Plan de Mant a Subestaciones Electricas.

Universidad Tecnológica del Estado de Zacatecas.

Mantenimiento Industrial.

Instalaciones Eléctricas.

Plan de Mantenimiento de una Subestación Eléctrica.

Daniel Leaños Barajas y Carlos Sánchez Medina 5- “B”.

8 de febrero del 2012. 1

Objetivo: El objetivo en el presente plan de mantenimiento a subestaciones eléctricas, es el saber aplicar los conocimientos aprendidos a traves de los cuatrimestres anteriores anteriores y el actual en curso, sobre el como saber desarrollar el plan de mantenimiento, tomando en cuanta a los principales componentes a dar el servicio y los cuidados que se deben tomar para poder realizarlo sin necesidad de arriesgar arriesgar o sobre exponer el recurso recurso humano a sufrir un accidente al momento de realizarlo.

Introducción: En el presente plan de mantenimiento esta enfocado a las subestaciones eléctricas con la finalidad de preservar la utilidad. A traves de la aplicación de diversas técnicas o metodologías del mantenimiento, para así poder determinar algunas anomalías o fallas dentro de su funcionamiento normal de trabajo. Teniendo solo la única finalidad de los planes de mantenimiento; Mantener la fiabilidad de las subestaciones y poder garantizar su funcionamiento.

¿Para que sirve el plan de mantenimiento? El objetivo del plan de mantenimiento es el prevenir la ocurrencia de fallas que puedan ocasionar daños a las personas, a las instalaciones, o al medio ambiente. Dentro de los trabajos de mantenimiento se programaran inspecciones periódicas, tanto como de las líneas como de los componentes que se encuentran en las subestaciones, con el fin de comprobar el estado en el que se encuentran las anteriormente mencionadas y en base al estado en que se encuentren se tomaran acciones para mejorara sus condiciones. Para poder llevar a cabo el plan de mantenimiento eficiente se necesita llevar acabo una metodología para determinar los requerimientos de mantenimiento de los equipos en su operación. La metodología usada consiste en analizar las funciones de los componentes, ver cuales son sus posibles fallas y las causas raíz de estas, para sacar sus posibles efectos y analizar sus consecuencias. Tipos de fallas en presentarse: 

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Fallas Invisibles: Son las fallas que no aparecen inmediatamente, pero que incrementan el riesgo de fallas en múltiples consecuencias. Usualmente se suelen encontrar en interruptores o dispositivos de protección. Fallas Operacional: Son las fallas que producen gastos indirectos al agregar costos de reparación. Fallas Ambientales: Estas son fallas que tienen una alta probabilidad de causar pérdida de vidas o serios perjuicios ambientales que ocasionan perdidas en daños en componentes en subestaciones eléctricas. Fallas por Antigüedad: Antigüedad: Estas posibles fallas se presentan en los componentes que ha prestado su funcionamiento por prolongado tiempo en uso de sus funciones.

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Es importante clasificar los tipos de fallas que pueden presentarse en los diversos componentes dentro de las subestaciones, por el motivo de que las falas pueden causar múltiples consecuencias independientes. Tipos de mantenimiento a realizar en subestaciones eléctricas son los siguientes: Los mantenimientos a realizar son el preventivo y correctivo programable, teniendo como único objetivo los siguientes puntos: 

Búsqueda de fallas invisibles.

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Monitoreo de los parámetros eléctricos.

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Medición de estados físicos.

