Acoxpa | Subestación 400 y 600

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Mantenimiento Preventivo Subestación 400 y 600 Áreas Comunes 1

Revista Técnica

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Directorio Ing. Juan Callejas Trejo Director General KAFSA

Arq. Eduardo Cervantes Olguín Coordinación Proyectos

Ing. Jorge Vázquez Cárcamo Coordinador de Operaciones

Lic. Diego Armando Zúñiga Páramo Director Editorial

Arq. Erika Sampedro García Arq. Marco A. Rodríguez Guerrero Proyecto

Ing. Oscar Barrios Sánchez Ing. Edgar Azuriel Quintin Reyes Estudios Eléctricos

Lic. Luis Hernández González Fotografía

Ing. Arturo Castro Islas Coordinación Seguridad e Higiene

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íNDICE

Normatividad Objetivo Mantenimientos Pruebas eléctricas de rutina

09 10 10 21

Mantenimiento Preventivo a Subestaciones 400 y 600

34

Conclusiones

47

Recomendaciones ANEXOS

47 48

La presente Revista Técnica contiene el desarrollo Teórico, Metódológico y Técnico sobre la Evaluación efectuada a las Subestacaciones 400 y 600, que proporciona el suministro de Energía Eléctrica a las instalaciones de la plaza cormecial, Paseo Acoxpa el cual, fue realizado el pasado 10 de Mayo de 2022, desarrollado bajo las especificaciones de las Normas Oficiales Mexicanas, Normas Mexicanas y Normas de Referencia.

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NORMATIVIDAD

1. Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012.

9. Norma Mexicana NMX-J-271/1 ANCE-2007. Técnicas

Relativa a las instalaciones destinadas al suministro y de prueba en alta tensión - parte 1: definiciones uso de la energía eléctrica.

generales y requisitos de prueba.

2. Norma Mexicana NMX-J-098-ANCE-2014. Sistemas 10. Norma Mexicana NMX-J-287-ANCE-2020.

Eléctricos, Tensiones Eléctricas Normalizadas.

Transformadores tipo sumergible monofásicos y Trifásicos para distribución subterránea.

3. Norma Mexicana NMX-J-116-ANCE-2017. Transformadores de Distribución tipo poste y tipo subestación. 11. Norma Mexicana NMX-J351-1-ANCE-2016. Transformadores y autotransformadores de distribución y 4. Norma Mexicana NMX-J-136-ANCE-2019.

potencia tipo secos Especificaciones.

Abreviaturas y símbolos para el diseño e interpretación de diagramas, planos y equipos eléctricos.

12. Norma Mexicana NMX-J351-2-ANCE-2016.

Transformadores y autotransformadores de distribu-

5. Norma Mexicana NMX-J-141-1-ANCE-2014. Fusibles ción y potencia tipo secos métodos de prueba. de alta tensión-parte 1: cortacircuitos-fusibles limitadores de corriente.

13. Norma Mexicana NMX-J351-3-ANCE-2016. Transformadores y autotransformadores de distribución y

6. Norma Mexicana NMX-J-141-2-ANCE-2016. Fusibles potencia tipo secos capacidad para soportar Cortocirpara alta tensión-Parte 2: Cortacircuitos-Fusible de ex- cuitos. pulsión-Especificaciones y métodos de prueba.

14. Norma Mexicana NMX-J-549-ANCE-2005 Sistemas 7. Norma Mexicana NMX-J-142-1-ANCE-2019 Conduc-

de Protección Contra Tormentas Eléctricas-especifica-

tores-Cables de Energía con Pantalla Metálica, aisla-

ciones, Materiales y Métodos de Medición.

dos con polietileno de cadena cruzada o a base de Etileno-Propileno.

15. Procedimiento de pruebas de campo para equipo primario de subestaciones eléctricas de distribución

8. Norma Mexicana NMX-J-169-ANCE-2015. Transfor-

(abril de 1994 C.F.E.).

madores y Autotransformadores de Distribución y potencia – Métodos de Prueba.

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MANTENIMIENTOS OBJETIVO

Al mejorar las técnicas de mantenimiento, se logra una productividad mayor, se incrementa la seguridad del personal y operativa del equipo, además se reduce los costos de los mismos.

Los tipos de mantenimiento que se pueden aplicar al equipo en

Evaluación mediante pruebas, inspección y estudios eléctricos de la infraestructura que integra el Sistema Eléctrico de Distribución de la Subestación 400 y 600 que alimenta a la Plaza Comercial “Paseo Acoxpa”, con el objetivo de evaluar las condiciones actuales de operación, la seguridad para el personal a cargo e identificar los puntos susceptibles de falla, a fin de reforzar o corregir la infraestructura eléctrica dando una mayor continuidad al servicio.

operación, son:

Mantenimiento correctivo Es el concepto de mantenimiento más antiguo, puesto que permite operar el equipo hasta que la falla ocurra antes de su reparación o sustitución. Este tipo de mantenimiento requiere poca planeación y control, ocasionando interrupciones al servicio. Las desventajas de este, lo hacen inaceptable en las instalaciones, ya que el trabajo es realizado sobre una base de emergencia, la cual resulta en in insuficiente empleo de la mano de obra, materiales y refacciones.

