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MANTENIMIENTO DE EQUIPO ELÉCTRICO
INGENIERÍA DE EJ. EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
PROFESOR L LUNA Q.
MANTENIMIENTO DE EQUIPO ELÉCTRICO
• OBJETIVOS: IDENTIFICAR EL TIPO DE MÁQUINA ELÉCTRICA DE EMPLEO MÁS FRECUENTE EN LAS APLICACIONES INDUSTRIALES
• INTERPRETAR DATOS DE LAS PLACAS CARACTERÍTICAS DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS
• CONOCER LAS ACCIONES DE MANTENIMIENTO DE MÁQUINAS Y EQUIPOS ELÉCTRICOS
• DIAGNOSTICAR FALLAS SIMPLES EN EL FUNCIONAMIENTO DE MÁQUINAS Y EQUIPOS ELÉCTRICOS
MANTENIMIENTO DE EQUIPO ELÉCTRICO
• CONTENIDOS : TRANSFORMADORES : PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO. TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS Y TRIFÁSICOS. MANTENIMIENTO PREVENTIVO.
• MÁQUINAS ROTATIVAS: PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE MOTORES Y GENERADORES. TIPOS DE MÁQUINAS. PAUTAS DE MANTENIMIENTO DE MOTORES Y SUS PROTOCOLOS
• MANTENCIÓN DE EQUIPOS DE ACCIONAMIENTOS Y CONTROL ELÉCTRICO.
MANTENIMIENTO DE EQUIPO ELÉCTRICO
• BIBLIOGRAFÍA:• INGENIERÍA ELÉCTRICA PARA TODOS LOS INGENIEROS
ROADSTRUM / WOLAVER ALFAOMEGA 2° EDICIÓN
MANTENIMIENTO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS
JUAN MANZANO O PARANINFO 4° EDICIÓN
MANTENIMIENTO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS ORREGO PARANINFO 2002
MANUAL DE MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
L C MORROW C.E.C.S.A
Mantenimiento en Subestaciones Eléctricas
• Es de conocimiento general que hoy en día, la energía
eléctrica es necesaria para muchos aspectos de la vida diaria,
• Ninguna persona está exenta del uso de la energía eléctrica,
de una forma u otra, ya sea en su domicilio o en el trabajo
Equipos en funcionamiento, talleres, televisores, oficinas,
quirófanos, etc. Esto nos lleva a la conclusión de que el
servicio eléctrico debe ser continuo y de
calidad.
MANTENIMIENTO DE SUBESTACIONES
• Para que el suministro de energía eléctrica sea
continuo y de calidad, requiere que los
componentes del sistema eléctrico sean
sometidos a un buen Mantenimiento preventivo
Mantenimiento en Subestaciones
Los Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP), tienen varios componentes y cada uno con características singulares, y
éstos forman parte importante de todo el sistema, cumpliendo cada uno con sus funciones específicas, para el buen
funcionamiento del sistema, tanto en condiciones de calidad como de continuidad de servicio.
Uno de estos componentes son las subestaciones, cuya función
es la de interconectar circuitos entre sí, con las mismas características de potencia, aunque con características
diferentes en algunos casos (voltaje y corriente).
