UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA “PROTECCIONES Y MANTENIMIENTO A GENERADORES DE POTENCIA”

TESINA PARA ACREDITAR LA E.E EXPERIENCIA RECEPCIONAL

PRESENTA:

OSCAR HERNÁNDEZ CERVANTES

DIRECTOR DE TESINA:

ING.RAMÓN CHAZARO APARICIO

POZA RICA DE HGO, VER

2010

ÍNDICE PAGINA INTRODUCCIÓN………………………………………………………………….1

CAPITULO I………………………………………………………………….3

JUSTIFICACIÓN.………………………………………………………………....4 NATURALEZA, SENTIDO Y ALCANCE DEL TRABAJO………………......5 ENUNCIACIÓN DELTEMA……………………………………………………...6 EXPLICACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO…………………….7

CAPITULO II……………………………………………….........................8

DESARROLLO DEL TEMA……………………………………………………..9 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN………....10 MARCO CONTEXTUAL………………………………………………………..11 MARCO TEÓRICO……………………………………………………………...12

1.- TEORIA SOBRE LOS GENERADORES…………………………………12 1.1.- funcionamiento…………………………………………………………14 1.2.- la importancia de los generadores en la industria eléctrica………………………………….…………….16

2.-PROTECCIÓNES ELÉCTRICAS PARA EL GENERADOR DE POTENCIA………………………………………………………………..17 2.1.-generalidades……………………...………...……...……………………..17 2.2.-protección del estator…………………………………………………...20

2.3.-protección del generador con neutro desconectado a tierra…………………………………………….….23 2.4.-protección con neutro conectado a tierra a través de una resistencia o reactancia…………….……………………...24 2.5.-protección con neutro conectado a tierra a través de un transformador de distribución….…………………………... 25 2.6.-protección contra corto circuito entre espiras misma fase y fases abiertas…………………………..……………………..26 2.7.-protección contra sobrecalentamiento del estator……………..…28 2.8.-protección contra sobretensiones…….……………………………29 2.9.-protección contra corto circuito a tierra del campo………..……..30 2.10.-protección contra sobrecalentamiento del rotor……..………….31 2.11.-protección contra pérdida de excitación………………………....32 2.12.-protecciónes de respaldo, fallas externas al generador………..34 2.13.-protección contra motoreo…………….……...……………...……35

3.- CALIFICACIÓN DE SISTEMAS AISLANTES………………………..36 3.1.- pruebas a las bobinas…………………………………………...….36

4.-TRATAMIENTO DEL DEVANADO DEL ESTATOR DE LA MAQUINA DE C.A……………………………………………………38 4.1.- proceso VPI……………………………………...…………………..38 4.2.-ciclo VPI……………………………………………………………….39 4.3.-consideraciónes especiales del proceso VPI…………..…………40 4.4.-calidad de la resina, estabilidad……………………………..…......41 4.5.- huecos…………………………………………………………….….42 4.6.-impregnación………………………………...………………….……43 4.7.-barnices aislantes………………………………………...….………44 4.8.-diseño de aislamiento a tierra…………………………………...….45

5.-MANTENIMIENTO………………………………………………………......46 5.1.-clasificación……………………………………………………………...47 5.2.-objetivo del mantenimiento………………………………………..…...51 5.3.-definición del mantenimiento………………………...........................52 5.4.-finalidad del mantenimiento…………………………………….……...53 5.5.-inspección y mantenimiento del generador eléctrico…………….....54 5.6.-causas que influyen sobre la vida de los distintos elementos de las máquinas…………………………………………....58

CAPITULO III………………………………………….............................62

Conclusiones…………………………………………………………………...63 Bibliografía………………………………………………………………….......64 Anexos…………………………………………………………………………...65

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INTRODUCCIÓN Un generador simple sin conmutador producirá una corriente eléctrica que cambia de dirección a medida que gira la armadura. Este tipo de corriente alterna es ventajosa para la transmisión de potencia eléctrica, por lo que la mayoría de los generadores eléctricos son de este tipo. El generador de c.a se diferencia al de corriente directa por lo siguiente: un generador de c-a es producido por un devanado de campo, igual que en el caso de los generadores de c-c. Téngase presente que el devanado de campo es un electroimán y, por lo tanto, necesita corriente para producir su campo magnético. En un generador de c-c, la corriente para el devanado de campo puede obtenerse conectando el devanado a una fuente externa de voltaje y, en este caso, el generador es un generador excitado separadamente. Los sobre voltajes ocurridos en los sistemas de energía, se producen por un variedad de razones tales como fallas y operación de interruptores. Es posible que los sobrevoltajes puedan ser muy altos y den lugar a fallas. La protección de generadores supone la consideración de las máximas posibilidades de condiciones de funcionamiento anormal, en comparación con la protección de cualquier otro elemento de sistema, los generadores representan el equipo más caro en un sistema eléctrico de potencia y se encuentran sometidos, más que a ningún otro equipo del sistema, a los más diversos tipos de condiciones anormales. Las razones que se exponen a favor de minimizar la cantidad de protección en los equipos automáticos son: 1.-A razón de más equipo automático, mayor es el mantenimiento, y si el mantenimiento es defectuoso el equipo se torna menos confiable. 2.-La protección en el equipo automático puede actuar incorrectamente y como consecuencia puede desconectar el generador de forma innecesaria. 3.-En algunas ocasiones, el operador puede evitar que un generador salga fuera de servicio y así evitar trastornos significativos dentro del sistema eléctrico.

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Por ello la protección de los generadores frente a la posibilidad de daños significativos es más importante. Una consideración a tener en cuenta al analizar las protecciones de un generador y que no se manifiesta en los restantes equipos que conforman un sistema eléctrico, es el hecho que la apertura de su interruptor principal es condición necesaria, pero no suficiente para evitar la prolongación de ciertos daños a largo plazo.

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CAPITULO I

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JUSTIFICACIÓN El presente trabajo se desarrolla con la finalidad de presentar información relevante a cerca de los generadores de potencia que se utilizan en centrales eléctricas, las protecciones y la importancia del mantenimiento que debe de realizarse para lograr la eficiencia del mismo ya que son equipos muy costosos y se deben de conservar en perfecto estado.

De acuerdo a estudios realizados sabemos que ninguna maquina eléctrica tiene una efectividad del 100% y siempre existirán perdidas ya sea por fricción o por rozamiento es por ello que nos enfocamos un poco en cuestiones de mantenimiento para la conservación de este tipo de generadores.

Este estudio es para facilitar a todo aquel usuario que desee información para proteger un generador de potencia, las protecciones que se deben utilizar y el mantenimiento respectivo para su buen funcionamiento.

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NATURALEZA, SENTIDO Y ALCANCE DEL TRABAJO Hoy en día es importante cuidar los sistemas de generación de potencia contra posibles descargas y fallas no previstas, es por ello que surge la necesidad de conocer cuáles son los dispositivos de protección de este tipo de sistemas eléctricos ya que todo sistema debe contar con un dispositivo de protección, porque sin él, podría haber pérdidas tanto humanas, como materiales.

Debido a que la información, que proporcionan los diferentes autores acerca de la protección de sistemas eléctricos es bastante extensa, se opta por investigar la correcta selección de dispositivos de protección para los generadores de potencia, para que todo usuario que desee información sobre este tema, tenga una idea de que dispositivos se deben utilizar.

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ENUNCIACIÓN DEL TEMA Es muy importante para cualquier sistema eléctrico, contar con una protección contra posibles descargas o condiciones anormales no previstas por lo que esta obra nos dará una idea de cómo proteger los generadores de potencia.

En la actualidad podemos observar que las descargas atmosféricas son un factor importante para cualquier sistema eléctrico por eso estudiaremos un poco de ellas y como pueden ser canalizadas a tierra por medio de las protecciones contra sobre voltajes (pararrayos), dándonos una idea de cómo se puede proteger el equipo de generación de energía en cada uno de sus puntos vulnerables.

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EXPLICACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO Para el logro de las metas planteadas, el presente trabajo se estructura de la siguiente manera:

Un primer capítulo en donde se aborda la:  Justificación del trabajo.  Naturaleza, sentido y alcance del trabajo.  Enunciación del tema y  Explicación de la estructura del trabajo.

Un segundo capítulo donde se trata:  Desarrollo del tema  Planteamiento del tema de investigación.  Marco contextual.  Marco teórico que contiene: 1.-Teoria sobre los generadores 2.-Protecciones eléctricas para el generador de potencia 3.-Calificacion de los sistemas aislantes 4.-Tratamiento del devanado del estator de la máquina de c.a 5.-Mantenimiento

Y un tercer capítulo donde se hacen:  Conclusiones. Al final se anotan las referencias bibliográficas utilizadas y se proporcionan los anexos utilizados.

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CAPITULO II

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DESARROLLO DEL TEMA

Nicolás Tesla, un inventor Serbio-Americano fue quien descubrió el principio del campo magnético rotatorio en 1882, el cual es la base de la maquinaria de corriente alterna.

Él inventó el sistema de motores y generadores de corriente alterna polifásica que da energía al planeta. Sin sus inventos el día de hoy no sería posible la electrificación que impulsa al crecimiento de la industria y al desarrollo de las comunidades.

El descubrimiento del campo magnético rotatorio producido por las interacciones de corrientes de dos y tres fases en un motor fue uno de sus más grandes logros y fue la base para la creación de su motor de inducción y el sistema polifásico de generación y distribución de electricidad.

