Seminario Tecnico de Descargas Parciales en Maquinas Rotativas

Código: SemDP

SSEEMMIINNAARRIIOO TTÉÉCCNNIICCOO DDEE DDEESSCCAARRGGAASS PPAARRCCIIAALLEESS

EENN MMÁÁQQUUIINNAASS RROOTTAATTIIVVAASS.. MMaaddrriidd,, 3300 ddee SSeeppttiieemmbbrree //

11 ddee OOccttuubbrree ddee 22000088..

PONENTES

ANDRÉS TABERNERO Director de Proyectos de unitronics electric, Andrés Tabernero tiene 20 años de experiencia en el diseño y fabricación de equipos de medida para máquinas eléctricas rotativas y transformadores de potencia. Es además responsable del área de formación de unitronics electric y ha sido responsable de la instalación de sistemas de monitorización de descargas parciales en varias centrales térmicas convencionales y de ciclo combinado.

PABLO ROJAS Ha sido jefe de proyecto durante más de 5 años, siendo responsable de las instalaciones de sistemas de Iris Power Engineering en España y Latinoamérica. Con una amplia experiencia principalmente en alternadores hidráulicos, Pablo Rojas se encarga actualmente de dar soporte técnico especialmente a los clientes de habla hispana desde la sede de Iris Power en Canadá.

Esta documentación es propiedad de UNITRONICS, S.A.U. y no puede ser copiada, fotocopiada, reproducida o transmitida a terceros bajo ningún tipo de soporte físico o informático sin la debida autorización de UNITRONICS, S.A.U. La información aportada en este seminario se considera lo más exacta posible. En cualquier caso, UNITRONICS no se hace responsable de daños directos o indirectos producidos por malas interpretaciones, imprecisiones u omisiones en el mismo.

UNITRONICS, S.A.U. es una compañía certificada ISO9001.

01220908

Copyright ©, UNITRONICS, S.A.U.

ÍNDICE

Presentación Temas SEMINARIO TÉCNICO DE DESCARGAS PARCIALES EN MÁQUINAS

ROTATIVAS. DP0 RECEPCIÓN. ¿Qué es unitronics electric / Iris

Power? Objetivos del seminario. DP1 PRESENTACIÓN. Definiciones. Las Descargas

Parciales: ¿Qué son, como medirlas?. Unidades de medida. Presentación de resultados.

DP2 Ensayos Off-Line. DP3 Ensayos On-Line. Monitorización periódica.

Monitorización continua. DP4 Una historia de éxito. DP5 Interpretación de los resultados. Las descargas

parciales para identificar los diferentes mecanismos de fallo.

Ruegos y Preguntas. Sorteo.

Seminario de Descargas Parciales en Máquinas Rotativas.30 Septiembre 2008 / 1 Octubre 2008.

DP0_Seminario_Recepcion.ppt

Seminario TSeminario Téécnico de Descargas cnico de Descargas Parciales en MParciales en Mááquinas Rotativas.quinas Rotativas.

Madrid, 30 de Septiembre de 2008 /Madrid, 30 de Septiembre de 2008 /1 de Octubre de 20081 de Octubre de 2008

AndrAndréés Tabernero, Boris Batlle s Tabernero, Boris Batlle unitronicsunitronics electricelectricPablo Rojas Pablo Rojas IRIS POWERIRIS POWER

11

Seminario de Descargas Seminario de Descargas Parciales. Programa.Parciales. Programa.

22

• IntroducciónUnitronics electric, Iris Power. Objetivos del Seminario.

• Las Descargas Parciales:¿Qué son, como medirlas?. Unidades. Presentación.

• Ensayos Off-Line• Ensayos On-Line

Monitorización periódica, monitorización continua.• Una historia de éxito.• Almuerzo.• La interpretación de los resultados: las descargas


• Ruegos y preguntas• Sorteo libros.



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•• Unitronics nace en Unitronics nace en 19631963 acercando a Espaacercando a Españña los a los úúltimos avances tecnolltimos avances tecnolóógicos en los sectores elgicos en los sectores elééctrico ctrico ––electrelectróónico nico –– proceso de datos.proceso de datos.

•• Hoy dHoy díía el grupo unitronics consta de 2 empresas:a el grupo unitronics consta de 2 empresas:UNITRONICS COMUNICACIONES. UNITRONICS COMUNICACIONES. LLííder der indiscutido en el sector nacional de las indiscutido en el sector nacional de las comunicaciones, multimedia, seguridad y comunicaciones, multimedia, seguridad y teleconferencia.teleconferencia.UNITRONICS, S.A.U. UNITRONICS, S.A.U. LLííder nacional en el sector der nacional en el sector de la instrumentacide la instrumentacióón electrn electróónica, con tres nica, con tres ááreas reas fundamentales:fundamentales:

unitronicsunitronics electricelectricunitronics visiunitronics visióón artificialn artificialunitronics telecom.unitronics telecom.

¿¿QuQuéé es UNITRONICS?es UNITRONICS?

44

•• UNITRONICS, S.A.U. integra los siguientes elementos UNITRONICS, S.A.U. integra los siguientes elementos en su infraestructura de apoyo al cliente:en su infraestructura de apoyo al cliente:

Soporte a la venta.Soporte a la venta.Departamento de InvestigaciDepartamento de Investigacióón y Desarrollo.n y Desarrollo.Departamento de Mantenimiento.Departamento de Mantenimiento.GestiGestióón de Produccin de Produccióón.n.Personal entrenado para Instalaciones.Personal entrenado para Instalaciones.Laboratorio CalibraciLaboratorio Calibracióón (con acreditacin (con acreditacióón ENAC en n ENAC en ááreas reas óóptica y elptica y elééctrica)ctrica)..FormaciFormacióón abierta y a empresas.n abierta y a empresas.

¿¿QuQuéé es UNITRONICS, S.A.U.?es UNITRONICS, S.A.U.?



55

•• UNITRONICS, S.A.U. lanza en 2007 la marca UNITRONICS, S.A.U. lanza en 2007 la marca unitronicsunitronics electricelectric para promocipara promocióón internacional .n internacional .

•• unitronicsunitronics electricelectric representa en Esparepresenta en Españña las ma las máás s reconocidas marcas en el sector elreconocidas marcas en el sector elééctrico mundial.ctrico mundial.

¿¿QuQuéé es es unitronicsunitronics electricelectric??

66

•• Unitronics electric fabrica desde 1993 equipos de Unitronics electric fabrica desde 1993 equipos de medida para la implementacimedida para la implementacióón prn prááctica de ctica de mantenimiento predictivo en:mantenimiento predictivo en:

MMááquinas rotativas : quinas rotativas : Sistema Sistema EDAIIIEDAIIITransformadores de Potencia:Transformadores de Potencia: Sistema Sistema ETPETP..

¿¿QuQuéé es es unitronicsunitronics electricelectric??