SISTEMA DE POTENCIA
Mantenimiento en Subestaciones
• Existen en una subestación, interruptores, encargados de unir o abrir circuitos entre sí, transformadores de potencia,
• encargados de transmitir la potencia de un sistema a otro con las características deseadas de voltaje y de corriente,
• transformadores de medida, que se encargan de medir las características de la señal eléctrica para fines de protección
y registro, seccionadores, que unen o separan circuitos, bancos de capacitores, que sirven para compensar la caída
de tensión al final de la línea de transmisión, los pararrayos que protegen contra descargas; etc
ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIÒN
INTERRUPTORINTERRUPTORTRANSFORMADORTRANSFORMADOR
TRAN. DE MEDIDASTRAN. DE MEDIDAS
COMPONENTES DE UNA SUBESTACIÓN
• PARARRAYO
BANCO DE CAPACITORESBANCO DE CAPACITORES
SECCIONADORESSECCIONADORES
Mantenimiento en Subestaciones
• Tomando en cuenta que las subestaciones son un componente importante de los sistemas de potencia, además de ser los de mayor costo económico, y que la continuidad del servicio depende en gran parte de ellas; es necesario aplicar a estos sistemas una adecuada Gestión de Mantenimiento. Esta gestión deberá observar al mantenimiento preventivo, englobando al mantenimiento predictivo, al mantenimiento correctivo
para las reparaciones y al mantenimiento proactivo, para el análisis y revisión periódica de la gestión, y para la evolución
del mantenimiento y sus procedimientos. Todo esto interrelacionado, conformando así al Mantenimiento Integrado
EL TRANSFORMADOR
• EL COMPONENTE MAS IMPORTANTE DE UNA
SUBESTACIÓN ES EL TRANFORMADOR DE
POTENCIA CUYO FUNCIONAMIENTO ESTÁ BASADO
EN LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA QUE
PRODUCE UN CAMPO MAGNÉTCO VARIABLE QUE
ENLAZA A DOS BOBINAS CONTENIDAS EN UN
NÚCLEO DE FIERRO COMÚN
SUBESTACIÓN ELECTRICA
EL TRANSFORMADOR
Generalidades GeneralidadesTransformadorTransformadorelementalelementalTransformadorTransformadorelementalelemental Se utilizan en redes eléctricas Se utilizan en redes eléctricas
para convertir un sistema para convertir un sistema de de tensionestensiones (mono - trifásico) en (mono - trifásico) en
otro de igual frecuencia y otro de igual frecuencia y >> o o
<< tensión tensiónLa conversión se realiza La conversión se realiza
práctica-mente sin pérdidas práctica-mente sin pérdidas PotPotentradaentradaPotenciaPotenciasalidasalida
Las intensidades son Las intensidades son inversamente proporcionales a inversamente proporcionales a
las tensiones en cada ladolas tensiones en cada lado
Transformador Transformador elevadorelevador: V: V22>V>V11, , II22<I<I11
Transformador Transformador reductorreductor: V: V22<V<V11, , II22>I>I11
Los valores nominales que definen a un transformador son: PotLos valores nominales que definen a un transformador son: Potenciaencia aparente (S), Tensión (V), I (corriente) y frecuencia (f)aparente (S), Tensión (V), I (corriente) y frecuencia (f)
SecundarioSecundario
V2V2V1V1
I1I1 I2I2
Núcleo de chapa magnética aisladaNúcleo de chapa
magnética aislada
PrimarioPrimario
Flujo magnéticoFlujo magnético
Aspectos constructivos: circuito magnético I
Aspectos constructivos: circuito magnético I
El El SiSi incrementa la resistividad incrementa la resistividad del material y reduce las del material y reduce las
corrientes parásitascorrientes parásitas
En la construcción del núcleo En la construcción del núcleo se utilizan chapas de acero se utilizan chapas de acero
aleadas con Silicio de muy bajo aleadas con Silicio de muy bajo espesor (0,3 mm) aprox.espesor (0,3 mm) aprox.