Gracias a esto, grandes cantidades de energía eléctrica pueden ser generadas y distribuidas eficientemente a lo largo de grandes distancias, desde las plantas generadoras hasta las poblaciones que alimentan. Aún en estos días se continúa utilizando la forma trifásica del sistema polifásico de Tesla para la transmisión de la electricidad, además la conversión de electricidad en energía mecánica es posible debido a versiones mejoradas de los motores trifásicos de Tesla.

Por ello es importante conocer de qué manera podemos proteger los equipos de generación de potencia y su respectivo mantenimiento este científico nos da una reseña de cual importante es un sistema de generación de energía.

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PLANTEAMIENTO DEL TEMA DE INVESTIGACIÓN Generalmente el tema de la protección contra descargas eléctricas, no se les da mucha importancia, aun cuando sabemos que todo sistema puede estar expuesto a ello. Un equipo o maquina eléctrica protegida contra sobretensiones producidas por rayos o fallas no previstas puede tener un periodo de vida mucho más largo y seguro para nuestros trabajadores; evitándonos así pérdidas humanas y económicas, ambas de vital importancia.

La principal forma de proteger contra descargas ya sean naturales o por corto circuito un generador de potencia es utilizando protecciones en diferentes puntos de la maquina rotatoria, la forma de selección y su instalación.

Razón por la cual este trabajo tiene como meta el proporcionar información al alcance de la mano de cualquier lector interesado sobre dicho tema.

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MARCO CONTEXTUAL Siendo el marco contextual de un trabajo la descripción del sitio físico o lugar donde se realiza una investigación; y debido a que el estudio de protección y mantenimiento a generadores de potencia, no tiene una ubicación geográfica precisa. Las descargas y fallas dentro de un sistema eléctrico se presentan en cualquier lugar y toda máquina está expuesta a este fenómeno, este tema se enfoca al estudio de este tipo de problemas hablando de los generadores de potencia en general por lo anterior el presente trabajo carece de marco contextual.

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MARCO TEÓRICO 1.- TEORIA SOBRE LOS GENERADORES Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). Si mecánicamente se produce un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.). Están basados en la ley de Faraday. Un generador (fig. 1), es una máquina eléctrica que realiza el proceso inverso que un motor eléctrico, el cual transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadores de corriente alterna son de tres fases.

Fig.1.-generador eléctrico. Una característica de cada generador es su fuerza electromotriz (F.E.M.), simbolizada por la letra griega épsilon (ε), y definida como el trabajo que el generador realiza para pasar la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo por el interior del generador.

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Los generadores se clasifican en dos tipos fundamentales: Primarios: Convierten en energía eléctrica la energía de otra naturaleza que reciben o de la que disponen inicialmente, como alternadores, dinamos, etc. Secundarios: Entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente, es decir, en primer lugar reciben energía de una corriente eléctrica y la almacenan en forma de alguna clase de energía. Posteriormente, transforman nuevamente la energía almacenada en energía eléctrica. Un ejemplo son las pilas o baterías recargables.

Desde

el punto de vista teórico (teoría de circuitos) se distinguen dos tipos de generadores ideales: Generador de voltaje o tensión: un generador de voltaje ideal mantiene un voltaje fijo entre sus terminales con independencia de la resistencia de la carga, Rc, que pueda estar conectada entre ellos.

Generador de corriente o intensidad: un generador de corriente ideal mantiene una corriente constante por el circuito externo con independencia de la resistencia de la carga que pueda estar conectada entre ellos.

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1.1.-FUNCIONAMIENTO Partimos de la base de que si un conductor eléctrico corta las líneas de fuerza de un campo magnético, se origina en dicho conductor una corriente eléctrica. La generación de corriente trifásica tiene lugar en los alternadores, en relación con un movimiento giratorio. Según este principio, existen tres arrollamientos iguales independientes entre sí, dispuestos de modo que se encuentran desplazados entre sí 120°. Según el principio de la inducción, al dar vueltas el motor (imanes polares con devanado de excitación en la parte giratoria) se generan en los arrollamientos tensiones alternas senoidales y respectivamente corrientes alternas, desfasadas también 120° entre sí, por lo cual quedan desfasadas igualmente en cuanto a tiempo. De esa forma tiene lugar un ciclo que se repite constantemente, produciendo la corriente alterna trifásica. Todos los generadores trifásicos utilizan un campo magnético giratorio. En el dibujo 2 hemos instalado tres electroimanes alrededor de un círculo. Cada uno de los tres imanes está conectado a su propia fase en la red eléctrica trifásica. Como puede ver, cada electroimán produce alternativamente un polo norte y un polo sur hacia el centro.

Las letras están en negro cuando el magnetismo es fuerte, y en gris claro cuando es débil. La fluctuación en el magnetismo corresponde exactamente a la fluctuación en la tensión de cada fase. Cuando una de las fases alcanza su máximo, la corriente en las otras dos está circulando en sentido opuesto y a la mitad de tensión. Dado que la duración de la corriente en cada imán es un tercio de la de un ciclo aislado, el campo magnético dará una vuelta completa por ciclo.

Aunque las tres corrientes son de igual frecuencia e intensidad, la suma de los valores instantáneos de las fuerzas electromotrices de las tres fases, es en cada momento igual a cero, lo mismo que la suma de los valores instantáneos de cada una de las fases, en cada instante, como podemos ver en la siguiente figura siguiente.

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Dibujo 2.

Aquí mostramos las tres fases, ya desfasadas sobre un mismo eje a 120º. La línea negra del grafico representa la corriente de distinta polaridad, es decir, en este caso el negativo de la fase 1, corriente opuesta a las fases 2 y 3 que son por su naturaleza de polaridad positiva.

Un generador de potencia se compone de las siguientes partes:

Un circuito magnético

 Estator. Parte fija.  Rotor. Parte móvil que gira dentro del estator.  Entrehierro. Espacio de aire que separa el estator del rotor y que permite que pueda existir movimiento. Debe ser lo más reducido posible.

Dos circuitos eléctricos, uno en el rotor y otro en el estator.  Arrollamiento o devanado de excitación o inductor. Uno de los devanados, al ser recorrido por una corriente eléctrica produce una fuerza magnetomotriz que crea un flujo magnético.

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 Inducido. El otro devanado, en el que se induce una f.e.m. que da lugar a un par motor (si se trata de un motor) o en el que se induce una f.e.m. que da lugar a un par resistente (si se trata de un generador).

1.2.- LA IMPORTANCIA DE LOS GENERADORES EN LA INDUSTRIA ELÉCTRICA

La mayor parte de los equipos eléctricos requieren de grandes cantidades de corriente y de tensiones altas para poder funcionar. Por ejemplo, las luces eléctricas y los motores, requieren tensiones e intensidades de corriente mayores que las que puede suministrar una batería común para su normal funcionamiento.

Por esto se requieren fuentes de electricidad que no sean baterías para abastecer grandes cantidades de corriente. Estas grandes cantidades de corriente la suministran las máquinas eléctricas rotativas que reciben el nombre de “generadores de potencia". Los generadores de potencia pueden suministrar corriente alterna. El generador puede diseñarse para altas o bajas corrientes.

Si faltara la energía eléctrica que producen los generadores, el mundo actual quedaría prácticamente paralizado. Si miramos a nuestro alrededor nos daremos cuenta de la importancia de la corriente eléctrica que producen los generadores. En nuestro mundo moderno, el sistema de alumbrado, nuestras fábricas y toda nuestra vida industrial está accionada por la corriente eléctrica que producen los generadores. Los generadores son tan importantes en la vida moderna, como el corazón en la vida de nuestro organismo.

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2.-PROTECCIÓNES ELÉCTRICAS PARA EL GENERADOR DE POTENCIA La protección de generadores supone la consideración de las máximas posibilidades de condiciones de funcionamiento anormal, en comparación con la protección de cualquier otro elemento de sistema. En las centrales eléctricas debería proporcionarse protección automática contra todas las posibles condiciones anormales perjudiciales. Pero existe una gran diferencia de opinión respecto a lo que constituye la protección suficiente de los generadores en centrales eléctricas. Dicha diferencia de opinión se refiere en gran parte a la protección contra condiciones anormales de funcionamiento, distintas de los cortocircuitos, que no requieren necesariamente el retiro Inmediato del servicio de una máquina, y que pueden dejarse al control de un asistente.

2.1.-GENERALIDADES

Los dispositivos de protección tienen la finalidad de mantener tanto la seguridad de los equipos e instalaciones así mismo como de las personas que se encuentran en su entorno, garantizando la continuidad en el suministro de energía eléctrica.

Un sistema de protección se establece bajo la premisa de la existencia de fallas o disturbios originados por agentes internos y externos al sistema. Y su objetivo no es evitar tales fenómenos sino minimizar sus efectos sobre el sistema.

La adecuada selección y coordinación de los dispositivos de protección son fundamentales para el correcto funcionamiento del sistema de protección y por consecuencia para la operación confiable del sistema de distribución.

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Los aspectos básicos de la aplicación de los esquemas de protección son: CONFIABILIDAD: la certeza de que la protección va a operar correctamente. SELECTIVIDAD: mantener la máxima continuidad del servicio con la mínima desconexión del equipo. VELOCIDAD DE OPERACIÓN: mínimo tiempo de falla con el consecuente mínimo daño al equipo. SIMPLICIDAD: mínimo de equipo de protección y circuitería asociada para alcanzar los objetivos del sistema de protecciones. ECONOMÍA: máxima protección al mínimo costo total. Los estudios de corto circuito son necesarios en los sistemas eléctricos ya que se obtiene información importante para verificar o seleccionar la capacidad necesaria de los interruptores, seleccionar y ajustar las protecciones de sobre corriente, verificar que los efectos térmicos y mecánicos del corto circuito puedan ser soportados por los elementos del sistema eléctrico. Las fuentes de corriente de corto circuito son los generadores, que en el caso alimentan sistemas de distribución. Desde el punto de vista de clasificación de la protección en los sistemas eléctricos se puede decir que básicamente existen dos tipos:

PROTECCIÓN PRIMARIA Esta protección corresponde al esquema de relevadores cuya función principal es proteger los principales componentes del sistema de potencia desconectando cuando se presenta un disturbio la menor cantidad posible de elementos del sistema es decir la menor cantidad posible de usuarios.