77

EXPERIENCIA DE EXPERIENCIA DE unitronicsunitronics electricelectric

•• 13 a13 añños os desarrollando equipos de medida desarrollando equipos de medida para el para el sector elsector elééctrico.ctrico.

•• 12 a12 añños de os de ensayos de campoensayos de campo..•• Desarrollo de Desarrollo de programas expertos programas expertos de diagnde diagnóóstico y stico y

tendencias para mtendencias para mááquinas rotativas y transformadores quinas rotativas y transformadores de potencia.de potencia.

¿¿QuQuéé experiencia tiene experiencia tiene unitronicsunitronics electricelectric??

88


•• Gran experiencia en medidas, problemasGran experiencia en medidas, problemasde medida, implementacide medida, implementacióón den deprotocolos, interpretaciones y diagnprotocolos, interpretaciones y diagnóósticos.sticos.

•• 6 a6 añños impartiendo cursos de gran contenido pros impartiendo cursos de gran contenido prááctico ctico sobre mantenimiento predictivo y diagnsobre mantenimiento predictivo y diagnóóstico en:stico en:

MMááquinas Rotativas.quinas Rotativas.Transformadores de Potencia.Transformadores de Potencia.BaterBateríías.as.




99


•• Asociados a los foros internacionales de normalizaciAsociados a los foros internacionales de normalizacióón: n: IEEE, CIGRE,IEEE, CIGRE,……

•• ColaboraciColaboracióón activa en foros internacionales con n activa en foros internacionales con presentacipresentacióón de papers, experiencias prn de papers, experiencias práácticascticas……

INSUCON 2006 (Birminghan).INSUCON 2006 (Birminghan).

HYDRO 2007 (Granada).HYDRO 2007 (Granada).

CIGRE 2008 (ParCIGRE 2008 (Paríís).s).


1010

•• NNúúcleo de negocio: productos y servicios cleo de negocio: productos y servicios para medida de descargas parciales en para medida de descargas parciales en mmááquinas de 4kV a 28kV.quinas de 4kV a 28kV.

•• Oficinas: CanadOficinas: Canadáá (~90 empleados), (~90 empleados), Estados Unidos, India, China. En 2006, Estados Unidos, India, China. En 2006, fusifusióón con n con ADWELADWEL (El Cid).(El Cid).

•• Representante en EspaRepresentante en Españña: unitronics a: unitronics electric.electric.

•• Clientes en EspaClientes en Españña: Unia: Unióón Fenosa, n Fenosa, Iberdrola, EndesaIberdrola, Endesa……

•• Aseguramiento de calidad: ISO 9000. Aseguramiento de calidad: ISO 9000.

¿¿QuQuéé es es IRIS POWERIRIS POWER??



1111

•• Representante exclusivo para EspaRepresentante exclusivo para Españña de a de IRIS POWERIRIS POWERque se fusionque se fusionóó con con ADWELADWEL (El Cid) en 2006(El Cid) en 2006

Distribuimos los productos de ambas.Distribuimos los productos de ambas.Realizamos instalaciones de Descargas Parciales.Realizamos instalaciones de Descargas Parciales.Impartimos formaciImpartimos formacióón sobre sus productos.n sobre sus productos.

•• Precedentes de este seminario: Precedentes de este seminario: Curso impartido por el Dr. Greg Stone (Curso impartido por el Dr. Greg Stone (IRIS IRIS POWERPOWER) en Mayo de 2005.) en Mayo de 2005.Curso impartido por Peter Kantardziski (Curso impartido por Peter Kantardziski (ADWELADWEL) en ) en Marzo de 2006.Marzo de 2006.

unitronicsunitronics electricelectric

1212

OBJETIVOS DEL SEMINARIOOBJETIVOS DEL SEMINARIO

•• Ayudar a ampliar conocimientos bAyudar a ampliar conocimientos báásicos en el sicos en el fascinante mundo de las Descargas Parciales.fascinante mundo de las Descargas Parciales.

•• Vislumbrar el estado del arte de la tecnologVislumbrar el estado del arte de la tecnologíía actual en a actual en cuanto a ensayos de Descargas Parciales revisando las cuanto a ensayos de Descargas Parciales revisando las soluciones ofrecidas por soluciones ofrecidas por IRIS POWERIRIS POWER..

•• Presentar algunos casos actuales de problemas Presentar algunos casos actuales de problemas detectados con sistemas de Descargas Parciales.detectados con sistemas de Descargas Parciales.

•• Acercarnos a las posibilidades de diagnAcercarnos a las posibilidades de diagnóóstico e stico e interpretaciinterpretacióón que nos ayudan a conocer los posibles n que nos ayudan a conocer los posibles problemas que pueden presentar las mproblemas que pueden presentar las mááquinas quinas rotativas a lo largo de su uso.rotativas a lo largo de su uso.

¿¿Por quPor quéé este seminario?este seminario?

Seminario de Descargas Parciales en Máquinas Rotativas.30 de Septiembre de 2008 / 1 de Octubre de 2008.

DP1_Seminario_Definiciones.ppt



Definiciones. Las Descargas Definiciones. Las Descargas Parciales: Parciales: ¿¿QuQuéé son, como son, como

medirlas?. Unidades / Presentacimedirlas?. Unidades / Presentacióón.n.

11








22



DESCARGAS PARCIALES. DESCARGAS PARCIALES. Definiciones.Definiciones.

Las máquinas rotativas que operan en Alta Tensión tienen conductores expuestos a una AT alterna respecto a tierra (núcleo, chasis, terminal de tierra, etc.).

El caso mas sencillo de separación entre conductores de AT y tierra es aire, que precisa de grandes distancias para evitar que salte arco del conductor a tierra.

Estas distancias en aire harían a las máquinas muy grandes y poco eficientes por lo que los fabricantes ponen aislantes de separación, reduciendo así las distancias mínimas para evitar el arco.

33


Aislante. Es un material en el que los electrones de sus átomos se encuentran fuertemente unidos a sus núcleos. El desplazamiento de electrones (y por tanto la corriente eléctrica) es prácticamente impedido al aplicar una tensión entre dos extremos del aislante. La corriente se puede considerar despreciable.

Conductor: electrones libres, mar de electrones que posibilitan el movimiento de carga.

Aislante: nube de electrones fuertemente ligada a los protones.

44




El aislamiento aunque no contribuye a crear par en las máquinas rotativas, tiene funciones vitales que incluyen:

1) Proporcionar la rigidez dieléctrica precisa entre las partes activas y tierra, y por tanto optimizar los tamaños en las máquinas (Aire =3kV/mm vs. Aislante=300kV/mm).

2) Facilitar la transferencia y eliminación del calor al exterior desde las partes activas (pérdidas I2R en cobre).

3) Contribuir a estabilidad térmica, mecánica y envejecimiento acotados.

55


En relación con el resto de elementos que componen el estator (cobre, chapa magnética...), el aislamiento es el más débil a la acción de los esfuerzos a los que esta sometida la maquina, tales como vibración, calor, tensión, etc., por lo que …

GENERALMENTE EL ESTADO DEL SISTEMA AISLANTE DEFINE LA VIDA REMANENTE del devanado del estator.

