Pruebas Al Generador Electrico

 

Instituto Politécnico Nacional

Centro de estudios científicos científicos y tecnológicos “Cuauhtemoc” Mantenimiento a generadores electricos

Investigación sobre pruebas a generadores

 

ecerra !ern"nde# $avier  Cru# Cru# %ene Martin Moreno &arcía Marco 'ntonio Montoya Morales (aniel 'ntonio

INTRODUCCION 

Cuando un generador falla al arrancar) se deben revisar fusibles) brea*ers relés de sobrecarga y el resto de los fusibles de control+ Para che,uear el generador) desconecte las puntas desde el controlador y haga che,ueos de continuidad y prueba de tierra+ -Procedimiento de verificación de aislamiento.+ /a verificación de continuidad entre fases se puede hacer con el Megger -un valor de cero indica ,ue est" bien) una lectura de valor alto significa ,ue el circuito est" abierto.+ BOBINAS EN CORTO 

/as bobinas en corto se detectan por alto consumo de corriente+ 0na bobina en corto ,ue no se ha incendiado) o se ha decolorado por sobre calentamiento) puede ser detectado por un gro1ler+ 2l gro1ler es una bobina alrededor de un hierro ,ue se conecta a una fuente de 'C+ Cuando se coloca en el bobinado) la bobina del gro1ler act3a como el primario de un transformador y las bobinas del motor en prueba act3an como el secundario+ 2l gro1ler se despla#a de ranura en ranura y vibra cuando se detecta una bobina en corto+ 4i no se dispone de un gro1ler) se aplica voltaje reducido al estator, aproximadamente el 25% delvoltaje nominal ) con esto se puede llegar a ,ue la bobina en corto se caliente m"s r"pido ,ue las otras+ El rotor debe ser removido  para esta prueba prueba++

 

Figura 1: En la figura se puede observar el daño producido en el estator por la fricción del metal del rotor contra el ierro del estator! Estas  partes se ponen al rojo vivo, vivo, incendiando incendiando las bobinas, produciendo cortocircuitos entre ellas, " llev#ndolas a tierra!  tierra!   $&'(E : Cuando el flu5o magnético alterno del gro1ler abarca la bobina) el cambio de flu5o a través de la bobina genera un volta5e alterno en ella+ 4i la bobina est" en corto) se completa el circuito y una corriente alterna aparece+

Figura 2: )rincipio de operación del $ro*ler .  2sta resultante magnética abra#a a los conductores de la ranura) la cual atrae y recha#a un peda#o de ho5a en de sincronismo segueta o cuchilla pongamos sobre ranura) produciendo una vibración con la ,ue corriente alterna+ 0nala

 

fuerte vibración -gro1ling. indica ,ue la bobina est" en corto+ 2n la figura 6 se puede observar el principio de operación del &ro1ler+ 2n la figura 7 se muestra la forma de utili#ar el &ro1ler como herramienta para detectar una espira en corto8 circuito+

Figura +: Forma de utiliar el $ro*ler para detectar bobinas en corto!  corto!  

Figura -: Forma de conexión para detectar estator a tierra!    .ntes de realiar realiar esta esta prueba el motor debe ser ser aislado de tierra, sobre madera seca o un elemento aislante adecuado!  adecuado!  

 

Figura 5: Estator con falla a tierra como resultado del roce del rotor contra el devanado del estator! El estator de la figura corresponde a un motor de 1+!/ 0 3,4 ' " 1657 ) .  (a b8s9ueda de estator a tierra para motores 9ue an sido reparados o recin rebobinados) rebobinados) las acciones ,ue se pueden seguir) inician con el empleo de una herramienta muy 3til ,ue también puede ser usada para detectar contactos a masa) es la l"mpara de prueba) como la podemos observar en la figura 9+ 2l procedimiento para su uso es conectar un terminal de la l"mpara a la carcasa del motor) y el otro a uno de los bornes de éste+ ;i la l#mpara se enciende, es señalde 9ue una de las fases del motor est# en contacto a masa! Para masa!  Para mayor seguridad se debe repetir la operación con los tres bornes del motor+

Figura 3: (#mpara de prueba para detectar contacto a masa en un motor!   motor! 4i al reali#ar la prueba se detecta ,ue est" presente este defecto) se debe locali#ar para corregir antes de reali#ar nuevas pruebas+ 4e debe revisar el estator  tratando de encontrar la falla por inspección visual+ 4i el resultado es negativo) se debe desconectar cada fase y comprobarlas por separado+

 

4i el motor est" conectado en estrella) se desconectan las fases por el punto neutro y luego se verificar" cada fase de manera individual) ver figura :+

Figura 6: erificación individual de las fases contra masa en un motor conectado en estrella, las tres fases se an desconectado de la estrella . 