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PROTECCIÓN DE RESPALDO La protección de respaldo se emplea como protección cuando la protección primaria falla. Cuando se dice que los relevadores primarios pueden fallar se quiere decir que alguna de varias cosas pueden suceder para hacer que los relevadores más sensibles requieran de menor carga por alimentar y por lo tanto transformadores de instrumentos más pequeños y consecuentemente mas baratos. Por lo general los relevadores electromecánicos operan a 5 amperes cuando son alimentados por transformadores de potencial, estos relevadores son bastante confiables y han sido usados en forma eficiente durante muchos años.

RAPIDEZ DE OPERACIÓN

Se requiere que los relevadores de protección sean de acción rápida, por las siguientes razones: a) No debe rebasarse el tiempo crítico de eliminación. b) Los aparatos eléctricos pueden dañarse si se les hace soportar corrientes de falla durante un tiempo prolongado. c) Una falla persistente hace bajar el voltaje y ocasiona el arrastre o lento avance y la consiguiente sobrecarga en las transmisiones industriales.

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2.2.-PROTECCIÓN DEL ESTATOR Este tipo de protección puede ser de dos tipos:  Contra corto circuito entre fases.  Contra corto circuito entre fase y tierra.

Contra corto circuito entre fases

Este tipo de corto circuitos genera la circulación de elevadas corrientes, estas pueden producir daños significativos en el lugar del corto circuito. Se trata de uno de los cortocircuitos más perjudiciales que pueden tener lugar en el estator de un generador, ya que en caso de no ser despejado prontamente puede originar la destrucción de las láminas del estator en el área del corto circuito. Para detectar el corto circuito entre fases se utiliza el principio de comparar en las tres fases la corriente que circula por el extremo del neutro con la que circula por el extremo de los bornes. Bajo condiciones normales estas corrientes son idénticas, por el contrario cuando tiene un lugar un corto circuito surge una diferencia que es medida por un relé. La protección que se fundamenta en este principio de comparación serie recibe el nombre de “protección diferencial longitudinal”. Es una protección unitaria o de zona, debido a que solo se protege cada fase del generador en la zona situada entre los transformadores de corriente. Como consecuencia de esto es inherentemente selectiva.

Es necesario recurrir a relés especiales denominados relés diferenciales, debido a la existencia de problemas tales como: distinto comportamiento de los transformadores de corriente para corto circuitos externos al generador. Diversos errores para los niveles de corriente de carga, etc. Estos relés contienen algún medio de retención, el cual varía de acuerdo con el fabricante y que impiden que operen falsamente.

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Cuando opera la protección diferencial es usual que energice un relé auxiliar del tipo reposición manual, este relé se encarga de dar las órdenes siguientes:

Apertura del interruptor de lado de alta tensión del transformador de subida en el caso de que se trate de un esquema de bloque. Apertura del interruptor del lado de baja tensión del transformador de servicios auxiliares de la unidad en el caso de que exista. Apertura del interruptor de campo. Detención de emergencia. Inyección de CO2.

El empleo de un relé auxiliar de reposición manual asegura que el generador no se pondrá en servicio nuevamente sin que previamente se haya repuesto en forma manual el auxiliar.

Contra corto circuito entre fase y tierra

El núcleo del estator se ve forzadamente comprometido cuando tiene un corto circuito entre fase y tierra del estator de un generador. Debido a que independientemente de la conexión del neutro del generador con respecto a tierra, la carcasa se encuentra conectada a tierra. El daño que originará el cortocircuito a tierra en las láminas del estator estará supeditado a la intensidad de la corriente del corto circuito y al tiempo que circule dicha corriente.

La intensidad de la corriente que circula para un corto circuito de fase a tierra en el estator está condicionada por el tipo de conexión que tiene el neutro del generador. Dicha intensidad será máxima en el caso de que el neutro este sólidamente conectado a tierra y será mínima si el neutro se encuentra desconectado físicamente de tierra y se opera con un sistema de tipo bloque. FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

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Las normas de fabricación de los generadores determinan que los mismos resistirán los esfuerzos térmicos y mecánicos que surgen al producirse un corto circuito de una fase a tierra en sus bornes, siempre que el valor de la corriente del corto circuito de una fase a tierra se limite al valor del corto circuito trifásico a través de la utilización de reactores o resistores entre neutro y tierra.

En este momento surgen dos opiniones: los partidarios a dejar el neutro desconectado a tierra, con lo que se acataría la norma y los que mantienen la idea de emplear un limitador de corriente entre neutro y tierra. Dentro de este último grupo, surge una variada separación entre diversas alternativas: resistencia, reactancia, transformador de distribución con resistencia secundaria y reactancia sintonizada.

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2.3.- PROTECCIÓN DEL GENERADOR CON NEUTRO DESCONECTADO A TIERRA Se trata de una de las alternativas con mayor difusión, particularmente con esquema en bloque, es decir generador conectado sin interruptor en el lado de alta tensión. Debido a que el enrollado de baja tensión del transformador es generalmente de conexión delta, los cortocircuitos de una fase a tierra en el lado del generador no se ven afectados por el sistema eléctrico conectado al lado de alta tensión del transformador. Como consecuencia del bajo nivel de las corrientes capacitivas que circulan en este caso para un cortocircuito de una fase a tierra, la protección longitudinal no podrá individualizar el cortocircuito. Otro método para detectarlo radica en la medición del desplazamiento que experimenta el neutro con respecto a tierra. El esquema usual es medir esta tensión de desplazamiento por medio de la conexión entre neutro y tierra de un transformador potencial e instalar en su secundario un relé de tensión. Aún cuando se tomen algunas precauciones, generalmente no es posible con este tipo de protección detectar cortocircuitos en el 5% del enrollado próximo al neutro. Las corrientes que circulan para un cortocircuito en esta zona de insensibilidad son bastante pequeñas debido a que la f.e.m que las hace circular en el 5% de la normal. Como consecuencia de esto, en muchos países se considera admisible este porcentaje de 95% de protección; pero suele desconectarse el generador del servicio y abrir el interruptor de campo. Una opción alternativa a la del transformador de potencial en el neutro, pero basada en el mismo principio, es la de conectar un transformador de potencial trifásico en los bornes del generador. Dicho transformador trifásico posee su primario conectado en estrella con neutro a tierra y su secundario en delta con un vértice abierto en el cual se conecta el relé de tensión. Si los generadores con neutro desconectado de tierra realizan su trabajo en paralelo sobre una barra al nivel de tensión de generación, los sistemas anteriores de protección no serian selectivos. Solo sirven para el lapso de puesta en marcha y antes de que entren en paralelo.

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2.4.- PROTECCIÓN CON NEUTRO CONECTADO A TIERRA ATRAVÉS DE UNA RESISTENCIA O REACTANCIA Las normas de fabricación de generadores establecen la necesidad de conectar a tierra el neutro de los generadores mediante una resistencia o una reactancia con el propósito de limitar la corriente de cortocircuito de una fase a tierra en sus bornes a un valor por lo menos similar al de la corriente para un circuito trifásico en sus bornes. No obstante, en la práctica se intenta limitar el valor de la corriente de cortocircuito de una fase a tierra a solo un porcentaje de la del trifásico, debido a que de tener lugar el cortocircuito en el interior del generador los daños se reducen. Aquí nuevamente existen varias opiniones. Algunos mantienen la idea de reducir solo el 50% del valor del cortocircuito trifásico y otros son partidarios de limitar la corriente a solo unos cientos de amperes. Para la elección de uno u otro valor, se debe tener en cuenta los efectos transitorios que surgen debido a la existencia de esta impedancia de neutro y la capacidad a tierra. Con respecto al problema del sistema de protección a adoptar, puede establecerse que si la corriente que circula es considerable, la protección diferencial longitudinal detecta y protege esta forma de cortocircuito. No obstante, es conveniente adicionar un relé de sobre corriente residual con su ajuste de tiempo largo que respalde a la diferencial para casos de cortocircuitos muy próximos al neutro y particularmente en los momentos en que el generador aun no se encuentre conectado al sistema. En el caso que la corriente del cortocircuito de una fase a tierra se limite a valores muy bajos, ya no es adecuado confiar en la protección diferencial longitudinal. En este caso, se diferencian dos sistemas de protección según si la central eléctrica se encuentra dispuesta en bloque o con barra a la tensión de generación. En el primer caso (central dispuesta en bloque), es suficiente detectar la corriente residual (3 veces la secuencia cero) por medio de la instalación de un transformador de corriente en el neutro y el empleo de un relé de sobre corriente. Si la central tiene una disposición con barra a la tensión de generación se emplea un sistema de protección a la diferencial pero limitada solo a las corrientes residuales. FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

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Deben conectarse transformadores de corriente en los bornes del generador de modo que sus secundarios estén en paralelo y suministren así la corriente residual. Esta corriente esta cotejada con la corriente medida en el neutro y la diferencia se hace circular por un relé diferencial. La protección se complementa con un relé de sobre corriente de tiempo que sirve para proteger los cortocircuitos en la zona de barras.