66




¿Y las descargas parciales: qué tienen que ver con todo esto?

Si el aislamiento fuera perfecto; su diseño, su fabricación, si no envejeciera, si no se dañase… las máquinas reducirían sus problemas a los aspectos mecánicos.El mundo real es bien distinto y los aislamientos están expuestos a diversos mecanismos de degradación…Degradación por mecanismos TEAM.Térmicos, Eléctricos, Ambientales y Mecánicos.

En los aislamientos imperfectos existen discontinuidades de los mismos en las que se generarían descargas parciales.

77

DESCARGAS PARCIALES.DESCARGAS PARCIALES.¿¿QuQuéé son?.son?.

Descargas Parciales o DP: Se trata de descargas eléctricas, chispas que puentean solo parcialmente el aislamiento entre dos conductores. Estas descargas se producirán en cavidades, espacios o huecos en el aislamiento interiores al mismo o adyacentes a los conductores o ranuras de estator (tierra). La descarga es parcial, no es ruptura: el resto del aislamiento puede seguir cumpliendo con su función.

Ejemplo de Ejemplo de bbolsas de aire entre laminaciones del aislamiento, huecos, voids...

88



DESCARGAS PARCIALES.DESCARGAS PARCIALES.¿¿Por quPor quéé ocurren?.ocurren?.

¿Por qué aparecen las DP?. La menor constante dieléctrica del medio gaseoso respecto del medio aislante, causa aumento del campo eléctrico en el hueco. El suficiente para ocasionar la perforación dieléctrica, en cuanto exista un electrón disponible superada la tensión de incepción o en cuanto aparezca ionización.

99

¿ Cual es el efecto de las DP?Contribuyen a dañar componentes orgánicos del aislamiento. El ozono producido también causa daños.

¿ Por cuanto tiempo?La acción de las DP puede prolongarse por varios años, dependiendo de la tensión nominal, gracias a la mica.

DESCARGAS PARCIALES. DESCARGAS PARCIALES. DescripciDescripcióón.n.

La causa habitual de las descargas son Defectos en el aislamiento:

• Burbujas, huecos, grietas en interior del aislamiento.• Impurezas y elementos extraños.• Errores de diseño en el sistema de aislamiento.• Degradación de la homogeneidad en el aislamiento

(espacios cobre-aislamiento o aislamiento-chapa).

Cavidades en aislamientodebidas a defectos en elproceso de fabricación.

1010



DESCARGAS PARCIALES. DESCARGAS PARCIALES. ¿¿CCóómo medirlas?.mo medirlas?.

1111

Las Descargas Parciales producen una serie de efectos físicos inmediatos hacia el exterior:

• Transitorio brusco de corriente (emisión conducida).• Emisión electromagnética (emisión radiada).• Ruido normal y ultrasonidos (emisión acústica).• Aumento de temperatura debido a pérdidas.• Medida de las mismas pérdidas (tg δ).• Emisión ultravioleta (emisión luminosa).• Emisión de ozono (cambio químico).

Estos efectos físicos nos van a permitir detectar las descargas por distintos métodos que podemos clasificar en directos e indirectos:

1111


1212

DIRECTOS• Transferencia de carga

eléctrica (métodos eléctricos, condensador).

• Radiación electromagnética (sondas / antenas).

• Ruido debido a ondas de presión (ultrasonidos).

INDIRECTOS• Aumento local de la

temperatura.• Pérdidas dieléctricas (tg

δ, capacidad y tip-up).• Radiación visible y

ultravioleta (métodos de detección óptica, “Black-out test”).

• Generación de ozono.

MÉTODOS DE DETECCIÓN.

1212




1313

¿Qué sensores o captadores utilizar?

1313

• Transformadores de Radiofrecuencia (HFCT) y Bobinas de Rogowski.Captador inductivo. Muestras de la corriente en alta frecuencia. Las de Rogowski no se saturan ni perforan debido a las grandes intensidades de campo, ya que no tienen materiales férricos.

Bobinas de Rogowski.

HFCT, transformador RF.

1313


1414


1414

• Ultrasonidos. Oído o captador piezoeléctrico por debajo de 1 MHz.

• Capacitivos1000-9000 pF (baja frec.) algunos con núcleo cerámico recubierto de resina epoxídica.80 pF (> 40 MHz) en resina 80 pF (> 40 MHz) en resina epoxepoxíídica y mica.dica y mica.

Captadores capacitivos Adwel.

Captador ultrasónico DW.

1414




1515


1515

• Capacitivos - Inductivos. Son antenas de campo cercano y van adheridos a las máquinas, VHF, UHF.

•• SSC (Stator Slot Coupler). Sensores SSC (Stator Slot Coupler). Sensores direccionales dentro de ranuras de direccionales dentro de ranuras de estatorestator

Sensores ópticos x fibra.

Sensores SSC, a fijar próximos a las bobinas.

• Ópticos. Recogen radiación luminosa UV de la descarga. Permiten localización. Inmunidad EMI. Experimental.

1515


1616

¿El equipo de medida de qué se compone?

1616

• Sensores. Captan la alta frecuencia de la señal y serán insensibles a la frecuencia de red y sus armónicos. Banda kHz...1GHz.

• Instrumento. Convierte la información de los pulsos del mundo analógico al digital; discrimina pulsos; cuenta pulsos en cada rango de magnitud; analiza fase (respecto a red). Los primeros sistemas pasaban la información directamente a osciloscopio o analizador de espectros.

1616



1717

DESCARGAS PARCIALES. DESCARGAS PARCIALES. ¿¿Con quCon quéé valores se miden?valores se miden?

UNIDADES DE MEDIDASe registran diferentes parámetros del pulso: magnitud,

pulsos/seg y fase/polaridad

Se usan las siguientes unidades:miliVoltios (mV). Aplicable a objetos inductivos (medida directa).picoCulombios (pC). Aplicable para objetos capacitivos. Requiere calibración para cada objeto de medida. Representa la carga aparente de DP. Usual en laboratorios de ensayo/fábricas.miliAmps (mA). Cuando se utilizan transformadores de corriente para realizar la medida.Decibelios (dBm). Cuando se utilizan analizadores de espectros.

• Magnitud. Tiene una relación directa con el tamaño del hueco o lo que es lo mismo, con la gravedad del daño.

AA BB

B mayor magnitud que A

1717

Ca objeto de medidaC0 condensador de calibracionGP generador de pulsosCk condensador de acoplamientoDA dispositivo de acoplamientoIM instrumento de medida

DA GPIM

CaC0Ck

UNIDADES DE MEDIDAMedida de magnitud en pC requiere calibración para cada objeto de prueba (factor de conversión de mV a pC)


1818



1919


UNIDADES DE MEDIDA

• Pulsos por segundo (pps). Conteo de pulsos en la unidad de tiempo. Tiene una relación directa con la cantidad de huecos o lo que es lo mismo, con la extensión del daño.

