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Conferencia presentada por ABB en el Colegio de Ingenieros del Perú,el 26 de Febrero del 2013,donde los miembros IEEE PES UNAC,estuvimos presente!!!!!!
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Deshidratación del sistema de aislamiento solido ABB – PP Field Service
Héctor Gonzales Yamashiro
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Secado de transformadores en campo
Propiedades de aislamiento solido
Degradación de la celulosa
Identificación de la Humedad en el aislamiento
Efectos de la Humedad en el sistema de aislamiento
Proceso de secado en campo
Proceso de Alto Vacío
Proceso de Termovacio
Secado por ciclo combinado
Conclusiones
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Propiedades del Aislamiento Solido
El papel junto con el aceite son quizás, las partes más importantes
de un transformador.
Funciones del papel dentro del transformador:
1. Resistencia eléctrica
2. Resistencia mecánica a la tracción
3. Resistencia térmica y buena transferencia de calor.
4. Capacidad para mantener sus características en el tiempo.
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Propiedades del Aislamiento Solido
Video Bobina
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Degradación de la celulosa
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Degradación de la celulosa
Las moléculas de celulosa que forman el papel del sistema de
aislamiento sólido contribuyen con el envejecimiento del aceite:
1. El papel actúa como catalizador.- El aceite se oxida más rápido
en presencia del papel que cuando no hay papel.
2. El papel cuando se descompone produce ácidos orgánicos.-
Estos ácidos actúan de manera agresiva para destruir las
moléculas de la celulosa.
3. El papel es un material absorbente.- El agua y los productos
polares de la oxidación son atraídos dentro de la estructura del
papel.
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Degradación de la celulosa
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Degradación de la celulosa
CELULOSA + H2O + CO + CO2 + RCOOH
CELULOSA
H2O
RCOOH
CELULOSA RCOOH + RCHO + H2O
O2
O
CH 2 OH
H H
OH
H
H
OH
H
HO
HO
O
CH 2 OH
H H
OH
H
H
OH
H
HO
HO
O
CH 2 OH
H H
OH
H
H
OH
H
HO
HO
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Componentes Furánicos en el Aceite
• El deterioro del aislamiento sólido (Pressboard) de los
transformadores genera componentes Furánicos cuyo principal
indicador es el Furfural – 2.
• Altas concentraciones de Furfural – 2 indican la degradación de la
celulosa.
• Los componentes Furánicos son generados por eventos térmicos
mas no por descargas eléctricas.
• Hay muchos factores que influyen en el resultado de los análisis de
los componentes Furánicos, tales como el tipo de preservación del
aceite, tipo de aislamiento, tipo de transformador y tipo de
tratamiento del aceite de transformador.
• Valor Aceptable <= 1000 pbb
• Valor Inaceptable 250 pbb
Degradación de la celulosa
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Grado de Polimerización del Papel. (DP)
• Esta prueba entrega información sobre el grado de envejecimiento
del papel y se realiza en muestras de este material.
• El DP proporciona un estimado del tamaño promedio de los
polímeros en las moléculas de la celulosa del papel y del pressboard.
• El papel en transformadores nuevos tiene un DP de alrededor de
1000.
• El papel envejecido tiene un DP=150 a 200 punto en el cual éste ya
ha perdido sus propiedades mecánicas y el riesgo de falla es
inminente.
• En razón que el envejecimiento del papel en la Parte Activa del
transformador no es uniforme; es necesario tomar muestras de
diferentes puntos para obtener un correcto diagnostico.
• Tiene como desventaja de que hay que desencubar la Parte Activa
del transformador, para tomar la muestra.
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Identificación de la Humedad en el aislamiento
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Identificación de la Humedad en el aislamiento
Saturación relativa en el aceite
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Identificación de la Humedad en el aislamiento
Medición de punto de roció
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Efectos de la Humedad en el sistema de aislamiento
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Efectos de la Humedad en el sistema de aislamiento
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Efectos de la Humedad en el sistema de aislamiento
A : Temperatura en parte superior
C: Temperatura media
D: Temperatura en la parte inferior
Q: Temperatura media del
bobinado
P:Temperatura en el punto caliente
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Efectos de la Humedad en el sistema de aislamiento
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Efectos de la Humedad en el sistema de aislamiento
Formas de Agua para el transformador
Disuelta en el aceite: el aceite disuelve pequeñas cantidades de
agua dependiendo la temperatura
Suspendida en el aceite: pequeñas gotas que se forman cuando
hay variaciones de temperatura estas gotas se mantienen
suspendidas en el aceite
Depositadas en el fondo del transformador: cuando hay cambios de
temperatura y mientras el aceite esta en contacto con la atmosfera,
es posible que el aceite absorba agua y luego lo condense
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Efectos de la Humedad en el sistema de aislamiento
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Efectos de la Humedad en el sistema de aislamiento
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Efectos de la Humedad en el sistema de aislamiento
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Efectos de la Humedad en el sistema de aislamiento
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Termovacio de aceite
El secado del aceite se recomienda cada vez que su rigidez
dieléctrica ha bajado a un nivel igual o menor que el voltaje de
diseño del transformador en este proceso se filtra el aceite se le
aplica calor por medio de resistencias y se hace circular en un
medio que se encuentra con una presión de vacío controlado
Este tipo de mantenimiento se puede realizar con el transformador
en servicio siempre y cuando el transformador este diseñado para
este tipo de mantenimiento
Proceso de secado en campo
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Proceso de secado en campo
Termovacio de aceite
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Termovacio de aceite
Proceso de secado en campo
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Termovacio de aceite
Proceso de secado en campo
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Proceso de secado en campo
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Video Gases en el Aceite
Proceso de secado en campo
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Proceso de Alto vacio
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TRAFO
P1 :Planta de secado
M1 :Maquina de
Termovacio
C2 :Cisterna para aceite
B1 :Bombas de Evacuación
rápidas
B1
Proceso de Alto vacio
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TRAFO
Elevación de temperatura al
transformador
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TRAFO
Evacuación de aceite por
medio de bombas de alto
caudal
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Proceso de Alto vacio
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TRAFO
Proceso de secado por vacio
y secado de aceite en
cisterna
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Proceso de Alto vacio
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TRAFO
Llenado de aceite por
termovacio
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TRAFO
Elevación de temperatura en
transformador
Fin de un ciclo de Secado
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Proceso de Alto vacio
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TRAFO
Elevación de temperatura en
transformador
Fin de un ciclo de Secado
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Caso
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Conclusiones
Durante el proceso de montaje es necesario que saber cual es el
porcentaje de humedad en la parte activa
Durante el montaje de los transformadores se debe establecer
controles para que no ingrese la humedad en la parte activa
En transformadores en servicio es necesario asegurarse del buen
funcionamiento de los sistemas de preservación de aceite
En transformadores sin sistema de preservación es necesario
monitorear la saturación del desecante
Antes de realizar el acondicionamiento del aceite es recomendable
realizar la prueba de furanos
Durante el termovacio nos da indicios de presencia de humedad en
el transformador