GUÍA TÉCNICA GTC COLOMBIANA 9
Contents
1. conexiones de los elementos conductores de corriente en los bujes se deber n limpiar concienzudamente y atornillar s lidamente excepto cuando se utilicen arandelas de presi n tipo Belville las cuales no deben ser presionadas m s de la mitad de su espesor Las instrucciones para el manejo de los bujes de alta tensi n debe ser incluida con el embalaje del buje Las cargas mec nicas en los extremos de los bujes no deben exceder los l mites de dise o 5 3 INTERCAMBIADORES DE CALOR Y TUBER AS Los radiadores o intercambiadores de calor las tuber as de aceite las v lvulas y los herrajes se deben limpiar concienzudamente y enjuagados con aceite limpio a una temperatura de 25 C a 35 C 80 F 100 F antes de ser fijados al transformador a menos que esto no sea requerido por el fabricante Al momento de su instalaci n se deber tener la seguridad que todos los empaques est n colocados apropiadamente en sus asientos Donde sea necesario montar un empaque en un plano vertical puede requerirse el uso de pegante o cemento cuyo fin es mantener el empaque en su lugar durante la instalaci n Los radiadores o los intercambiadores de calor usualmente pueden soportar el vac o absoluto En caso contrario stos deben ser retirados hasta despu s de la operaci n de llenado con aceite bajo vac o Si est prevista la instalaci n de intercambiadores de calor aceite agua se recomienda drenar y ventilar previamente a la atm sfera el conduct2. del fabricante indique que puede ser manejado en otra posici n Donde un transformador no pueda ser manejado por una gr a o movido sobre rieles ste puede ser deslizado o movido sobre rodillos o platinas deslizantes dependiendo de la compatibilidad del dise o de la base del transformador y del tipo de superficie sobre la cual va a ser movido Los transformadores construidos de acuerdo con las normas comunes tienen bases dise adas para rodar en dos direcciones 4 2 LEVANTAMIENTO CON ESLINGAS Para el levantamiento del transformador completo normalmente se proveen orejas y ojos de levantamiento y tambi n medios adicionales para levantar las diferentes partes de su ensamble Las orejas y los ojos de levantamiento son dise ados solamente para el levantamiento vertical Cuando se requiera levantar el transformador completo o una pieza pesada el cable deber ser el adecuado para proporcionar un empuje vertical a cada oreja Como una precauci n adicional para prevenir que las paredes del tanque se arqueen se deber estar seguro que la tapa o cubierta del tanque sea puesta r pidamente en su lugar Los cables de levantamiento por utilizar deber n ser de longitud apropiada para que el transformador pueda ser levantado completamente nivelado Las orejas de levantamiento en la mayor a de los transformadores son dise adas para levantar los transformadores completamente ensamblados y llenos con aceite El peso total aproximado de los transformadores
3. llegue a la bomba de vac o La l nea de salida del aceite del filtroprensa debe ser conectada a una v lvula u a otra conexi n adecuada instalada en la parte superior del tanque La cantidad de aceite filtrado que est ingresando al transformador es regulada por medio de la v lvula en el tanque para mantener en todo momento una presi n externa positiva del aceite entrando al tanque y para mantener el vac o cerca a su valor original la velocidad de llenado no debe exceder de 1 25 cm min 1 2 pulgada min Las burbujas de gases o el agua contenido en el aceite se expandir n en proporci n al vac o obtenido y luego ser n drenadas al exterior por medio de la bomba de vac o El vac o debe ser mantenido por 3 h 4 h despu s que el tanque GU A T CNICA COLOMBIANA GTC 9 del transformador est lleno Precauci n No se debe permitir que el aceite del transformador entre en la bomba de vac o Cuando se haya completado el llenado con vac o este se debe romper por medio de la admisi n de nitr geno seco Luego el transformador debe ser dejado en reposo por lo menos 12 h antes de su energizaci n con objeto de absorber los gases residuales e impregnar adecuadamente el aislamiento Si el transformador es de otro tipo diferente al sellado con nitr geno se debe completar el llenado de acuerdo con las instrucciones del fabricante 8 ENSAYOS Despu s que el transformador ha sido ensamblado y llenado con aceite se deber n realizar ens
4. papel El secado en campo se debe lograr en lo posible un valor comparable de contenido de humedad residual Si se determina que el secado es necesario uno o varios de los siguientes m todos se pueden usar dependiendo de las facilidades disponibles Un valor bajo de humedad residual puede ser obtenido m s r pidamente por el uso del m todo 2 El m todo 3 es igualmente efectivo pero requiere de un tiempo m s largo y un mejor equipo de vac o El m todo 1 es muy lento y no es tan efectivo con los m todos de vac o El m todo 4 no es tan efectivo como el m todo de vac o Otros m todos o combinaci n de estos m todos pueden ser usados donde las facilidades est n disponibles 9 1 M TODO 1 CIRCULACI N DE ACEITE CALIENTE Este m todo requiere el uso de un filtro de aceite adecuado ya sea del tipo secador a vac o o un filtroprensa m s un calentador que permita que el aceite alcance una temperatura de aproximadamente 85 C para ser luego circulado en el tanque del transformador hasta que se haya obtenido una indicaci n positiva de secado de los devanados El transformador se debe llenar con aceite hasta cubrir el n cleo y los devanados y se har circular a trav s de las v lvulas para filtrado y drenaje o a trav s de las v lvulas superior e inferior del radiador En lo posible para reducir las p rdidas de calor debidas a la radiaci n se debe evitar que el aceite circule a trav s de los refrigeradores y abrigar las partes externas d