AA

BB

B más pulsos que A1919

2020


UNIDADES DE MEDIDA

• Polaridad/Angulo de Fase. Respecto a la frecuencia de red. Tiene relación con la ubicación de los huecos, es decir, con el tipo de daño.

2020



2121

MODOS DE PRESENTACIÓN (2D)

Gráfica 2D (pps vs. mV)= Conteo de pulsos (pulsos/segundo) como función de magnitud (mV)

Magnitud del Pulso (mV)

Con

teo

de p

ulso

s de

PD

(N

o./s

)

10

1

100

1000

DESCARGAS PARCIALES. DESCARGAS PARCIALES. Presentaciones de resultadosPresentaciones de resultados

2121

2222

MODOS DE PRESENTACIÓN (2D)Valores calculados

Qm=Qmax = Magnitud asociada a una repetición de pulsos de 10 pps (IEEE1434), 50/60pps (IEC60270). Hay por tanto Qm+ y Qm-.


Con

teo

de p

ulso

s de

PD

(N

o./s

)

10

1

100

1000

Qmax. (mV)


2222



2323


NQN = (Normalized Quantity Number) área bajo curva pps vs. mV. Hay NQN+ y NQN-.


Con

teo

de p

ulso

s de

PD

(N

o./s

)

10

1

100

1000

NQN


2323

Área proporcionala la energía.

2424



Qm y NQNSe usan para realizar

tendencias de un sistema de aislamiento monitorizado.

2424



2525



QmSe usa para comparar con estadísticas de base de datos, recopiladas de miles de resultados de ensayos.

2525

2626

MODOS DE PRESENTACIÓN (3D)

Gráfica 3D (pps vs. mV y fase)= conteo de pulsos como función tanto de la magnitud como de la fase de pulsos en un periodo completo de red.


2626


DP2_Seminario_OffLine.ppt



Ensayos OffEnsayos Off--LineLine

11

22










33

ENSAYOS OFFENSAYOS OFF--LINELINE

MODOS DE ENSAYO DE DP

Off-Line. Se utiliza una fuente de tensión (ej. transformador), y generalmente detector DP en baja frecuencia. Todo el devanado se energiza a la misma tensión y por tanto puede detectar problemas localizados.

On-Line. Se efectúa durante operación normal de la maquina, usando sensores previamente instalados y por tanto no requiere fuente externa de tensión, no requiere parada. Detecta problemas generalizados resultantes del lento envejecimiento de la maquina. Ayuda a determinar cuando parar para hacer pruebas off-line.

44


PORQUE ENSAYOS OFF-LINE?Este tipo de ensayos tiene tres aplicaciones

fundamentales:• Fabricación. Comprobación de calidad de la

producción.• Recepción o puesta a cero. El ensayo inicial para

poder realizar una tendencia o comparativa en caso de problemas.

• Mantenimiento.A fin de cotejar la evolución de la tendencia con el envejecimiento u otros mecanismos de fallo.Cuando los ensayos on-line indican algún problema.



55

• Circuito de ensayo.


Procedimiento de ensayo OffProcedimiento de ensayo Off--Line segLine segúún IEC n IEC 6003460034--27/2006.27/2006.

66

• Qué resultados se buscan tras el ensayo Off-Line.• PDIV (Tensión de Incepción o aparición), PDEV

(Tensión de extinción o desaparición).• Ensayo a la máquina completa.• Ensayo a las fases por separado.• Comparativa entre las anteriores para evaluar posibles

descargas entre fases.


Procedimiento de ensayo OffProcedimiento de ensayo Off--Line segLine segúúnnIEC 60034IEC 60034--27/2006.27/2006.



77

• Circuitos de ensayo. Distintos según si es máquina completa o piezas, si la máquina puede o no abrir la estrella.

• Tensión de Ensayo. 50Hz, con Upp/Urms=2√2,±5% o VLF (0,1Hz) si la fuente no puede dar la potencia necesaria.

• Ojo, procedimientos de seguridad. Protecciones, cableado corto, protección y señalización de la zona de ensayo. 2 personas.

• Preparación previa. Limpieza, secado y comprobación Raislamiento a 40ºC>100Mohm.

• Acondicionamiento. Las PD caen algo en los primeros minutos, acondicionar el ensayo durante t<5min.

• Tensión de ensayo. Subida escalonada o en rampa.


Procedimiento de ensayo OffProcedimiento de ensayo Off--LineLineIEC 60034IEC 60034--27/2006.27/2006.

88


SONDAS DE D.P.

Una vez detectados altos niveles de descargas parciales, es prudente localizar su posición en el estátor a fin de que se pueda concentrar la inspección visual a zonas más deterioradas.

Hasta la fecha se han desarrollado dos aproximaciones.

Sensores tipo Captura de la descarga parcial

Inductivo Energía RF

Ultrasónico Energía acústica



99


SONDAS DE D.P.

Sondas TVA.Una antena de ferrita direccional en la punta aisladacapta la “RF” sintonizada a unos 5MHz (0.5 – 10MHz) y un demodulador dan una indicación de posición DP al medidor. La sonda es mas sensible a la bobina mas externa de la ranura.

Sonda TVA marca Adwel, modelo PPM-97.

1010


SONDAS DE D.P.

Ensayo TVA en campo.



1111


Sondas de Ultrasonidos.Se utilizan micrófonos direccionales (sintonizados ~ 40KHz, entre 36 y 44KHz) y con down-converter a banda audio hacen audibles los tonos ultrasónicos al aproximarse a la zona de

SONDAS DE D.P.

descargas. También indicación analógica. Posibles barras extensoras de fibra de vidrio.

Detector ultrasónico Marca Megger.

1212


Protocolo.• Se suele retirar el rotor. Se energiza la unidad (ojo,

seguridad). Es habitual ir fase a fase con las otras a tierra. Hacer las 3 fases. 1º RF, 2º Ultrasonidos.

• Dejar estabilizar el estátor 10-15min.• Hacer con cada slot un mapa RF anotando la medida.• Usualmente ultrasonidos tras RF.

SONDAS DE D.P.

RF US Interpretación

Alto Alto Superficie bobinas (visible).

Alto Menor Aislamiento a paredes (no visible).

Nada Alto Acústico espúreo



1313


• Se energiza en total oscuridad y se realiza una inspección visual a distancia segura. También existe la posibilidad de ensayar con reducida visibilidad y equipamiento ultravioleta.

• Se busca detectar y localizar descargas superficiales relacionadas con la cubierta semiconductora, en las cabezas de bobina o grietas superficiales.

• Fuente de HV alterna y energizar fases por separado.

Ensayo “Black-out”. Inspección Ultravioleta.

CoroCam MultiCam UV/IR.

Ensayo Motor 6kV.

1414


• Las descargas parciales producen pérdidas y degradación en el dieléctrico. Estos efectos se pueden evaluar mediante el ensayo de tangente de delta y la determinación de la capacidad con el mismo equipo de ensayo.