Figura /: erificación individual de las fases contra masa en un motor conectado en delta, las tres fases se an desconectado de los puntos de alimentación .  Para motores conectados en triangulo) se debe proceder a separar las fases por los puntos de alimentación y luego se comprueban sucesivamente+ ;er figura onexión de estator trif#sico de bobinas simples, mostrando una bobina abierta! . la i9uierda conexión en estrella " a la dereca conexión delta.  Pero si no es apreciable por inspección visual) se pueden reali#ar una serie de pruebas para determinar el sitio e=acto de la falla+ Aomemos inicialmente el caso para un estator de bobinas simples como se puede observar en la figura ??+ /o primero es saber si el devanado es delta o estrella+ 0na lectura con el megger puede ser tomada entre A? y A6) A6 y A7) A7 y A?+ ?na conexión delta indica cero para todas las combinaciones, "  paraestrella  paraestr ella debe indicar indicar cero para una combinación combinación solamente solamente @1 " @+! @+!  ;er figura ??+ 4i el estator est" en delta las cone=iones ') ) C deben ser abiertas y las nueve líneas incluyendo las tres de entrada deber"n ser marcadas para ,ue puedan ser reconectadas de la misma forma después ,ue sea reparado+ /os seis cables del estator deber"n ser probados con el Megger para continuidad) los dos ables ,ue indi,uen infinito) después de probar entre cada una de ellas) nos lleva a la fase ,ue est" abierta+

 

Figura 12: =obinas del grupo totalmente desconectadas para detectar la 9ue est# abierta.  /uego se puede determinar la bobina ,ue est" abierta usando el Megger) colocando una punta de éste en el punto de inicio de la bobina y con la otra punta ir tocando sucesivamente las cone=iones entre grupos hasta encontrar una lectura alta+ ;ea figura ?6+ /a falla estar" entre 5untas adyacentes ,ue den lecturas de cero y valor alto respectivamente en el Megger+ 4i el estator est" conectado en estrella) la fase abierta estar" en la fase ,ue indica infinito cuando el Megger se prueba con las otras dos fases+ 2l punto de la línea abierta puede ser determinado probando la fase abierta con un Megger siguiendo el procedimiento antes reali#ado y con la ayuda de la figura ?6+

 

Figura 1+: >onexión de estator trif#sico trif#sico de bobinas en paralelo, mostrando una bobina abierta! . la i9uierda conexión en estrella " a la dereca conexión delta.  Cuando se tienen motores con arreglos de bobinados serie8paralelo como se ilustra en la figura ?7) tales m",uinas podrían operar con una bobina abierta pero podr"n su potencia+ /uego la solución ser" las cone=iones en losnopuntos ')dar  ytoda C y seguir las recomendaciones ,ue se abrir anotaron para la de un devanado simple ,ue se enunciaron arriba+ 2s importante ,ue los cables sean debidamente marcados con el fin de poder hacer la recone=ión posterior+ /as barras rotas en un rotor de 5aula de ardilla hacen ,ue operen de manera no satisfactoria+ /a m",uina es ruidosa) tiene ba5o tor,ue de arran,ue y no alcan#a la velocidad al volta5e nominal) frecuencia y carga+ ' las barras rotas ,ue por inspección visual no se puedan detectar se les puede aplicar el 6B de la corriente nominal a dos fases) y se mide la corriente mientras el rotor es girado lentamente con la mano+ •

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Figura 1-: )ara verificar barra rota en el rotor se debe  debe  aplicar el 25% de la corriente nominal a dos fases " se mide la corriente mientras el rotor es girado lentamente con la mano .  0na barra rota causa variaciones en la lectura del amperímetro tan pronto el rotor es girado+ 2l n3mero de variaciones en una revolución es igual al n3mero de polos en el estator+ /a reparación de las barras rotas consiste en un proceso de

 

soldar estas a los anillos de cortocircuito+ Para los motores grandes esta actividad puede significar una tarea bastante laboriosa+

Figura 15: ;ignos de roamiento del rotor contra el estator! ;i este roamiento llega a ser mu" severo puede llegar a producir una fractura interna de las barras de la jaula de ardilla! El rotor corresponde a un motor de -37 oltios, 57A) " +565 ) . 

Figura 13: otor de motor con jaula deformada " jaula rota! El rotor corresponde a un motor de 1+!/ 0 3,4 ' " 16/7 ) . 

 