5. 1 puede asumirse con seguridad que el transformador no ha sido contaminado con aire o humedad durante su transporte Si el contenido de ox geno y el punto de roc o son superiores a estos valores puede ser necesario el secamiento de los devanados y el fabricante deber ser notificado Si hay evidencia de un da o o de un manejo rudo durante el transporte del transformador se debe requerir la presencia de un inspector representante del transportador y notificar del hecho al fabricante Para aquellos transformadores equipados con registradores de impacto deber n estar presentes los representantes del fabricante del comprador y del transportador en el momento de examinar las cartas o registros Si se sospecha de un da o adicionalmente se deber realizar una inspecci n interna del transformador Debido a la ocurrencia de algunos casos de da os internos sin tener evidencia de da os externos puede ser conveniente hacer una inspecci n interna del transformador antes de ser descargado Algunos usuarios prefieren en todos los casos hacer la inspecci n interna antes del descargue Si el transportador no permite realizar la inspecci n interna del transformador sobre el veh culo se deber dejar una nota en el formato de aceptaci n indicando que existen posibles da os internos u ocultos Cuando el transformador vaya a ser retirado del veh culo y llevado al sitio de instalaci n o a alguna otra localizaci n conveniente donde pueda realiza
6. LTDA SERVICIOS TECNOELECTROINDUSTRIALES R B T BARRETO SERVIELEC LTDA SHELL COLOMBIA S A SIEMENS SOCIEDAD AN NIMA SPECTRONIC LTDA TELSA TRANSFORMADORES LTDA TEXAS PETROLEUM COMPANY TRANSFORMADORES C D M LTDA TRANSFORMADORES SIERRA LTDA UNILENH LTDA UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA UNIVERSIDAD DEL VALLE UNIVERSIDAD TECNOL GICA DE PEREIRA El ICONTEC cuenta con un Centro de Informaci n que pone a disposici n de los interesados normas internacionales regionales y nacionales DIRECCI N DE NORMALIZACI N GU A T CNICA COLOMBIANA GTC 9 ELECTROT CNIA GU A PARA LA INSTALACI N DE TRANSFORMADORES SUMERGIDOS EN ACEITE POTENCIA MAYOR DE 10 MVA RANGO DE TENSI N 69 kV 287 kV 1 ALCANCE E INTRODUCCI N Las recomendaciones presentadas en esta gu a est n dirigidas para ser aplicadas principalmente en los transformadores de gran potencia nuevos del tipo sumergido en aceite y con devanados de alta tensi n de 69 kV a 287 kV inclusive Sin embargo algunos numerales espec ficos de esta gu a pueden ser aplicados en transformadores con tensi n m s baja cuando existan condiciones similares y cuando sean de construcci n similar y tambi n puedan ser usados en transformadores antiguos que se encuentren en servicio que han sido abiertos para trabajos de mantenimiento o reparaci n El incremento de la aplicaci n de transformadores de gran potencia y alta tensi n con aislamiento reducido ha generado paralelamente la
7. T CNICA COLOMBIANA GTC 9 tanque del transformador o a alg n punto f cilmente accesible dentro del tanque Se deber evitar portar herramientas con partes que pueden llegar a desprenderse o separarse Si cualquier objeto cae dentro del transformador y no puede ser recuperado se deber notificar al fabricante Mientras se realiza la inspecci n interna se deber poner particular atenci n a la condici n de los conductores a la operaci n desenergizada del cambio en las derivaciones a las conexiones al aislamiento a los bloques de madera al n cleo a los transformadores de corriente internos y a cualquier superestructura que pueda formar parte del ensamble interno del transformador En caso de existir soportes temporales utilizados para el despacho stos deber n ser retirados Los soportes menores no siempre est n cobijados espec ficamente en las instrucciones de los fabricantes sin embargo deber n ser siempre consultadas cuidadosamente para detectar tales informaciones Si cualquier da o interno se detecta durante esta inspecci n y posiblemente fue causado por un manejo rudo durante su transporte se deber notificar al transportador y al fabricante Igualmente el fabricante deber ser notificado en caso de descubrir la existencia de cualquier material extra o 4 MANEJO 4 1 TRANSFORMADOR COMPLETO El transformador siempre deber ser manejado en su posici n normal vertical a menos que cualquier otra informaci n proveniente
8. ayos para asegurar que est listo para su puesta en servicio y proporcionar una base de comparaci n con los futuros ensayos de mantenimiento Se sugieren los siguientes ensayos Todos o una porci n de estos ensayos pueden ser hechos dependiendo del equipo disponible y de la importancia particular del transformador 1 Ensayo de resistencia del aislamiento de cada devanado a tierra y entre devanados 2 Ensayo de factor de potencia en cada uno de los devanados a tierra y entre los devanados de acuerdo con lo indicado en la secci n 7 de la norma ANSI EEE C57 12 90 1993 C digo de Ensayos Normalizados IEEE para Transformadores de Distribuci n Potencia y Regulaci n Sumergidos en L quidos y la Gu a de Ensayos de Cortocircuito para Transformadores de Distribuci n y Potencia 3 Ensayo del factor de potencia en todos los bujes aisladores equipados con derivaci n para ensayo o derivaci n capacitiva 4 Ensayo de relaci n de devanados en cada una de las derivaciones Si es un transformador con cambiador de derivaciones bajo carga se debe realizar la verificaci n de la relaci n de los devanados para todas las posiciones del cambiador 5 Verificaci n de la resistencia del devanado a todos los devanados con un puente Kelvin y comparaci n con los resultados de los ensayos de f brica Nota Bajo ciertas condiciones tambi n se puede utilizar el m todo del puente de Wheatstone o el Voltiamper metro 6 Verificaci n de la operaci
