Mantenimiento de centrales hidroeléctricas
La reducción de fallos, averías, ineficiencias e indisponibilidades no programadas se consigue mediante la vigilancia, el control, la diagnosis y la valoración del estado, aplicando de forma periódica las técnicas más apropiadas sobre los equipos principales de la instalación, cuyo deterioro o fallo incide directamente en los ingresos por explotación y en los costes derivados.
Vibraciones y pulsaciones del grupo
Las vibraciones son un subproducto de las fuerzas cíclicas ligadas al funcionamiento de la unidad turbina-generador, los elementos de la misma reaccionan unos contra otros, de tal forma que parte de la energía es disipada en forma de vibraciones.
Durante su funcionamiento el grupo hidroeléctrico está sometido a la acción de fuerzas perturbadoras de orígenes mecánico, hidráulico y eléctrico; el identificar y evaluar las pulsaciones y vibraciones presentes en la unidad, separando aquellas que son propias de su funcionamiento, de aquellas otras que tienen su origen en el funcionamiento anómalo en alguno de sus elementos, se efectúa mediante el estudio y análisis de dichas vibraciones y pulsaciones.
Durante su funcionamiento el grupo hidroeléctrico está sometido a la acción de fuerzas perturbadoras de orígenes mecánico, hidráulico y eléctrico; el identificar y evaluar las pulsaciones y vibraciones presentes en la unidad, separando aquellas que son propias de su funcionamiento, de aquellas otras que tienen su origen en el funcionamiento anómalo en alguno de sus elementos, se efectúa mediante el estudio y análisis de dichas vibraciones y pulsaciones.
Problemas detectables
- Desequilibrios: mecánico, hidráulico y eléctrico
- Desalineación: angular y paralela
- Holguras
- Fricción seca
- Antorchas
- Cavitación
- Vórtices de Kármán
- Inestabilidad de película de aceite
- Interacciones rotor-estator
- Desplazamiento de polos
- Variación de entrehierro
- Resonancias estructurales
Normas
- IEC 60994
- ISO 7919
- ISO 10186
Equipos a medir
- Turbina (cojinetes en dirección radial y axial y eje en dirección radial).
- Generador (cojinetes en dirección radial y axial).
- Multiplicador de velocidad (cojinetes en dirección radial y axial).
Medidas a efectuar
- Vibraciones globales RMS en alta y baja frecuencia de las vibraciones absolutas de los cojinetes.
- Espectros amplitud-frecuencia, fase-frecuencia y cuefrencia de las vibraciones absolutas de los cojinetes y relativas del eje.
- Onda temporal del desplazamiento en dirección radial del eje, en el cojinete de turbina.
Equipos principales de medida
- Acelerómetros piezoeléctricos.
- Sondas de desplazamiento relativo sin contacto.
- Analizador de señales dinámicas.
Aislamiento del generador
La valoración y el diagnóstico del estado del aislamiento del generador se efectúa mediante la medida, de forma periódica, del valor de la resistencia de aislamiento y parámetros asociados. La amplia base de datos y experiencia acumulada de esta técnica hace que sea, conjuntamente con la de vibraciones-pulsaciones y termografía, la más fiable para la prevención de fallos inesperados del generador.
Los criterios de valoración son función del tipo de material del sistema de aislamiento: termoestable (epoxy o poliester) o termoplástico (asfáltico).
Los criterios de valoración son función del tipo de material del sistema de aislamiento: termoestable (epoxy o poliester) o termoplástico (asfáltico).
Normas
- IEEE 43
- IEEE 56
- IEEE 95
- IEEE 118
Equipos a medir
- Estator del generador.
- Rotor del generador.
Medidas a efectuar
- Resistencia de aislamiento corregida a 40º C (RC), a tres tensiones diferentes.
- Curva de resistencia de aislamiento en función del tiempo (IRP).
- Índice de polarización (IP).
- Relación de absorción dieléctrica (DAR).
- Coeficiente de descarga dieléctrica (DD).
- Constante de tiempo (τ10).
- Capacidad en alta y baja frecuencia (C).
- Salto térmico (ΔT).
- Resistencia óhmica corregida a 40º C (Rt).
Equipos principales de medida
- Medidor de aislamiento (hasta 15.000 Vdc).
- Microohmímetro.
- Medidor LCR.
- Cámara termográfica de alta resolución.
Diagnóstico del transformador
El sistema de aislamiento del transformador utiliza aislante líquido (aceite mineral o silicona) y aislante sólido (papel celulósico). La presencia de un fallo interno del transformador, origen térmico o eléctrico, provoca gases de descomposición que se disuelven en el líquido aislante. Mediante la técnica de análisis de gases disueltos (DGA), utilizando las cuatro combinaciones de porcentaje relativo de solo dos gases, se determina tanto el tipo de defecto como la valoración del mismo, con los cuales se diagnostica el estado del transformador.