De esta manera se refuerzan las tareas como las inspecciones visuales de las subestaciones, en cada periodo establecido en las tablas o fichas técnicas de mantenimiento, con la ayuda de herramientas como cámaras termo gráficas o diversos aparatos de medición de los valores eléctricos, que nos ayuden a diagnosticar el estado físico en que se encuentran. Los mantenimientos se ejecutarán una vez que se detecte una condición de anormal que sea detectada y que indique que se está en una condición límite en los valores establecidos de dichos componentes.  A continuación se hará énfasis a los puntos donde se deberá llevar acabo el mantenimiento de la subestaciones eléctricas: 

Mantenimiento De Transformadores: El transformador es un componente estático formado por uno, dos o más enrollados acoplados con un núcleo magnético, teniendo distintos dispositivos en movimiento cuando es energizado, como lo son accesorios auxiliares, cambiador de taps, ventiladores, bombas impulsoras y refrigerantes entre otros. Durante las operaciones de mantenimiento al transformador se realizan las siguientes acciones que son; a) Tratamientos de limpieza. b)  Agregación de protección anticorrosiva alas distintas distintas partes externas. c)

Juntas de aceite.

d) Protección de su aislante. e) Monitoreo de sus valores de lecturas de funcionamiento.

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 Y las pruebas que se le realizan a los transformadores son las siguientes: 

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Pruebas de Rutina: Son las de verificación de calidad y pruebas en todos los componentes externos como son las partes individuales: laminaciones, conductores, dispositivos de protección, aceites, tanques bobinas, tableros de control y cuando esta armado completo se inspecciones visuales, mediciones de resistencia en los devanados, mediciones de relación de transformación, mediciones de la independencia y perdidas de carga, mediciones la resistencia de aislamiento, pruebas de tenciones y voltajes, entre otras. Pruebas Prototipo: Estas pruebas son las que son opcionales y se llevan a cabo en forma unitaria, siempre que sean solicitadas y normalmente tiene un costo adicional al valor del transformador, las cuales son; Pruebas de elevación de temperatura, pruebas pruebas de impulso por rayo (menor a 115kV), impulso por maniobra (menores a 115kV) y pruebas de descarga parciales (menores a 300kV). Pruebas Especiales: Esta clase de pruebas se llevan a cabo solo si son requeridas, las cuales son: Medición de impedancia de secuencia cero, pruebas de corto circuito, mediciones de nivel de ruido, medición de armónicas, medición de potencia en demanda de bombas y ventiladores.

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 A continuación se redactara una serie de posibles fallas que se pueden presentar en los transformadores: Problema. Sobrecalentamiento.

Causa. Sobrecargas. Fallas en el enfriamiento.

sistema

 Alta temperatura ambiente. ambiente.

Cortos circuitos externos. Cortos circuitos internos.

Posible solución. Revisar sistema enfriamiento, que de ventiladores se activen. Reducir la transformador.

carga

de los del

Exceso de carga en el Corto circuito presente. transformador es necesario poner otro transformador en paralelo. Bajo control de voltaje. Se deberá poner protección volt/Hertz. Demasiada la carga sostenida Corregir las posibles fallas en y fallas en el aislamiento. circuitos de tierra. Fallas en el cambiador de  Agregar protección diferencial. derivación.  Agregar protección de Malas uniones soldadas respaldo. Como por ejemplo produciendo puntos caliente y relevador de temperatura en circuitos internos. los devanados o de aceite.

Envejecimiento del aislamiento de los circuitos internos. Cortos Circuitos externos Insuficientes distancia entre Se debe proveer una frecuentes. conductores de las líneas. protección de sobre corrientes al transformador.  Acumulación de polvo Humedad en el aceite. Humedad en el aceite durante El aceite se debe filtrar. el llenado. Debido o provocado por Sistema de respiración suciedad en el aceite obstruido. Fallas en el aislamiento

Debido a sobretensiones Colocar circuitos de protección. ocasionado por rayos.