2.5.-PROTECCIÓN CON NEUTRO CONECTADO A TIERRA ATRAVÉS DE UN TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION

En las centrales con equipos dispuestos en bloque se tiende a conectar el neutro del generador a tierra mediante el enrollado de alta tensión de un transformador monofásico de distribución. Una resistencia y un relé de sobretensión se conectan al enrollado de baja tensión del transformador, dicho sistema de conexión del neutro es considerado del tipo resistivo, debido a que lo que se consigue al conectarse mediante el transformador de distribución es reducir el valor óhmico y su capacidad de disipación. A través de la elección del valor de la resistencia secundaria es posible regular la intensidad de la corriente que circula en el punto del cortocircuito y como consecuencia, el daño del núcleo. El valor máximo de la resistencia se encontrara determinado por las sobretensiones transitorias que surgen por el fenómeno de ferroresonancia. Para lograr limitar estas sobretensiones a valores no peligrosos, la resistencia no debe tener un valor superior que:

Donde: Xc: reactancia capacitiva total a tierra por fase de los enrollados del generador de los condensadores de protección de los cables o barras de conexión y del enrollado de baja tensión del transformador elevador.

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N: razón entre el lado de alta tensión al lado de baja tensión del transformador de distribución. El valor de la resistencia que surge a partir de la ecuación anterior limitara el valor máximo instantáneo de la tensión transitoria a tierra alrededor del 260 % del valor normal de cresta de fase a tierra. Cuando este sistema de protección trabaja se da orden de detención del generador y se abre el interruptor de campo.

2.6.-PROTECCIÓN CONTRA CORTO CIRCUITO ENTRE ESPIRAS MISMA FASE Y FASES ABIERTAS

Un corto circuito entre espiras de una misma fase debe ser localizado y el generador desconectado del sistema, debido a que puede convertirse con facilidad en un corto circuito de fase a tierra comprometiendo el núcleo del estator. Esta clase de cortocircuito no surge en grandes generadores que poseen una vuelta por fase, por ranura (barra Roebel); además no pueden ser detectados a través de la protección diferencial longitudinal, debido a que esta se basa en el principio de comparación serie y en este caso, por ser una perturbación serie no existe diferencia entre la corriente que circula por el principio de la fase y la que circula por el final. El sistema de protección que se aplica para esta clase de corto circuito depende de la disposición constructiva del generador. La protección difiere en el caso de un generador con dos enrollados por fase o con un solo enrollado por fase. En el primero de los casos el cortocircuito entre espiras puede localizarse cotejando las corrientes de los dos enrollados que constituyen la fase. La protección que emplea este principio de comparación paralela recibe el nombre de protección diferencial transversal. La sensibilidad del relé que se emplea dependerá de la no igualdad de los dos enrollados que componen cada fase y del comportamiento desigual de los transformadores de corriente.

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Una solución posible radica en emplear un transformador de corriente de dos primarios y un secundario que alimenta el relé, se trata de un transformador de tipo ventana, conformado por dos ventanas y una pierna central en donde se enrolla el secundario. Por cada ventana pasa cada cable correspondiente a cada enrollado y la diferencia surge magnéticamente debido al tipo de comparación paralela en que esta protección se basa, puede localizar cortocircuitos de un enrollado a tierra de dos enrollados de distintas fases, al igual que la apertura de uno de los enrollados.

Existen especialistas partidarios de que la protección diferencial transversal anule a la longitudinal, particularmente en el caso de la conexión en bloque en que la protección diferencial del transformador cubre también el generador. La conexión en bloque en que la protección diferencial del transformador protege contra cortocircuitos entre fases en aquellas zonas exteriores a los puntos de unión de las subfases. Los defensores de la protección diferencial longitudinal, no obstante de reconocer las cualidades de la transversal, insisten en la ventaja de instalarla debido a que facilita la localización del cortocircuito.

Si se trata de un generador con un solo enrollado por fase, puede localizarse el cortocircuito entre espiras y también la fase abierta a través del método de medir la tensión al neutro de cada fase del generador. Es necesario conectar en los bornes del generador un transformador de potencial con su primario conectado en estrella y se une su neutro con el del generador, el secundario del transformador se conecta en delta con un vértice abierto del cual se alimenta un relé de sobretensión que mide la tensión residual. El relé puede ser ajustado de manera que diferencia la tensión residual producida por un cortocircuito entre espiras y un cortocircuito a tierra externo al generador. Esto es factible debido a que el cortocircuito para el mismo a tierra externo abarca la impedancia de neutro, mientras que el cortocircuito entres espiras reacciona directamente en el enrollado del transformador de potencial que se encuentra conectado en paralelo con el enrollado de cada fase de la maquina.

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Existe un sistema de protección alternativo basado en el hecho de que cualquier asimetría en las corrientes estatoricas hace circular componentes de secuencia negativa, las cuales producen un campo rotatorio que gira a la misma velocidad que el campo de secuencia positiva pero en sentido contrario, por lo tanto induce en el rotor corrientes de doble frecuencia.

2.7.-PROTECCIÓN CONTRA SOBRECALENTAMIENTO DEL ESTATOR

Las principales causas del sobrecalentamiento del estator de un generador radican en:  Desperfecto en el sistema de refrigeración  Sobrecarga  Cortocircuito de varias laminas del estator Es usual la protección contra sobrecalentamientos del estator mediante relés del tipo imagen térmica diseñados de manera de reproducir las condiciones de calentamiento que originan las corrientes estatoricas y que al llegar a una cierta temperatura de ajuste cierra sus contactos.

Esta protección cuenta con la desventaja de solamente operar para sobrecalentamientos originados por una sobrecarga y no protege contra los sobrecalentamientos producidos por desperfectos en el sistema de refrigeración o por cortocircuitos de las láminas del estator.

En la actualidad se protege contra sobrecalentamiento del estator a través de detectores de temperatura colocados en varios puntos del enrollado. Estos transmiten cíclicamente su información a un instrumento, el cual al alcanzar en algún punto una temperatura crítica envía la orden de apertura. Mediante este sistema de protección, pueden detectarse calentamientos muy localizados, tales como los que se producen por cortocircuito de las láminas. FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

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2.8.-PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES La sobre velocidad originada por perdidas de carga o desperfectos en el regulador de tensión producen sobretensiones. Todo sobre tensión asociada con una sobre velocidad será controlada por el regulador automático de tensión. No obstante, en las unidades hidráulicas, el flujo de agua no puede ser interrumpido o deflactado tan rápidamente y como consecuencia puede originarse una sobre velocidad. En el caso de que la excitatriz se encuentre acoplada directamente a la maquina, la tensión tiende a crecer casi con el cuadro de la velocidad. Como consecuencia suele instalarse protección de sobretensión en generadores accionados por turbinas hidráulicas y también por turbinas de gas, pero no con turbinas de vapor.

Se emplean relés de sobretensión de dos elementos: un elemento instantáneo que trabaja con 25% de sobretensión (gas) y 40% (hidráulica) y otro elemento que opera con el 10% de sobretensión. La operación del relé de sobretensión da orden de apertura al interruptor del generador y al del campo.

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2.9.-PROTECCIÓN CONTRA CORTO CIRCUITO A TIERRA DEL CAMPO Debido a que los circuitos de campo operan desconectados de tierra, un cortocircuito o contacto a tierra no ocasionaría ningún daño ni afectaría la operación del generador. No obstante, la existencia de un cortocircuito a tierra incrementa la tensión a tierra en otros puntos del enrollado de campo cuando se inducen en estas tensiones debido a fenómenos transitorios del estator. Como consecuencia, aumenta la probabilidad que ocurra un segundo cortocircuito a tierra. Si este ocurre, parte del enrollado de campo estará cortocircuitando y la corriente en el resto se incrementaría. Al cortocircuitarse parte del enrollado, debido a los dos cortocircuitos a tierra se produciría un desequilibrio del flujo en el entrehierro y esto originaria un desequilibrio en las fuerzas magnéticas en ambos lados del rotor. Dicho desequilibrio puede ser suficientemente grande como para torcer el eje del rotor y hacerlo excéntrico. Debido a esta excentricidad surgen vibraciones causantes de la rotura de descansos de pedestal, lo que ha originado que el rotor raspe con el estator. Esta clase de falla origina daños muy extensos y costosos de reparar y capaces de dejar las maquinas fuera de servicio por periodos muy largos.

Usualmente se emplean sistemas de protección que detectan el primer cortocircuito a tierra que se produzca. Los tres métodos disponibles para localizar el punto del cortocircuito a tierra en el campo de un generador tienen en común el hecho que emplean el punto del cortocircuito a tierra para cerrar un circuito eléctrico en que el relé de protección forma parte de ese circuito.

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2.10.-PROTECCIÓN CONTRA SOBRECALENTAMIENTO DEL ROTOR La circulación de corrientes de secuencia negativa en el estator de un generador, producidas por cortocircuitos asimétricos internos o externos al generador y cargas desequilibradas, originan un campo rotatorio que gira con una velocidad al doble de la síncrona con respecto al rotor e inducen en el fierro de estas corrientes de una frecuencia doble de la fundamental. Dichas corrientes originan un sobrecalentamiento del rotor y pueden producir importantes daños si el generador continuo operando en esas condiciones.

Los cortocircuitos asimétricos internos al estator son despejados por los sistemas de protección. En cambio los cortocircuitos asimétricos externos, incluyendo fases abiertas, pueden permanecer indetectados o continuar con un periodo significativo dependiendo de la coordinación de las protecciones del sistema.