9. bida dentro del aislamiento del papel Para evitar este peligro todos los escapes deben ser eliminados antes de iniciar el proceso de vac o y el n cleo y las bobinas deber n calentarse llenando con aceite caliente el tanque antes de iniciar el montaje del transformador 2 Para ayudar al personal de campo que usa equipo de vac o se incluye la Tabla 1 donde se establecen las conversiones de las diferentes unidades de vac o Tabla 1 Conversi n vac o presi n basada en una presi n atmosf rica de 29 92 pulgadas de Hg a 15 6 C 60 F Vac o Presi n absoluta Libras pulg Pulgadas Pulgadas de Hg Pa ada de Hg 0 0 0 29 92 760 101 323 4 9 10 254 19 92 506 67 460 9 8 20 508 9 92 252 33 597 14 2 29 736 6 0 92 23 4 3 120 14 46 29 526 750 0 394 10 0 1 333 14 63 29 88 759 0 0394 1 0 133 14 65 29 918 759 9 0 00197 0 05 7 5 GU A T CNICA COLOMBIANA GTC 9 Despu s de asegurarse que todos los escapes han sido corregidos se debe drenar el aceite y proceder con el tratamiento de vac o El aceite puede ser drenado tan r pido como se desee pero una evacuaci n r pida puede crear un vac o parcial dentro del tanque La v lvula de drenaje debe ser cerrada inmediatamente despu s de que el tanque est vac o para prevenir la entrada de aire procedente de la conexi n de drenaje Se recomienda que el aceite sea reemplazado por nitr geno seco durante el proceso de drenaje ya que retardos imprevistos pueden ocurri
10. e antes de ser instalados dentro del filtroprensa Si est n disponibles en el sitio las facilidades para el almacenamiento del aceite se debe proceder a secar y almacenar en un tanque de almacenamiento limpio una cantidad suficiente del aceite nuevo para el llenado total del ransformador Si no hay facilidades para el almacenamiento del aceite se debe continuar la circulaci n de ste a trav s del filtroprensa hasta que sea obtenida de manera consistente la rigidez diel ctrica indicada Se deber tomar una muestra del aceite antes del llenado y reservar para futuras verificaciones tales como el factor de potencia etc Precauci n El aceite puede adquirir una carga electrost tica al pasar a trav s de los papeles del filtro la cual ser transferida a los devanados cuando se llene el transformador Bajo algunas condiciones la tensi n electrost tica en los devanados puede ser peligrosa para el personal o para el equipo Para evitar esta posibilidad todos los terminales externos accesibles del transformador tanto como el tanque y el equipo de tratamiento de aceite deben ser puestos a tierra durante el llenado 7 2 LLENADO CON VAC O Despu s de obtenerse el vac o requerido y mantenerlo por 4 h o m s dependiendo de las instrucciones del fabricante se podr comenzar el llenado las conexiones de entrada del aceite y del vac o deben estar separadas lo m s que se pueda para evitar que el roc o del aceite que est entrando
11. e las temperaturas de los devanados y de la resistencia de aislamiento entre devanados y entre cada devanado y tierra A medida que el secamiento avanza se observar que la resistencia de aislamiento cae debido al incremento en la temperatura y a la liberaci n de humedad La resistencia comenzar luego a elevarse y la velocidad de incremento se disminuir lentamente cuando est cerca de completarse el secamiento Cuando la resistencia de aislamiento llega a un valor constante aunque el transformador no est completamente seco se ha llegado al m ximo grado de secamiento obtenible con el sistema de secamiento 13 GU A T CNICA COLOMBIANA GTC 9 Los ensayos de factor de potencia se pueden usar en lugar de o como complemento de los ensayos de resistencia de aislamiento para determinar el progreso de secado El factor de potencia se incrementar cuando la temperatura se incremente luego decrece cuando la humedad es extra da y se aplanar cuando el secamiento est cercano a completarse Precauci n puede existir una mezcla explosiva de vapores de aceite y de aire en algunas etapas del procedimiento de secamiento 10 ANTECEDENTE AMERICAN NATIONAL STANDARD Guide for Installation of Oil inmersed Transformers 10 MVA and Larger 69 287 kV Rating New York 1980 15 p il ANSI IEEE C57 12 11 14
12. eN ICONTEC GU A T CNICA GTC COLOMBIANA 9 1994 11 23 ELECTROTECNIA GU A PARA LA INSTALACI N DE TRANSFORMADORES SUMERGIDOS EN ACEITE POTENCIA MAYOR DE 10 MVA RANGO DE TENSI N 69 kV 287 kV E GUIDE FOR INSTALLATION OF OIL INMERSED TRANSFORMERS 10 MVA AND LARGER 69 kV 287 kV RATING CORRESPONDENCIA esta norma es equivalente EQV a la ANSI IEEE C57 12 11 DESCRIPTORES transformador transformador sumergido 1 C S 29 180 00 Editada por el Instituto Colombiano de Normas T cnicas y Certificaci n ICONTEC Apartado 14237 Santaf de Bogot D C Tel 6078888 Fax 2221435 Prohibida su reproducci n PR LOGO El Instituto Colombiano de Normas T cnicas y Certificaci n ICONTEC es el organismo nacional de normalizaci n seg n el Decreto 2269 de 1993 El ICONTEC es una entidad de car cter privado sin nimo de lucro cuya Misi n es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protecci n al consumidor Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del pa s para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo La representaci n de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalizaci n T cnica est garantizada por los Comit s T cnicos y el per odo de Consulta P blica este ltimo caracterizado por la participaci n del p blico en general La GTC 9 fue ratificada por el Consejo Directivo el 94 11 23 Esta norma est sujeta a s
