DIAGNOSTICO INTEGRAL DEL DEVANADO DEL ESTATOR DEL GENERADOR ELECTRICO-CH.CAHUA

1. INTRODUCCION:El objetivo de este trabajo es mostrar las pruebas de diagnstico del devanado delestator del generador en CH. CAHUA para determinar la condicin de los aislamientos.Se ha buscado le enfoque predictivo, el cual se basa principalmente el diagnostico enlnea, es decir con la maquina en operacin normal, el cual tiene la ventaja de analizar lamaquina bajo todas las condiciones de operacin, entonces se empezaron a desarrollarinstrumentos para medir las descargas parciales en lnea, las cuales son un buen indicadorde la condicin de los aislamientos.Actualmente existen varias compaas que fabrican equipos de monitoreo para todo tipoy capacidad de mquinas elctricas rotativas.2. PRUEBAS DE DIAGNOSTICO

2.1. PRUEBAS FUERA DE LINEA:2.1.1. INSPECCION VISUAL

La inspeccin visual es una de las herramientas de diagnstico ms importantes yefectivas si se realiza adecuadamente y si se tiene la suficiente experiencia en loque respecta a maquinas elctricas.

La condicin en la que se puede realizar la inspeccin visual ms extensivadetallada es con el rotor extrado del generador como es el caso delmantenimiento correctivo de la CH. CAHUA.

En este caso los puntos principales a inspeccionar fueron:

Verificar si hay zonas con polvo blanco en cuas del estator y sobre amarres ybarras en el cabezal dela semibobina

Verificar si la separacin entre la barra en el cabezal es uniforme. Que no hayasignos de aflojamiento o deformacin de la barras en el cabezal ni separadoresni amarres flojos.

Verificar que no haya grietas ni erosin en el aislamiento. Se pone especialatencin en la zona de salida de las barras de las ranuras.

Verificar si hay polvo amarillento sobre las cuas de las ranuras. Esto esindicativo de desgaste del material de las cuas o aislamiento por aflojamientode cuas.

Verificar si hay signos de sobrecalentamiento en el aislamiento del devanado oen el ncleo magntico.

Verificar estado general de limpieza. Presencia del polvo o aceite sobre elaislamiento.

Verificar que no estn obstruidos por suciedad o materiales extraos los ductosde enfriamiento.

2.1.2. PRUEBAS ELECTRICAS

Las pruebas fuera de lnea se realizan preferentemente con el rotor extrado delgenerador. Cuidando de que la temperatura del devanado sea mayor en 5 Csobre el ambiente para evitar condensacin de humedad.

RESISTENCIA DE AISLAMIENTO:

El valor de resistencia de aislamiento y el ndice de polarizacin se usan paradeterminar la condicin de aislamiento en cuanto a suciedad y humedad delmismo y luego decidir si el devanado es apto para operar o realizarle pruebascon tensin elevadas.

Tambin es la prueba de rigor para determinar si existe falla a tierra o entre fasesen el devanado despus de ocurrir un disparo en el generador.

La prctica usual es que cuando se vayan a realizar pruebas dielctricas contensiones equivalentes a la nominal del devanado o mayores, se midapreviamente la resistencia de aislamiento, incluyendo el ndice de polarizacin,para asegurar que el devanado se encuentre en buenas condiciones de limpiezay seco para prevenir un posible dao de aislamiento por el esfuerzo de latensin. As mismo, despus de realizar las pruebas dielctricas, se mide denuevo la resistencia de aislamiento y el ndice de polarizacin para comprobarque no hubo ningn efecto adverso al aislamiento por las pruebas.

2.1.2.1. PRUEBAS DE TANGENTE DELTA Y TIP-UP

La prueba de tangente delta de un aislamiento, tambin denominado factor depotencia, es una medida de las perdidas dielctricas del aislamiento. Sumagnitud depende del tipo de aislamiento y de las condiciones del mismo y esindependiente del volumen. La desventaja de esta prueba es que solo determinala condicin promedio del aislamiento, es decir, no detecta el punto de peorcondicin. Su valor puede verse afectado por la suciedad y humedad en lasuperficie de aislamiento que permite una circulacin de corriente a tierra atravs de la superficie del mismo aumento las perdidas.

El valor de tangente delta aumenta con las descargas parciales del aislamiento.Por esta razn se recomienda efectuar las pruebas a dos valores de tensin, unoinicial, suficientemente bajo para prevenir que haya descargas parciales y el otroa tensin nominal de fase a tierra, que permita medir las prdidas ocasionadaspor las descargas parciales. Esta forma de medicin se conoce como tip-up y esuna medida indirecta de las descargas parciales.

