Mantenimiento de transformadores en campo

1. Mantenimiento en
campo (procedimientos)
Ing. Ernesto Gallo Martínez
Presidente
Transequipos S.A

2. ¿Por qué mantenimiento
a transformadores inmersos
en aceite mineral aislante?

3. Objetivo del Mantenimiento
• No se pretende recuperar la vida útil perdida, ella es
irrecuperable.
• El mantenimiento disminuye la rata de envejecimiento.
• El mantenimiento alarga la vida que le queda al
transformador.

4. Mantenimiento: formulaciones
• Agua en el papel:
• Secado mediante vacío y criogénia.
• SECADO EN CALIENTE
• Sustancias polares, ácidos y/o lodos: (En FRIO y EN CALIENTE)
• Inicio degradación: Inhibición
• Degradación intermedia: Regeneración
• Degradación avanzada: Deslodificación.

5. Mantenimiento: formulaciones
• Secado mediante vacío y
criogénia.
• SECADO EN CALIENTE
Agua en el papel:
• Inicio degradación : Inhibición
• Degradación intermedia: Regeneración
• Degradación avanzada: Deslodificación
Sustancias polares,
ácidos y/o lodos:
- En FRIO
- EN CALIENTE

6. Agua en la celulosa
• Cuando baja la temperatura:
• El aceite entrega agua
• La celulosa absorbe agua
• Agua en aceite ppm (10-6):
• Agua en papel % (10-2)
• Mas del 90% del agua se encuentra en el papel!!!

7. Solubilidad del Agua en el Aceite Aislante
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temperatura del Aceite (C)
ContenidodeAgua(ppm)
Log So = -1567/K + 7.0895
Agua libre ‼
Agua disuelta

8. Afinidad del papel con el agua
El agua no se reparte uniformemente en el papel
60ºC AFINIDAD DEL PAPEL CON EL AGUA
VS. LA DEPENDENCIA DE LA
TEMPERATURA DEL ACEITE
0 300 1000 3000
40°C
20°

9. La parte superior es la más caliente

10. Recirculación de aceite en el mismo transformador
10
3
4
5 SALIDA DE
ACEITE
BOMBA DE
ALIMEMTACION
CALENTADOR
FILTRO
BOMBA DE
DESCARGA
CAMARA
DESG.
CONJUNTO
DE VACIO
ENTRADA
DE
ACEITE
V=1.000 G
AGUA=80
ppm
T= 25°C
% de agua en papel= 7%  37 Kg. (11 gals)
80 ppm= 0,08 gals, - Se requieren 140 pasadas post equilibrio

12. Regeneración de
aislamientos
La opción técnicamente viable

13. Diferentes capas de lodos que se forman con el tiempo
DEVANADO
DEVANADO
1
2
3
4
5
CAPAS DE
LODO

14. El lodo: fase terminal del proceso
• Sustancia resinosa, parcialmente conductora,
moderadamente soluble en el aceite ( a punto de anilina).
• Disminuye el aislamiento
• El transformador pierde capacidad de sobrecarga.
• Depósitos de lodo etre 1/8” y ¼ “ de espesor pueden
aumentar la temperatura de operación del transformador
entre 10°C y 15°C Depotenciación del transformador

15. Soluciones a remoción de sustancias polares,
ácidos y/o lodos
• ¿Cambiar aceite?
• ¿Desencube y lavado?
• ¿Aspersión de aceite caliente en sitio?
• Regeneración / deslodificacion, la solución efectiva !
• Soluciones a remoción de sustancias polares, ácidos y/o lodos

16. Cambio de aceite

17. Grano adsorbente de tierra fuller
GRANO DE TIERRA
FULLER
ACEITE CON
LODO

18. Regeneración (6-15) deslodificación (>20)

19. Prueba de Punto de Anilina

20. Factores Clave en Regeneración con Tierras Fuller
• Purgar bien los equipos de tratamiento para garantizar inmersión permanente del
transformador en el aceite.
• Lecho de tierra fuller en tanques que permitan un buen recorrido del aceite para
ser regenerado y poderlo emplear luego como limpiante de papel.
• Llevar el aceite a temperatura por encima de punto de anilina (>63°C) donde tiene
su máximo poder solvente de sus productos de oxidación para lograr la limpieza
del papel aislante en el número de pasadas requeridas.
• Una vez lograda una buena limpieza (regeneración) del papel aislante aplicar
aditivo inhibidor en la máxima concentración permitida por la Norma ASTM D-
3487 (0,3%)

