IEEE Std 43-2000 Tensión Nominal del Devanado (VCA) Menos de 1.000 1.000 a 2.500 2.501 a 5.000 5.001 a 12.000 Mayor de 12.000 Ing. Juan Salas

Tensión Directa de Prueba de Resistencia de Aislamiento (VCC) 500 500 – 1.000 1.000 – 2.500 2.500 – 5.000 5.000 – 10.000 D-196


• Actividades de Inspección y Mantenimiento Resistencia de aislamiento con índice de polarización (IP): • Valores de Aplicación y de Aceptación: 

Se toma el valor de resistencia de aislamiento a tierra a 1 minuto a la temperatura ambiente y las lecturas hasta el minuto 10, para determinar el IP.



Los valores de aceptación de resistencia de aislamiento se llevan a 40 ºC y dependen de la tensión nominal del sistema aislante de la máquina. Para efectos prácticos, en función de mantenimiento se toma en general la regla: k V + 1 ( MΩ).



Esta regla está avalada por la norma IEEE Std 43-2000 solo para devanados de máquinas construidas antes de 1970.

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Resistencia de aislamiento con índice de polarización (IP): • Valores de Aplicación y de Aceptación:  Según norma IEEE Std 43-2000, el valor mínimo de aceptación a 40 ºC para devanados preformados de estator CC y CA de máquinas fabricadas después de 1970 es de 100 MΩ. 

Para devanados preformados o alambrados de máquinas con tensión menor de 1 kV y de máquinas construidas después de 1970, el valor mínimo de aceptación a 40 ºC es de 5 MΩ.



En general estos son valores de referencia y están más usados en las pruebas efectuadas luego de una reparación o restauración del aislamiento en taller. Para pruebas de rutina en el sitio el electricista se vale del histórico de tendencias.

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Resistencia de aislamiento con índice de polarización (IP): • Valores de Aplicación y de Aceptación:  En relación al Índice de Polarización, es un valor de mayor relevancia al momento de poner en operación una máquina, pues indica la condición de integridad del aislamiento, el polvo, el sucio y la grasa son factores de degradación, al igual que la humedad y la temperatura. 

La norma IEEE Std 43-2000 establece los valores mínimos de aceptación para el IP de 1,5 para aislamiento clase A y de 2,0 para aislamientos clases B, F y H.

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D-199


• Actividades de Inspección y Mantenimiento Pruebas de Alto Potencial en CC: • Esta prueba de aislamiento se efectúa en casos en los cuales se requiere mayor información de la condición del sistema aislante en máquinas de gran tamaño. • Por las altas tensiones de prueba aplicadas, estas pruebas se hacen bajo la autorización del fabricante de la máquina y por personal altamente calificado, según procedimiento de norma IEEE Std 95.

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Pruebas de Alto Potencial en CC: • Valores de Aplicación y de Aceptación: Las tensiones aplicadas están establecidas según la situación del equipo, fábrica (100 %), instalación (75 %) y mantenimiento (65 %). 

El valor de la tensión de prueba en CC a 1 minuto viene dado por las ecuaciones siguientes: 

Vp CC = [(2 x Vn) + 1.000)] x 1,7 = 3,4 Vn + 1.700 (V) – Fábrica Vp CC = 2,55 Vn + 1.275 (V)

– Instalación

Vp CC = 2,21 Vn + 1.105 (V)

– Mantenimiento

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Pruebas de Alto Potencial en CC: • Valores de Aplicación y de Aceptación:  Los valores de aceptación estarán en función de la corriente de fuga que se obtenga en la prueba. El primer paso de tensión es generalmente un tercio del calculado según ecuaciones anteriores. La lectura se toma en el primer minuto. 

El siguiente paso de tensión es incrementar la tensión en pasos de 1.000 V y registrar la corriente de fuga para ver si se estabiliza o aumenta. El tiempo máximo de esta prueba es de 10 minutos. 

Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Comparación de Onda por Sobre tensión: • Esta es una prueba de aislamiento para determinar cortocircuitos entre espiras de devanados, entre bobinas de devanados y entre devanados y tierra, cuando las pruebas de resistencia de aislamiento no permiten detectar una posible falla interna. • El equipo electrónico que aplica la sobre tensión transitoria no representa un peligro de daño del devanado de la máquina eléctrica y la onda resultante se compara con un patrón suministrado. Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Comparación de Onda por Sobre tensión: • La aplicación de esta prueba es más común en bancos de prueba en talleres luego de la fase de rebobinado de motores, sin embargo, se puede usar en el sitio de instalación del equipo. • Las tensiones máximas recomendadas para devanados de menos de 600 V están en el orden de 5.000 V y para máquinas con tensión mayor de 600 V se usan probadores de 10.000 V.

Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Comparación de Onda por Sobre tensión: • Valores de Tensión aplicada según tensión nominal máquina eléctrica: Vp = 0,65 x √ 2 x Vn (V ) Tensión devanado de la máquina (VCA) 440- 460 2.300 4.000 6.900

Vp (VCA) @1 min 423 2.115 3.680 6.343

Las formas de onda resultantes deben ser parecidas a las dadas por el Fabricante del equipo de prueba. Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento Descargas Parciales : • Esta es una tecnología relativamente reciente que se puede aplicar a devanados de máquinas de gran tamaño y consiste en detectar mediante equipos especiales con acoplamiento capacitivo, defectos en el núcleo del estator que generan descargas en operación.