Es usual instalar una protección en base a un relé de sobrecorriente de secuencia negativa con una característica que siga en la mejor forma posible la curva permitida para la maquina. Generalmente, esta protección desconecta el generador del servicio. Además, suele incluirse un elemento instantáneo que solo de una alarma.

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2.11.-PROTECCIÓN CONTRA PÉRDIDA DE EXCITACIÓN En el caso que un generador pierda su excitación, trabaja como generador de inducción girando a una velocidad mayor a la síncrona. Los generadores con rotor cilíndrico no están adecuados para estas operaciones, debido a que no tienen enrollados amortiguadores que puedan llevar las corrientes inducidas en el rotor. El tiempo para alcanzar un sobrecalentamiento peligroso puede ser tan corto como 2 o 3 minutos.

El estator de cualquier clase de generador síncrono puede sobrecalentarse debido a la sobrecorriente en los enrollados del estator mientras la maquina está operando como un generador de inducción. Algunos sistemas no pueden tolerar la operación continuada de un generador sin excitación. En el caso de que el generador no sea desconectado inmediatamente cuando pierde su excitación pueden surgir problemas de inestabilidad y ocurrir una pérdida de servicio mayor en el sistema eléctrico, debido a que un generador sin excitación adquiere potencia reactiva del sistema en una cantidad de que puede ser 2 o 4 veces su potencia nominal. Además, es probable que el generador antes de perder su excitación haya estado entregando potencia reactiva al sistema. Como consecuencia de esta potencia reactiva tomada repentinamente del sistema y de la potencia reactiva que deja de entregar el generador, puede producirse una disminución general de tensión en el sistema, la que a su vez, puede producir una gran estabilidad a menos que otros generadores puedan automática e inmediatamente tomar la carga reactiva adicional. Como consecuencia de lo expuesto, es recomendable la instalación de un sistema de protección contra perdida de excitación.

En el caso de que dicha perdida sea originada por un desperfecto en la excitatriz, el circuito de campo permanece intacto y el relé no trabaja debido a que lo mantienen las corrientes inducidas por el deslizamiento. El sistema de protección más selectivo contra la perdida de excitación es la utilización de un relé de distancia direccional. FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

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Dicho relé es alimentado con tensiones y corrientes tomadas de los bornes del generador. Cuando pierde la excitación, la impedancia medida en bornes del generador sigue una trayectoria desde un punto localizado en el primer cuadrante (condición normal de operación) a una región del cuarto cuadrante la cual se alcanza solamente cuando la excitación se ha perdido. Al operar la protección se da orden de apertura al interruptor de campo y se desconecta el generador del sistema, antes que el generador o el sistema resulten dañados. En la siguiente figura se muestra un sistema de excitación típico para un generador eléctrico y sus respectivos elementos.

1. Excitador piloto 2. Excitatriz principal 3. Corona de diodos rectificadores y fusibles 4. AVR 5. Disipador de calor de base positiva 6. Disipador de calor de base negativa 7. Rotor del generador 8. Estator del generador

9. TP 10. TC

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2.12.-PROTECCIÓNES

DE

RESPALDO,

FALLAS

EXTERNAS

AL

GENERADOR Es preciso instalar en los generadores protecciones de respaldo que impidan que el generador continúe entregando corriente de cortocircuito para fallas en el sistema eléctrico externo, como consecuencia de la no operación de las protecciones principales respectivas. Si se trata de cortocircuitos de una fase a tierra el relé de sobrecorriente inverso es satisfactorio. En el caso de cortocircuitos entre fases puede utilizarse un relé de sobrecorriente con control de tensión.

La elección entre estos dos tipos de relé depende del tipo de relé con el que la protección de respaldo debe coordinarse. No se recomienda emplear relés de sobrecorriente simples, debido a que la curva de decremento de la corriente suministrada por el generador cae bruscamente a valores menores a su corriente nominal antes que el relé de sobrecorriente haya terminado su operación.

El relé de sobrecorriente de secuencia negativa debe ser considerado como una protección principal, cuyo ajuste está sujeto exclusivamente de las características de diseño que posee el generador para soportar las corrientes de secuencia negativa.

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2.13.-PROTECCIÓN CONTRA MOTOREO El efecto de un desperfecto en la maquina motriz es que el generador comienza a operar como motor tomando energía del sistema. El beneficio de instalar una protección contra motoreo recae en la maquina motriz o el sistema eléctrica y no en el generador. La seriedad de la condición de motoreo está sujeto al tipo de maquina motriz.

En las turbinas de vapor, de ocurrir fallas en el abastecimiento de vapor, se produciría un sobrecalentamiento como consecuencia de la fricción, con la posterior distorsión de los alabes de la turbina. En turbinas del tipo condensación la velocidad de subida de la turbina es baja y no se requiere tomar una acción inmediata. No obstante, con unidades del tipo contra presión la temperatura puede aumentar rápidamente a niveles peligrosos. Por esto, debe tomarse una medida inmediata para evitar el motoreo.

En los motores diesel es adecuado instalar protección contra motoreo, debido al peligro de incendio o explosión por el combustible no quemado. La protección contra motoreo de generadores accionados por turbinas hidráulicas es adecuada en centrales inatendidas para evitar la cavitación de los alabes.

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3.-CALIFICACIÓN DE SISTEMAS AISLANTES 3.1.-PRUEBAS A LAS BOBINAS En el desarrollo y calificación de un sistema aislante, la manufactura de bobinas experimentales es un paso muy importante, puesto que prueba la habilidad en la manufactura y manejo de las cintas, envolventes y la resina VPI. Esto prueba la compatibilidad de la nueva resina con el proceso de fábrica y alguna comprensión de la manera en que la resina VPI interactúa con las cintas de mica y envolventes. Las pruebas de bobina son consideradas las más críticas e incluyen las pruebas eléctricas a varias temperaturas, entre 25 ºC y 155ºC o más altas, la rigidez eléctrica (en corto y a largo tiempo) y la prueba de bobina en agua salada (agua de mar). Factor de disipación (tgo). La tgo es usada como una medida de las perdidas eléctricas de un sistema de aislamiento y es la tangente del ángulo de perdidas. Muchas resinas orgánicas que son usadas en procesos VPI usan polímeros o monómeros que son polares en naturaleza por que contienen oxhidrilo, acido, éter, u otros grupos polares. Cuando estas resinas son completamente curadas y operadas a bajas temperaturas, exhiben muy baja tgo y cuando son calentadas arriba de su temperatura de distorsión de calor TDC (temperatura de transición del vidrio) cambian de sólidos duros a elastómeros. Este cambio en propiedades físicas es frecuentemente acompañado por un incremento en las perdidas eléctricas de las resinas orgánicas. Por esta razón, la forma de la curva tgo como una función de la temperatura es importante para determinar la posibilidad de “fuga del factor de potencia” en donde la temperatura del aislamiento alcanza un punto crítico, que lo hace más blando, trayendo consigo un incremento de las perdidas y continuando este proceso hasta que el aislamiento falla por exceso de calentamiento.

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Estabilidad de tgo. El comportamiento normal para la tgo de un sistema aislante es que inicie desde un valor muy alto cuando las resinas no están curadas o semicuradas y gradualmente mejorar en propiedades con el tiempo a temperaturas elevadas. Para esto, son diseñados ciclos de curado que llevan la tgo debajo de los valores aceptables

(generalmente

ocurre

un

mejoramiento

con

el

envejecimiento térmico, conforme es corrido en servicio). Algunos sistemas aislantes, que tienen una incompatibilidad entre la resina VPI y la cinta o envolvente pueden mostrar un decremento normal en tgo con curado pero después con cierto envejecimiento térmico, muestran un incremento en tgo a niveles inaceptables, que serian especialmente críticos para maquinas de alto voltaje.

Rigidez eléctrica en corto y a largo plazo.

Aislamiento a tierra. La pared de aislamiento a tierra debe soportar los efectos por esfuerzos de voltajes en las bases de corto y largo tiempo. Los esfuerzos de corto tiempo pueden surgir por golpes de rayos, cerrado de interruptores o del mal funcionamiento del sistema eléctrico. Y producen ondas de impulso que pueden provocar esfuerzos muy altos en el aislamiento por breves periodos de tiempo. Los efectos por esfuerzos de largo tiempo del voltaje de operación, son producidos por que la mayoría de los materiales aislantes prácticos contienen algunos huecos dentro del compuesto de su estructura de aislamiento, tal que, cuando el aislamiento está sometido a alto voltaje, el gas en estos huecos se ioniza y empieza a conducir, llamándose este fenómeno “corona”. Las descargas producidas por este fenómeno causan erosión gradual de la mayoría de los materiales orgánicos, pero poco o no daño a algunos materiales aislantes inorgánicos tales como mica y vidrio.

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4.-TRATAMIENTO DEL DEVANADO DEL ESTATOR DE LA MAQUINA DE C.A

4.1.-PROCESO VPI

El concepto de usar impregnación bajo presión en vacio (VPI) para el tratamiento del aislamiento en maquinas eléctricas rotatorias es un concepto viejo. Este envuelve la aplicación de cintas aislantes eléctricas a las bobinas, las cuales serán horneadas ya sea individualmente o en el estator completamente devanado para remover humedad y solventes, aplicando vacio para remover volátiles y aire del aislamiento, e inundando las bobinas o estator las bobinas o estator devanado con una resina aislante y aplicando presión para forzar la resina dentro de las cintas aislantes. Después de esto, se remueven las bobinas o estator de la resina y se someten a temperatura para curar y endurecer el aislamiento.

