Análisis de Aceite Dieléctrico en Transformadores de Potencia

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5. ANÁLISIS DIELÉCTRICO EN
TRANSFORMADORES DE
POTENCIA
13/04/2023 06:00 pm

6. Alexander Rodríguez Salazar
• Ingeniero Mecánico Electricista titulado, con más de 6 años de experiencia en el sector Eléctrico, Industrial y Minero,
con conocimientos en la ejecución, análisis y diagnóstico de ensayos de mantenimiento predictivo en máquinas
eléctricas estáticas tales como transformadores de potencia e instrumentación y máquinas eléctricas rotativas tales
como motores y generadores.
• Parte de su trayectoria se desenvolvió en diferentes áreas de la Mecánica Eléctrica, tales como en mantenimiento,
cálculo, diseño y dibujo en ingeniería, cuyas aplicaciones se desarrollaron con mayor profundidad en el sector minero.
• Cuenta con capacitaciones en Luz del sur S.A.A., SD Myers, Ómicron, Megger, Baur, ISA ALTA NOVA y Doble
Engineering.
• En la actualidad esta cursando su segundo año de maestría en Gestión de Ingeniería, cuyo tema investigación es en
mención a la gestión e índice de calidad de vida útil en generadores AC pertenecientes al sector minero.
• Actualmente se desempeña en el cargo de Analista de Mantenimiento predictivo en la compañía T&D Electric SAC.

7. CONTENIDO
❑ CONCEPTO DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO
❑ FUNDAMENTOS NORMATIVOS
❑ ENSAYOS ELÉCTRICOS
❑ PRUEBAS ELÉCTRICA RELACIONADAS
❑ CORRELACIÓN ENTRE ENSAYOS Y PRUEBAS ELÉCTRICAS
❑ GESTIÓN DE ACTIVOS
❑ CASO DE ESTUDIO
❑ RESUMEN

8. MANTENIMIENTO PREDICTIVO
DEFININICIÓN :
Uno de los métodos más eficientes y utilizados, que
evalúa y determina fallos en su estado incipiente de
los transformadores, tales como elevación de
temperatura, cortos circuitos, condición de
devanados, magnetización, y una serie de
comportamientos que son anómalos y ajenos a su
operación habitual de los transformadores de
potencia.
Por otro lado, una de las variables más importantes
que se debe tomar en cuenta para realizar estos
ensayos o pruebas eléctricas, son como, por ejemplo;
La temperatura, tipo de aceite dieléctrico, los
parámetros de tensión y corriente que se van a medir
(bien definidos), estos no deben sobrepasar los
valores nominales del transformador puesto que
pueden estresar al transformador de manera
innecesaria.

9. ACEITE DIELÉCTRICO
DEFININICIÓN :
El aceite dieléctrico, sirve como medio aislante y refrigerante para
el transformador, en ese sentido cubre a todos los elementos que
están dentro de la parte activa del transformador, entre los
devanados, núcleo y cuba del transformador como medio aislante.
Además, en cuanto a la generación de calor producida ya sea de
manera natural por las pérdidas que se traducen en calor o por la
generación de gases por la descomposición del aceite dieléctrico,
sirven estos como medio refrigerante para mantener en las
condiciones adecuadas de temperatura en la operación del
transformador. Además, cabe mencionar que el aceite dieléctrico
puede ser de tipo, mineral, vegetal o silicona. Esto va depender del
tipo del transformador siendo uno menor que otro con respecto al
grado de inflamabilidad de los mismos. Adicionalmente es
importante mencionar que el uso de los aditivos e inhibidores en
los transformadores inmersos en aceite, tales como el ionol.

10. FACTOR DE CAUSA DE DEGRADACIÓN
EN EL ACEITE DIELÉCTRICO
• Nivel freático colindante.
• Operación del transformador.
• De tipo natural.
• Generado por evento (provocado).
• Control de calidad en fabricación.
• Un inadecuado secado.
• Carencia de hermeticidad.
• Sistemas de protección con lecturas
erradas o sin atender.
• Muestreo inadecuado.
• Carencia de un plan de mantenimiento
predictivo o correctivo solido.