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• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento • En Plantas debe haber un lugar techado para almacenamiento de motores eléctricos nuevos y de repuesto reparados • Los cerramientos ODP y TEFC han tenido ambos buen desempeño en las áreas donde fueron instalados los motores, siempre y cuando la entrada de aire del equipo ODP no se haga en el lado del acople al balancín • Los motores eléctricos de menos de 30 años de operación, sin daños mayores en carcasa, eje y cojinetes y cantidad de rebobinados no excede de cinco (5) pueden ser recuperados para uso en equipos no críticos • La medición de potencia sustituye a la medición de corriente eléctrica para saber condición de carga del motor. Ing. Juan Salas

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• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento • Medición de parámetros electro-mecánicos y operacionales (flujo magnético, potencia, vibración, velocidad, temperatura, horas de operación) para prevenir fallas severas en motores y equipos acoplados, en lugar de la medición parcial de parámetros • Las medidas de mayor impacto para prevenir fallas en motores eléctricos son la adecuada lubricación de rodamientos y la adecuada selección del motor a la carga • Los motores eléctricos con cerramiento ODP (nuevos) y TEFC (nuevos) poseen ambos índices de falla equivalentes, por lo que el cerramiento en si no es factor de falla. Ing. Juan Salas

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• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento • Las inspecciones periódicas en instalaciones deben incluir la medición de vibración general (overall), temperatura en carcasa y rodamientos y la medición de velocidad, además de los parámetros eléctricos, para conocer la condición electro-mecánica del motor y evitar paros no programados. • Es necesario el control de reparaciones de los motores de pozos y estación por el Usuario y el criterio para reparar o reemplazar el equipo. • Se deben pedir e instalar en lugares con alta corrosión salina motores eléctricos con cerramiento TEFC en lugar de WPII e IP23. Ing. Juan Salas

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• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento • Se debe cumplir con los lapsos de mantenimiento preventivo de las partes rotativas y los devanados de los motores eléctricos. • Se deben desincorporar los motores eléctricos con alta rata de fallas y de vida útil superior a los 30 años. • Hacer procedimiento escrito para la instalación de motores eléctricos y bombas con especial énfasis en el acoplamiento y holguras para evitar oscilaciones en la dirección axial y daños en cojinetes • Todos los motores eléctricos con funcionamiento alternado deben poseer los calentadores de espacio en un circuito de control, de tal forma que se enciendan cuando el motor está parado. Ing. Juan Salas

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• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento • En el caso de altas velocidades (3.600 rpm) y altas temperaturas en el estator es conveniente el uso de grasas del tipo de alto punto de goteo bajo seguimiento de la temperatura en cojinetes. • Para evitar fallas repetidas en elementos mecánicos (cojinetes y eje) de motores de mediana tensión se debe mejorar la calidad de la instalación y de la reparación. • Se debe exigir la utilización del lubricante adecuado al motor según fabricante y no aplicar aceites de otra especificación. • El cerramiento de los motores en medio de alta humedad debe proveer la existencia de calentadores de espacio Ing. Juan Salas

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• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento • Llevar registro de cantidad de arranques con mayor énfasis para programar servicios de mantenimiento de generadores y motores diésel. • Efectuar inspección de solidez de conexiones apernadas en generadores mediante el uso de óhmetro de baja resistencia, torquímetro calibrado o por termografía infrarroja.

Ing. Juan Salas

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• Prácticas de Inspección y Mantenimiento de Equipos de Alimentación de Respaldo • Consideraciones sobre el tipo de Batería • Consideraciones sobre el Ambiente de Instalación • Actividades de Inspección y Mantenimiento de Sistemas Baterías-UPS • Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento

Ing. Juan Salas

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• Consideraciones sobre el tipo de Batería • Las baterías estacionarias para alimentación de cargas de control, protección, alumbrado de emergencia y señalización pueden ser:  Plomo- Ácido de Placas Ventiladas  Níquel- Cadmio de Placas Ventiladas  Plomo con Válvula Regulada (Selladas) • Las baterías de placas ventiladas poseen una vida útil de alrededor de 15 - 20 años según el régimen de ciclos de carga y descarga y las temperaturas a que hayan estado sometidas, creando un área clasificada alrededor, bajo ciertas condiciones de carga.

Ing. Juan Salas

D-214


• Consideraciones sobre el tipo de Batería • Las baterías tipo VRLA (Selladas) son una alternativa de menor costo y de mayor sencillez para instalación en cualquier recinto, con la condición de que la temperatura no debe ser mayor de 25 ºC y su tiempo de vida útil es de alrededor de 5 años. • Las baterías aunque son menos visibles que otros equipos eléctricos, requieren de una atención para asegurar que están disponibles para proveer alimentación de respaldo a sistemas de control y protección de costosos equipos, por lo cual requieren ser monitoreadas.

Ing. Juan Salas

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• Consideraciones sobre el Ambiente de Instalación • En el caso de baterías del tipo de placas ventiladas, el ambiente de instalación, además de ser techado, debe ser provisto de extractor de aire para circular los posibles gases de Hidrógeno en condiciones de carga rápida (igualación). • Las instalaciones eléctricas de la Sala de Baterías estarán separadas del exterior por medio de sellos en canalizaciones que impidan la circulación de gases al recinto adyacente y los pisos deben ser resistentes a ácidos y sustancias corrosivas. Una temperatura ambiente por encima de 25 ºC significa una reducción de la vida en 2,5 % por ºC. Ing. Juan Salas

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• Consideraciones sobre el Ambiente de Instalación • Para pequeños tamaños de sistema batería-UPS, la batería se instala normalmente en el mismo gabinete que contiene el equipo electrónico, debido a la poca cantidad de gases de H2 que emana, siendo ambientes climatizados. • En el caso de las baterías tipo VRLA, el lugar de instalación es climatizado o en el caso más desfavorable, ventilado, de forma tal que la temperatura no vaya más allá de 30 ºC en el mes más cálido. El aumento de temperatura más allá significa una reducción de la vida de alrededor de 5 % por ºC por encima de la temperatura de diseño. Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Sistemas Baterías - UPS Aspectos de Seguridad: • Las baterías son una fuente de alta energía, por lo que se deben tomar las precauciones en el manejo del electrolito en especial en las de Pb-Ácido, usando los implementos de protección personal y siguiendo las precauciones. • Se debe prescindir de portar prendas metálicas, como pulseras, relojes, cadenas, anillos, por el riesgo de contacto accidental entre terminales del banco de baterías.

Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Sistemas Baterías - UPS Aspectos de Seguridad: • En el proceso de carga se producen gases en el ambiente si las celdas son de placas ventiladas, por lo que se debe minimizar la activación de cualquier fuente de ignición en el recinto. • El Cadmio es un material tóxico al contacto con el cuerpo, por lo que se deben usar los guantes de seguridad correspondientes a sustancias químicas.