13. eite del transformador llenando el tanque con nitr geno seco a medida que el aceite sea retirado Se retiran los intercambiadores de calor y otras conexiones de tuber as externas y se sellan estas aperturas preferiblemente con bridas luego se debe conectar la trampa de vapor y la bomba de vac o al tanque por medio de una tuber a de conexi n adecuada Para minimizar las p rdidas en la l nea y elevar la velocidad de secado la trampa de vapor debe 11 GU A T CNICA COLOMBIANA GTC 9 ser instalada tan cerca como sea posible al tanque del transformador una peque a cantidad de agua se expande en un gran volumen de vapor a bajas presiones en consecuencia cuando se instala una trampa de vapor para remover el agua adelante de la bomba de vac o su capacidad se incrementa Se debe sellar el tanque y realizar los ensayos de presi n para verificar posibles escapes Despu s de asegurarse que todos los escapes hayan sido eliminados se debe arrancar la bomba de vac o La extracci n de agua de los aislamientos comenzar cuando la presi n del vapor residual dentro del tanque sea reducida m s abajo que la presi n del vapor de agua dentro del aislamiento Si hay escapes presentes en el tanque esta presi n no puede ser obtenida y por consiguiente es imperativo que todos los escapes sean eliminados Despu s que la presi n residual dentro del transformador haya llegado al punto donde el agua est siendo extra da el contenido de agua residual e
14. eite hasta su nivel normal Se deben abrigar las salidas externas del tanque del transformador para reducir a un m nimo el calentamiento requerido y conectar la bomba de vac o a una v lvula adecuada en la parte superior del tanque Se debe ejercer un cuidado especial para evitar que la temperatura en los devanados y en el aislamiento llegue a valores peligrosos La temperatura en los devanados no deber exceder los 95 C y en el aceite los 85 C Deber n realizarse medidas frecuentes de la resistencia de los devanados y de la temperatura del aceite La alimentaci n de potencia puede ser conectada a cualquier devanado con los otros devanados puestos en cortocircuito Los secundarios de cualquier transformador de corriente dentro del tanque tambi n se deber n poner en cortocircuito Todas las derivaciones de la bobina deben ser conectadas en los devanados Para transformadores con refrigeraci n forzada con aceite las bombas de aceite deber n estar operando mientras el transformador est siendo calentado pero los medios de refrigeraci n ya sea el aire o el agua deben ser desconectados Las corrientes de cortocircuito usadas para calentar el transformador pueden elevarse hasta el valor de la corriente nominal con circulaci n forzada de aceite Los transformadores autorrefrigerados pueden elevar su corriente de cortocircuito hasta la corriente nominal mientras el transformador este fr o y luego reducir su valor hasta cuando la tempera
15. el tanque del transformador para reducir al m nimo el tiempo de secado y la cantidad de calor requerido para mantener constante la temperatura del aceite Con este m todo la humedad es removida a trav s del filtro de aceite Si se usa un filtroprensa la velocidad de extracci n de agua depender del grado de saturaci n de los papeles de filtro Los papeles de filtro deben estar extremadamente secos y deben ser cambiados frecuentemente para que este m todo sea efectivo Si el filtro de aceite usado es del tipo secador a vac o la velocidad de extracci n de agua depender del mantenimiento de vac o en el filtro y de la velocidad de transferencia del agua desde el aislamiento del papel al aceite Esta velocidad de transferencia de humedad se incrementa con la temperatura por lo que es deseable operar a la temperatura m s alta a la cual no cause el deterioro del aceite La velocidad de secado puede ser incrementada por la aplicaci n del vac o sobre la superficie del aceite 10 GU A T CNICA COLOMBIANA GTC 9 9 2 M TODO 2 DEVANADOS PUESTOS EN CORTOCIRCUITO Y VAC O Este m todo requiere de una fuente de potencia para calentar el transformador por medio de la circulaci n de corriente a trav s de los devanados y una bomba de vac o adecuada para extraer la humedad de los aislamientos Tambi n se requiere una trampa de condensaci n refrigerada en la l nea del vac o para recolectar el agua El transformador deber llenarse con ac
16. ena como cuando sale de f brica Antes de iniciar la instalaci n del transformador deber desarrollarse un procedimiento detallado para el manejo la inspecci n el ensamble el tratamiento en vac o y los ensayos del transformador y todos los aspectos contemplados deber n ser acordados entre las partes interesadas GU A T CNICA COLOMBIANA GTC 9 Para asegurar una vida til larga se recomienda que todos los transformadores de esta clase sean llenados con un aceite aislante de alta calidad bajo un vac o tan alto como lo permitan las condiciones pero no menor que el valor especificado por el fabricante 2 INSPECCI N DE RECEPCI N Cuando el transformador es recibido se debe realizar una inspecci n externa completa antes que ste sea retirado del veh culo que la transport Se deber chequear la presi n del gas dentro del tanque y en los cilindros de alimentaci n en caso de que estos hayan sido instalados Si la presi n del gas dentro del transformador es positiva por encima de cero puede asumirse que el sello del tanque a n es efectivo Si la presi n es cero o negativa existe la posibilidad de que haya ingresado humedad dentro del tanque y por tanto deber notificarse al fabricante Si se dispone de los instrumentos necesarios se deber verificar el contenido de ox geno y el punto de roc o del gas dentro del tanque Si el contenido de ox geno es menor del 1 y el punto de roc o indica una humedad relativa menor del