Mantenimiento preventivo Las actividades de mantenimiento preventivo, tienen la finalidad de evitar que el equipo falle durante el periodo de su vida útil y la técnica su aplicación, se apoya en el análisis de antecedentes históricos del equipo después de pasar el periodo de puesta de servicio. Reduce las posibilidades de falla, este tipo de mantenimiento basa sus actividades en aspectos de periodicidad, realizando pruebas y programando mantenimientos, con base a lo preestablecido para cada tipo de equipos.

Mantenimiento predictivo El tipo de mantenimiento predictivo, tiene como finalidad combinar las ventajas de los dos tipos de mantenimientos anteriores; para lograr el máximo tiempo de operación del equipo, se aplican técnicas de revisión y pruebas más avanzadas, requiere de controles rigurosos para su planeación y ejecución.

Además, durante los últimos años, se han venido desarrollando diversas técnicas de diagnóstico tanto en línea como por muestreo que no requiere desenergizar al equipo primario, difiriendo los periodos de atención de aquellas pruebas tradicionales consideradas dentro del mantenimiento preventivo y que requieren necesariamente sacar de servicio el equipo

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Relación de Transformación Puede definirse en función de las características de construcción o en

Método del transformador patrón

función de las variables de operación. En función de las características Para este método se dispone de de construcción es la razón del número de vueltas del devanado de alta un transformador cuya relación de tensión al número de vueltas del devanado de baja tensión.

transformación es conocida, y por comparación, se obtiene la relación del transformador en prueba. Los transformadores patrón podemos clasificarlos en dos grupos: Transformador patrón de relación constante Transformador patrón

Figura 1. Identificación de las terminales de la misma polaridad

de relación variable (TTR)

Desde el punto de vista de pruebas de laboratorio, la segunda definición es la que nos interesa. En esta definición incluimos la necesidad de que el El transformador patrón de relación transformador se excite en vacío, es decir, sin carga, puesto que, si existie- constante nos permite verificar que ran corrientes en los devanados, las tensiones que mediríamos no serían el transformador en prueba se apeiguales a las fuerzas electromotrices inducidas, debido a que se produci- gue a la misma relación del patrón. rían caídas de voltaje en las resistencias y reactancias de

Se aplica una tensión alterna, a vol-

dispersión. Para determinar la relación de transformación en laboratorio taje nominal o menor y frecuencia nominal o mayor, a un devanado existen tres métodos: Método de los voltímetros

del transformador patrón y al co-

Método del transformador patrón

rrespondiente del transformador

Método del potenciómetro de resistencia

en prueba, conectados en paralelo.

Los tres métodos consisten en aplicar a uno de los devanados una ten- El transformador patrón con relasión alterna, y detectar el valor del voltaje inducido en el otro devanado. ción variable, conocido comercialLos artificios para llevar a cabo estas operaciones son lo que dan las tres mente con las siglas TTR (Transforvariantes fundamentales. En todos los casos es importante efectuar las mer Turn-Ratio), es un instrumento conexiones respetando la polaridad de los devanados.

que nos permite medir cualquier

Cuando se aplica a un devanado una onda senoidal de voltaje, en el otro relación de transformación devanado se induce otra onda proporcional a la aplicada. La onda apli- dentro de una escala de valores cada y la inducida prácticamente se encuentran en fase, de manera que muy amplia. habrá una terminal de alta tensión y una de baja tensión que en cualquier Al conectar el TTR al transformador instante tengan siempre la misma polaridad. Estas terminales se identifi- en prueba es importante observar can en los diagramas con un punto, y en las terminales del transformador las polaridades pues en caso de una con mismos subíndices (figura 1).

conexión equivocada, el

En la figura 1: Se ilustra como ejemplo el instante en que la onda de vol- instrumento no dará lectura. taje primario es positiva; la terminal de voltaje secundario que en ese instante será también positiva corresponde a la misma polaridad.