Ing. Juan Salas

D-219


• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Sistemas Baterías - UPS Actividades de Inspección: • Las baterías estacionarias se inspeccionan junto con el equipo de alimentación de respaldo (UPS, Cargador) como conjunto para verificar así mismo parámetros básicos de sistema. • La inspección presenta varios niveles. El Nivel 1 o semanal es de verificación de nivel de electrolito en las celdas, dependiendo de la temperatura del ambiente de instalación y de los ciclos de carga y descarga, limpieza de bornes y verificación de la corriente y tensión de salida del grupo. Ing. Juan Salas

D-220


• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Sistemas Baterías - UPS Actividades de Inspección: • La inspección Nivel 2 es bi-mensual o trimestral y exige la medición de las tensiones por celda del banco de batería, lo cual es una tarea laboriosa en bancos de 125 VCC y 250 VCC, además se mide la gravedad específica en celdas de Pb-Ácido por medio de una celda piloto. • En la inspección Nivel 3 de ejecución semestral o anual se hace una medición de la resistencia óhmica de las uniones interceldas y en celdas, o como opción la medición de impedancia, detectando por inspección termográfica puntos calientes o de celdas en cortocircuito. Ing. Juan Salas

D-221


• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Sistemas Baterías - UPS Actividades de Inspección: • La inspección Nivel 4 es conforme a la necesidad de verificar la capacidad del banco de baterías, su tiempo de descarga y se hace cada 3-5 años bajo programa, con la ayuda de herramientas de mantenimiento predictivo. • En relación al equipo UPS Rectificador-Inversor en cada nivel se verifica el funcionamiento de las etapas y en el nivel 3 se simula una condición de carga rápida. Ing. Juan Salas

D-222


• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Sistemas Baterías - UPS Pruebas de Mantenimiento: • Prueba de Capacidad de Descarga:  Establece el criterio para reemplazar un banco de baterías.  El reemplazo de justifica cuando la batería no puede suplir el 80 % de su capacidad nominal.  Cuando la batería está llegando al término de su vida útil, las placas se comienzan a deteriorar o el electrolito se seca (tipo selladas).  Una batería nueva que es almacenada sin carga por un período extenso de tiempo, puede comenzar a producir sulfatación y pérdida de capacidad en su comienzo. Ing. Juan Salas

D-223


• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Sistemas Baterías - UPS Pruebas de Mantenimiento: • Prueba de Capacidad de Descarga:  Esta prueba consiste en mantener una descarga de corriente constante, por medio de una carga resistiva y llevando un registro de las tensiones de celda y del banco, decrecientes con el tiempo. 

Se registra el tiempo que tarda la celda en alcanzar una tensión final y se compara con el tiempo de descarga nominal, para determinar la capacidad de la batería, % Capacidad @ 25 ºC = Td real /Td nominal x 100

Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Sistemas Baterías - UPS Pruebas de Mantenimiento: • Prueba de Capacidad de Descarga:  Se requiere equipo de medición para monitorear tensiones de celda y carga apropiada para efectuar la prueba, incluyendo resistencias para descarga de la energía de las baterías. 

Se toman como mínimo tres conjuntos de lecturas: al comienzo, a la terminación y en el intermedio.



Las pruebas son: de Aceptación (Instalación), de Desempeño (al 2º año y luego cada 3 - 5 años) y de Servicio (cada 1-2 años cuando se requiera).

Ing. Juan Salas

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• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Sistemas Baterías - UPS Pruebas de Mantenimiento: • Prueba de Resistencia Interceldas:  Aunque la batería esté al 100 % de su capacidad, puede ocurrir una falla abrupta por conexiones flojas en bornes y puentes. 

Esta falla puede ocasionar un posible incendio en la batería



El sobre apriete de las conexiones puede debilitar la construcción de los bornes de Pb, ocasionando mayor corrosión y mayor resistencia eléctrica.

Ing. Juan Salas

D-226


• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Sistemas Baterías - UPS Pruebas de Mantenimiento: • Prueba de Resistencia Interceldas:  Estas pruebas en bancos de batería en el sitio son para detectar conexiones con alta resistencia antes de que ocurra una falla 

La prueba de integridad consiste en circular una corriente de 100 A o más mientras se miden la tensión, la resistencia y la potencia disipada de la conexión.



Prueba con micróhmetro portátil con registro de tensión de celda, resistencia interna y resistencia interceldas

Ing. Juan Salas

D-227


• Actividades de Inspección y Mantenimiento de Sistemas Baterías - UPS Pruebas de Mantenimiento: • Prueba de Resistencia Interceldas:  Uso de escáner infrarrojo en celdas mientras se efectúa la prueba de Capacidad de Descarga. 

La resistencia interceldas en baterías de gran capacidad no alcanza los 10 μΩ y en baterías de pequeño tamaño está alrededor de los 100 μΩ.



Estas pruebas son recomendadas después de instalar la batería y en cada mantenimiento anual y antes de hacer una prueba de aceptación o de desempeño de capacidad.

Ing. Juan Salas

D-228


• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento • Las baterías y cargadores deben estar en mejores condiciones de ventilación y de colocación, para mantener la seguridad y confiabilidad de los sistemas de respaldo en instalaciones. • Normalizar el mantenimiento preventivo de sistemas bateríacargador en instalaciones según las condiciones ambientales y el ciclo de la carga alimentada para incrementar la confiabilidad. • El manejo de las celdas de níquel-cadmio al término de su vida útil debe ser hecho igual que otros materiales tóxicos, evitando el contacto directo de la persona con el Cadmio, por sus efectos nocivos. Ing. Juan Salas

D-229


• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento • Los sistemas de supervisión y control a distancia de la Planta deben incluir las señales de alarma por pérdida de tensión de entrada al cargador de batería y por detección de fuego en cuarto de baterías o de control. • Se ven oportunidades de mejora en la inspección de baterías por el uso de herramientas de termografía infrarroja y de los monitores de baterías con análisis de tendencias en la resistencia de celdas. • Las baterías selladas deben ser monitoreadas en cuanto a la temperatura del ambiente en el cual se encuentran instaladas y además requieren ser incluidas en el programa de inspecciones predictivas. Ing. Juan Salas

D-230


• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento • Las baterías del tipo sellada (VRLA) deben ser probadas en capacidad de descarga cada 18 meses o anualmente por su alta rata de fallas. • Vigilar en las baterías selladas la operación por encima de su capacidad y a temperatura ambiente sobre 25 ºC, por el peligro de incendio por secado del electrolito.