Antes de 1949, Las resinas naturales como el asfalto fueron usadas con tratamiento VPI para el aislamiento de bobinas de turbogeneradores e hidrogeneradores. Y como estas bobinas estuvieron sujetas a altos voltajes en servicio, fue importante obtener buen llenado y bajo contenido de huecos para eliminar daño por descarga corona. En 1948, Westinghouse introdujo el concepto de tratamiento VPI para bobinas aisladas de mica con las nuevas resinas de poliéster sintético y lo llamo sistema Thermalastic, por que las resinas fueron capaces de expandirse y contraerse sin la separación de la cinta o agrietamiento de la periferia, lo cual había ocurrido en los extremos de las ranuras de maquinas aisladas con asfalto.

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4.2.-CICLO VPI

El proceso VPI consiste en los siguientes elementos:

a) prehorneado.- el núcleo devanado o estator es colocado en un horno de aire circulante para remover humedad y volátiles del aislamiento.

b) vacio seco.-

el núcleo devanado o estator es colocado en el tanque de

impregnación (vaso de presión) y se le aplica un alto vacio para remover aire y volátiles residuales del aislamiento.

c) vacio húmedo.- el núcleo devanado o estator es sumergido en resina liquida VPI para remover más volátiles de los devanados y la resina.

d) presión.- para forzar que la resina VPI llegue al fondo del aislamiento de la bobina, conexiones y bloques de soporte.

e) drenaje.- para permitir que el exceso de resina en la superficie se vacié.

f) horneado.- el estator es colocado en un horno con aire circulante y horneado a temperatura elevada para endurecer la resina y aislante (curado).

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4.3.-CONSIDERACIÓNES ESPECIALES DEL PROCESO VPI

La calidad del aislamiento de una maquina rotatoria es altamente dependiente de la calidad de la resina VPI y la calidad del proceso VPI. Los depósitos tales como el carbón, polvo o aceite depositados en las superficies aislantes pueden bajar la resistencia del aislamiento en este caso del generador de potencia. Este factor es particularmente importante cuando se tienen superficies aislantes relativamente grandes, expuestas al ambiente.

La resistencia de aislamiento varía inversamente con la temperatura en la mayor parte de los materiales aislantes. Es importante sobre todo en las maquinas rotatorias, efectuar las pruebas cuando los devanados tengan una temperatura

superior.

En

los

temas

siguientes

se

presentan

algunos

descubrimientos importantes relacionados con el proceso VPI.

En la siguiente imagen se muestra como el personal de mantenimiento aplica resina a las bobinas.

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4.4.-CALIDAD DE LA RESINA, ESTABILIDAD  La contaminación de la resina VPI por cobre, zinc, sodio y cloruros hidrolizables pueden tener serios efectos perjudiciales en la estabilidad de almacenaje y propiedades eléctricas de esta.

 La contaminación por agua de la resina epóxica debe ser evitada a toda costa ya que con un 1 % de contaminación arruinaría la resina VPI permanente.

 Para la creación del vacío en el proceso VPI, es preferible el uso de bombas de vacío que los eyectores movidos por vapor, dado que un mal funcionamiento de los eyectores pueden resultar en contaminación de agua a la resina.

 Se pueden usar separadores en el tanque de impregnación VPI para llenar espacio extra y reducir el volumen de resina requerida. Dado que, al limitar el volumen de resina en almacenamiento se mantiene la velocidad de renovación de esta un poco más alta, lo cual a su vez ayuda a mantener la estabilidad de la resina VPI.

 Una temperatura de almacenamiento de la resina VPI baja, ayuda a disminuir su incremento de viscosidad en almacenamiento.

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4.5.-HUECOS

 La cinta termocontráctil (shringkable outer armor tape) contraerá durante el prehorneado y apretara las cintas de mica subyacentes de los cabezales de las bobinas, así como, las uniones y conexiones ayudando a dar mejor sellado para protección contra humedad.  Una cinta de blindaje de baja porosidad (low porosity armor tape) ayuda a limitar es escurrimiento durante el curado.

 Una cinta de mica catalizada que acelere el tiempo de curado de la resina VPI, ayudara a tener un menor escurrimiento de la resina.

 El uso de envolvente (hoja hecha de material de mica, con un refuerzo de fibra y una resina de liga) en la parte de la ranura de motores de bajo voltaje ayuda para la retención de la resina, dado que esta debe fluir al extremo de la ranura para escapar.

 El curado de bobinas o estatores en la posición horizontal ayuda a minimizar el escurrimiento de resina durante el curado y resulta en más bajo contenido de huecos.

 Si los solventes, volátiles y aire no son removidos completamente durante el prehorneado y el ciclo de vacio se expandirán durante el ciclo de curado y desplazaran resina de la bobina o inflaran burbujas de aire en el aislamiento. Estos huecos pueden traer como consecuencia pobre resistencia al agua de la maquina rotatoria y sitios corona durante operación a alto voltaje. FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

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4.6.-IMPREGNACIÓN

 Mientras más tensa se aplique la cinta(o envolvente) a los conductores más tiempo se requiere para que ocurra la impregnación completa.

 Reduciendo la viscosidad por un factor de tres, resulta en una reducción del tiempo de impregnación por un factor de 4 o más.

 El tiempo para alcanzar la impregnación completa bajo presión es aproximadamente proporcional al número de capas.

 Durante el ciclo VPI, fluye poca resina a través de las cintas de mica y envolventes, la mayoría del flujo es a través de los espacios entre capas.

 Tan pronto como la presión se aplica la resina fluye dentro del aislamiento (dependiendo de los parámetros del proceso VPI y el número de capas), pero poca penetración ocurre durante el ciclo de vacio anterior (ciclo de vacio húmedo).

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4.7.- BARNICES AISLANTES Las maquinas eléctricas de bobinas preformadas se tratan con barniz a fin de proveer:

 Resistencia de aislamiento en la superficie alta.  Una película sellada para protección contra humedad.  Protección contra corrosión química y agentes atmosféricos.  Un acabado liso que ayude a resistir polvo y otras impurezas que se acumulan en aéreas de fluencia para limpiar más fácil el motor.  Protección especial contra moho.

Hay muchos tipos de polímeros que son usados como revestimiento para proveer una película de protección en equipo eléctrico. La elección de un barniz específico depende de un número de factores que incluyen el tipo de equipo, la exposición de temperatura y las condiciones ambientales (químicas, humedad, sal, etc.). En la imagen siguiente se muestra como se han reparado los cabezales de bobinas con cinta de fibra de vidrio y se le aplico barniz aislante.

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4.8.- DISEÑO DE AISLAMIENTO A TIERRA En general, la cinta de mica se emplea en todas las bobinas de alto voltaje (arriba de 7kv) y en todas las bobinas de bajo voltaje (debajo de 7kv) con longitudes de ranura o núcleo de más de 5º pulgadas (12.7cms). Esto es debido a la dificultad de aplicar envolventes muy largos.

Los envolventes son usados en los restantes diseños, por que el uso de aislamiento a tierra tipo envolvente permite el uso de alrededor del 10% mas cobre para un tamaño de ranura dado.

La post-impregnación se aplica donde aun sea posible y es dependiente del tamaño del tanque de impregnación. Estructuras tan grandes como 125 pulgadas (317.5 cm) de diámetro son impregnadas por los más grandes fabricantes de los Estados Unidos de América.

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5.-MANTENIMIENTO INTRODUCCIÓN La necesidad del mantenimiento se encuentra presente en cualquier lugar, principalmente en donde existe movimiento, tal es el caso de las maquinas que en su afán de transformación de una energía en otra, se encuentran sometidas a un movimiento que implica dicha transformación, por lo que son un ejemplo claro de esta necesidad. Todo movimiento por mínimo que sea, provoca desgaste entre los elementos actuantes y este es el agente principal que hace que las componentes de las maquinas sufran un desgaste y en consecuencia ocasionen una falla ya sea mínima o una falla total en nuestro sistema. Aunque existen otros factores ajenos al movimiento que en ocasiones provocan las fallas, como pueden ser:  Mala operación del equipo  Errores de diseño  Mala calidad de fabricación de componentes sustitutos  Una mala ejecución del mantenimiento En la siguiente figura se muestra como el personal de mantenimiento está realizando la extracción del rotor del generador de potencia.

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5.1.-CLASIFICACIÓN El mantenimiento consiste en el análisis de funcionamiento cuya evolución permite detectar un fallo antes de que este tenga consecuencias más graves. Existen tres tipos de mantenimiento principales y son los siguientes:  Mantenimiento preventivo  Mantenimiento correctivo  Mantenimiento predictivo El mantenimiento preventivo también llamado de sustitución preventiva de partes, es aplicado para prevenir fallas y prolongar la vida del equipo por medio de inspecciones programadas y cambio periódico de partes. Este mantenimiento ocasionalmente puede originar problemas así como gastos extraordinarios por cambio prematuro y sacrificio de horas de vida útil de partes reemplazadas, por lo que es fácil caer en exageraciones y abusos.

El objetivo principal que se persigue con la aplicación de este mantenimiento, es el de reducir el tiempo de paro del equipo, o lo que es lo mismo, prolongar el tiempo de operación, reduciendo la frecuencia de falla y depreciación del equipo como resultado de ellas.

El mantenimiento preventivo se basa en los siguientes conceptos: ¿Qué partes deben inspeccionarse y con qué frecuencia? Como por ejemplo:  Sistema de lubricación.  Limpieza general de carcazas.  Limpieza y revisión de coples.  Reapriete de bases.  Verificación de alineamiento.