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Método de prueba

Resistencia de Aislamiento

a tierra en algún punto del devanado, por donde se

Los conductores con los cuales se devanan los trans- produce una fuga de corriente hacia otro elemento. formadores deben estar perfectamente aislados para Los aislamientos se deben medir: evitar que entren en contacto con las espiras, las capaz

Entre los devanados de alta y baja tensión

y las bobinas de alta y baja tensión, así como, las bobi-

Entre el devanado de alta tensión y tierra

nas y el núcleo (tierra)

Entre el devanado de baja tensión y tierra

La calidad y el estado de los aislamientos son aspec- Para ello se emplea un tipo de Megóhmetro comertos de especial interés en las pruebas de los transfor- cialmente conocido como Megger. Se trata de instrumadores, puesto que de ellos depende la vida útil del mentos que generan alta tensiones (usualmente 5000 volts) y de acuerdo con la intensidad de corriente de equipo.

La primera prueba para detectar el estado de los ais- fuga, marcan directamente en su carátula el valor de lamientos es la medición de su resistencia eléctrica, resistencia de aislamiento. cuyo valor debe ser del orden de cientos de MΩ. Un La resistencia del aislamiento es la resistencia en MΩ valor bajo como resultado de la prueba indicaría po- que ofrece un aislamiento al aplicarle un voltaje de sible humedad en los aislamientos, y una lectura de corriente directa durante un tiempo determinado, medido a partir de la aplicación de este. cero ohms indicaría un deterioro grande o falla 12

A la corriente resultante de la aplicación de voltaje de

Índice de polarización

corriente directa, se le denomina “corriente de aisla- Por lo general después de registrar la lectura de 1 mimiento” y consta de dos componentes. nuto, de resistencia de aislamiento, la prueba continua La corriente que fluye dentro del volumen de aisla- por un total de 10 min., la relación de la resistencia de miento la cual está compuesta por: aislamiento de 10 min., a la de 1 min., se denomina Corriente capacitiva

índice de polarización, para un buen sistema de aisla-

Corriente de absorción dieléctrica

miento en un aceite dieléctrico limpio, por lo general

Corriente de conducción irreversible

demostrará un índice de polarización de 1.5 ó más,

La corriente de fuga

una lectura de 1.0 ó menos puede indicar presencia de humedad excesiva o contaminación conductiva

La medición de esta resistencia independientemente del aceite, del aislamiento sólido o ambos. de ser cuantitativa también es relativa, ya que el he- Para un mejor análisis de los aislamientos las pruebas cho de estar influenciada por aislamientos, tales como deben hacerse al mismo potencial, las lecturas correla porcelana, papel, aceite, barnices, etc., la convierten gidas a una misma base (20 °C) y en lo posible, efecen indicadora de la presencia de humedad y suciedad tuar las pruebas bajo las mismas condiciones ambiende estos mismos materiales. tales.

Esta prueba se realiza con MEGGER ELECTRÓNICO de 5,000 VCD verificando que el núcleo y tanque del

Método de prueba

transformador estén bien aterrizados y los devanados del primario y el secundario no tengan contacto.

Índice de absorción La resistencia de aislamiento varia directamente con el espesor del aislamiento e inversamente al área de este; cuando repentinamente se aplica un voltaje de corriente directa a un aislamiento, la resistencia se inicia con un valor bajo y gradualmente va aumentando con el tiempo hasta estabilizarse, dependiendo del grado de contaminación de este.

El índice de absorción se obtiene de la división del valor de resistencia obtenida 1 minuto, entre el valor obtenido al ½ minuto para un transformador con un aceite dieléctrico limpio y un aislamiento sólido limpio y relativamente seco, se obtendrán índices de absorción de 1.2 o más, una lectura menor a 1 indica envejecimiento del aislamiento o el requerimiento de mantenimiento, provocando un aumento en la corriente de absorción.

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Apartarrayos

La tensión a que operan los aparta-

El apartarrayos es un dispositivo que se encuentra conectado permanen- rrayos se conoce técnicamente cotemente en el sistema de, opera cuando se presenta una sobretensión de noce como tensión de cebado del determinada magnitud, descargando la corriente de tierra. Su principio apartarrayos. general de operación se basa en la formación de un arco eléctrico en- El condensador se emplea como tre dos explosores cuya operación está determinada de antemano de a filtro con los apartarrayos de los generadores. acuerdo a la tensión a la que va a operar.

Su principal elemento activo son los varistores de óxido metálico coya Los apartarrayos se emplean para característica principal es su no linealidad. Cuando está trabajando a ten- limitar las sobretensiones que se sión nominal, la corriente que fluye a través de este es de aproximada- producen por acción tanto de efecmente 1 mA a medida que la tensión aumenta, su resistencia disminuye tos transitorios (sobretensión dedrásticamente, permitiendo que fluya más corriente y que la energía de la bida a operación de interruptores) sobretensión se drene a tierra. Dicho dispositivo nos permite proteger las como de descargas atmosféricas a instalaciones contra sobretensiones de tipo atmosférico.

niveles en los que los aislamientos

Se fabrican diferentes tipos de apartarrayos, basados en el principio ge- del equipo no sufran deterioro, así neral de operación; por ejemplo: los más empleados son los conocidos como asegurar la continuidad del como “apartarrayos tipo autovalvular” y “apartarrayos de resistencia va- servicio al presentarse dichas sobretensiones. riable”.