Ing. Juan Salas

D-231


• Prácticas de Inspección y Mantenimiento de Cables Eléctricos • Importancia de los cables dentro del sistema eléctrico de alimentación • Consideraciones sobre los conductores y los aislamientos • Pruebas de aislamiento eléctrico de los cables • Inspección Termográfica de conexiones de cables • Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento Ing. Juan Salas

D-232


• Importancia de los cables dentro del sistema eléctrico de alimentación • Los cables, aunque no son equipos, son el medio a través del los cuales se interconectan los equipos y se realiza la distribución y el control de la energía en la Instalación. • Los cables de potencia están asociados a las acometidas entre 2,4 y 34,5 kV para instalaciones de gran demanda y los cables de fuerza al servicio en Baja Tensión (hasta 1.000 V) desde el suministro de la empresa eléctrica hasta los tableros de distribución y cargas menores de la Instalación.

Ing. Juan Salas

D-233


• Importancia de los cables dentro del sistema eléctrico de alimentación • Pueden estar instalados directamente en el suelo (cable armado), en el lecho marino o lacustre (cable submarino), o en ductos, bandejas o suspendidos en el aire por un cable mensajero. • Los cables en general están consisten del conductor, el aislamiento, la chaqueta interna, la cubierta externa, según el tipo de instalación y tensión de servicio. • Los aspectos críticos de los cables son el manejo en su instalación y el reemplazo por falla del aislamiento. Ing. Juan Salas

D-234


• Consideraciones sobre los conductores y los aislamientos • Los cables de potencia y de fuerza pueden ser de Cobre o Aluminio y otras aleaciones, en secciones desde 2 mm2 (14 AWG) y 1.000 mm2 (2.000 MCM) en Baja Tensión y en secciones desde 20 mm2 (4 AWG) hasta 500 mm2 (1.000 MCM) en Mediana y Alta Tensión. • El Cobre es el material preferido por sus propiedades de mejor conductividad, alta resistencia mecánica y mayor resistencia a la corrosión. El Aluminio tiene un uso masivo en líneas aéreas de distribución.

Ing. Juan Salas

D-235


• Consideraciones sobre los conductores y los aislamientos • Los aislamientos de los cables del tipo termoplástico y de policloruro de vinilo (PVC) han dado paso a los aislantes de polietileno y otras fibras sintéticas de propiedades retardantes al fuego o inmunes y eso afecta las temperaturas máximas de operación hasta 90 ºC (XLPE, XHHW, RHH, THHW, THHN). • Por ser de suma importancia la rigidez dieléctrica de los cables, se debe vigilar la integridad de los mismos desde el despacho en fábrica hasta la colocación en canalizaciones o enterrado o suspendido, siendo los radios de curvatura y la tensión de tirado factores a controlar en su manejo inicial. Ing. Juan Salas

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• Pruebas de aislamiento eléctrico de los cables • Aunque en la práctica no existe un mantenimiento de los sistemas de cables en una instalación, son la inspección visual y las pruebas de aceptación y de mantenimiento las que determinan la condición de operación de los mismos. • La inspección visual hace énfasis en la ausencia de abrasión en la superficie del cable y en el apriete del terminal de compresión asociado. • Hay dos tipos de prueba de aislamiento:  Resistencia de aislamiento  Alto Potencial aplicado en CC Ing. Juan Salas

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• Pruebas de aislamiento eléctrico de los cables Prueba de Resistencia de Aislamiento: • Esta prueba provee una indicación del estado del aislamiento del cable, aunque no indica el estado de la rigidez dieléctrica global del cable • Los valores de prueba son los siguientes: Tensión Nominal del Cable (VCA) Hasta 300 600 2.400 - 5.000 Más de 5.000

Tensión de Prueba (VCC) 500 1.000 2.500 5.000

Fuente: IEEE Std 141-1993 Ing. Juan Salas

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• Pruebas de aislamiento eléctrico de los cables Prueba de Resistencia de Aislamiento: • Procedimiento:  Desconecte el cable a ser probado de otros equipos y circuitos para asegurar que no está energizado 

Descargue a tierra toda la capacitancia almacenada en el cable antes y después de la prueba



Conecte el terminal de línea del megóhmetro al conductor a ser probado



Una y ponga a tierra los otros conductores y a la pantalla. Conecte estos al terminal de tierra del equipo

Ing. Juan Salas

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• Pruebas de aislamiento eléctrico de los cables Prueba de Resistencia de Aislamiento: • Procedimiento:  Aplique la tensión de prueba, mida la resistencia de aislamiento a 1 minuto y registre la temperatura. 

Repita los pasos para los demás conductores del cable o del circuito



Lleve los valores a la temperatura de 20 ºC y compare estos con los anteriores o en el caso más desfavorable debe estar sobre 2 MΩ

Ing. Juan Salas

D-240


• Pruebas de aislamiento eléctrico de los cables Prueba de Resistencia de Aislamiento: • Esquema de Conexiones:

Ing. Juan Salas

D-241


• Pruebas de aislamiento eléctrico de los cables Prueba de Alto Potencial en CC: • Aspectos de Seguridad:  Por la alta capacitancia en los cables antes y después de las pruebas, se debe asegurar la descarga completa de cada uno de los conductores 

Se debe colocar una barrera visible y vigilada por personal dedicado para evitar el acceso de terceros o personal no autorizado a la prueba



El personal que ejecuta la prueba debe ser altamente competente

Ing. Juan Salas

D-242


• Pruebas de aislamiento eléctrico de los cables Prueba de Alto Potencial en CC: • Valores de Prueba: Tensión Nominal Fase-Fase (kV)

Tamaño Conductor Espesor Nominal Máxima Tensión CC Máxima Tensión CC mm2 (AWG) Aislamiento (mm) en Campo- Instal (kV) en Campo- Mante (kV) 100 % 133 % 100 % 133 % 100 % 133 %

5

8,4– 507 (8-1.000)

2,29

2,92

19

19

9

11

8

13,3- 507 (6- 1.000)

2,92

3,56

26

26

11

14

15

33,6- 507 (2- 1.000)

4,45

5,59

41

49

18

20

25

42,4- 1.013 (1- 2.000)

6,60

8,13

60

75

25

30

35

53,3- 1.013 (1/0- 2.000) 8,76

10,7

100

124

31

39

Fuente: Norma IEEE Std 141-1993; P.R. NETA MTS-2005, Tabla 100.6.1.1 Ing. Juan Salas

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• Pruebas de aislamiento eléctrico de los cables Prueba de Alto Potencial en CC: • Procedimiento:  El procedimiento de preparación para la prueba es el mismo del de resistencia de aislamiento. 