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Ventajas del mantenimiento preventivo: 1. Reducción de paros por emergencia que aumentan la producción. 2. Menos reparaciones repetitivas, por lo tanto, menos equipos especializados y trabajadores de mantenimiento 3. Menos inversiones en substituciones prematuras de equipo. Si este está mejor conservado. 4. Mayor control del trabajo, al tener un mantenimiento programado. 5. Mayor seguridad por los trabajadores y mejor protección para la planta. 6. Mejor control de inventario de accesorios y refacciones. 7. Mejor información para la toma de decisiones.

El mantenimiento correctivo se lleva a cabo con el fin de corregir los defectos que se han presentado en el equipo. Se clasifica en: No planificado. Es el mantenimiento de emergencia. Debe efectuarse con urgencia ya sea por una avería imprevista a reparar lo más pronto posible o por una condición imperativa que hay que satisfacer (problemas de seguridad, de contaminación, de aplicación de normas legales, etc.). Planificado. Se sabe con anticipación que es lo que debe hacerse, de modo que cuando pare el equipo para efectuar la reparación, se disponga del personal, repuesto y documentos técnicos necesarios para realizarla correctamente.

Los factores que implica un mantenimiento correctivo son:  Mala operación del equipo.  Mal trato.  Abandono.  Desconocimiento de la operación.  Fatiga y desgaste. Estos factores intervienen en la ocurrencia de fallas complicando su diagnostico.

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El mantenimiento predictivo, consiste en estudiar la evolución de ciertos parámetros y asociarlos a la evolución de fallos, para así determinar en qué periodo de tiempo ese fallo va a tomar una relevancia importante, para así poder planificar todas las intervenciones con tiempo suficiente, para que ese fallo nunca tenga consecuencias graves. Una de las características más importantes de este tipo de mantenimiento es que no debe alterar el funcionamiento normal de la planta mientras se está aplicando. Se considera como pruebas no destructivas, y generalmente la inspección de los parámetros se puede realizar de forma periódica o de forma continua, dependiendo de diversos factores como son: el tipo de planta, los tipos de fallos a diagnosticar y la inversión que se quiera realizar. Las técnicas usadas para diagnosticar son:  Visuales  Audibles  Ultrasónicas  Radiaciones  Análisis de laboratorio  Temperatura  Electromagnéticas  Vibraciones Las ventajas del mantenimiento predictivo son: 1. Es realizado al momento y facilita el análisis de las averías.

2. Permite evaluar el equipo y aporta datos en cualquier momento de su vida útil desde el arranque, operación normal y obsolescencia.

3. Reduce el tiempo de paro al conocerse exactamente que órgano es el que falla.

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4. Menos arriesgado.

5. No solo es anticipado sino además evalúa soluciones alternativas y recursos aun con el equipo en operación.

6. La verificación del estado de la maquinaria, tanto realizada de forma periódica como de forma accidental, permite confeccionar un archivo histórico del comportamiento mecánico y operacional muy útiles en estos casos.

7. Evita sustituir en forma rutinaria partes costosas de los equipos.

8. Conocer con exactitud el tiempo límite de actuación que no implique el desarrollo de un fallo imprevisto.

9. Optimizar

los

programas

de

mantenimiento

reduciendo

las

fallas

imprevistas.

10. Requiere una plantilla de mantenimiento más reducida.

11. Permite el análisis estadístico del sistema.

Con la aplicación adecuada, el mantenimiento predictivo es una herramienta muy valiosa en la reducción de fallas. Uno de los puntos que podemos considerar muy importantes en el mantenimiento predictivo es la reducción de los tiempos muertos, utilizar correctamente el inventario, reducción de tiempos extras, reducción de compras de piezas emergentes, lo cual se refleja en un mayor rendimiento de los presupuestos hechos principalmente a los departamentos encargados del mantenimiento.

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5.2.-OBJETIVO DEL MANTENIMIENTO El objetivo de un mantenimiento es: Dirigir los esfuerzos diferidos bajo un sistematizado plan maestro con objetivos económicos definidos en:  Disminución de costos de producción por falla en los equipos  Disminución de imprevistos  Aumento de confiabilidad  Mejora en el rendimiento de la maquina  Satisfacer los requisitos del sistema de calidad de la empresa

Son los objetivos probables dentro de una industria, estos estarían garantizando la disponibilidad de equipo y las instalaciones con una alta confiabilidad de la misma y con el menor costo posible.

El cambio periódico de lubricantes, la observación de un cambio de comportamiento en un equipo, comprobar la acción de un transmisor de válvula de control, palpar o revisar la temperatura en una caja de rodamientos, inspeccionar el aceite de un transformador, radiografiar una soladura, etc. Todo esto con actitud crítica son técnicas adecuadas que se deben seguir dentro de un mantenimiento predictivo y/o preventivo.

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5.3.-DEFINICIÓN DEL MANTENIMIENTO El mantenimiento es uno de los factores indispensables para el buen funcionamiento y desarrollo de las plantas industriales, se puede definir como: “El conjunto de técnicas y sistemas que actuando sobre los medios de producción” Permiten:  Reparar las averías que se presenten.  Prever estas averías mediante revisiones y otras técnicas más complejas como técnicas de estadísticas, seguimiento y diagnostico de máquina.  Especificar las normas de manipulación y buen funcionamiento de los operadores de las maquinas.  Perfeccionar diseños sucesivos de los medios.

La labor del departamento de mantenimiento, está relacionada muy estrechamente en la prevención de accidentes y lesiones en el trabajador ya que tiene la responsabilidad de mantener en buenas condiciones, la maquinaria, herramienta, equipo de trabajo, lo cual permite un mejor desenvolvimiento y seguridad evitando en parte riesgos en el área laboral.

Características del Personal de Mantenimiento El personal que labora en el departamento de mantenimiento, se ha formado una imagen, como una persona tosca, uniforme sucio, lleno de grasa, mal hablado, lo cual ha traído como consecuencia problemas en la comunicación entre las áreas operativas y este departamento y un más concepto de la imagen generando poca confianza.

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5.4.-FINALIDAD DEL MANTENIMIENTO La finalidad del mantenimiento es mantener operable el equipo e instalación y restablecer el equipo a las condiciones de funcionamiento predeterminado; con eficiencia y eficacia para obtener la máxima productividad. El mantenimiento incide por lo tanto, “en la calidad y cantidad de la producción.” En consecuencia la finalidad del mantenimiento es brindar la máxima capacidad de producción en la planta, aplicando técnicas que brindan un control eficiente del equipo e instalaciones. La finalidad del mantenimiento está orientada hacia:  Largas corridas de operación a máximas producciones de calidad aceptable  Operación correcta y eficiente de los equipos  Operación segura con mínimos riesgos  Adecuado aprovechamiento de recursos  Optimización de la vida del capital invertido  Almacenamiento realista y económico de partes de cambio

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5.5.-INSPECCIÓN Y MANTENIMIENTO DEL GENERADOR ELECTRICO Durante la vida operacional de las grandes maquinas rotatorias, es necesario aplicar mantenimientos periódicos, para asegurar una operación confiable y disminuir o minimizar las salidas no programadas, estos mantenimientos varían en detalle y de los componentes involucrados. Así mismo, se están haciendo esfuerzos continuamente para mejorar las prácticas de mantenimiento a la par con los avances tecnológicos en la industria. Una revisión de las experiencias con generadores y excitadores, nos proporciona una arrolladora evidencia de los beneficios que se derivan de un bien dirigido y definido programa de inspección de mantenimiento. Se han registrado casos de aflojamiento ligero del núcleo del estator, que fueron

detectados

y

corregidos

durante

las

salidas

programadas

de

mantenimiento. El mantenimiento correctivo involucra procedimientos bien definidos tal que, pueden reapretarse las partes flojas localizadas en la inspección, restaurar el laminado y torquear o reapretar pernos pasantes y de montaje o soporte. Las pruebas dieléctricas a los devanados del estator durante las salidas de mantenimiento, han sido exitosas para la detección de posibles condiciones de falla incipientes, como la degradación del aislamiento y sobrecalentamiento en las conexiones de las bobinas. Las pruebas a los grupos traspuestos externos(a las ranuras), dentro de los devanados del estator han sido adecuadas o precisas en revelar indicaciones de riesgo o peligro en las conexiones finales (cabezales), así mismo, en destacar la necesidad de aplicar amarres adicionales al devanado. Las inspecciones visuales en los extremos del devanado del estator, frecuentemente resultan en la detección de aflojamientos ligeros que son corregidos, antes de llegar al estado donde la disponibilidad de la unidad pudiera ser afectada.

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La experiencia de inspección y mantenimiento de los rotores de generadores ha sido, en unos casos, grandemente incrementada por una temprana detección y corrección

de

situaciones

posteriormente,

haber

tenido

consecuencias

potencialmente serias, un ejemplo es la identificación y reparación de un daño entre los devanados polares del rotor, un caso de estos fue detectado antes de que hubiese cualquier daño causante a las partes del rotor que resulto en un daño estructural en los anillos de retención y terminales o extremo del devanado del rotor.

Los intervalos de inspecciones mayores varían entre usuarios, de acuerdo a sus filosofías de operación, experiencia de mantenimiento, demanda del sistema y disponibilidad de la maquina.

Después de expirar el periodo de garantía se debe efectuar una inspección “Limitada”, esta inspección involucra un mínimo de desensamble del generador, el rotor no es removido para este tipo de inspección se hace cuando la unidad salió de servicio por otra causa, pero se debe fundamentar en las experiencias del mantenimiento.