La valoración del estado de líquido aislante se efectúa mediante los análisis físico-químicos aplicando los criterios según la categoría (O, A, B, C, D y E) del transformador.
La valoración del estado de líquido aislante se efectúa mediante los análisis físico-químicos aplicando los criterios según la categoría (O, A, B, C, D y E) del transformador.
Normas
- ASTM D-1500
- IEC 60156
- IEC 60247
- IEC 60422
- IEC 60567
- IEC 60599
- IEC 60814
- UNE EN 62021
Equipos a medir
- Transformador principal de potencia
- Transformador de servicios auxiliares
Medidas a efectuar
- Análisis físico-químico del aislante dieléctrico (aceite mineral o silicona).
- Aspecto.
- Color.
- Contenido en agua.
- Tensión de ruptura.
- Índice de acidez.
- Factor de pérdidas (tan δ).
- Contenido en partículas.
- Análisis de gases disueltos (DGA).
- Hidrógeno.
- Metano.
- Etano.
- Etileno.
- Acetileno.
- Gases atmosféricos.
- Estado del papel aislante.
- Distribución de temperaturas.
Aceites de lubricación y regulación
El propósito de los aceites de lubricación es reducir la fricción y el desgaste entre dos superficies que se mueven una respecto a la otra, adicionalmente sirven para disipar el calor, prevenir la corrosión e impedir la entrada de contaminantes en las superficies.
El análisis periódico de los aceites de lubricación y regulación permite verificar las características de los aceites y cuantificar el efecto de la oxidación sobre los mismos, esto es su degradación; además sirve para determinar tanto el tipo como la cantidad de contaminantes en el aceite debido a la existencia de problemas (contaminación, desgaste y fricción eje-cojinete) en los sistemas de lubricación y regulación.
El análisis periódico de los aceites de lubricación y regulación permite verificar las características de los aceites y cuantificar el efecto de la oxidación sobre los mismos, esto es su degradación; además sirve para determinar tanto el tipo como la cantidad de contaminantes en el aceite debido a la existencia de problemas (contaminación, desgaste y fricción eje-cojinete) en los sistemas de lubricación y regulación.
Normas
- ASTM D-445
- ASTM D-664
- ASTM D-5185
- ASTM D-6304
- ASTM E-2412
- ASTM E-2412/10
Equipos a medir
- Sistemas de lubricación de cojinetes.
- Sistemas de lubricación de engranajes.
- Sistema de regulación de la turbina.
Medidas a efectuar
- Análisis físico-químico.
- Aspecto.
- Viscosidad cinemática a 40º C.
- Oxidación.
- Nitración.
- Acidez (TAN).
- Contenido en agua.
- Aditivos (Mg, Zn, P, Ca, Li, B).
- Metales de desgaste y contaminación (Fe, Cr, Ni, Al, Cu, Sn, Pb, Si, Mo, Na).
- Índice de partículas (PQI).
Termografía infrarroja
La termografía infrarroja permite obtener una imagen directa de la distribución de temperaturas de los equipos, tanto mecánicos como eléctricos, en funcionamiento; alertando de incrementos anómalos de temperatura debidos a la existencia de problemas concretos previos al fallo.
Al no precisar de contacto con los equipos, la inspección termográfica se efectúa de forma segura, siendo por tanto apropiada para la vigilancia de los equipos eléctricos en tensión, especialmente en los sistemas trifásicos equilibrados y los mecánicos en movimiento relativo.
Al no precisar de contacto con los equipos, la inspección termográfica se efectúa de forma segura, siendo por tanto apropiada para la vigilancia de los equipos eléctricos en tensión, especialmente en los sistemas trifásicos equilibrados y los mecánicos en movimiento relativo.
Problemas detectables
- Desequilibrios de carga en sistema trifásicos.
- Aprietes defectuosos.
- Conductos de refrigeración obstruidos.
- Fallos en transformadores, fusibles y baterías.
- Ineficiencia en sistemas de caldeo.
- Calentamientos anómalos en componentes.
- Sobrecarga en cojinetes.
Equipos a medir
- Grupo turbina-generador.
- Transformadores de potencia.
- Transformadores de medida.
- Interruptores y baterías.
- Salida de línea.
- Bombas y motores.
Equipos principales de medida
- Cámara termográfica de alta resolución.
- Pinza amperimétrica.
- Analizador trifásico de energía.