El apartarrayos tipo autovalvular consiste en varias chapas de explosores conectados en serie por medio de resistencias variables cuya función es dar una operación más sensible y precisa se emplea en los sistemas que operan agrandes tensiones, ya que representa una gran seguridad de operación.

El apartarrayos de resistencia variable funda su principio de operación general, es decir, con dos explosores, y se conecta en serie a una resistencia variable. Se emplea en tensiones medianas y tiene mucha aceptación en el sistema de distribución.

La función del apartarrayos no es eliminar las ondas de sobretensión presentadas durante las descargas atmosféricas, sino limitar su magnitud a valores que son sean perjudiciales para las maquinas del sistema.

Las ondas que normalmente se presentan son de 1.5 a 1 microsegundo (tiempo de frente de onda). La función del apartarrayos es contar su valor máximo de onda (aplanar la onda).

Los apartarrayos protegen también a las instalaciones contra descargas directas, para lo cual tiene un cierto radio de protección. Para mayor seguridad a las instalaciones contra las cargas directas se instalan unas varillas conocidas como bayonetas e hilos de guarda semejantes a los que se colocan en las líneas de transmisión.

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Apartarrayos de resistencia variable

Método de Prueba

Cámara de ultrasonido

equipos cuando algo anormal está los problemas en los equipos antes

de que se produzcan fallas que inLa detección de ultrasonido es una sucediendo. técnica de mantenimiento predicti- Esta herramienta está fundamenta- terrumpan el desarrollo normal de vo que aprovecha las propiedades da en el hecho de que las fuerzas de los equipos. de las ondas sonoras para detectar rozamiento, las descargas eléctricas Para detectar el ultrasonido, se los problemas de los equipos de y las pérdidas de presión o vacío en utiliza un instrumento llamado deuna forma rápida, exacta y segura. las plantas, generan ondas sonoras tector de ultrasonidos el cual está Esta técnica se basa en el estudio de alta frecuencia, corta longitud y diseñado para capturar ondas ulde las ondas sonoras de alta fre- rápida pérdida de energía lo cual trasónicas y convertirlas en señales cuencia que se producen en los

permite localizar con exactitud

con frecuencias dentro del rango de audición humana.

Este dispositivo cuenta con la tecnología necesaria para que una vez convertidas las ondas de ultrasonido puedan escucharse a través de audífonos o visualizarse en un display por medio de un aumento de su intensidad.

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Los detectores de ultrasonido son equipos fáciles de El oído humano detecta los sonidos cuyas frecuencias utilizar, gracias a que el comportamiento del sonido se encuentran entre los 20 Hz y los 20 kHz. Las ondas es direccional, el operador puede verificar cualquier sonoras cuya frecuencia se encuentra por debajo de área ubicando la fuente del problema el cual se mani- los 20 Hz se conocen con el nombre de Infrasonido; fiesta como con un sonido mucho más fuerte que en y las ondas cuya frecuencia es mayor a los 20 kHz se llaman Ultrasonido.

los demás puntos.

El diseño interno de un detector ultrasónico es el siguiente:

Aplicaciones de los ultrasonidos en el mantenimien- Descargas Parciales to de equipos eléctricos

Las descargas parciales sólo se producen en instala-

El estudio de ultrasonidos se ha consolidado como ciones de media y alta tensión. Son descargas elécuna técnica rápida y segura para detectar fallos eléc- tricas no deseadas que atraviesan el aislamiento entricos, tanto en alta como en baja tensión.

tre conductor y tierra. El flujo de corriente resultante

La detección de ultrasonidos es complementaria a las puede causar una avería y derivar en el fallo total del inspecciones termográficas, puesto que algunos mo- equipo. dos de fallo como el efecto corona no produce calor y La fuga de corriente eléctrica provoca una ionización por lo tanto no es detectable mediante la técnica del del aire alrededor de la cual se produce un amplio análisis termográfico.

espectro de sonido, que incluye frecuencias de ultra-

Las inspecciones de ultrasonidos para detección de sonidos. Los componentes de la actividad ultrasónifallos eléctricos se aplican a: Líneas de transmisión y distribución de alta tensión

ca contienen abundante información útil para poder distinguir entre los efectos corona, tracking y arcos.