El cable debe estar desconectado en ambos extremos, en razón de que es el único elemento con tensiones de prueba tan altas.



Si no es posible desconectar todos los equipos asociados, se debe reducir la tensión de prueba a valores aceptados.

Ing. Juan Salas

D-244


• Pruebas de aislamiento eléctrico de los cables Prueba de Alto Potencial en CC: • Procedimiento:  Se debe asegurar que el equipo Hi-pot esté en la posición apagado (off) con el control de tensión en la posición cero antes de iniciar la prueba. 

Se debe conectar el terminal de tierra de seguridad del equipo Hipot a una buena referencia de tierra. Nunca opere el equipo sin esta conexión.



La malla flexible de la pantalla del cable debe estar conectada a esta tierra de seguridad.

Ing. Juan Salas

D-245


• Pruebas de aislamiento eléctrico de los cables Prueba de Alto Potencial en CC: • Procedimiento:  Conecte la línea de retorno de los otros conductores que no están bajo prueba al terminal de tierra o al terminal de guarda del equipo de prueba. Este último terminal es provisto para derivar la corriente debido al efecto corona en el microamperímetro. 

El cable usado para conectar el equipo Hi-pot al conductor bajo prueba debe ser corto y directo y no estar en contacto la tierra o superficies.



En este momento el equipo de prueba se puede enchufar a un toma de 120 VCA de tensión limpia, sin regulación.

Ing. Juan Salas

D-246


• Pruebas de aislamiento eléctrico de los cables Prueba de Alto Potencial en CC: • Procedimiento:  Se debe seleccionar el rango de kV antes de iniciar la prueba 

La prueba se inicia y hay las opciones de hacerla con tensión por pasos o como una prueba de sobre potencial exploratoria



En la prueba de tensión por pasos, se aplica el alto potencial en incrementos iguales y se deja tiempo para que se estabilice la corriente de fuga (1 - 4 min) haciendo una curva de tensión vs. corriente de fuga

Ing. Juan Salas

D-247


• Pruebas de aislamiento eléctrico de los cables Prueba de Alto Potencial en CC: • Procedimiento:  La prueba debe ser parada cuando se observe un rápido incremento en la corriente o de la pendiente para no producir la falla del aislamiento. 

En la prueba de sobre potencial exploratoria la tensión se incrementa gradualmente al valor especificado. Se mantiene la rata de incremento de la tensión para conseguir una corriente de fuga estable hasta la tensión final. La tensión final se mantiene entonces por 5 min como mínimo y si no hay un aumento súbito de la corriente de fuga, la prueba del cable ha pasado.

Ing. Juan Salas

D-248


• Inspección Termográfica en conexiones de cables • En las conexiones de cables en sus terminales se pueden observar signos de recalentamiento por aflojamiento de los terminales o por sobrecarga • Al igual que en los puentes y derivaciones en las líneas eléctricas de transmisión y distribución aéreas, la aplicación de la inspección termográfica puede detectar puntos calientes en las conexiones por la diferencia de temperatura con los demás elementos. • La interpretación de los resultados se hace en una base de comparación y un plan de acción recomendado según la magnitud del calentamiento Ing. Juan Salas

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• Inspección Termográfica en conexiones de cables Acciones sugeridas basadas en la elevación de Temperatura: Diferencia de Temperatura basada en componentes similares bajo carga similar

Diferencia de Temperatura basada en comparaciones entre componentes y del ambiente del aire

Acción Recomendada:

1 ºC – 3 ºC

1 ºC – 10 ºC

4 ºC – 15 ºC

11 ºC – 20 ºC

Programar reparación

21 ºC - 40 ºC

Monitorear hasta tomar las acciones correctivas Reparar de inmediato. Punto de falla

Mayor de 19 ºC

Mayor de 40 ºC

Investigar posible deficiencia

Fuente: Práctica NETA MTS-2005, Tabla 100.18 Ing. Juan Salas

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• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento • Manejar los cables con sumo cuidado en el sitio de instalación, cubriendo los extremos para evitar la entrada de humedad y almacenándolos en lugar techado libre de polvo. • Se debe prestar atención a la compatibilidad del ambiente de la Instalación con el diseño del cable, tomando las acciones correctivas para evitar fallas prematuras por falla mecánica o dieléctrica. • La prueba de alto potencial en CC debe ser realizada en la etapa de instalación del cable, en la cual el Fabricante reconoce la garantía, incluso con las terminaciones, a los niveles establecidos por norma, para asegurar el estado del aislamiento. Ing. Juan Salas

D-251


• Resumen de Mejores Prácticas de Inspección y Mantenimiento • La alta temperatura persistente en la operación del cable puede ser una causa de falla o envejecimiento prematuro, debido a superar o acercarse a los límites de los materiales aislantes, por lo cual el Operador de la Instalación debe llevar un registro diario de carga de los circuitos y las protecciones de sobre corriente deben estar ajustadas para evitar esa condición de operación. • La inspección termográfica de conexiones es esencial para proteger el cable y las terminaciones de altas temperaturas por aflojamiento. • En cables de potencia bajantes de línea aérea desde un poste o estructura es esencial la instalación de descargadores de sobre tensión junto a los cortacorrientes o seccionadores fusible del ramal. Ing. Juan Salas