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Otros puntos en donde comprende este plan son los siguientes: 

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Líneas y estructuras: A las líneas se les dará tratamientos para protección de anticorrosivos, donde estos trabajos consistirán en la aplicación de pintura que impida la corrosión en las estructuras metálicas y líneas. Especialmente en zonas cercanas a la costa que regularmente son donde existe un alto grado de contaminación (salina). La tala y podada de la vegetación: los trabajos de tala y podada podada se realizan para para evitar que el crecimiento de la flora bajo las instalaciones origine desconexiones en las líneas, o bien por la caída del arbolado o por la aproximación de la vegetación a los conductores. El estanque: Este contiene al estante del transformador, el cual debe ser recubierto por pintura anti oxidante para que se preserve en buen estado. El cambiador de derivación: La mayoría de los transformadores son equipados con este componente, en el cual siempre tiene que estar en buenas condiciones para su propio control. Servicios auxiliares de corriente continua y corriente alterna: La red eléctrica también se debe realizar trabajos de mantenimiento en los elementos que conforman los servicios auxiliares de las subestaciones, que permitan el suministro eléctrico de esta instalaciones: paneles, cuadros de distribución, baterías, rectificadores, sistemas de media tención. Reactancias: Se incluyen los trabajos ordinarios, ordinarios, la revisión de cambio de tomas, las medidas de los parámetros funcionales. Equipos de alta tención: En el caso de los interruptores, seccionadores, transformadores de medida, aisladores, para rayos y otros equipos de alta tención. Interruptores: Según el tipo de interruptor (hexafluoruro de azufre, de aceite o de aire), se deberá hacer revisiones para ver que se encuentre en buen estado.  Aisladores: A  Aisladores: A estos componentes se les dará mantenimiento del tipo limpieza limpieza o remplazo, dependiendo de las condiciones que se encuentren los aisladores de vidrio de las líneas, con la finalidad de quitar la suciedad en ellos y evitar desconexiones. En esta clase de mantenimiento es probable que se utilicen grúas o helicópteros para poder llevarse a cabo.

Pruebas especiales a realizar en los componentes de la subestación: 

Inspección de las instalaciones: para hacer un seguimiento constante del estado de los equipos y de los sistemas, deberá realizarse inspección y toma de datos de los parámetros de funcionamiento de las instalaciones, las cuales facilitaran la planificación de los trabajos posteriores de mantenimiento.

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Revisiones termo gráficas: La verificación de la temperatura de los cables conductores, terminales y conexiones de las líneas aéreas o subterráneas como forma de seguridad adicional para la eficiencia de la instalación. Principalmente producida por el calentamiento en las piezas de contacto eléctrico. el éctrico. La vida del aceite aislante del transformador está también basada en la temperatura de operación, como se muestra en la siguiente tabla: TEMPERATURA DE OPERACIÓN 60°C

 VIDA DEL ACEITE DEL TRANSFORMADOR  20 AÑOS

70°C

10AÑOS

80°C

5 AÑOS

90°C

2.5 AÑOS

100°C

13 MESES

110°C

7 MESES

 A continuación se ara la presentación de los l os equipos necesarios para realizar el trabajo por los técnicos. Equipo a utilizar para la realización del trabajo: Las herramientas básicas que requerirás son las siguientes:

a). Multímetro. Multímetro. b). Pinzas de electricista. C. Pinzas de punta. d). Desarmador de punta plana. e). Desarmador con punta de cruz. f). (Opcional) Navaja o cúter (igual puedes pelar los conductores con las pinzas). 7

Equipo de seguridad para el personal a realizar el mantenimiento: Es importante que conozcamos la importancia que tiene el equipo para la protección del técnico más adecuado para realizar el trabajo, ya que de esta depende la vida del mismo, por el hecho de realizar trabajos que requieren mucho cuidado.

Equipo que requiere el técnico es el siguiente: siguiente: 

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Tapete o Banco Aislado: Aislado: estos equipos se emplean para que el electricista se aísle de la tierra y no exista la posibilidad de hacer parte del circuito en caso de un contacto eléctrico. Escalera Dieléctrica: Dieléctrica: Se emplea para acceder a puntos altos. Se deben tener disponibles tipo Tijera y de extensión, Kit de Bloqueo y Etiquetado: Estos equipos se usan para garantizar que ninguna persona ajena o ejecutora del trabajo, dentro de una instalación, pueda energizar el circuito donde se encuentra el personal trabajando.