Inspecciones predictivas de subestaciones

La detección se basa primero en escuchar la señal,

Conmutadores

pero el diagnóstico preciso de estos fallos se facilita

Transformadores

en gran medida cuando se incorpora el análisis de la

Cuadros eléctricos de media y baja tensión

onda y del espectro de frecuencia de las señales de

Las anomalías en los circuitos eléctricos provocan los ultrasonidos. emisiones ultrasónicas. Al escanear el área con los de- Efecto Corona tectores de ultrasonidos se localizan los puntos don- El efecto corona afecta a los conductores eléctricos de se generan estas emisiones de ultrasonidos.

por encima de 1 kV. Produce ozono nocivo para el

Algunas de las anomalías que puede detectar el estu- aislamiento, también produce ácido nítrico que oxida dio de ultrasonidos son: 16

los metales en presencia de humedad y genera

interferencias electromagnéticas.

hasta llegar al punto de combus-

Cámara termográfica

El efecto corona se escucha como tión súbita (flashover). Después de Ningún sistema eléctrico tiene una un zumbido constante, un sonido la combustión súbita todo este so- eficiencia del 100%, siempre hay regular similar al producido al freír. nido se convierte en silencio.

una pequeña cantidad de energía

Cuando se encuentra en un estado La representación de la onda de que se transforma en calor debido avanzado, se producen al azar so- la señal de tracking muestra altas al paso de la corriente eléctrica. nidos de explosiones. El efecto co- cumbres muy cortas, pero con ele- El tiempo, cargas elevadas o flucrona avanzado tiene un tono más vada amplitud. El espacio de tiem- tuantes, vibraciones, fatiga de mapo entre picos y las amplitudes de teriales, condiciones ambientales, La representación de la onda de los picos no es regulares. La ampli- etc. Provocan que tanto los comgrave y profundo.

la señal de una descarga de coro- tud de los picos es un indicador de ponentes como las superficies de na muestra picos con espaciados la gravedad del defecto. contacto se vayan deteriorando, y y amplitudes regulares. Cuando se La representación de la señal en por tanto aumentando la resistenencuentra en un estado avanzado, frecuencia no muestra picos pre- cia eléctrica. se añaden picos adicionales de ma- dominantes.

Este aumento de resistencia lleva

yor amplitud que aparecen de ma- Arco Eléctrico

consigo inevitablemente un au-

El arco es una corriente que fluye a mento de la temperatura del comLa representación de la señal de través del aire y produce una des- ponente que en ocasiones puenera aleatoria.

frecuencia de la corona muestra un carga de plasma.

de producir problemas eléctricos

pico predominante en la frecuen- El arco se escucha como un soni- como cortocircuitos o fallos en la cia fundamental de 50 ó 60 Hz y do violento con un comienzo y un alimentación a otros sistemas, pero unos pocos armónicos más débi- desvanecimiento bruscos.

además puede derivar en otros

les. Cuanto más avanzado se en- La representación de la onda de riesgos como incendios o daños cuentra el fenómeno corona, más señal del arco muestra picos de personales. armónicos aparecen y su amplitud muy elevada amplitud que apare- Poder detectar este incremento crece en comparación con la de la cen aleatoriamente en el tiempo. de temperatura sin modificar las La principal diferencia es que con condiciones de trabajo, será funfrecuencia fundamental. el tracking es que la duración de damental para poder adelantarnos El fenómeno llamado tracking es la cada descarga es más larga, por lo a la avería y de esta manera evitar Efecto Tracking

formación de caminos conducto- que la representación de la señal un posible desastre futuro. Es aquí res en la zona de la superficie de un de temporal del arco revela picos donde las cámaras termográficas aislante eléctrico. Este fenómeno más anchos.

se convierten en un instrumento

se ve agravado por la contamina-

eficaz en el mantenimiento pre-

ción y la humedad.

dictivo y preventivo ya que de una

El tracking se escucha como un so-

manera rápida y visual el termógra-

nido de zumbido y chisporroteos

fo podrá determinar el estado de la

intermitentes, con pausas y caídas

instalación eléctrica, así como el de

y crecimientos en intensidad. La in-

los componentes que la forman.

tensidad puede aumentar 17

La cámara termográfica La energía infrarroja (A) que irradia un objeto se enfoca con el sistema óptico (B) sobre un detector de infrarrojos (C). El detector envía los datos al sensor electrónico (D) para procesar la imagen. Finalmente, el sensor traduce los datos en una imagen (E), compatible con el visor y visible en un monitor de vídeo estándar o una pantalla LCD. La termografía de infrarrojos es el arte de transformar una imagen infrarroja en una imagen radiométrica que permita leer los valores de temperatura. Por lo tanto, cada píxel de la imagen radiométrica es, de hecho, una medición de temperatura. Para ello se incorporan a la cámara termográfica algoritmos complejos.

Todos estos elementos componen una cámara termográfica. Esto hace de la cámara termográfica una herramienta perfecta para aplicaciones eléctricas.