17. er actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales A continuaci n se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a trav s de su participaci n en el Comit T cnico 383101 Transformadores el ctricos ASEA BROWN BOVERI LTDA ASOCIACI N COLOMBIANA POPULAR DE INDUSTRIALES BOBITEC Y O JULIO CESAR CUADROS SALAZAR C MARA COLOMBIANA DE LA CONSTRUCCI N PRESIDENCIA COMERCIALIZACI N LTDA CONFECCIONES EL CTRICAS LTDA CONSULTORES REGIONALES ASOCIADOS CORPORACI N EL CTRICA DE LA COSTA ATL NTICA ECOLSULTING LTDA EL CTRICOS CALI LTDA ELECTRIFICADORA DE CORDOBA S A ELECTRIFICADORA DE SANTANDER S A ELECTRIFICADORA DEL TOLIMA S A ELECTR NICAS LASER LTDA ELECTROPORCELANA GAMMA S A EMPRESA COLOMBIANA DE PETR LEOS S A EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOT EMPRESA DE ENERG A DE BOGOT EMPRESAS P BLICAS DE MEDELL N EMPRESAS MUNICIPALES DE CALI ENERGEX LTDA ESPECIALIDADES EL CTRICAS PETROLERAS F Y R INGENIEROS LTDA FBM LTDA HERRAJES DEL PAC FICO LTDA INDUSTRIA COLOMBIANA DE ARTEFACTOS SA INDUSTRIA ITALO COLOMBIANA DE CONDUCTORES EL CTRICOS LTDA INDUSTRIAS EL CTRICAS VOLTEX LTDA INDUSTRIAS ELKA LTDA INTERCONEXI N EL CTRICA S A MOBIL DE COLOMBIA PRODUCTOS ELELTR NICOS WESTON LTDA PROTECVOLT LTDA ROY ALPHA S A RYMEL INGENIER A EL CTRICA LTDA SERVICIOS ELECTROINDUSTRIALES L K S
18. ese al transformador se deber ventilar a la atm sfera todo espacio superior del tanque donde puede haber gas acumulado y por medio de un man metro se debe controlar que se mantenga una ligera presi n positiva en el espacio del gas hasta que el nivel del aceite est por encima de los devanados Debido a que este aceite fue introducido sin vac o y por lo tanto no fue desgasificado se debe tener la precauci n de removerlo antes del tratamiento final con vac o y que el llenado posteriormente con aceite est conforme con lo indicado en los numerales 6 y 7 3 3 M TODO ALTERNO DE LLENADO CON ACEITE ANTES DE ABRIR EL TANQUE Algunos fabricantes especifican que el llenado inicial con aceite deber realizarse por el m todo de vac o indicado en los cap tulos 6 y 7 asumiendo que el transformador se encuentra en condiciones adecuadas cuando es recibido Si despu s de realizada la inspecci n interna no se indica la necesidad de retirar la totalidad del aceite despu s del montaje el aceite retirado o restante puede ser adicionado por el m todo de vac o o alternativamente y debido a que el aceite pudo haber absorbido una cantidad de gas durante este per odo puede ser conveniente retirar todo el aceite y llenar posteriormente por el proceso de vac o 3 4 CONSIDERACIONES ESPECIALES PARA DIFERENTES TIPOS DE TANQUES Si el transformador es del tipo de construcci n de tanque seccionado y ste ha sido despachado embarcado con la parte superi
19. est dado en la placa de caracter sticas y en los planos esquem ticos 4 3 LEVANTAMIENTO CON GATOS Todos los transformadores de esta clase son provistos con cajas o sillines que permitan el levantamiento por medio de gatos mec nicos En algunos transformadores los gatos mec nicos deber n ser colocados debajo de la platina inferior del transformador en los puntos designados por el fabricante Se deber consultar los planos o el manual de instrucciones del fabricante GU A T CNICA COLOMBIANA GTC 9 5 ENSAMBLE DE LOS ACCESORIOS 5 1 GENERALIDADES Despu s que haya sido completada la inspecci n interna del transformador se deber n instalar los bujes aisladores y los radiadores o las unidades de enfriamiento Los radiadores los enfriadores y los bujes aisladores pueden ser manejados de acuerdo con las instrucciones del fabricante del equipo pero en general deben ser levantados en posici n vertical durante su manejo e instalaci n Muchos tipos y formas diferentes de empaques pueden ser usados para el montaje de los componentes para los cuales usualmente el fabricante proporciona instrucciones espec ficas 5 2 BUJES AISLADORES Los bujes aisladores en el momento de ser instalados deber n estar absolutamente limpios y secos Los empaques y los nichos receptores de los empaques se deber n limpiar cuidadosamente Los empaques se deber n colocar cuidadosamente y presionar uniformemente hasta lograr el ajuste exacto de los sellos Las
