Mantenimiento predictivo y preventivo a los transformadores de potencia

Los transformadores de potencia se cuentan entre los equipos más importantes de una subestación y su confiabilidad no sólo afecta la disponibilidad del servicio, sino también la parte económica de una empresa dado su elevado costo y las características especiales para reponerlo en un momento dado, pues en la mayoría de los casos se fabrica bajo pedido y su entrega puede demorar incluso meses dependiendo de las características técnicas requeridas. Por lo anterior el seguimiento y mantenimiento que debe hacerse de estos equipos es de suma importancia para garantizar su confiabilidad durante toda su vida útil. El diagnóstico predictivo y el mantenimiento preventivo de los transformadores está compuesto por varias actividades dentro de las cuales se destacan la inspección visual de sus componentes externos, las medidas y pruebas eléctricas, la limpieza de sus partes y las pruebas de diagnóstico al aceite; con estas actividades es posible estimar el estado de los componentes internos del transformador (papel, aceite y bobinas) y determinar las acciones o mantenimiento que debe realizarse al equipo.

Servicios predictivos para transformadores

Análisis de aceite dieléctrico ADFQ

En general puede decirse que mediante las pruebas de degradación consistentes en el análisis dieléctrico y fisicoquímico del aceite, se determina el porcentaje de agua en el papel aislante, la calidad química del aceite y el grado de impregnación de productos de oxidación en el papel aislante, para diagnosticar el estado del sistema de aislamiento Papel – Aceite, permitiendo identificar claramente el procedimiento de mantenimiento a seguir para corregir los problemas detectados.

Las pruebas estándar ASTM (American Society for Testing and Materials), recomendadas para el aceite de transformadores en operación son las siguientes:

  • Rigidez dieléctrica
  • Contenido de agua o humedad
  • Número de neutralización
  • Gravedad específica.
  • Tensión interfacial.
  • Color.
  • Índice de calidad.
Cromatografía de gases

Esta prueba cuantifica la cantidad de gases presentes en una muestra de aceite que puede provenir de la operación normal del transformador o de algún tipo de falla. Dentro de un transformador se pueden presentar diferentes tipos de fallas ocasionadas por defectos como: arco eléctrico, descargas parciales, sobrecalentamiento del aceite y/o del papel y corrientes circulantes.

Esta prueba se fundamenta en la utilización de gases disueltos basados en el rompimiento de las moléculas de hidrocarburos tanto en el aceite como en la celulosa del papel aislante, causado por la presencia de alguna falla de tipo térmico ó eléctrico.

Con este análisis se detecta la presencia de gases combustibles en el aceite. Se analiza el contenido de gases disueltos como ACETILENO, DIÓXIDO DE CARBONO, METANO, ETILENO, HIDRÓGENO, MONÓXIDO DE CARBONO, NITRÓGENO, OXÍGENO + ARGÓN y con base en la concentración de cada uno de estos gases y las relaciones de composición, es posible diagnosticar el tipo de falla presentada y su severidad.

Pruebas que complementan el diagnóstico al estado de los transformadores

  • Análisis de furanos.
  • Análisis de PCB´s

Otras pruebas al aceite

  • Factor de potencia.
  • Estabilidad oxidación bomba rotativa.
  • Determinación de inhibidor de oxidación.
  • Viscosidad cinemática.
  • Punto de inflamación.
  • Punto de anilina.
  • Conteo de partículas.
  • Análisis infrarrojo.
  • Azufre corrosivo.
  • Determinación de grado de polimerización del papel.

Mantenimiento preventivo

De la experiencia adquirida por quienes se dedican a realizar el mantenimiento de los transformadores se ha llegado a determinar algunas acciones de mantenimiento correctivo – preventivo en estos equipos según los resultados de las pruebas descritas de laboratorio. Entre estas acciones se encuentran las siguientes:

  1. Toma de muestra a los seis meses: Se recomienda cuando el índice de calidad se encuentra ligeramente por encima de su
    valor límite inferior de 1500.
  2. Toma de muestra a los doce meses: Se recomienda cuando el aceite se encuentra en condiciones normales.
  3. Tratamiento de termovacio y adición de inhibidores: Este tratamiento se recomienda cuando el índice de calidad empieza a tomar un valor por debajo de 1500; con este tratamiento se detiene la degradación del aceite. Este tratamiento se recomienda cuando adicionalmente el contenido de agua o humedad esta en un valor aceptable. Se puede realizar en sitio.
  4.  Secado de la parte activa: Este se recomienda cuando el contenido de agua en el aceite esta por encima de 35 ppm, lo cual representa sólo el 10% del agua contenida en el sistema total de aislamiento papel-aceite. Se puede realizar en sitio. utiliza vacío y sistemas criogénicos.
  5. Lavado y secado con cambio total de aceite: Se recomienda cuando el índice de calidad esta por debajo de 318 y el volumen de aceite se encuentra muy bajo comparado con el volumen de aceite necesario para purgar los equipos.
  6. Regeneración de aislamientos (limpieza del papel de productos ácidos):  Se recomienda para índices de calidad por debajo de 1000, lo que quiere decir que ya hay presencia de productos ácidos y/o lodos en suspensión o depositados, que impregnan el papel incidiendo en la vida útil del transformador. Este procedimiento garantiza una limpieza total del papel y permite recuperar el aceite.Para llevar a cabo esta acción es necesario que el transformador tenga por lo menos el doble del volumen de aceite requerido para purgar los equipos. Se realiza mediante elevación del ACEITE A TEMPERATURA DE PUNTO DE ANILINA (temperatura en la cual el aceite disuelve los lodos) y a través de TIERRAS FULLER (Atapulgita, de alto poder de absorción). Dependiendo de la necesidad se realizan 6, 10 o 15 recirculaciones.
  7. Regeneración de aislamientos y secado de parte activa: Se recomienda cuando se cumple la condición descrita en el numeral 5.6 y además se tiene un alto contenido de agua en el aceite, representando alto porcentaje de agua en el papel, y se hace necesario que, además de las recirculaciones del aceite, se haga un secado a la parte activa.
  8. Deslodificación total: Se recomienda cuando el índice de calidad esta por debajo de 100 o sea cuando el lodo ya se encuentra endurecido en el papel. Requiere más de 20 recirculaciones de aceite.
  9. Deslodificación total y secado de la parte activa: Se recomienda cuando además de presencia de lodo endurecido en el papel (IC por debajo de 100), se tiene un alto contenido de agua. Requiere más de 20 recirculaciones a través de tierras Fuller y secado de la parte activa del transformador.
Otras acciones

Finalmente, como parte de las acciones adicionales que eventualmente se ejecutan dentro del mantenimiento de un transformador se encuentran las siguientes:

  • Completar el nivel de aceite.
  • Cambio de empaques.
  • Detección y corrección de fugas de aceite.
  • Revisión y ajuste de la conexión de puesta a tierra.
  • Limpieza general y/o pintura de la cuba o tanque.
  • Limpieza o cambio de los aisladores.
  • Revisión del sistema de refrigeración (radiadores).
  • Revisión de funcionamiento de dispositivos usados para control como son: termómetros y termocuplas, válvula de alivio de sobrepresión y relé bucholz, entre otros.

Ing. Ernesto Gallo Martínez.
Presidente
Transequipos S.A.

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