El funcionamiento de la cámara ter- radiación electromagnética en el La fuente principal de radiación de mográfica es registrar la intensidad espectro de luz visible. Cualquier infrarrojos es el calor o la radiación de la radiación en la zona infrarroja otro tipo de radiación electromag- térmica. Cualquier objeto con una del espectro electromagnético y la nética, como la infrarroja, es invisi- temperatura superior al cero absoconvierte en una imagen visible. ble para el ojo humano. Los infra- luto (-273,15 ° C o 0 Kelvin) emite Nuestros ojos son detectores que rrojos están a medio camino entre radiación en la región infrarroja. están diseñados para detectar la

el espectro visible y las microondas del espectro electromagnético.

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Aplicaciones eléctricas

Red de Tierra

Las cámaras termográficas son potentes herramientas para la supervi- Los sistemas de tierra como elesión y el diagnóstico del estado de los componentes y de las instalacio- mento de una subestación deben nes eléctricas, la termografía se utiliza para detectar puntos calientes inspeccionarse y recibir mantenique pueden generar averías. miento.

A nivel técnico, la aplicación de la termografía nos va a permitir visualizar El objetivo de una conexión a tierra los patrones de temperatura de los sistemas e instalaciones eléctricas. En es facilitar el paso de la corriente este sentido, hay que tener en cuenta que una causa de fallo en los sis- del sistema de potencia en caso de temas eléctricos es un exceso de temperatura provocado por diferentes falla; la oposición que se presenta a motivos:

la circulación de esta corriente se le

Incremento de resistencia en puntos de conexión. Es decir, un incremento llama resistencia de tierra. de la resistencia de contacto da lugar a un incremento de la potencia El medidor de uso común para la disipada en dicho contacto, lo cual se traduce, en condiciones normales, prueba de resistencia de tierra es el en un incremento de su temperatura dando lugar a un “punto caliente”, óhmetro de tierras que utiliza por el cual se puede detectar de una forma precisa con una cámara termo- lo regular el método de caída de gráfica. Este incremento de la resistencia de contacto puede deberse a potencial; este método involucra un fenómeno de oxidación o corrosión, tornillos que se aflojan o una la utilización de dos electrodos aupresión insuficiente en los contactos móviles.

xiliares uno de potencial y otro de

Fallos en los sistemas de refrigeración. El calor que se genera, por ejem- corriente. El electrodo de corriente plo, en los transformadores de potencia, debe ser evacuado al exterior a se usa para hacer circular una cotravés de los sistemas de refrigeración en los intercambiadores de calor. rriente a través del sistema de tieSi esta extracción de calor se reduce o falla, debido por ejemplo a una rra a medir. El medidor consta de 4 obstrucción en los tubos del intercambiador o un fallo en los ventilado- terminales (C1, C2, P1, P2). res en caso de tratarse de una ventilación forzada, el transformador se va La prueba se efectúa mediante la a calentar en exceso lo cual puede dar lugar en última instancia al fallo técnica de los tres puntos, en el cual de este.

dos terminales (P1 C1) del aparato

Corrientes de fuga en sistemas aisladores. La reducción de la resistencia de pruebas se puntean para conecde aislamiento debido a suciedad o contaminantes puede dar lugar a la tarse directamente al electrodo de aparición de corrientes de fuga y arcos que dan lugar al calentamiento la red de tierras que se pretende de los equipos y por lo tanto a su deterioro. probar.

Con una cámara termográfica, puede identificar problemas en una fase La terminal de potencial (P2) se temprana, de forma que se pueden documentar y corregir antes de que conecta al electrodo de potencial se agraven y resulten más costosos de reparar.

P2 y la terminal de corriente (C2) al

Algunas de las aplicaciones de la termografía en el campo eléctrico son: electrodo de corriente C2.

Estado de conexiones, bornes y aisladores Las varillas de prueba P2, C2 debeEstudio de transformadores Estado de bobinados de motores / generadores,

rán clavarse a una profundidad de 50 a 60 cm aproximadamente.

armónicos e inducciones Desequilibrio de fases 19

La distancia (d) del electrodo bajo prueba de la red de La distancia (l) a la que se clavará el electrodo de cotierra al electrodo de potencial (P2) se va derivando y rriente (C2) es igual a 4d y se calcula partiendo del círen cada punto se toma una lectura de resistencia (r). culo equivalente de la superficie que cubre la red de Se recomienda iniciar a una distancia d = 5 mts., pue- tierra. de aumentarse o disminuirse este valor (3, 6,10 mts.) Los valores límites de resistencia de la red de tierra rede acuerdo con el criterio de la persona que efectúa comendados por C.F.E. para una subestación en épola prueba, considerando siempre obtener los puntos ca de lluvias es de 2Ω. De acuerdo con lo establecido coordenados (dar) suficientes para trazar una curva, en la NOM-001-SEDE-2012, Art. 921 Puesta a Tierra, de resistencia en función de la distancia entre electro- (Inciso D. Subestaciones). Los valores de resistencia dos.

del Sistema de Tierra deberán conservarse en:

Artículo 921-25 de la NOM-001-SEDE-2012.