20. i n puede requerirse un tratamiento con vac o a presiones absolutas m s bajas que 1 mm Hg 133 Pa Un beneficio adicional obtenido del tratamiento con alto vac o es que la humedad introducida dentro del aislamiento del transformador durante el montaje puede ser removida antes que el transformador sea puesto en servicio Una bomba de vac o recomendada es aqu lla que sea capaz de evacuar el tanque al grado requerido de vac o en un tiempo aproximado de 2 h a 3 h Esta se debe conectar a una v lvula apropiada para vac o instalada en la parte superior del transformador por medio de una tuber a o manguera reforzada de un tama o suficiente para minimizar las p rdidas en la l nea Si no se ha previsto una v lvula para este prop sito puede fabricarse entonces una placa adaptadora a la salida del dispositivo de alivio de presi n con una conexi n adecuada para tuber a Con el objeto de obtener una buena precisi n en el valor de vac o la localizaci n de los instrumentos de presi n o man metros no deber ser la misma que se usa para la bomba de vac o Se deben verificar posibles escapes en todas las uniones de las tuber as de vac o aplicando un empuje de alto vac o o por medio del ensayo de presi n antes de conectarlas al transformador Se deben cerrar todas las v lvulas de aceite y de nitr geno y arrancar la bomba de vac o y continuar bombeando hasta que la presi n dentro del tanque llegue a ser constante Luego se debe parar la b
21. n de los indicadores de temperatura del aceite y del punto caliente y los aparatos de control 7 Verificaci n de la rigidez diel ctrica el factor de potencia la tensi n interfacial y el n mero de neutralizaci n del aceite 8 Verificaci n del contenido de ox geno y el contenido total de gases combustibles en el colch n de nitr geno GU A T CNICA COLOMBIANA GTC 9 Tambi n se deber realizar un ensayo del contenido total de gases combustibles tan pronto como el transformador entre en servicio a la temperatura de operaci n para proporcionar una referencia adecuada para posteriores ensayos 9 Verificaci n de la operaci n del equipo auxiliar como son las bombas de circulaci n del aceite o los medidores del aceite o del flujo de agua de acuerdo con las instrucciones del fabricante 9 SECADO EN CAMPO En el caso de que la inspecci n interna revele signos de humedad en el transformador o si el sello de gas en el tanque fue da ado durante su transporte puede ser necesario el secado en el campo Si es posible se debe determinar la humedad residual y la manera en la cual entra al tanque El fabricante del transformador debe ser consultado acerca de las recomendaciones concernientes a las verificaciones adicionales y a los pasos para el secamiento del transformador La mayor a de los transformadores de potencia modernos son secados en la f brica a un contenido de humedad residual de menos de 0 5 del peso del aislamiento del
22. n el aislamiento puede ser estimada en la Figura 1 para la temperatura y la presi n prevalecientes en el devanado El valor le do debe ser multiplicado por 1 7 para el aislamiento del papel Kraft El secado puede continuar tanto como la humedad que est siendo extra da o puede darse por terminado cuando el contenido de humedad residual del aislamiento haya sido reducido al nivel deseado E A A AY Contenido de humedad en de de fibras de algod n seco Multiplicar 7 para madera Temperatura devanado C 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 08 0 1 0 3 04 050608 1 0 2 3 4 56 8 10 20 30 40 50 60 80100 MER Micrones HG Presi n de vapor Figura 1 Equilibrio de humedad 12 GU A T CNICA COLOMBIANA GTC 9 9 4 M TODO 4 USANDO AIRE CALIENTE Con el transformador ensamblado en su tanque el tanque deber ser sellado con el fin de reducir al m nimo la cantidad de calor requerido y mantener el interior del tanque a una temperatura uniforme para evitar la condensaci n dentro del tanque Por medio de un ventilador se forza al aire limpio y seco a pasar a trav s de los elementos de calefacci n y luego a trav s de una apertura en la base del tanque para pasar posteriormente sobre y a trav s de las bobinas antes de salir por una apertura en la cubierta Se deben colocar deflectores entre la entrada del aire caliente y los devanados para evitar que el flujo de aire caliente se concent
23. necesidad de incrementar los cuidados durante su instalaci n y servicio Para mantener la rigidez diel ctrica del aislamiento es esencial evitar el ingreso de humedad y as mismo que quede atrapado aire o burbujas de gases en su interior Debido a que el aceite es una parte esencial de la estructura del aislamiento el ctrico de un transformador la calidad y su cuidado en el manejo son extremadamente importantes Los transformadores de gran potencia despachados son usualmente embarcados sin aceite con objeto de reducir su peso El tanque se llena con gas seco generalmente nitr geno bajo presi n para prevenir la entrada de humedad durante su transporte El usuario debe cumplir con las recomendaciones m nimas dadas por el fabricante del transformador Nota En algunos casos cuando se reciben transformadores estos se encuentran llenos de aceite en cuyo caso puede desatenderse las instrucciones contempladas en esta norma relativas al llenado inicial con aceite No ser necesario drenar el aceite contenido en el transformador excepto cuando sea necesario realizar una inspecci n y reparaci n o cuando el llenado original realizado por el fabricante no haya sido hecho por el m todo de vac o Para evitar la exposici n del aislamiento a la humedad en el sitio de instalaci n se deber n adoptar todas las precauciones posibles Estas deber n servir de ayuda al usuario para poner en servicio un transformador nuevo al menos en una condici n tan bu