La chapa se aisla mediante un tratamiento químico (Carlite) y se obtiene La chapa se aisla mediante un tratamiento químico (Carlite) y se obtiene por LAMINACIÓN EN FRÍO: aumenta la permeabilidad. Mediante este por LAMINACIÓN EN FRÍO: aumenta la permeabilidad. Mediante este
procedimiento se obtien factores de relleno del 95-98%procedimiento se obtien factores de relleno del 95-98%
El núcleo puedetener sección cuadrada. Pero es más frecuente aproximarlo a la circular
El núcleo puedetener sección cuadrada. Pero es más frecuente aproximarlo a la circular
Montaje chapas núcleoMontaje chapas núcleo
11
22
334455 Corte a 90ºCorte a 90ºCorte a 90ºCorte a 90º Corte a 45ºCorte a 45ºCorte a 45ºCorte a 45º
V2V2V1V1
I1I1 I2I2
Aspectos constructivos: devanados y aislamiento I Aspectos constructivos:
devanados y aislamiento I600-5000 V
4,5 - 60 kV
> 60 kV
Diferentes formas Diferentes formas constructivas de constructivas de devanados según devanados según tensión y potenciatensión y potencia
Los conductores de los devanados están aislados entre sí:Los conductores de los devanados están aislados entre sí:En transformadores de baja potencia y tensión se utilizan En transformadores de baja potencia y tensión se utilizan
hilos esmaltados. En máquinas grandes se emplean hilos esmaltados. En máquinas grandes se emplean pletinas rectangulares encintadas con papel impregnado pletinas rectangulares encintadas con papel impregnado
en aceiteen aceite
El aislamiento entre devanados se realiza dejando El aislamiento entre devanados se realiza dejando espacios de aire o de aceite entre ellosespacios de aire o de aceite entre ellos
La forma de los devanados es normalmente circularLa forma de los devanados es normalmente circular
El núcleo está siempre El núcleo está siempre conectadoconectado a tierra. Para evitar a tierra. Para evitar elevados gradientes de potencial, el devanado de baja elevados gradientes de potencial, el devanado de baja
tensión se dispone el más cercano al núcleotensión se dispone el más cercano al núcleo
Aspectos constructivos: devanados y aislamiento II
Aspectos constructivos: devanados y aislamiento II
Estructura Estructura devanados: devanados: transfo. transfo. monofásicomonofásico
Estructura Estructura devanados: devanados: transfo. transfo. monofásicomonofásico
Núcleo con 2 columnasNúcleo con 2 columnasNúcleo con 2 columnasNúcleo con 2 columnas Núcleo con 3 Núcleo con 3 columnascolumnas
Núcleo con 3 Núcleo con 3 columnascolumnas
SecundarioSecundarioSecundarioSecundario
PrimarioPrimarioPrimarioPrimario
SecundarioSecundarioSecundarioSecundario
PrimarioPrimarioPrimarioPrimarioAislanteAislanteAislanteAislante
ConcéntricoConcéntricoConcéntricoConcéntrico
PrimarioPrimarioPrimarioPrimarioAislanteAislanteAislanteAislante
SecundarioSecundarioSecundarioSecundario
PrimarioPrimarioPrimarioPrimario
AislanteAislanteAislanteAislanteAlternadoAlternadoAlternadoAlternado
SecundarioSecundarioSecundarioSecundario
Aspectos constructivos: devanados y aislamiento III
Aspectos constructivos: devanados y aislamiento III
Fabricación núcleo: Fabricación núcleo: chapas magnéticaschapas magnéticasFabricación núcleo: Fabricación núcleo: chapas magnéticaschapas magnéticas
Conformado conductores Conformado conductores devanadosdevanados
Conformado conductores Conformado conductores devanadosdevanados
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
Aspectos constructivos Aspectos constructivos 11 Núcleo Núcleo
1’1’ Prensaculatas Prensaculatas
22 Devanados Devanados
33 Cuba Cuba
4 4 Aletas refrigeraciónAletas refrigeración
55 Aceite Aceite
66 Depósito expansión Depósito expansión
77 Aisladores (BT y AT) Aisladores (BT y AT)
88 Junta Junta
99 Conexiones Conexiones
1010 Nivel aceite Nivel aceite
1111 - 12- 12 Termómetro Termómetro