PRUEBA EBAS S DE CON CONTIN TINUIDA UIDAD: D: 2ste es la medida m"s simple ,ue podemos PRU reali#ar con un multEmetro+ 4e llama FContinuidadF en los circuitos y aparatos eléctricos a una medida de resistencia resistencia muy  muy ba5a) generalmente del orden de cero ohmios ,ue indica conducción o unión directa entre dos elementos+ /a continuidad generalmente se utili#a para la comprobación del buen estado o conducción de un fusible) una l"mpara) un conductor) etc+ PRUEBAS DE AIS AISLA LAMIE MIENTO NTO ELE ELECTR CTRICO ICO   EN CONDUCTORES: Cada uno de los conductores eléctricos de una instalación sea ,ue se encuentre alimentado un motor) generador) transformador) etc+ esta cubierta cuidadosamente con co n alg algun una a forma de aislamiento aislamiento   eléctrico+ 2l alambre en si) generalmente de cobre o aluminio) es un buen conductor de la corriente corriente   eléctrica ,ue da potencia a sus e,uipos+ 2l aislamiento debe aislamiento debe ser 5ustamente lo opuesto de un conductor+ (ebe resistir resi stir la corr corrient iente e y mant mantene enerla rla en su tray trayect ectoria oria a lo larg largo o del conductor conductor++ /as prue pruebas bas de ais aislamie lamiento nto   se basan basan en la /e /ey y de Ghm+ Ghm+ 2l propó propósi sito to del aislamiento ,ue envuelve a un conductor es similar al de un tubo ,ue lleva agua) y la /e /ey y de Gh Ghm m en el elec ectr tric icid idad ad pu pued ede e se serr en ente tend ndid ida a m" m"s s f" f"ci cilm lmen ente te po por  r  comp co mpar arac ació ión+ n+ /a pr pres esió ión n de dell ag agua ua++ 2n la si sigu guie ient nte e fi figu gura ra se mu mues estr tra a es esta ta comparación+ /a presión del agua de una bomba ocasiona el flu5o a lo largo del tubo+ tub o+ 4i el tub tubo o tuv tuvier iera a fug fuga) a) se ga gasta staría ría agua y se pe perd rderí ería a cie cierta rta presión presión++ 2n la electricidad) el volta5e es similar a la presión de la bomba y ocasiona ,ue la electricidad fluya a lo largo de los alambres de cobre+ Como en un tubo de agua) e=iste cierta resistencia al flu5o) pero es mucho menor a lo largo del alambre ,ue a través del aislamiento+ 2l sentido com3n nos dice a mayor volta5e se tendr" mayor corriente) Aambién) ,ue a menor resistencia del alambre se tendr" m"s corriente con el mismo volta5e+ %ealmente) esta es la /ey de Ghm) ,ue se e=presa de esta manera en forma de ecuación) comoH V (ondeH

= ;

I

I

;olta5e Corriente

*

en

R

voltios+ en

amperios+

 % %esistencia en Ghm+ 4in embargo) ning3n aislamiento es perfecto -su resistencia no es infinita.) de modo ,ue cierta cantidad de electricidad fluye a lo largo del aislamien aislamiento to o a través de el a tierra+ Aal corriente puede ser solo de un millonésimo de 'mper -un microamper. pero es la base del e,uipo de prueba del aislamiento+ 2sta pe,ueJa cantidad de corriente) por supuesto no daJaría un buen aislamiento pero seria un problema si el aislamiento se ha deteriorado+ Por qe el Ai!la"iento !e Deteriora:  Cuando el sistema eléctrico o conductor de su pla planta nta son nu nuev evos) os) el ai aisla slamie mient nto o el eléct éctric rico o de debe be es esta tarr en la me me5or 5or fo forma rma++  'dem"s) los fabrican fabricantes tes del conduct conductor or han me5orado continua continuamente mente su aislamiento para los servicios de la industria+ ' pesar de todo) aun hoy en día) es aislamiento esta su5eto a muchos efectos ,ue pueden ocasionar ,ue falleH daJos

 

me meca cani nice ces) s) vi vibr brac acio ione nes) s) calo calorr o fr frío ío e= e=ce cesi sivo vo)) su suci cied edad ad)) ac acei eite te)) va vapo pore res s corro cor rosiv sivos) os) hu humed medad ad de los proc proceso esos) s) o sim simple plemen mente te la hu humed medad ad de un día nublado+ 2n distintos grados) estos enemigos del aislamiento est"n traba5ando conforme pasa el tiempo combinados con el esfuer#o eléctrico ,ue e=iste+ Conforme se desarrollan picaduras o grietas) la humedad y las materias e=traJas penetran en la superficie del aislamiento y proporcionan una trayectoria de ba5a resistencia para la fuga de corriente+ 0na ve# ,ue comien#an) los distintos enemigos tienden a ayudars ayu darse e entr entre e si y per permite miten n una corriente corriente e=cesiva e=cesiva a trav través és del aislamiento aislamiento++ Co"o Co" o !e "i# "i#e e Re! Re!i!te i!tenci ncia a #e Ai!la"i Ai!la"iento ento:: 0n buen aislamiento tiene alta resistenciaK resisten ciaK un aislamien aislamiento to pobre tiene ba5a resisten resistencia cia relativamente+ /os valores reales de resistencia pueden ser m"s altos o m"s ba5os) dependiendo dependiendo de factores como la temperatura o el contenido de humedad -la resistencia disminuye con la temperatura o la humedad.+ 4in embargo) con los registros y poco de sentido com3n) usted puede tener una buena Imagen de las condiciones del aislamiento de valores ,ue son solo relativos+ $ME%%E %%ER$ R$ es un instrumento ,ue da una lectura 2l probador probador de ais aislami lamiento ento $ME directa de la resistencia de aislamiento en Ghm o megaohms+ CONDUCTORES: !ilo de material ,ue posee la capacidad de permitir el paso de la corriente eléctrica) generalmente son constru construidos idos de Cobre o 'luminio) muchos est"n cubiertos de materiales aislantes y el resto donde el proceso lo permite no poseen aislamiento