Es recomendable efectuar una revisión del generador inmediatamente después que este estuvo sometido a condiciones severas de falla tales como un corto circuito trifásico, o de línea a neutro, o una sincronización fuera de fase, ya que los esfuerzos mecánicos en los extremos de los devanados pueden deformarles o estresarlos, así como sus soportes en varias veces más durante las condiciones de fallas que en condiciones normales.

Una inspección inmediata nos da la oportunidad de efectuar reparaciones menores, las que si se defieren podrían resultar en un daño mayor con la operación continua del generador. Normalmente el rotor necesita ser removido para inspección después de este tipo de fallas. FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

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En el caso de una motorización (sin excitación del campo), se recomienda una inspección con particular atención a los componentes del rotor, tales como anillos de retención o campanas, cuñas y huelgos.

Los mantenimientos o inspecciones mayores del generador se recomiendan en intervalos de 3 a 5 años, haciéndolos coincidir con paros de la unidad para mantenimiento. Las inspecciones involucran el desensamble para extraer el rotor para permitir una evaluación más completa de todas las áreas del sistema.

Un programa de inspección de mantenimiento preventivo balanceado, deberá basarse en la evaluación de los componentes, utilizando una serie de pruebas de pruebas suplementarias a la inspección visual esta es esencial para detectar daños mecánicos causados por aflojamiento de componentes, material extraño y evidencias de deterioro de componentes, por esfuerzos térmicos, eléctricos o magnéticos.

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Toda estrategia de mantenimiento de centrales eléctricas debe tener por objetivo principal la disponibilidad máxima de la instalación a un costo razonable y evitar pérdidas de producción imprevista con los consiguientes gastos suplementarios al tener que disponer de energía alternativa o bien seguro más cara. Podemos distinguir dos formas esenciales de mantenimiento, tal como se observa en la figura.

O sea en función del tiempo o estado, y en función de las averías, este ultimo aunque desgraciadamente se utiliza de forma más frecuente de lo que podamos creer es desaconsejable por el hecho de las graves pérdidas que pueden ocasionar y tal como hemos indicado el mantenimiento preventivo en función del estado es el idóneo para las instalaciones eléctricas

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5.6.-CAUSAS QUE INFLUYEN SOBRE LA VIDA DE LOS DISTINTOS ELEMENTOS DE LAS MAQUINAS Las causas que influyen sobre la vida de los distintos elementos de las maquinas son las que se muestran en la siguiente figura de las cuales vamos a comentar.

COJINETES: La vida de un cojinete está determinado por dimensionamiento correcto en función de los esfuerzos que debe soportar y que son conocidos, sin embargo se puede producir esfuerzos no previstos por vibraciones radiales por un desequilibrio del previsto por vibraciones radiales por un desequilibrio del rotor, esfuerzos axiales anormales provocados por la turbina, disminución de la refrigeración por refrigerante en mal estado, lo que puede provocar una dilatación del cojinete con riesgo de eliminación del juego radial y por ultimo mal estado del aceite lubricante.

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AISLAMIENTOS El aislamiento de las maquinas eléctricas está formado por la combinación de distintos materiales, antiguamente por asfalto y mica y modernamente por resinas sintéticas y cinta de mica. La influencia de la temperatura sobre la duración del aislamiento es compleja pero la interdependencia entre la temperatura y vida que fue señalada por primera vez en 1930, por MENTSINGER continua vigente en nuestros días. No es solo la temperatura absoluta la que afecta los aislamientos, sino también las variaciones de temperatura por los efectos de dilatación y contracción. En casos de esfuerzos electromecánicos fuertes, o sea cortocircuitos, provoca esfuerzos

suplementarios

sobre

las

cabezas

de

bobina,

que

dañan

mecánicamente el aislamiento. Y por ultimo un calado defectuoso de las bobinas en la ranura bien por holgura lateral o flojedad de las cuñas provoca movimientos de la bobina que con su roce con la capa daña el aislamiento.

CUERPO MAGNETICO

La temperatura influye de forma indirecta, sobre la vida del paquete de chapas de las maquinas aislada provocando cortocircuitos magnéticos, locales y por consiguiente aumentos localizados muy fuertes de temperatura que afectaran al propio paquete y al bobinado. Las vibraciones y el mal apriete en el paquete provoca fuertes vibraciones en los dientes, por causa de la introducción con deterioro del paquete e inclusive del devanados.

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UNIONES ATORNILLADAS Las variaciones de temperatura con uniones atornilladas de materiales de diferentes coeficientes de dilatación original del contacto al fallar el contacto eléctrico en fase de fuerte solicitación de corriente aumenta la resistencia y provoca la avería. En los pernos de fijación del paquete de chapas o uniones interpolares se pueden producir por vibraciones, efectos resonantes que al cabo de más o menos tiempo pueden provocar la rotura. Igual ocurre con los cortocircuitos que puedan afectar a los tornillos de fijación de los elementos sujeción de las cabezas e incluso sobre los pernos de anclaje. Existen diversos programas de diagnostico los cuales se aplican según las características de la maquina y su forma de funcionamiento. Iniciaremos la descripción

del

programa

de

diagnostico

del

devanado

del

estator,

consideraremos que se trata de uno de los programas más importantes, sin olvidar evidentemente los otros, pues este resulta ser verdadero corazón de la maquina. Antes de entrar en detalle de cada uno de los controles fijaremos los distintos parámetros que afectan al envejecimiento y su influencia, dichos datos pueden observarse en la tabla. De esta tabla deducimos, dos datos fundamentales a tener en cuenta:

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Afecta más el envejecimiento del devanado el trabajo continuo a su tensión de servicio que los ensayos dieléctricos que pueden efectuarse para elaborar el diagnostico y la temperatura afecta más a los devanados antiguos de clase B, aun cuando no sobrepasen su temperatura de servicio, que los nuevos sistemas clase F.

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CAPITULO III

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CONCLUSIONES

Debido a los altos costos de los equipos, es necesario contar con un alto grado de disponibilidad y confiabilidad. El constante crecimiento del país en lo que respecta a la infraestructura para la generación de energía eléctrica ha venido demandando de comisión federal de electricidad todo el esfuerzo necesario para capacitar al personal de mantenimiento para tener los equipos en buen estado.

Los dispositivos de protección eléctrica tienen una importancia real en cualquier instalación de un sistema de potencia, protección convenientemente aceptada en base a su justificación económica.

Los ajustes de los relevadores que conforman las protecciones deben efectuarse considerando el tipo de relevador seleccionado y siguiendo las recomendaciones de los catálogos del fabricante correspondiente debido a que, entre los fabricantes los ajustes pueden variar para un relevador con la misma función de protección.

El mantenimiento hace uso de diversas técnicas de inspección con el propósito de saber la condición en la que se encuentra el generador en todo momento y con la información, planear las necesidades específicas de mantenimiento (mano de obra, partes de reemplazo, equipo, etc.). Además, el diagnostico de fallas, desde sus etapas iniciales, que se presentan en la maquina permite reducir los daños adicionales que pueden sufrir los componentes de estos y los costos asociados con estos daños.

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BIBLIOGRAFIA 1.- PROTECCIÓN DE SISTEMAS DE POTENCIA E INTERRUPTORES. B. RAVINDRANATH. Y M. CHANDER EDITORIAL:

LIMUSA

2.-FUNDAMENTOS DE PROTECCIÓN DE SISTEMAS ELECTRICOS POR RELEVADOR. ENRIQUEZ HARPER GILBERTO EDITORIAL:

LIMUSA

AÑO 1985 1ª EDICION 3.- EL ARTE Y CIENCIA DE LA PROTECCION POR RELEVADORES C. RUSSELL MASON EDITORIAL: C.E.C.S.A CIA. EDITORIAL CONTINENTAL S.A 4.- MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS Y TRANSFORMADORES 4a EDICION PRENTICE HALL- 1997

5.-MANUAL TECNICO DE MANTENIMIENTO A GENERADORES ELECTRICOS C.F.E 2009

6.-MANUAL TECNICO DE REHABILITACION GENERADORES ELECTRICOS

Y

REEMBOBINADO

DE

CFE 2009

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ANEXOS

CORRIENTE DE AISLAMIENTO: A la corriente resultante de la aplicación del voltaje de corriente directa a un aislamiento, se le denomina corriente de aislamiento y consiste en dos componentes principales: 1.- La corriente que fluye dentro del volumen de aislamiento compuesta de:

a) CORRIENTE

CAPACITIVA.-

Es

una

corriente

de

magnitud

comparativamente alta y de corta duración que decrece rápidamente a un valor despreciable (generalmente en un tiempo máximo de 15 seg.) conforme se carga el aislamiento, y es la responsable del bajo valor inicial de la resistencia de aislamiento. Su efecto es notorio en aquellos equipos que tiene capacitancia alta, como el cable de potencia de grandes longitudes.

b) CORRIENTE DE ABSORCION DIELECTRICA.- Esta corriente decrece gradualmente con el tiempo, desde un valor relativamente alto a un valor cercano a cero, siguiendo una función exponencial.

c) CORRIENTE DE CONDUCCION IRREVERSIBLE.- Esta corriente fluye a través del aislamiento y es prácticamente constante y predomina después que la corriente de absorción se hace insignificante.

2.-la corriente que fluye sobre la superficie de aislamiento y que se conoce como corriente de fuga. Esta corriente al igual que la conducción, permanece constante y ambas constituyen el factor primario para juzgar las condiciones de un aislamiento. FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

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