D-252


• DIAGNÓSTICO Y BUSQUEDA DE FALLAS EN EQUIPOS ELÉCTRICOS • Técnicas de Inspección Predictiva • Análisis de falla de equipos • Evaluación y Búsqueda de fallas (Troubleshooting)

Ing. Juan Salas

D-253


• Técnicas de Inspección Predictiva La evolución de la tecnología y la necesidad de mayor confiabilidad en la operación de los procesos industriales y menores costos en el mantenimiento han permitido la prueba y comercialización de diversas técnicas para la inspección predictiva de equipos eléctricos, basadas en: • • • • • •

Megado o Monitor toreo de Aisla lam mie ien nto (Energ ergía ía)) Escáner y Siste istema ma de Ter Termografía Infr nfrarrojo (Calor lor) Registro y anális lisis de señal alees el eléc écttrica icas (Energía ía)) Medic edició ión n y Registro de resistenc encias (Ener nergía) Registro y moni monittoreo de vib vibración (Fuerz erzas) Insp Inspec eccción ión Vis Visua uall con con patr patron ones es (Cond Condic ició ión) n)

Ing. Juan Salas

D-254


• Técnicas de Inspección Predictiva • Monitoreo del aislamiento eléctrico • Mediciones de potencia • Medición y Registro de Temperatura / Termografía Infrarroja • Análisis de señales de corriente (MCSA) • Monitoreo en línea de variables electromecánicas • Medición de descargas parciales para equipos estáticos y dinámicos • Monitoreo periódico y en línea de baterías estacionarias Ing. Juan Salas

D-255


• Monitoreo del aislamiento eléctrico • La mayoría de herramientas de Inspección y Prueba se dedican a evaluar las propiedades del aislamiento eléctrico y la rigidez diel dieléc éctr triica del del equi quipo en cond condiición ción des desene energiza gizado do.. • Una forma de monitorear el aislamiento eléctrico de un equipo eléctrico principal es llevar la tendencia de las variables caract caracterí erísti sticas cas,, como: como: ura de referencia  Resistencia de aislamiento a la temperatura  Rigidez dieléctrica del aislamiento sólido y el del aceite. • El Monitoreo en línea del aislamiento es factible para detectar la degradación del sistema aislante mediante la medición de tensiones, corr corrie ient ntes es y temp temper erat atur uras as.. Ing. Juan Salas

D-256


• Monitoreo del aislamiento eléctrico • Las causas de degradación del aislamiento en equipos como los transformadores de potencia son:  Excesiva temperatura  Presencia de Oxígeno  Presencia de humedad  Esfuerzos eléctricos  Esfuerzos mecánicos  Descomposición del aceite • Las señales de corriente, tensión y temperatura se obtienen por sensores internos y detectores de temperatura por resistencia (RTD) y se agregan sensores ultrasónicos para detección de descargas parciales y detectores de gases disueltos para llevar esta data a un sistema de adquisición que los procesa. Ing. Juan Salas

D-257


• Monitoreo del aislamiento eléctrico • Este sistema de monitoreo en línea del aislamiento envía a través de un canal de comunicación la señal de alarma para una pronta acción por el Operador de la Instalación. • Otra forma de monitoreo, sin embargo, que no garantiza la continuidad operacional es a través de las protecciones asociadas de equipo (generador, motor, transformador), las cuales poseen capacidad de control y minimizan el daño al equipo.

Ing. Juan Salas

D-258


• Mediciones de potencia • Tradicionalmente la corriente ha sido el parámetro preferido por el electricista para analizar la carga y la tensión para estimar la calidad del servicio. • Sin embargo, las mediciones de potencia suministran información sobre la condición electromecánica de motores eléctricos, como:  Desbalance y nivel de distorsión en tensión de línea  Anomalías electromagnéticas en el estator y el rotor  Armónicas destructivas desde la fuente  Cambios rápidos en el proceso  Condición de barras del rotor  Pulsaciones en el torque e histórico de carga  Condición de operación y vibración general Ing. Juan Salas

D-259


• Mediciones de potencia • Esto se logra por la integración de las señales de potencia instantánea trifásica en una relación lineal con la carga y un programa computarizado con el modelo matemático que relaciona la potencia con otros elementos del motor eléctrico. • En el mercado existen productos para montaje en centro de control de motores remoto o analizadores portátiles de condición en línea de las señales para su aplicación en el sitio de operación del equipo.

Ing. Juan Salas

D-260


• Medición y Registro de Temperatura / Termografía Infrarroja • La medición y registro de temperatura se ha hecho fundamental para los equipos de suministro eléctrico como para los de accionamiento y alimentación de respaldo, lo cual ha incentivado el desarrollo de detectores más precisos y equipos para la medición y registro térmico de sus componentes • Los materiales asociados a los equipos y materiales eléctricos tienen sus límites de temperatura y tanto los aceites y grasas lubricantes como los aceites y materiales sólidos dieléctricos poseen sus rangos de operación sin alterar el comportamiento del equipo Ing. Juan Salas

D-261


• Medición y Registro de Temperatura / Termografía Infrarroja • En el caso de la conductividad, se trata de llevar el máximo de corriente a la carga sin corrientes de fuga o parásitas ni alta temperatura por conexiones flojas, lo cual ha permitido el desarrollo de la termografía infrarroja. • Hoy día existen aparatos más o menos sofisticados en los cuales ayudan al mantenedor y operador eléctrico a corregir múltiples fallas en las redes por defectos en la conexión de conductores con altas corrientes.

Ing. Juan Salas

D-262


• Medición y Registro de Temperatura / Termografía Infrarroja • Como se indicó en capítulo anterior, no existen valores absolutos para determinar la condición del equipo eléctrico sino en función de la comparación con la temperatura de otro equipo o componente. • El análisis de los registros de termografía es una especialidad que está evolucionando y ante la diversidad de aplicaciones.