13 - 1413 - 14 Grifo de vaciado Grifo de vaciado
1515 Cambio tensión Cambio tensión
1616 Relé Buchholz Relé Buchholz
1717 Cáncamos transporte Cáncamos transporte
1818 Desecador aire Desecador aire
1919 Tapón llenado Tapón llenado
2020 Puesta a tierra Puesta a tierra Transformadores de potencia medida... E. Ras OlivaTransformadores de potencia medida... E. Ras Oliva
Aspectos constructivos: transfo. trifásicos I
Aspectos constructivos: transfo. trifásicos I
Transformadores en baño de
aceite
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
Aspectos constructivos: transfo. trifásicos II
Aspectos constructivos: transfo. trifásicos II
Transformador seco
OFAF
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
Aspectos constructivos: transfo. trifásicos III
Aspectos constructivos: transfo. trifásicos III
5000 kVA5000 kVABaño de Baño de aceiteaceite
5000 kVA5000 kVABaño de Baño de aceiteaceite
2500 kVA2500 kVABaño de aceiteBaño de aceite2500 kVA2500 kVABaño de aceiteBaño de aceite
1250 kVA1250 kVABaño de aceiteBaño de aceite1250 kVA1250 kVABaño de aceiteBaño de aceite
10 MVA10 MVASellado con NSellado con N22
10 MVA10 MVASellado con NSellado con N22
10 MVA10 MVASellado con NSellado con N22
10 MVA10 MVASellado con NSellado con N22
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
Aspectos constructivos: transfo. Aspectos constructivos: transfo. trifásicos IVtrifásicos IV
Aspectos constructivos: transfo. Aspectos constructivos: transfo. trifásicos IVtrifásicos IV
Secciones de transfomadores Secciones de transfomadores en aceite y secosen aceite y secosEn aceite
Seco Catálogos comercialesCatálogos comerciales
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
Principio de funcionamiento (vacío) Principio de funcionamiento (vacío)
tSen)t( m tSen)t( m
tCosNtCosU)t(U mm 11 tCosNtCosU)t(U mm 11
mm fNU 21 mm fNU 21mmefef Nf,NfEU 1111 44422
1mmefef Nf,NfEU 1111 4442
2
1
dt)t(d
N)t(e
22 dt)t(d
N)t(e
22
)vacío(
ef
ef
eft U
UNN
E
Er
2
1
2
1
2
1 )vacío(
ef
ef
eft U
UNN
E
Er
2
1
2
1
2
1
011 )t(e)t(U 011 )t(e)t(ULTK primario:LTK primario:
dt)t(d
N)t(e)t(U
111 dt)t(d
N)t(e)t(U
111
Ley de Lenz:Ley de Lenz:
El flujo esEl flujo essenoidalsenoidal
TensiónTensiónmáximamáxima
TensiónTensióneficazeficaz
FemFemeficazeficaz
Repitiendo el proceso Repitiendo el proceso para el secundariopara el secundariomef BSNf,E 11 444 mef BSNf,E 11 444
mef BSNf,E 22 444 mef BSNf,E 22 444La tensión aplicada La tensión aplicada determina el flujo determina el flujo
máximo de la máquinamáximo de la máquina
U2(t)U2(t)U1(t)U1(t)
I0(t)I0(t) I2(t)=0I2(t)=0
e1(t)e1(t) e2(t)e2(t)
(t) (t)TransformadorTransformadoren vacíoen vacío
R devanados=0R devanados=0R devanados=0R devanados=0
Principio de funcionamiento: relación entre corrientes
Principio de funcionamiento: relación entre corrientes
U2(t)U2(t)U1(t)U1(t)
I1(t)I1(t) I2(t)I2(t)
(t) (t)
P2P2P1P1 P=0P=0
Considerando que lConsiderando que la a conversión se realiza conversión se realiza
prácticamente sin prácticamente sin pérdidaspérdidas::
PotPotentradaentradaPotenciaPotenciasalidasalida
PP1 1 P P22: U: U11*I*I11=U=U22*I*I22PP1 1 P P22: U: U11*I*I11=U=U22*I*I22
Considerando que lConsiderando que la a tensión del tensión del
secundario en carga secundario en carga es la misma que en es la misma que en
vacío:vacío:UU2vacío2vacíoUU2carga2carga
1
2
2
1t I
IUU
r 1
2
2
1t I
IUU
r t2
1
r1
II
t2
1
r1
II
Las relaciones Las relaciones de tensiones y de tensiones y corrientes son corrientes son
INVERSASINVERSAS
El transformador no modifica la potencia que se transfiere, El transformador no modifica la potencia que se transfiere, tan solo altera la relación entre tensiones y corrientes tan solo altera la relación entre tensiones y corrientes
TRANSF. EN SISTEMAS TRIFÁSICOS
SISTEMAS TRIFÁSICOS