• La realización del ensayo a distintas tensiones “Tip-up” nos permitirá confirmar la existencia de descargas.

Ensayo de Tangente de Delta, tgδ.

Equipo de tgδ Marca Megger, modelo Delta2000.

Tangente del ángulo de pérdidas dieléctricas.

δtgIVP C ⋅⋅=

δπ tgVCfP 22=



1515

ENSAYOS DE DPENSAYOS DE DP

• En máquinas con ventilación abierta por medio de aire, el oxígeno presente en el mismo puede quedar ionizado debido a Descargas Parciales superficiales generando Ozono.

• Se trata de un gas de olor característico “chispa o tormenta” que es fácilmente detectable con la instrumentación adecuada.

Detección de Ozono O3.

Proceso físico-químico de generación del ozono en máquinas de ventilación abierta.

O2 +UV -> 0 + 0 O + O2 = O3

1616

• IEEE Std 62.2-2004 IEEE Guide for Diagnostic Field Testing of Electric Power Apparatus-Electrical Machinery. Ensayos de campo.

• IEEE Std 1434-2000, “IEEE Trial Use Guide to the Measurement of Partial Discharges in Rotating Machinery”.Descripción de ensayos y técnicas utilizables.

• ASTM D 1868-81, “Standard Test Method for Detections and Measurement of Partial Discharge (Corona) Pulses in Evaluation of Insulation Systems”.

• IEC 60270 – 2000 – 12 – Voltage Test Techniques – Partial Discharge Measurements.

• IEC 60034-27-2006. Rotating electrical machines- Part 27: Off-line partial discharge measurements on the stator winding insulation of rotating electrical machines”.


NORMATIVANORMATIVA



1717


MECANISMOS DETECTADOS OFF-LINE Y ON-LINEMecanismo Descripción Causa principal Velocidad

DeterioroDetección

Térmico Larga duración a altas temperaturas, conduciendo a decapado y delaminación del aislamiento

Sobrecarga, bloqueo de la refrigeración, asimetría de tensión, frecuentes arranques

Lenta Ambos

Ciclo de carga Rápido y frecuente ciclo on-off conduciendo a delaminación

Paso de carga del 0% al 100% en menos de 15 minutos

Moderado Ambos

Pobre impregnación

Huecos en el aislamiento > DP Falta de penetración en las cintas de mica del epoxy o poliéster

Moderado Ambos

Fugas internas de agua

Saturación del aislamiento por agua debida a roturas de conductos de cobre

Empalmes de refrigeración por agua en bobinados refrigerados por agua

Lento Ninguno

Movimiento de bobinas

Abrasión del aislamiento debida a movimiento de bobinas en el slot

Contracción del aislamiento con los años, contaminación de aceite, pobre instalación

Rápido On-line

Descargas de ranura

DP donde falta capa semiconductora o estádañada por movimientos prolongados

Mala fijación de la capa semiconductora o deterioro por abrasión

Lento Ambos

Contaminación Descargas superficiales o chispas en cabezas de bobina debidas a polución parcialmente conductora

Pobre mantenimiento Lenta Ambos

Vibraciones en cabezas bobina

Vibración a 100 Hz de las bobinas que conduce a abrasión /ruptura del aislamiento

Pobre diseño, contaminación de aceite Moderado Ninguno

Transitorios eléctricos

Perforación del aislamiento de espiras por los pulsos de alta tensión

Transitorios de arranques o electrónica de control combinados con pobre o envejecido aislamiento de espiras

Lento Ninguno

Espaciado inadecuado

Degradación por descargas parciales del aislamiento principal

Poco espacio entre elementos de alta tensión de distintas fases

Lento On-line

1818

ENSAYOS DE DP ENSAYOS DE DP

RESUMEN ENSAYOS OFF-LINE VS. ON-LINEOff-Line DP. On-line

La máquina está fuera de servicio y desconectada del sistema.

Se puede ensayar sin interrumpir el servicio.

Se necesita una fuente A.T. Externa y grande No se precisa una fuente A.T. Externa

Ensayo relativamente caro. Ensayo económico y que ahorra tiempo

Solo hay estrés eléctrico. No es sensible a descargas en ranuras/barras sueltas debidas a fuerzas electromagnéticas (No aparecerían descargas por vibraciones ni al encoger cobre y aislamiento).

Se dan todas las solicitaciones normales de servicio: eléctricas, mecánicas, térmicas y electromagnéticas habituales del generador en servicio. Aparecen fuerzas no presentes Off-Line. Más realista.

Todo el devanado estatórico desde fase a neutro estásujeto a tensión nominal (pueden aparecer DP en zonas no sujetas a potencial elevado).

Solo las barras terminales están expuestas al voltaje nominal.

El sitio de descargas puede encontrarse con una sonda de corona

Identifica lugares con DP en cada fase / paralelo.

Apropiado para problemas aislados/localizados. Test rutinario para comprobar el deterioro lento y generalizado del aislamiento estatórico.

Casi todas las fuentes de ruido están eliminadas, ya que el generador está detenido y aislado de otras fuentes de ruido.

Medio muy ruidoso. Otros equipos; radio, interferencias radiadas, conducidas de alimentación, chispas en anillos o corona en líneas, conmutación, etc. El sistema DP debe discriminar el ruido.


DP3_Seminario_OnLine.ppt

11



Ensayos OnEnsayos On--LineLine


2222









Ensayos DP OnEnsayos DP On--LineLine

¿Por qué interesa la monitorización de descargas parciales On-Line?

1) Se reduce el riesgo de una larga, cara y forzada parada debida a un fallo de aislamiento.

3333



2) Aumentamos la seguridad y disponibilidad de la máquina, se tienen datos de confianza sobre cuando parar la máquina para realizar otras labores de mantenimiento. Se reducen los costos de mantenimiento. Nos ayuda a hacer el correcto mantenimiento en las máquinas que lo necesiten y cuando lo necesiten de verdad.

4444





3) Las aseguradoras reducirán sus primas si aplicamos políticas de mantenimiento predictivo. Extensión de la vida de la máquina y reducción del riesgo de operación.

5555



4) El diagnóstico de los resultados ofrecerá información específica para la reparación.

5) Resuelto el problema, confirmará la eficacia de la reparación.

6666




¿Es complicado, cuánto cuesta, es fiable, tengo que modificar mi operativa de trabajo, pone a mi máquina en peligro….?

• Es un ensayo sencillo, seguro y barato.• En condiciones normales de trabajo.• Test no destructivo.

7777


88

Ruido

88

• Se clasifican como ruido las señales que no corresponden a DP en devanados de estator.

• Los sistemas DP captan ruido que puede fácilmente ser confundido con DP y llevar a diagnósticos erróneos.

• Las fuentes de ruido pueden ser:Pulsos de tiristores (conversión AC/DC para rotor).Señales de radio.Corona.Diafonía, DP de otras fases.DP de otros equipos, cables, interruptores, etc. Pulsos aleatorios de origen desconocido.