Ing. Juan Salas

D-263


• Análisis de señales de corriente (MCSA) • En el área de análisis de condición de motores eléctricos existen varias técnicas de inspección y monitoreo, incluyendo las tradicionales de resistencia de aislamiento a tierra, de comparación de onda por sobretensión, que son técnicas de monitoreo fuera de línea. • Además de la técnica de análisis de potencia de motores (MPA) expuesta previamente, existe la técnica del análisis de señales de corriente de motores (MCSA), la cual es un monitoreo en línea con análisis de tendencia y que consiste de un análisis espectral de las corrientes del estator. Ing. Juan Salas

D-264


• Análisis de señales de corriente (MCSA) • Cualquier elemento que afecte el campo magnético en el entrehierro del motor se verá reflejado en componentes de frecuencia característica en el espectro de corrientes del estator • Una falla en barras del rotor o en la pista de un rodamiento causará cambios en la densidad de flujo magnético a través del entrehierro, lo cual también causará la aparición de componentes de frecuencia característica en el espectro de corrientes del estator

Ing. Juan Salas

D-265


• Análisis de señales de corriente (MCSA) • Estas componentes dependen de la frecuencia de suministro de corriente, la velocidad del motor, y su configuración (rodamientos, cantidad de bolas, número de polos, etc.) • Las señales de coriente, temperatura, y velocidad se toman de una pinza de efecto Hall, con un sensor de torque y uno de corrientes de Eddy, se llevan a un simulador a través de Labview

Ing. Juan Salas

D-266


• Monitoreo en línea de variables electromecánicas • Debido a las variables de control en motores eléctricos y a la población de motores de tamaño mediano y pequeño, hay una cantidad de esfuerzo para llevar los parámetros básicos mecánicos (vibración, temperatura, velocidad) y eléctricos (flujo, tensión, potencia) por cada inspección predictiva • Una de las acciones que toma el Operador junto al analista de Mantenimiento es de hacer un análisis de criticidad para jerarquizar los equipos y monitorear los principales así como los auxiliares con impacto al proceso Ing. Juan Salas

D-267


• Monitoreo en línea de variables electromecánicas • Los monitores de vibración poseen colectores de datos donde el analista “baja” los registros y los convierte en información para el análisis de tendencia, junto con los valores de las otras variables de control. • El monitoreo en línea integra el procesamiento de señales de los sensores con el análisis de espectro (FFT) y existen productos en el mercado que proveen el monitoreo de temperatura, nivel de vibración y flujo.

Ing. Juan Salas

D-268


• Monitoreo en línea de variables electromecánicas • Con el sensor de temperatura se pueden detectar baja y sobre tensión, desbalance, carga excesiva, pasajes de enfriamiento bloqueados. • Con el sensor de vibración se pueden detectar una degradación de los cojinetes, desbalance mecánico, desalineación, aflojamiento de la base del motor. • Con el sensor de flujo se pueden detectar desbalance de tensión, barras del rotor rotas, cortos en el estator y desalineamiento. Ing. Juan Salas

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• Monitoreo en línea de variables electromecánicas • Este monitoreo de variables electromecánicas es esencial en motores críticos en lugares remotos. • Una tendencia nueva son los motores inteligentes que proveen estos sensores internamente y los cuales están en comercialización desde 2000.

Ing. Juan Salas

D-270


• Medición de descargas parciales • Esta es una técnica relativamente nueva que consiste en el análisis de descargas parciales (PDA) en línea que ocurren en equipos como transformadores, motores y generadores. • Esta técnica puede detectar:  Descargas en ranuras del estator  Descargas en intersticios internos  Descargas en cuñas y devanados flojos • Las desventajas de los ensayos fuera de línea de aislamiento es que no pueden garantizar el seguimiento predictivo y los ensayos son en CC y los equipos operan en CA Ing. Juan Salas

D-271


• Medición de descargas parciales • El ensayo en línea de aislamiento del PDA presenta las ventajas siguientes:  La máquina está operando en CA  El resultado de la prueba es cuantificable en carga aparente y en corriente de fuga • Requiere de acopladores capacitivos, tipo cable o de mica epóxica, y de transformadores de corriente del alta frecuencia (HFCT) • Provee el detector de corona y permite la detección (fuera de línea) de descargas en ranuras del estator para complementar la detección en línea de descargas parciales Ing. Juan Salas

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• Monitoreo periódico y en línea de baterías estacionarias • El monitoreo de baterías estacionarias es posible efectuarlo de forma manual con las inspecciones anuales con medición de tensiones en celdas y de resistencia en bornes de celdas e interceldas, tomando los registros y efectuando el análisis de tendencia • Existen equipos de monitoreo local los cuales poseen la capacidad de almacenamiento con hoja resumen a través de programa que identifica las celdas de batería con fallas

Ing. Juan Salas

D-273


• Monitoreo periódico y en línea de baterías estacionarias • Estos equipos poseen bases de datos de la mayoría de los fabricantes baterías y permiten dar una rápida respuesta de la condición del banco de batería. • Para equipos e instalaciones de alta criticidad en la industria existe un sistema de monitoreo en línea y remoto de las baterías estacionarias, generando reportes de funcionamiento y efectuando de forma automática recarga de baterías según la operación realizada.

Ing. Juan Salas

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• Análisis de falla de equipos • Información mínima requerida por el analista • Metodologías de análisis de falla • Patrones, Modos y Efectos de Falla

Ing. Juan Salas

D-275


• Información mínima requerida por el Analista • En la ocurrencia de eventos no programados, existe un procedimiento para la solución de problemas por paro forzado o interrupción. • La Sala de Control o el Operador de Guardia de la Instalación comunica la novedad al personal de mantenimiento o de ingeniería (proyecto) los cuales acuden en el menor tiempo posible a recoger las evidencias de la falla.

Ing. Juan Salas

D-276


• Información mínima requerida por el Analista • En ese momento, se comienza desde el punto alimentación de la Instalación, verificando la operación de dispositivos de protección y al mismo tiempo asegurándose de la ausencia de fuentes de tensión no controladas en el sitio. • El Analista de Mantenimiento recolecta la información operacional, antes, durante y después del evento, efectúa la inspección preliminar de daños de instalaciones, equipos y componentes.

Ing. Juan Salas

D-277


• Información mínima requerida por el Analista • Se completa la inspección visual y pruebas básicas de aislamiento en los elementos fallados y se realiza la reunión del comité de investigación. • El Analista de Mantenimiento posee la información histórica de la instalación, equipo y datos técnicos asociados y el último servicio efectuado.