Las características de los sistemas de tierra deben cumplir con lo aplicable del Artículo 250.

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Pruebas Eléctricas de Rutinas

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Subestación 400 Pruebas de resistencia de aislamiento en juego de apartarrayos en transformador de 1000 kVA

Primera Prueba de Resistencia de Aislamiento Alta vs Baja + Tierra

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Segunda Prueba de Resistencia de Aislamiento Alta vs Baja + Tierra

Tercera Prueba de Resistencia de Aislamiento Alta vs Baja + Tierra

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Observaciones

De acuerdo a las pruebas de resistencia de aislamiento efectuadas, se encontraron los resultados mostrados en la tabla.

Comparando los resultados obtenidos contra los valores recomendados por la Norma ANSI/NETA MTS-2007 podemos determinar que el aislamiento en bobinas de alta y baja tensión se encuentra en buenas condiciones para continuar en servicio.

Estado del Equipo Normal

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Mantenimiento

Emergencia

Pruebas de relación de transformación al transformador de 1000 kVA

Relación de transformación FASE A

Relación de transformación FASE B

Relación de transformación FASE C

Observaciones Como valor establecido por Comisión Federal de Electridad (CFE) el valor máximo de diferencia permitido es de ±0.4% y de acuerdo a la NORMA ANSI/I.E.E.E. C-57.12, el porciento de diferencia no deberá ser mayor de ±0.5%.

Para esta prueba se tuvo una desviación de entre 0.00% y 0.03% por cada una de las fases, de acuerdo a los estándares normalizados, el transformador se encuentra en óptimas condiciones para su funcionamiento.

Estado del Equipo Normal

Mantenimiento

Emergencia

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Subestación 600 Pruebas de resistencia de aislamiento a Transformador de 1500 kVA

Primera Prueba de Resistencia de Aislamiento Alta vs Baja + Tierra

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Segunda Prueba de Resistencia de Aislamiento Alta vs Baja + Tierra

Tercera Prueba de Resistencia de Aislamiento Alta vs Baja + Tierra

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Observaciones

De acuerdo a las pruebas de resistencia de aislamiento efectuadas, se encontraron los resultados mostrados en la tabla.

Comparando los resultados obtenidos contra los valores recomendados por la Norma ANSI/NETA MTS-2007 podemos determinar que el aislamiento en bobinas de alta y baja tensión se encuentra en buenas condiciones para continuar en servicio.

Estado del Equipo Normal

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Mantenimiento

Emergencia

Pruebas de relación de transformación al transformador de 1500 kVA

Relación de transformación FASE A

Relación de transformación FASE B

Relación de transformación FASE C

Observaciones Como valor establecido por Comisión Federal de Electridad (CFE) el valor máximo de diferencia permitido es de ±0.4% y de acuerdo a la NORMA ANSI/I.E.E.E. C-57.12, el porciento de diferencia no deberá ser mayor de ±0.5%.

Para esta prueba se tuvo una desviación de entre 0.01% y 0.03% por cada una de las fases, de acuerdo a los estándares normalizados, el transformador se encuentra en óptimas condiciones para su funcionamiento.

Estado del Equipo Normal

Mantenimiento

Emergencia

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ESTUDIO DE ULTRASONIDO Subestación Eléctrica 600 Receptora Tipo Interior Aislada en Aire

30

Subestación Eléctrica 400 Receptora Tipo Interior Aislada en Aire

31

Sistema de Puesta a Tierra Medición del Sistema de Puesta a Tierra

32

Se realizó la medición de la resistencia eléctrica obteniéndose una lectura de 3.04 Ohms, valor determinado por el método del 62% y que se encuentra dentro de los parámetros especificados por la Norma Oficial Mexicana (<10Ω). La distancia total desde el sistema bajo prueba al electrodo más lejano fue de 130 metros.

Se realizó la medición de la resistencia eléctrica obteniéndose una lectura de 3.04 Ohms, valor determinado por el método del 62% y que se encuentra dentro de los parámetros especificados por la Norma Oficial Mexicana (<10Ω). La distancia total desde el sistema bajo prueba al electrodo más lejano fue de 130 metros.

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Mantenimiento Preventivo a Subestaciones 400 y 600

34

Subestación 400 Liberación de carga en Baja Tensión mediante la apertura de interruptores derivados y Protección General en el Tablero de alimentación Normal, correspondiente al transformador de 1000 kVA, serie 13664, incluye medición de parámetros eléctricos (I,V,F y Secuencia de Fases).