21. Eficiencia del proceso de regeneración
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
15
20
25
30
35
40
45
A - MTTO 2 4 6 8 10 final del
trabajo
TENSIONINTERFACIAL
NUMERO DE PASADAS POR LA TIERRA FULLER
TENSION INTERFACIAL Y No NEUTRALIZACIO
BRIGADA 10 3000 KVA No 469491036
TENSION INTERFACIAL NUM DE NEUTRAL

22. Eficiencia del proceso de regeneración
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
9.000
10.000
A - MTTO 2 4 6 8 10 final del
trabajo
INDICEDECALIDAD
NUMERO DE PASADAS POR LA TIERRA FULLER
EVOLUCION DEL INDICE DE CALIDAD
BRIGADA 10 - 3.000 KVA No 469491036

23. Eficiencia del proceso de regeneración
1
1,5
2
2,5
3
3,5
A - MTTO 4 8 final del trabajo
COLOR
NUMERO DE PASADAS POR LA TIERRA FULLER
EVOLUCION DEL COLOR
BRIGADA 10 - 3000 KVA - No 469491036

24. Eficiencia del proceso de regeneración
1
1,5
2
2,5
3
3,5
A - MTTO 4 8 final del trabajo
COLOR
NUMERO DE PASADAS POR LA TIERRA FULLER
EVOLUCION DEL COLOR
BRIGADA 10 - 3000 KVA - No 469491036

25. 0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
15
20
25
30
35
40
45
18-MAY-92 21-NOV-92 24-NOV-92 03-MAY-93 06-DIC-93 12-OCT-94
TENSIONINTERFACIAL
FECHA
TENSION INTERFACIAL Y No NEUTRALIZACION
10a BRIGADA. 3 MVA. No 469491036
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
18-MAY-92 21-NOV-92 24-NOV-92 03-MAY-93 06-DIC-93 12-OCT-94
INDICEDECALIDAD
FECHA
EVOLUCION DEL INDICE DE CALIDAD
10a BRIGADA. 3 MVA. No 469491036

26. Códigos de Acción (Desarrollo de Transequipos S.A.)
Código de Acción
Descripción
A6 Tomar muestra en 6 meses
A12 Tomar muestra en 12 meses
100 Tratamiento por termovacío y adición de inhibidor
200 Secado de la parte activa
300 Lavado y secado con cambio total de aceite
400
(406-410-415)
Regeneración de aislamientos (limpieza del papel de
productos ácidos):
500
(506-510-515)
Regeneración de aislamientos y secado de la parte activa:
420 Deslodificacion de aislamientos
520 Deslodificación total y secado de la parte activa:

27. Regeneración 10P con tierras fuller Transformador 96
MVA 13.8/230 KV
RESISTENCIA DE AISLAMIENTOS

28. Regeneración 10P con tierras fuller Transformador 96
MVA 13.8/230 KV

29. Regeneración 10P con tierras fuller Transformador 96
MVA 13.8/230 KV

30. Regeneración 10P con tierras fuller Transformador 96
MVA 13.8/230 KV

31. Tratamiento por termovacío y adición de inhibidor (CA100)

32. Secado de la parte activa con Vacío y Criogenia (CA200)

33. Regeneración (6-15) deslodificación (>20) (CA 400)

34. Mantenimiento con el
TRANSFORMADOR ENERGIZADO!

35. Mantenimiento con transformador Energizado
• Cuándo Debe efectuarse:
• Por razones económicas : Es un transformador que
alimenta una planta o una sección que no puede parar.
• La condición del transformador amerita un mantenimiento
preventivo pero no está en condición crítica

36. SECADO con transformador energizado
• Aprovechamos la dinámica de
intercambio de agua entre los dos
medios aislantes: El papel aislante a
alta temperatura PIERDE AFINIDAD
CON EL AGUA, mientras que el
aceite aislante AUMENTA SU
CAPACIDAD DE SATURACIÓN con el
agua

37. Secado y/o Regeneración en Caliente

38. Secado con transformador energizado
• Utilizando SUPERFILTROS, que remuevan el AGUA
DISUELTA del aceite, se logra crear un desequilibrio
de humedades en los dos medios, con el
transformador EN SERVICIO facilitando la MIGRACIÓN
del agua del papel aislante al aceite

39. Ventajas de un secamiento en caliente vs un secamiento en
frío con vacío
• Con un equipo convencional con vacío se ejecuta
recirculación de aceite en caliente más no el SECADO.
• El equipo es más compacto que un equipo convencional con
vacío.
• Es seguro porque las variables críticas se controlan en forma
totalmente automática.
• Es amigable ambientalmente.
• Se trabaja con un equipo muy funcional, versátil y de fácil
ubicación cerca al transformador.