Ing. Juan Salas

D-278


• Metodologías de análisis de falla • Según el análisis preliminar de falla, se selecciona la metodología del análisis, entre:  Análisis de falla: Método de análisis de confiabilidad basado en causas directas de fallas.  Análisis causa raíz (ACR) de falla: Método de solución de problemas con lógica sistémica y árbol de fallas.

Ing. Juan Salas

D-279


• Metodologías de análisis de falla Etapas del Análisis Causa Raíz de Fallas: • Identificar los eventos más significativos • Preservar las evidencias de las fallas  Partes  Posiciones  Personal • Ordenar el análisis

Ing. Juan Salas

D-280


• Metodologías de análisis de falla Etapas del Análisis Causa Raíz de Fallas: • Árbol lógico de fallas  Describir el evento  Describir los Modos  Hipótesis  Verificar las hipótesis  Determinar las raíces físicas y verificarlas Determinar las raíces humanas y verificarlas  Determinar las raíces latentes y verificarlas 

• Comunicar los resultados y recomendaciones Ing. Juan Salas

D-281


• Patrones, Modos y Efectos de Falla Análisis de Modos y Efectos de Falla (AMEF): • Determinación de los modos de falla propios de cada equipo • Jerarquización de modos de falla según la gravedad • • • • • • • •

Riesgo = Impacto x Frecuencia x Detectabilidad

Obtención de causas raíces de modos de falla graves Determinación de frecuencias de aparición de causas raíces Proposición y valoración de soluciones a causas raíces frecuentes Definición de propuesta de mejora Selección de Instalaciones Identificación de equipos afectados Presupuesto de los trabajos Planificación de los trabajos

Ing. Juan Salas

D-282


• Patrones, Modos y Efectos de Falla Análisis de Modos y Efectos de Falla (AMEF): • Los modos de falla se describen y se enumeran las causas de falla desde el primer nivel hasta el nivel de mayor sencillez. • Por cada equipo y componentes existen modos de falla típicos que se analizan según el caso particular de la Instalación.

Ing. Juan Salas

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• Evaluación y Búsqueda de fallas (Troubleshooting) • Herramientas para el diagnóstico y la búsqueda de fallas en componentes y equipos • Pruebas Estáticas • Pruebas Dinámicas • Puesta en Operación en vacío y con carga

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• Herramientas para el diagnóstico y la búsqueda de fallas en componentes y equipos Equipos a diagnosticar: • Tableros de Mediana y Baja Tensión • Transformadores Eléctricos • Motores y Generadores Eléctricos Principios Básicos: • Verifique primero las tensiones de la alimentación de entrada • Verifique las tensiones en los puntos de prueba específicos • Verifique la integridad de los dispositivos de protección • Verifique la continuidad de los circuitos y la resistencia de aislamiento • Si no es posible una prueba simulada del circuito, haga una prueba en vivo. Ing. Juan Salas

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• Herramientas para el diagnóstico y la búsqueda de fallas en componentes y equipos Pruebas y Métodos: • Efectividad de la Puesta a Tierra de Potencia • Efectividad de la Puesta a Tierra Electrónica • Continuidad del Sistema de Puesta a Tierra equipotencial • Puesta a tierra de los elementos del sistema • Ubicación de las protecciones • Valores de los fusibles y otros dispositivos de protección • Selección de los cables disponibles • Materiales propensos al peligro ambiental • Equipos Eléctricos para prueba que su operación no causa sobrecarga Ing. Juan Salas

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• Herramientas para el diagnóstico y la búsqueda de fallas en componentes y equipos Dispositivos de Prueba: • Indicador de lámpara • Voltímetros y amperímetros • Multímetros y Óhmetros • Osciloscopio • Megóhmetro

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• Herramientas para el diagnóstico y la búsqueda de fallas en componentes y equipos Lista de Verificación Documentos: • Planos de Control circuitos • Manuales de Mantenimiento y Operación • Diagrama de bloques del enclavamiento y secuencia de control en equipo o máquina • Planos y detalles de circuitos de fuerza del equipo • Detalles de dispositivos, contactores, temporizadores, etc. • Circuito de Fuerza del equipo

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• Pruebas Estáticas • Pruebas efectuadas con el equipo desenergizado y desconectado, previa inspección visual general, para comprobar el ensamblaje y condición de los elementos principales, asegurando la integridad del aislamiento eléctrico, del circuito magnético y de la conductividad del equipo. • • • • •

Resistencia Eléctrica Resistencia de Aislamiento Pérdidas en el Núcleo Relación Continuidad

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• Pruebas Dinámicas • Pruebas efectuadas con el equipo energizado, en vacío, desconectado del resto de equipos y a la tensión y frecuencia nominales, para verificar las condiciones de operación luego de un servicio, según los parámetros establecidos en normas y prácticas. • • • • • •

Tensión eléctrica Corriente en vacío Temperatura Velocidad Vibración Ruido

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• Puesta en Operación en vacío y con carga • Luego de pasar exitosamente las pruebas estáticas y dinámicas, se efectúa la puesta en operación del equipo en vacío, en la cual se repiten las pruebas dinámicas indicadas en sección anterior. • Si en estas pruebas se alcanzan los valores objetivo, se prepara una inspección visual final de los aspectos siguientes:  Solidez de las conexiones eléctricas con torques según norma  Solidez de los pernos de sujeción de las bases  Verificación del nivel de aceite dieléctrico y lubricante  Verificar alineación de los equipos rotativos acoplados  Verificar tensión de control y protección de tableros Ing. Juan Salas

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• Puesta en Operación en vacío y con carga • Las pruebas de puesta en operación con carga o “commissionning” del equipo nuevo o de servicio cubren la prueba final del equipo acondicionado en el taller o en Planta, antes de su entrega al Operador. • El ente responsable del Servicio debe entregar las tablas con los resultados de las pruebas y las recomendaciones para la adecuada operación del equipo, el cual deberá ser monitoreado en los primeros días de su operación.

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TIMEE Presentación

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