Libranza en Media Tensión mediante la apertura de Desconectador en aire Operación con carga de subestación de CFE.

35

Puesta a tierra de equipos y descarga de alimentadores de Media Tensión.

Mantenimiento a equipo de Medición compacto incluye limpieza y reapriete de conexiones mecánicas y eléctricas, limpieza con dieléctrico y desengransante industrial.

36

Inspección de transformador de 1000 kVA serie 13664, incluye revisión ocular y limpieza de componentes.

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38

Pruebas de resistencia de aislamiento (MEGGER) a los devanados del transformador.

Pruebas de relación de transformación (TTR) a los devanados del transformador.

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Toma de muestra de aceite dieléctrico en transformador, incluyendo desfogue de presión interna contenida en transformador mediante la manipulación de válvula de sobrepresión, acoplamiento de mecanismo de muestreo, apertura y cierre de válvula de paso en transformador.

Reacondicionamiento de aceite dieléctrico contenido en el tanque del transformador de 1000 kVA, mediante el centrifugado, desgasificado y dehumidificación del fluido dieléctrico.

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Puesta en servicio en Media Tensión mediante el cierre de Desconectador en aire Operación con carga de subestación de CFE.

Puesta en servicio en Baja Tensión mediante el cierre de Interruptor General en tablero de distribución prinicpa.

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Subestación 600 Liberación de carga en Baja Tensión mediante la apertura de interruptores derivados y Protección General en el Tablero de alimentación Normal, correspondiente al transformador de 1500 kVA, serie 15414, incluye medición de parámetros eléctricos (I,V,F y Secuencia de Fases).

Libranza en Media Tensión mediante la apertura de Desconectador en aire Operación con carga de subestación de CFE.

Puesta a tierra de equipos y descarga de alimentadores de Media Tensión.

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Mantenimiento a equipo de Medición compacto incluye limpieza y reapriete de conexiones mecánicas y eléctricas, limpieza con dieléctrico, desengransante industrial y trapo libre de pelusa.

Inspección de transformador de 1500 kVA serie 15414, incluye revisión ocular y limpieza de componentes.

Pruebas de resistencia de aislamiento (MEGGER) a los devanados del transformador.

Pruebas de relación de transformación (TTR) a los devanados del transformador.

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Toma de muestra de aceite dieléctrico en transformador, incluyendo desfogue de presión interna contenida en transformador mediante la manipulación de válvula de sobrepresión, acoplamiento de mecanismo de muestreo, apertura y cierre de válvula de paso en transformador.

Análisis Físico-Químico del líquido dieléctrico contenido en el tanque del transformador con forme a las especificaciones de la Norma Méxicana (NMX-J-308/1-ANCE-2016). (se considera un análisis antes y despues del tratamiento al aceite).

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Reacondicionamiento de aceite dieléctrico contenido en el tanque del transformador de 1500 kVA, mediante el centrifugado, desgasificado y dehumidificación del fluido dieléctrico.

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Puesta en servicio en Media Tensión mediante el cierre de Desconectador en aire Operación con carga de subestación de CFE

Puesta en servicio en Baja Tensión mediante el cierre de Interruptor General en tablero de distribución prinicpal.

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Conclusiones • De acuerdo con la inspección efectuada a los componentes que integran la Subestación Eléctrica y a los resultados de las pruebas efectuadas, podemos concluir que operan en forma correcta.

• El nivel de aislamiento obtenido en las pruebas dieléctricas se encuentra por arriba del valor mínimo recomendado, lo que permite determinar que no existe contacto eléctrico entre devanados y con respecto a tierra. Los elementos aislantes de los transformadores se encuentran en condiciones normales de operación.

• La variación existente en los resultados de la prueba de relación de transformación entre el valor teórico y el valor obtenido en campo se encuentra por debajo del valor máximo recomendado, el cual, es establecido por Comisión Federal de Electricidad (CFE) como valor máximo de diferencia permitido de +/-0.4% y de acuerdo con la Norma NMX-J-169-ANCE-2015 y a los estándares ANSI/I.E.E.E. C-57.12, el porciento de diferencia no deberá ser mayor de +/-0.5%. Por lo cual, con base en los valores obtenidos en campo podemos determinar que en los devanados de los transformadores no existen espiras abiertas o en corto circuito.

Recomendaciones Realizar por lo menos una vez al año mantenimiento a los dispositivos principales como son el transformador, seccionadores, tableros generales de distribución, apartarrayos.

Es recomendable realizar por lo menos anualmente los estudios de ultrasonido y termografía para detectar de manera oportuna las incidencias.

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ANEXOS Subestación 400

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Subestación 600

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