40. Ventajas para el usuario del SECADO EN CALIENTE
• No interrupción del servicio
• Se logra un secado adecuado al papel aislante.
• Mejoran los valores de contenido de agua en ppm, rigidez dieléctrica
y factor de potencia.
• Bajo consumo adicional de energía porque se aprovecha el calor
interno del transformador, para que el papel libere agua y el aceite la
absorba, para luego extraerla a través del equipo.
• Dispositivos incorporados en el equipo que controlan las variables
críticas durante el proceso
• Aumenta la vida útil de los aislamientos y del transformador.

41. Secado con transformador energizado Requerimientos
• Conocer muy bien previamente la condición
fisicoquímica del aceite, y con base en ella evaluar si
es posible efectuar el servicio sin riesgos.
• Tener la información de la Cromatografía de gases
reciente para descartar problemas internos.
• Válvulas inferior y superior con diámetros no
inferiores a ¾”

42. REGENERACIÓN de aislamientos con transformador
energizado
• Se ejecuta con el mismo equipo que para el secado.
• Se emplea FILTRACION ADSORBENTE con filtros de
ALUMINA ACTIVADA, que son mucho más eficientes que la
tierra fuller.
• Las variables de riesgo a controlar son las mismas que para
el secado

43. Cantidad de Material adsorbente requerido

44. Equipo para Mantenimiento EN CALIENTE

45. MANTENIMIENTO CON TRANSFORMADOR ENERGIZADO TRANSFORMADOR DE 2 MVA
34.5/0.44 KV- CA: 406C VOLUMEN DE ACEITE : 300 GALS. UBICACIÓN : BOGOTÁ

47. MANTENIMIENTO CON TRANSFORMADOR ENERGIZADO TRANSFORMADOR DE 2 MVA
34.5/0.44 KV- CA: 406C VOLUMEN DE ACEITE : 300 GALS. UBICACIÓN : BOGOTÁ

48. Equipo para Mantenimiento EN CALIENTE

49. MVA: 35, 115/13,8 KV 2695 Galones
NUMERO DE NEUTRALIZACIÓN
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
0.045
0
15.7
26.6
37.8
50.8
64.9
79.9
89.4
92.2
104.8
PASADAS
VALOR

50. MVA: 35, 115/13,8 KV 2695 Galones
TENSIÓN INTERFACIAL
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
0 15.7 26.6 37.8 50.8 64.9 79.9 89.4 92.2 104.8
PASADAS
VALOR

51. MVA: 35, 115/13,8 KV 2695 Galones
INDICE DE CALIDAD
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0
15.7
26.6
37.8
50.8
64.9
79.9
89.4
92.2
104.8
PASADAS
VALOR

52. MVA: 35, 115/13,8 KV 2695 Galones
AGUA
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
0 15.7 26.6 37.8 50.8 64.9 79.9 89.4 92.2 104.8
PASADAS
VALOR

53. MVA: 35, 115/13,8 KV 2695 Galones

54. Equipo para Mantenimiento EN CALIENTE

55. Variables de Riesgo a Controlar AUTOMATICAMENTE ! (1/3)
• Purga completa del sistema (pequeña bomba de vacìo)
• Control de flujo: Si se detecta una interrupción del flujo de
aceite por presencia de burbujas de gas.
• Control de sobrepresión.
• Control ambiental amigable: Las mangueras son coaxiales, y
permiten recoger mínimos derrames de aceite y el equipo
interrumpe el servicio de inmediato.

56. Variables de Riesgo a Controlar AUTOMATICAMENTE ! (2/3)
• Control de saturación de filtros: Indica el momento en que
deben ser cambiados.
• Control en línea de las ppm de agua en el aceite
• Control de Nivel en el transformador: Las señales de alarma
y/o disparo por nivel se pueden llevar al equipo.

57. Variables de Riesgo a Controlar AUTOMATICAMENTE ! (3/3)
• Siempre el transformador está protegido a la
entrada y salida de aceite con válvulas
solenoides que actúan de inmediato ante
cualquier variable que se salga de control !!!