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Pértiga de Maniobra: Se emplea para realizar maniobras en tableros para cumplir con las distancias de seguridad, en especial en subestaciones y tableros donde la posibilidad de arco eléctrico es latente. Equipo de Puesta a Tierra: (EPT) este equipo debe ser acorde a los equipos a intervenir donde se deberá contar con EPT E PT para tableros y otro para redes abiertas de baja tensión. Detector de tensión baja: baja : Equipo a contacto para intervenir en equipos hasta 1000 V CA, con indicador sonoro y luminoso, cuando existe tensión sobre el equipo a intervenir. Equipo personal: Botas de cuero, con cubo de acero y suela resistente (Para linieros,  jardineros, personal de bodega, personal de la industria en general, Guantes de lona, cuero, tela, Lentes de protección y Gafas de seguridad, Cascos protectores, Chalecos anti reflejantes, mascarillas, tapones protectores de oídos, cinturones, capas para la lluvia y en general todo sobre lo que a equipo de seguridad industrial se refiere.

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 A continuación la tabla de calendarización de Mantenimientos:

INS0ECCI ÓN SEMANAL

MANTENIIENTO A UNA SUBESTACIÓN ELECTRICA COMPONENTES  VERIFIC  VERIFICAR   VERIFICA  VERIFICAR   VERIFICAR   AR  NIVEL DE R LOS  AGUA DE INDICADOR  TANQUE  ACEITE EN CONDUCT ENFRIAMIENTO ES DE S Y  LAS OS DE QUE ESTE TEMPERATU RADIAD BOQUILLAS  ALIVIO CIRCULANDO, RA DEL ORES QUE LA BOMBA TABLERO DE ACEITE ESTE EN OPERACIÓN

INSPECCI ÓN MENSUAL

 VERIFIC  AR  NIVEL DE  ACEITE EN EL TANQUE PRINCIP  AL

INSPECCI ÓN ANUAL

 VERIFIC  ACIÓN DE LA CIMENT  ACIÓN PARA OBSERV  AR  FRACTU RAS

 VERIFICAR Y  REGISTRAR  LA TEMPERATU RA DEL  ACEITE

 VERIFICA R LA SUPERFICI E DE LAS BOQUILLA S PARA OBSERVAR  SIGNOS DE PARTICUL  AS LIMPIAR LA LIMPIAR  SUCIEDAD Y  EL POLVO EL ACEITE  Y LA DE LA SUCIEDAD SUPERFICIE DE LOS DE  VIDRIOS Y  RADIACION CONEXIÓ  Y REPINTAR  NES DE SER  NECESARIO

 VERIFICAR  OBSERVAR  LA QUE TODOS POSICION LOS DE SWITCHES DEL CONVINADO CIRCUITO DE R DE  ALIMENTACIÓ, DERIVACIO DE CONTROL Y  NES  ALARMAS ESTEN CERRADOS Y  LOS FUSIBLES ESTEN EN SU LUGAR 

 VERIFICAR LA  VERIFICAR  PRESENCIA DE LAS HILOS,REDECIL CONEXIONE LAS, S  ARDUSTOS TERMINALE CERA DE LA S YA TIERRA SUBESTACIÓN DE MANERA QUE ESTEN BIEN  APRETADAS  VERIFICAR LA  VERIFICAR   ALIMENTACIÓN LOS EXTERNA PARA INDICADOR  QUE NO TENGA ES DE FUGAS LAS FLUJO Y  TUBERIAS RELEVADOR  ES PARA QUE TENGAN UNA OPERACIÓN  APROPIADA

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LIMPIAR Y   VERIFICAR  PROBAR  MOTORES Y  LOS TUBOS CONTROLES DE AGUA EN PARA LOS FORMA  VENTILADORE SIMILAR  S Y BOMBAS PARA QUE NO EXISTAN FUGAS