11. ENFOQUE DE ANÁLISIS EN UN
TRANSFORMADOR

12. ENFOQUE DE ANÁLISIS EN UN
TRANSFORMADOR

13. FUNDAMENTO NORMATIVOS

14. ENSAYOS FISICO QUIMICO

15. ENSAYOS FISICO QUIMICO

16. ENSAYOS FISICO QUIMICO

17. ENSAYO DE ANALISIS DE GASES DISUELTOS
Energía requerida para romper los enlaces
Hidrógeno (H2 ) : 338 kJ/mol
Metano (CH4) : 338 kJ/mol
Etano (C2H6 ) : 607 kJ/mol
Etileno (C2H4) : 720 kJ/mol
Acetileno (C2H2) : 960 kJ/mol
•Las fallas de baja energía como descargas parciales y
efecto corona, favorecen la ruptura de enlaces H –H,
y C –H, que son mas débiles (338kJ/mol), por la
ionización fundamentalmente, donde el H2 es el
principal gas de recombinación.
•Para romper los enlaces C –C se requiere mas
energía (607kJ/mol), para dobles enlaces C=C
(720kJ/mol), y para triples enlaces CH≡CH
(960kJ/mol)
IEC 60599:2022
Mineral oil-filled electrical equipment in service -
Guidance on the interpretation of dissolved and free
gases analysis

18. ENSAYO DE ANALISIS DE GASES DISUELTOS
Fallas de tipo térmico:
-Sobrecalentamiento papel.
-Punto caliente localizado.
•Fallas de tipo eléctrico:
-Arco interno.
-Descargas Parciales por Efecto corona.
•Stray Gassing
-Generación de gases combustibles por
reacción del aceite con materiales del
transformador, pintura entre otros.

19. ENSAYO DE ANALISIS DE GASES DISUELTOS

20. ENSAYO DE ANALISIS DE GASES DISUELTOS

21. ENSAYO DE ANALISIS DE GASES DISUELTOS

22. ENSAYO DE ANALISIS DE GASES DISUELTOS

23. ENSAYO DE ANALISIS DE GASES DISUELTOS
Si el interés está solo en los seis tipos básicos de fallas en
C.1 y por fallas simples, la visualización de los puntos
DGA se haría usando el Pentágono 1 o el Triángulo 1. Si
también hay interés en los subtipos adicionales de fallas
en C.2, se deben usar el Pentágono 2 y los Triángulos 4 o
5.

24. ENSAYO DE ANALISIS DE GASES DISUELTOS
IEEE C57.104-2019
Status de DGA establecen intervalos de muestreo y actividades de
mantenimiento en trasformadores en operación (5.3)
A) Status 1 para DGA: Resultados aceptables. Continúe con la
operación de rutina.
B) Status 2 para DGA: Incipiente o reciente modesta producción de
gas o nivel de elevación de gas moderadamente. Retomar muestra
para confirmación y monitoreo de la posible evolución de los gases.
C) Status 3 para DGA: Altos niveles de gases o continuando con
significante producción de gases. Acciones mitigantes otras
respuestas deben ser consideradas (p.e. otras pruebas, monitoreo
continuo)

25. ENSAYO DE ANALISIS DE GASES DISUELTOS

26. ENSAYO DE ANALISIS DE GASES DISUELTOS

27. ESPECTROSCOPIA EN EL DOMINIO DE LA
FRECUENCIA

28. FACTOR DE POTENCIA

29. PROTECCIONES PROPIAS DEL
TRANSFORMADOR

30. MODO DE EVALUACIÓN
DEFININICIÓN : Se debe establecer una jerarquía para tener confiabilidad en el diagnostico, por ello se estable un
modo de evaluación, tal como se presenta líneas abajo.
FABRICANTE
NORMAS
ESTADISTICOS
CRITERIO DE
FABRICANTES
DE EQUIPOS
MEDICIONES
Y TOMA DE
MUESTRAS
ANALISIS DIAGNOSTICO
REFERENCIA
VARIOS RESULTADOS
EN DISTINTOS
TIEMPOS
DIAGNOSTICO
APARTIR DE
TENDENCIAS

31. CASO DE ESTUDIO

32. CASO DE ESTUDIO

33. CASO DE ESTUDIO

34. CASO DE ESTUDIO

35. CASO DE ESTUDIO