24. o del agua antes de iniciar el vac o sobre el tanque del transformador El ensayo de presi n del conducto de aceite en los intercambiadores de calor se debe realizar con aceite filtrado 5 4 OTROS ACCESORIOS El cambiador de derivaciones desenergizado el indicador de nivel de aceite los medidores de temperatura y otros accesorios deber n ser ensamblados de acuerdo con las instrucciones del fabricante Se debe verificar la operaci n del cambiador de derivaciones hasta estar seguro que opera apropiadamente en ambas direcciones que se obtiene un contacto pleno en todas las derivaciones y que es ejercida una presi n adecuada sobre todos los contactos As mismo se debe verificar la operaci n del indicador de nivel GU A T CNICA COLOMBIANA GTC 9 6 TRATAMIENTO CON VAC O 6 1 PREPARACI N Se debe retirar provisionalmente el diafragma de liberaci n de presi n o protegerlo de posible da o hasta despu s del llenado final con vac o a menos que las instrucciones del fabricante indiquen que el diafragma puede soportar un vac o completo Si los tanques para expansi n de aceites separados o equipo de gas inerte u otros aparatos instalados no pueden soportar un vac o completo stos deber n ser aislados del tanque principal antes de iniciar el vac o Cuando en algunos transformadores existan barreras entre el tanque principal y otros compartimientos que no puedan soportar un vac o completo en un lado y presi n atmosf rica sobre el o
25. omba de vac o y verificar escapes dentro del tanque o en las tuber as Si todas las uniones est n apretadas no deber existir un incremento apreciable en la presi n residual en un per odo de 30 min como se sugiere en el numeral 6 1 GU A T CNICA COLOMBIANA GTC 9 7 LLENADO CON ACEITE 7 1 VERIFICACI N DEL ACEITE Si el aceite es suministrado en tambores se debe verificar la rigidez diel ctrica del aceite mientras est contenido a n en los mismos Si hay presencia de agua libre sta se debe drenar antes de pasar el aceite a trav s del filtroprensa Si hay presencia excesiva de agua libre puede ser necesario usar una centrifugadora en lugar del filtroprensa Se debe continuar pasando el aceite a trav s del filtroprensa hasta que la rigidez diel ctrica prescrita sea cumplida Cuando el ensayo de rigidez diel ctrica se realiza de acuerdo con las recomendaciones de la norma ANSI ASTM D877 79 NTC 2975 M todo de ensayo de la Tensi n de Rigidez Diel ctrica de los L quidos Aislantes usando los electrodos de disco se debe obtener un valor m nimo de 30 kV Nota La norma ANSI IEEE C57 106 1977 Gu a para la aceptaci n y el mantenimiento del aceite aislante en equipos es recomendada como una gu a para la verificaci n de los aceites Es conocido que la capacidad del filtroprensa para remover el agua del aceite depende de un buen secado de los papeles del filtro Los papeles del filtro se deber n secar en hornos inmediatament
26. or del tanque removida ser necesario retirar temporalmente las tapas en ambas secciones del tanque antes de poder unir las dos partes A causa de los diferentes tipos de construcci n interna del transformador y de las diferentes formas usadas para unir las dos secciones de los tanques ser necesario seguir detalladamente las instrucciones suministradas por el fabricante del transformador para poder realizar esta operaci n 3 5 INSPECCI N Si el transformador fue despachado en su tanque definitivo el acceso para la inspecci n interna y el montaje se realiza a trav s del agujero de inspecci n Precauci n despu s de removerse la cubierta del agujero de inspecci n no deber entrar en los transformadores hasta tanto el nitr geno u otro gas contenido sea completamente evacuado con aire y se est seguro de que el contenido de ox geno sea del 19 5 al menos Este reemplazo del gas con aire seco es necesario para proporcionar el ox geno suficiente para sostener la vida humana Para evitar el da o que pueda ocasionar cualquier objeto extra o que caiga dentro del transformador todos los trabajadores que se encuentren encima del transformador cuando el tanque este abierto deber n vaciar completamente todos sus bolsillos de los objetos que se puedan perder y todas las herramientas que sean utilizadas deber n ser amarradas con cintas de algod n o cuerdas limpias y aseguradas firmemente por el otro extremo al lado externo del GU A
27. r antes de aplicar el tratamiento de vac o Se debe tener disponible una cantidad suficiente de cilindros con nitr geno para llenar el tanque del transformador Despu s que la v lvula de drenaje sea cerrada se debe continuar ingresando nitr geno hasta que el man metro existente en el tanque indique una presi n positiva 6 2 TRATAMIENTO CON VAC O Asumiendo que el transformador lleg al sitio en estado seco y que no ha sido expuesto indebidamente a la humedad durante su montaje la principal funci n del tratamiento con vac o ser remover el aire atrapado en el aislamiento y permitir que ste logre su rigidez diel ctrica total Las peque as burbujas de gas tiene una rigidez diel ctrica m s baja que el aceite y pueden conducir a una falla si est n localizadas en un punto de alto esfuerzo el ctrico Removiendo la mayor parte del gas dentro del transformador y el aceite por medio del llenado en vac o se reduce el peligro de que las peque as burbujas libres del gas no disuelto permanezcan dentro de los devanados y del aislamiento El grado de vac o requerido para que sea efectivo depende del dise o de los devanados y del aislamiento y deber n determinarse por consulta entre el fabricante y el comprador antes de iniciar el montaje En general un tratamiento con vac o a una presi n absoluta de 25 mm Hg 3 330 Pa puede ser suficiente para transformadores con tensiones nominales inferiores a 345 kV Para transformadores de alta tens