88




99

¿Cómo se evita medir el ruido o falsas DP?

99

Cada fabricante integra en sus sistemas ciertas facilidades para filtrar señales; identificar descargas; y discriminar o eliminar el ruido. En algunos casos sistemas expertos. Los sistemas DP de Los sistemas DP de Iris Power Iris Power permiten alta permiten alta confiabilidad gracias a:confiabilidad gracias a:1)1) Ancho de banda.Ancho de banda.

Los sensores de 80 pF son paso alto a 40MHz, Los sensores de 80 pF son paso alto a 40MHz, el equipo paso banda 0,1...350MHz. Mejor el equipo paso banda 0,1...350MHz. Mejor relacirelacióón S/R.n S/R.

99


1010

¿Cómo se evita medir el ruido o falsas DP?

1010

2)2) Cambio de impedancia (no tCambio de impedancia (no téécnica, efecto fcnica, efecto fíísico).sico).Al pasar los pulsos de un medio (bobina) a otro Al pasar los pulsos de un medio (bobina) a otro (anillo), el cambio de impedancia hace que la (anillo), el cambio de impedancia hace que la seseññal DP se atenal DP se atenúúe o crezca.e o crezca.

3)3) IdentificaciIdentificacióón del pulso.n del pulso.La evaluaciLa evaluacióón del ancho del pulso ayuda a n del ancho del pulso ayuda a diferenciar si es ruido o DP real.diferenciar si es ruido o DP real.

4)4) TTéécnicas de cnicas de Tiempo de llegadaTiempo de llegada, probadas y , probadas y eficientes. Teficientes. Téécnica Diferencial / Direccional. cnica Diferencial / Direccional.

5)5) Sensores en ranuras de estator (SSC) para grandes Sensores en ranuras de estator (SSC) para grandes turbogeneradores.turbogeneradores. 1010




1111

¿Por qué es importante discriminar el ruido?

11111111

• Cuando el ruido tiene las mismas características que DP (ej. ángulo de fase), un alto nivel de ruido enmascara DP, impidiendo análisis incluso por experto, si no hay separación entre DP y ruido.

1111


1212

¿Cómo es el circuito básico de medida de DP?

12121212

• 80pF y 1k5Ω limitan la alta tensión (50Hz) a un valor del orden de mV por seguridad y para usarse como referencia de fase. El descargador evita sobretensiones en caso de ruptura de la resistencia.

Acopladores capacitivos: 80pF, 6.9kV, 16kV y 25kV.

Esquema básico de acoplador capacitivo: el mas usualmente utilizado.

80pF

1k5 75V

Coaxial 50Ω

1212




1313

¿Cómo es el circuito básico de medida de DP?

13131313

• Se comportan como filtros paso alto con frecuencia de corte dependiente de la capacidad. Retiran la DC, reducen los 50Hz AC y otras frecuencias hasta la de corte.

Acoplador capacitivo: Filtro paso-alto

Anchos de banda del ruido, Descargas Parciales y sistema detector.

Cfc ⋅Ω⋅⋅=

5021

π

75V

80pF

1k5

Coaxial 50Ω

1313

• Grandes Hidro-Generadores (>50MW):Acopladores PDA (diferencial): PDA-IV, HydroTrac

• Pequeños Hidro-Generadores(<50MW)• Motores y Turbo-Generadores (<200MW)• Transformadores secos (4kV to 28kV)• Tableros de media tensión (4kV to 28kV)

Acopladores BUS (direccional): TGA-B, BusTrac, PDTrac

• Grandes Turbo-Generadores refrigeración H (>200MW):

Acopladores de ranura SSC embebidos: TGA-S ™, TurboGuard

GuGuíía de Aplicacia de Aplicacióónn

1414



1515

InstalaciInstalacióón Acopladores.n Acopladores.¿¿QuQuéé es lo mes lo míínimo?nimo?

• Lo mínimo necesario es la instalación de los acopladores capacitivos (80 pF) o SSCs junto con el cableado y la caja de terminación.

• Esta instalación se hace de fábrica o aprovechando una parada programada. Es una instalación sencilla pero algo delicada.

Fijación de captadores según la máquina, cableado e instalación de la “Termination Box”.

InstalaciInstalacióón de Acopladoresn de Acopladores

• Stator Slot Couplers TM (SSCs)Antena direccional 10-1000MHz.Instalada en barra final.Un acoplador por paralelo/fase.No hay conexión en AT.

1616



1717

InstalaciInstalacióón de Acopladoresn de Acopladores

La instalación de los captadores permite:

• Hacer medida periódica con equipo portátil propio o subcontratarla cada cierto tiempo.

• Montar con posterioridad un sistema de monitorización continua.

1818

DESCARGAS PARCIALES. DESCARGAS PARCIALES. Sistemas.Sistemas.

Instrumentos

Sistema Portátil.

Sistemas TRAC.Sistemas GUARD.

MONITORIZACIÓN PERIODICACaptadores instalados, se ensaya 1/2 veces / año o según programa.

MONITORIZACIÓN CONTÍNUA.Primer acercamiento, básicamente como relé de alarma.

MONITORIZACIÓN CONTÍNUA.Segundo acercamiento, pruebas completas para análisis (con ángulo de fase).



Instrumento Portátil

Pulso Ruido

DP

80pF

C1C2

Interruptor

80pFMismo Tiempo

DP

Generador

PDACable coaxial 50 Ω

Caja Terminal de acopladores

PDA-IV, instalación diferencial, sensores 80 pF

• Banda 0,1-350MHz, simulador interno, RS232, USB, Ethernet.

• Monitorización Periódica (cada ~ 6 meses)

1919


Pulso RuidoDP

80pF

SM

Generador

InterruptorL

Retraso tD

80pFL Misma

Longitud

TGA-BCable coaxial 50 Ω

Caja Terminal de acopladores

TGA-B, instalación direccional, sensores 80 pF

• Banda 0,1-350MHz, simulador interno, RS232, USB, Ethernet.


2020




TGA-S, para sensores de ranura SSC

• Banda 0,1-350MHz, simulador interno, RS232, USB, Ethernet. Discriminacion de ruido por ancho de pulso


2121

2222

Monitor ContinuoMonitor Continuo

Serie Trac: PDTrac, BusTrac, HydroTrac

• Monitorización continua de máquinas críticas: generadores y motores de alta tensión.

• Usa los mismos sensores que el sistema no continuo.

• Alerta al personal de operación/ mantenimiento ante el incremento de la actividad.

• Requiere instrumento portátil para análisis completo en caso de alta actividad de DP.

Sistema DP continuo marca IrisPower, modelo PDTrac.



2323

Monitor ContinuoMonitor Continuo

Serie Guard: BusGuard, TurboGuard• Monitorización continua de una instalación con varias

máquinas. Correlaciona con SCADA OPC en la central, niveles de carga, etc.

System Controller

Hub/Switch

DAU

Generador

ScadaScada• Resultados en 3D (incluye angulo de fase, similar a instrumento portátil).