En esta prueba, adems de los valores de tangente delta y tip-up, se debeanaliza las tendencia de estos valores.

En la CH. Cahua se tiene los siguiente equipos para poder hacer mediciones dedescargas parciales.

CP TD1:En combinacin con el CPC 100, el CP TD1 mide la capacitancia y el factor dedisipacin (factor de potencia) con precisin de laboratorio.

CP CR 500:El reactor de compensacin permite probar la calidad del aislamiento de generadores,motores, cables y otros sistemas de elevada capacitancia. Este dispositivo porttilse utiliza conjuntamente con CPC 100 + CP TD1 para medir el factor de disipacin (tandelta) y el factor de potencia.

2.1.2.2. CAPACITANCIA:

El devanado del estator puede considerarse como un capacitor cuyos electrodosestn formados por los conductores del devanado y el nucle del estator y sudielctrico por el sistema de aislamiento.La capacitancia del devanado se reduce con la formacin de huecos en elaislamiento. La medicin peridica de la capacitancia puede ser til paradeterminar la delaminacin por sobrecalentamiento o contaminacin con aguaen el devanado.Generalmente los equipos de medicin de tangente delta incluyen la medicinde la capacitancia con una buena resolucin y se pueden realizar ambasmediciones a mismo tiempo

DESCARGAS PARCIALES:

Por ms cuidadoso que sea el proceso de fabricacin de aislamiento de los devanadosdel estator, es imposible que la resina de impregnacin de las cintas aislantes penetrey llene perfectamente todo el volumen de aislante por lo que siempre quedar unacantidad de huecos pequeos dentro del mismo. Cuando el aislamiento elctrico deldevanado es sometido a tensin de operacin del generador, en aquellos huecosdonde se alcance un nivel de tensin de aproximadamente de 3 Kv/mm, se romperdielctricamente el aire contenido el ellos y se producirn descargas parciales. Lamagnitud de las descargas parciales dependen del tamao de los huecos , mientrasms grande sean los huecos, mayor ser la magnitud de las descargas parciales.

La unidad de magnitud de las descargas parciales en pruebas fuera de lnea es elpicocoulomb, pC.

En condiciones no severas de operacin de un generador, es decir, sin aflojamientode los devanados, sin arranques y paros muy frecuentes, sin cambios bruscos y sintemperaturas excesivas, se espera que el aislamiento se vaya degradandogradualmente a lo largo de muchos aos, apareciendo ms huecos y los existenteshacindose cada vez mayores, ante la ocurrencia de los factores de degradacinanteriormente mencionados, la magnitud de huecos se acelera por lo cual aumentaen cantidad y magnitud las descargas parciales. Por esta razn se considera que lasdescargas parciales son un sntoma y no la causa de degradacin del aislamiento. Sinembargo cuando las descargas se presentan en gran cantidad y magnitud, su accincontribuye a acelerar la degradacin del aislamiento.En las pruebas fuera de lnea se mide la magnitud y el patrn de distribucin de lasdescargas parciales respecto a una onda senoidal de referencia con la cual se trata dedeterminar el grado de la degradacin y su probable localizacin en el sistema deaislamiento. Para esto se necesita suficiente experiencia de parte del personal.La desventaja que no indica el comportamiento de las descargas parciales en lascondiciones de operacin del generador.

2.1.2.3. PRUEBA EN ALTA POTENCIA:

La prueba de alto potencial se puede realizar con corriente directa o corrientealterna. Se recomienda esta ltima por que se somete al aislamiento a un esfuerzoms real respecto a la operacin del generador y es ms sensible que la corrientedirecta a defectos serios del aislamiento. El inconveniente con la prueba de C.A. esque se necesitan equipos de prueba de alta capacidad. Por esta razn generalmenteesta prueba se realiza con C.D.

Los valores de tensin de corriente alterna recomendada para esta prueba son lossiguientes:

En fabrica (2E+1) kV 1 minPuesto en servicio 0.85 (2E+1) kV 1 min

Si se quiere probar con corriente directa, se deben multiplicar los valores anteriorespor 1.7

2.2. PRUEBAS EN LINEA2.2.1. DESCARGAS PARCIALES:La mejor prueba de diagnstico en lnea del devanado del estator de los generadoreselctricos que existe actualmente es la medicin de descargas parciales, la cual se haconstituido en una prueba importante de diagnstico de descargas parciales ya quese realiza con el generador elctrico en operacin, bajo los esfuerzos, elctricos,mecnicos y trmicos propios de esa condicin.No requiere calibracin de equipos ya que los sensores son fijos.

En CH.cahua las descargas parciales que se originan dentro de los devanados y setransmite al exterior de los mismos, se captan a travs de capacitores de 1000 pFconectados directamente a la salida de los devanados