28. re en una peque a porci n de los devanados Term metros deber n instalarse en la entrada y salida de las corrientes de aire y la cantidad de aire circulando deber ser tal que s lo se obtenga una peque a diferencia entre las temperaturas de entrada y salida La temperatura del aire entrando debe ser aproximadamente de 100 C Precauci n cuando se est secando con aire caliente un aislamiento empapado con aceite se debe poner cuidado para evitar generaci n de llamas o fuego cerca del transformador particularmente cerca de la salida del aire donde los vapores del aceite deben estar concentrados El punto de inflamaci n del aceite para transformadores es aproximadamente 145 C Se deber n colocar extintores de fuego preferiblemente del tipo de di xido de carbono cerca del transformador antes de comenzar el secamiento El volumen de aire requerido para obtener un m nimo tiempo de secamiento var a con el tama o de los tanques los siguientes valores se dan como una gu a aproximada rea de la base del tanque pies 30 60 100 125 150 m 28 5 6 9 3 11 6 14 0 Volumen del aire pies min 1000 3 000 4 000 5 000 m min 28 85 114 140 9 5 TERMINACI N DEL SECAMIENTO Tan pronto como el transformador pueda considerarse que ha sido secado es esencial que el tanque se llene inmediatamente con aceite hasta cubrir el n cleo y los devanados Durante el proceso completo de secado se deben registrar lecturas regulares d
29. rse la inspecci n interna se deber proceder de acuerdo con lo indicado en el numeral 3 Se deber solicitar que un representante del transportador est presente durante la inspecci n 3 INSPECCI N INTERNA 3 1 CONDICIONES ATMOSF RICAS La humedad puede condensarse sobre cualquier superficie que se encuentre m s fr a que el aire que la rodea La humedad presente en el aislamiento o el aceite disminuye la rigidez diel ctrica y puede causar una falla del transformador El transformador no deber ser abierto bajo circunstancias que permita la entrada de humedad como ocurre en d as de alta humedad relativa Si el transformador es llevado a una localizaci n m s caliente que el propio transformador el transformador deber permanecer sin destapar hasta que los signos de condensaci n externa hayan desaparecido GU A T CNICA COLOMBIANA GTC 9 3 2 LLENADO CON ACEITE ANTES DE ABRIR EL TANQUE Antes de abrir el tanque del transformador este deber ser llenado con aceite limpio y seco hasta cubrir las bobinas y el aislamiento Algunos usuarios prefieren llenar con aceite a una temperatura aproximadamente de 30 C 90 F para calentar el n cleo y las bobinas minimizando as la posibilidad de condensaci n de humedad dentro del transformador Todo el aceite deber ser filtrado y ensayado antes de ser bombeado por la parte inferior del tanque dentro del transformador de acuerdo con lo indicado en el numeral 7 1 Cuando el aceite ingr
30. tro lado se deber establecer sobre el otro lado un vac o parcial de tal forma que la diferencia de presi n no da e dicha barrera Despu s que todas las partes hayan sido ensambladas el tanque debe ser sellado y ensayado con presi n para asegurar que todas las uniones est n ajustadas Algunos fabricantes recomiendan realizar tambi n un ensayo de vac o especificando que el aumento de presi n con el tanque sellado no exceda de 25 mm Hg 3 330 Pa en 30 min Ya sea con el ensayo de presi n o con el de vac o es importante verificar las condiciones de presi n diferencial permisible en los paneles del cambiador de derivaciones bajo carga ya que estos pueden no ser capaces de soportar cualquier diferencia de presi n Se deben verificar posibles escapes en todas las uniones con empaques con una soluci n l quida jabonosa u otro tipo de detector de escapes adecuado El tanque debe mantener una presi n del gas por lo menos 4 h sin escapes Todos los escapes deben ser eliminados antes de arrancar el llenado con vac o Notas 1 Cualquier escape de aire dentro del tanque del transformador puede contaminar seriamente el aislamiento del transformador mientras se est realizando el vac o dentro del mismo El aire cuando es arrastrado dentro de un vac o se expande y baja su temperatura liberando consecuentemente humedad Si el n cleo y las bobinas est n fr as la humedad conducida por el aire se condensar en estas partes y ser absor
31. tura en el transformador se aproxime a la temperatura nominal La tensi n requerida para circular esta corriente depender de la impedancia del transformador Despu s de que se hayan logrado las temperaturas deseadas en el devanado y en el aceite se debe desconectar el suministro de potencia y drenar el aceite del transformador Cuando el aceite ha sido drenado del tanque se deben cerrar las v lvulas y arrancar la bomba de vac o Se contin a el vac o en el transformador hasta que la extracci n de agua se detenga Este procedimiento puede ser repetido cuantas veces sea necesario hasta obtener el grado de secamiento deseado El contenido de agua m nimo en el aislamiento puede ser estimado de la gr fica dada en la Figura 1 para cualquier temperatura y condiciones de vac o dadas El valor le do debe ser multiplicado por 1 7 para el aislamiento del papel Kraft La extracci n de agua desde el aislamiento se suspende cuando la presi n de vapor de agua en el aislamiento se equilibra con la presi n parcial del vapor de agua en el tanque a la misma temperatura y presi n 9 3 M TODO 3 USANDO ALTO VAC O Este m todo requiere el uso de una bomba de vac o adecuada capaz de lograr una disminuci n de presi n absoluta hasta un valor de 0 05 mm Hg 6 67 Pa o menor y una trampa de vapor refrigerado para recolectar el agua Este m todo no requiere de un calentamiento adicional si se utiliza una bomba de vac o adecuada Se debe drenar el ac
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