DP4_Seminario_Historia_Exito.ppt

11



Una historia de Una historia de ééxito.xito.


2222









Unidad 3 Noxon Rapids

Alta actividad de DP fue detectada. Una vez rebobinado los Alta actividad de DP fue detectada. Una vez rebobinado los niveles de DP se normalizaron (Hydro Review, Nov 2005).niveles de DP se normalizaron (Hydro Review, Nov 2005).

HydroTrac Monitoring System High PD activity

Hidro-Generador 108 MW, 13.8 kV

33

Planta Occidente Canada

Hidro-Generador 184 MW, 13.8 kV

Descargas de ranuras volvieron a altos niveles despuDescargas de ranuras volvieron a altos niveles despuéés de s de inyecciinyeccióón en 1995. Por razones operacionales no se reparn en 1995. Por razones operacionales no se reparóó y y fallfallóó. DP disminuy. DP disminuyóó despudespuéés de reparacis de reparacióón.n.

44



Planta en Medio Oeste EEUU

Turbo-Generador 173 MW, 18 kV, Hidrogeno (30-35 psi)

Por los niveles de DP tan altos, el usuario no podPor los niveles de DP tan altos, el usuario no podíía creer los a creer los resultados (nivel de alama es menos de 250 mV). No estaba resultados (nivel de alama es menos de 250 mV). No estaba preparado para la real extensipreparado para la real extensióón de los dan de los dañños os

Amarres rotos

Cuñas incorrectamente instaladas

55

Planta en Italia

Turbo-Generador 390 MW, 20 kV, Hidrogeno

Alto nivel de ruido (3000 mV) con instrumento TGAAlto nivel de ruido (3000 mV) con instrumento TGA--B, advirtiB, advirtióósobre problemas en buje en fase C (causados por condensacisobre problemas en buje en fase C (causados por condensacióón n durante paradas en unidad para demandas pico).durante paradas en unidad para demandas pico).

66



Ejemplo de BusGuard

7777

PC en sala de Control

6 X Captadores

Caja

Terminación

PDDAU

Barras del GRUPO 3

Router

OTROS GRUPOS


8888








DP5_Seminario_Interpretación.ppt

11


Madrid, 30 de Septiembre de 2008 /Madrid, 30 de Septiembre de 2008 /1 de Octubre de 2008.1 de Octubre de 2008.

InterpretaciInterpretacióón de los Resultados.n de los Resultados.


22









DESCARGAS PARCIALES. DESCARGAS PARCIALES. ¿¿QuQuéé indican?.indican?.

33

Las descargas parciales en el seno de un dieléctrico actúan en dos vertientes:

1) Son las responsables de la degradación progresiva del material a consecuencia de complejos procesos físicos que tienen lugar durante la actividad de las mismas. Proceso normalmente lento.

2) Son indicativos, síntomas o pistas de distintos procesos de degradación relacionados con el sistema aislante. Proceso lento o rápido.

DESCARGAS PARCIALES. DESCARGAS PARCIALES. ¿¿CCóómo diagnosticar?.mo diagnosticar?.

44

Ya sabemos qué son las DP, por qué se producen, sobre la utilidad de medirlas e incluso qué tecnología se utiliza para ello.

• Ahora profundizaremos en otro aspecto:

¿Qué hacer con los resultados?.¿Cómo sacarles partido y deducir de ellos el estado en que se encuentra mi máquina?.¿Es fácil o complejo?.¿Es importante el número o la tendencia?.

• Antes de entrar en ello vamos a echar un vistazo a como se constituyen los bobinados habituales en las máquinas rotativas.



55

DESCARGAS PARCIALES.DESCARGAS PARCIALES.Tipos de Bobinados.Tipos de Bobinados.

Utilizan sobre todo la MICA, un material de excelentes propiedades eléctricas, buenas propiedades térmicas y “regulares/malas” propiedades mecánicas.

Para su manipulado (que no se deshaga) se combina con distintos materiales aglomerantes que aporten al aislamiento final la consistencia mecánica precisa.

Mica muscovita (Minas Gerais, Brasil).

DEVANADOS PREFORMADOS

66


66

Los distintos materiales agregados, así como sus correspondientes procesos de mezcla, manipulación y curado finalizan en varios tipos de tecnología aislante usados por distintos fabricantes de máquinas:

Westinghouse Electric Co. Thermalastic.General Electric Co.: Micapal e Hydromat.Alsthom: Isotenas, Resitherm, Resiflex, Resivac y Duritenas.Siemens AG, KWU: Micalastic.ABB AG: Micadur, Micapact y Micarex.Toshiba: Tosrich y Tostight.Hitachi: Ji-Resin, Hi-Mold.

Thermalastic.

DEVANADOS PREFORMADOS



77


Las tensiones en los devanados preformados hacen posible la aparición de descargas. Estas se darán en los huecosque puedan aparecer entre conductores activos/ aislamiento/ chapa magnética.

Pegados al cobre: Usualmente por ciclos de carga.Huecos en el aislamiento principal: Delaminación térmica.Pegados a chapa: Entre núcleo y aislamiento siempre hay un mínimo espacio. La cubierta semiconductora trata de evitar su efecto.

LOCALIZACIÓN DE LAS DESCARGAS

Chapa magnética

88


En la salida de ranura: El gradiente en la salida de ranura es intenso y se usa pintura de carburo de silicio para decaer el mismo.Entre fases: Por proximidad eléctrica sin adecuado espacio entre las mismas.

LOCALIZACIÓN DE LAS DESCARGAS



DESCARGAS PARCIALES.DESCARGAS PARCIALES.¿¿QuQuéé son?.son?.

• La mica es muy resistente a las DP, no tanto sus aglomerantes. En principio la presencia de DP no ataca con rapidez a la máquina, es mas bien un síntoma de ciertos fenómenos que están ocurriendo en el aislamiento.

• ¿Por qué hemos hablado de los tipos de bobinados y los posibles lugares de presencia de huecos?: La interpretación nos puede ayudar a localizar esos posibles lugares en los que están presentes los huecos.

1010

ADQUISICIÓN DE DATOS.

• Máquinas > 6kV. Recomendado test cada 6 meses. Usualmente los fallos se detectan 2 años antes de que exista grave riesgo.

• Máquinas < 6kV. El deterioro térmico puede ir más rápido (semanas) y se recomienda monitorización continua.

• Procedimiento: Descrito en IEEE Std 1434:2000.

• ¿Por Qué???. A mayor tensión, mayor espesor en aislamiento y mas fiabilidad.

DESCARGAS PARCIALES. DESCARGAS PARCIALES. AdquisiciAdquisicióón.n.



1111

ADQUISICIÓN DE DATOS.• Los sensores DP se instalan de modo permanente

durante una parada de la máquina. Se pueden usar instrumentos portátiles o equipamiento para medida On-Line para establecer un programa periódico.

DESCARGAS PARCIALES. DESCARGAS PARCIALES. AdquisiciAdquisicióón.n.

• Se suele tardar ~1h en realizar la adquisición y con los sistemas modernos de discriminación de ruido los técnicos de la planta pueden realizar los ensayos. La interpretación puede realizarse a posteriori.

1212

ENSAYOS DE PUESTA A CERO.• Interesa para poder comparar con posterioridad y

realizar ensayos en similares condiciones. Como esto es complejo, es mejor disponer de un ensayo de puesta a cero de la máquina en que se tengan datos en varias condiciones para futuras tendencias:

Tras arranque sin carga, frío.Tras arranque poca carga, frío.Tras arranque plena carga, frío.A carga completa, caliente.Sin carga, caliente.

DESCARGAS PARCIALES. DESCARGAS PARCIALES. DiagnDiagnóóstico.stico.



1313

DIAGNÓSTICO.

• Se consideran que hay problemas si los niveles de DP superan el 95% de la estadística de base de datos de resultados

• Si la tendencia muestra incremento mayor al 100% en periodo de seis meses, la maquina puede estar en riesgo


1414

Predominio Negativo de pulsos.


Pulsos positivosPulsos negativos

+Qm/-Qm<0.5. La descarga se produce cerca de la superficie del conductor en el interior del aislamiento. Huecos o delaminacióninterna presente en el aislamiento con el cobre.



1515



Delaminación del aislamiento.

1616



Diagrama de los tipos de pulso Q+ y Q- y sus posiciones clásicas..



1717

Predominio Positivo de pulsos.



+Qm/-Qm >1.5. Descarga en la superficie del aislamiento. En la ranura, terminaciones del bobinado, en la cubierta semiconductora o en la de gradiente.

1818



Deterioro de la cubierta semiconductora.



1919



Deterioro de la cubierta semiconductora.

2020



Diagrama del predominio de pulsos.

Descarga de ranura en barra estatórica próxima al final del slot.



2121



Descargas en las salidas de ranura.

2222

Ningún predominio.



+Qm/-Qm ≈ 1. Descarga en cavidades del aislamiento principal. También posibles descargas en las cabezas de bobina o en el aislamiento exterior causado por deterioro térmico.



2323

Ningún predominio.


Diagrama del predominio de signo según la falta.

Falta de un separador y descargas entre barras.

2424

Ningún predominio.


Espaciado insuficiente.



2525

Variación con la temperatura.

• Suponemos carga y tensión constantes. El tamaño de los huecos es inversamente proporcional a la temperatura del conductor. Al calentarse el conductor, el cobre se expande, los huecos se encogen y reducen las DP. Cuanto mayor sea el efecto es más probable un problema de delaminación interna expandiéndose y encogiendo según la máquina se enfría y calienta.

Qm ↓ con ↑Temperatura = Deterioro térmico o debido al ciclo de carga.

Qm ↑ con ↑Temperatura = Deterioro de la capa de carburo de silicio.


2626

Variación con la carga.Si temperatura y tensión son constantes, esta unidad

experimenta las etapas iniciales de devanados sueltos.


Pulsos positivos nominal (150MW)

Pulsos positivos vacio (0MW)



2727


FACTORES QUE AFECTAN EL REGISTRO DE DP.• Tensión del estator (su aumento incrementa mucho

las DP). Menos probabilidad en neutro que en fase.• Presión del gas (el aumento de presión del

hidrógeno reduce mucho las DP).• Humedad (el aumento de humedad reduce las DP

por fugas eléctricas superficiales).• Temperatura bobinados (si hay delaminación, al

aumentar la temperatura caen las DP al encoger los huecos con la dilatación de los componentes).

• Carga de la máquina (si las barras están sueltas en el slot, el aumento de carga aumentará las fuerzas magnéticas en ellas, aumentando las DP).

2828


RESUMEN DE CRITERIOS DE DIAGNÓSTICO DP.

Descargas en la zona

Depende de carga

Depende de temperatura

Polaridad predominante

Salida paquete magnético

No Positiva

En ranura Sí Positiva

En muro aislante No Sí Ninguna

Interfase cobre/aislamiento

Negativa



2929


¿QUÉ APORTA LA FASE?.• ¿Qué hacemos si Qm y NQN nos indican

problemas?, Se hace preciso trabajar con la fase. • Los analizadores portátiles y Guard correlacionan

mV y pps con la fase. Esta correlación nos indica en qué lugar del ciclo de red se producen las descargas para cada fase de la máquina.

3030


¿QUÉ APORTA LA FASE?.

• Descargas “clásicas”En los casos habituales, los pulsos se agrupan en posiciones de fase definidas: 45º y 225º (en ranura).

• Descargas “no clásicas”Descargas fase-fase (en cabezas de bobina).Acoplamiento entre fases.Pulsos de excitación estática.Posibles conexiones sueltas.Arco al aire o en interfaces semiconductora / de gradiente.Combinaciones entre los mecanismos anteriores.



3131


ACCIONES A TOMAR TRAS INTERPRETACIÓN.• Máquina en buen estado, no se hace nada

conscientemente, confianza y seguridad en la máquina.

• Máquina con problemas, se debería seguir investigando para corroborar el tipo de deterioro del aislamiento indicado por las DP:

Ensayos de tip-up para buscar delaminación interna.Inspección de presión de cuñas / inspección visual de descargas de ranura o barras sueltas.Inspección visual de descargas en cabezas de bobina.Ensayo EDA buscando contaminación, humedad, envejecimiento…


3232









3333

RUEGOS Y PREGUNTASRUEGOS Y PREGUNTAS

3333

• GRACIAS A TODOS POR VUESTRA ASISTENCIA.• ESPERAMOS QUE ESTE SEMINARIO OS HAYA SIDO DE

UTILIDAD PARA VUESTRO TRABAJO.• ¿HAY PREGUNTAS EN RELACIÓN AL SEMINARIO EN

QUE OS PODAMOS AYUDAR?.

?• SI MAS ADELANTE OS SURGEN INQUIETUDES O

PREGUNTAS, AL FINAL OS DAMOS LOS DATOS DE CONTACTO.


3434









3535

SORTEO DE LIBROSSORTEO DE LIBROS

• “Electrical Insulation for Rotating Machines. Design, Evaluation, Aging, Testing, and Repair”. Wiley Inter-Science. Greg C. Stone, Edward A. Boulter, Ian CUlbert, Hussein Dhirani (2004).

3636

CONTACTO COMERCIALCONTACTO COMERCIAL

http://www.unitronics-electric.es/index_españa.htm

Contactos comerciales:Boris Batlle: Director comercial unitronics electric [email protected] Oliva: Técnico comercial [email protected] Díaz-Caneja:Técnico comercial [email protected]ón: Avenida de la Fuente Nueva, 5

28709 San Sebastián de los Reyes, MadridTel.: 91 540 01 27 Fax: 91 540 10 68

Documents

Seminario Tecnico de Descargas Parciales en Maquinas Rotativas