Manual de transformadores y reactores de potencia tomo 2.pdf - MANUAL DE TRANSFORMADORES Y REACTORES DE POTENCIA TOMO II EDICI\u00d3N 2 Revisado y

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Unformatted text preview: MANUAL DE TRANSFORMADORES Y REACTORES DE POTENCIA TOMO II EDICIÓN 2 Revisado y actualizado por: Instituto de Investigaciones Eléctricas Con material de la Coordinación de Transmisión de la Comisión Federal de Electricidad Diciembre 2007 ST-CT-2007 PRESENTACIÓN GENERAL Introducción La Comisión Federal de Electricidad (CFE) es la entidad mexicana del sector público, encargada de planificar la expansión del Sistema Eléctrico Nacional, para cubrir el crecimiento de la demanda del servicio de energía eléctrica que requiere el país. Con el fin de consolidarse como una empresa de clase mundial, con base en sus indicadores internacionales de productividad, eficiencia, tecnología y desarrollo de sus trabajadores, la CFE cumple con sus objetivos y misión, avanzando en sus procesos de modernización y competitividad a corto y mediano plazo. La creciente demanda de energía eléctrica ha obligado, a que se incrementen los kilómetros de líneas de transmisión de alta tensión, para el transporte eficiente de ésta, desde los centros de generación hasta los de consumo. Para transportar y distribuir la energía eléctrica a todo el país, es necesario desarrollar la infraestructura necesaria para realizar las operaciones de transformación. El equipo de transformación es el encargado de adecuar la energía eléctrica, de acuerdo con las necesidades de los consumidores. Para cumplir con esta actividad, se requiere de un gran esfuerzo por parte del personal involucrado en la operación y mantenimiento del equipo de transformación, así como de manuales que apoyen durante el desarrollo de las mismas. Por tal motivo, se presenta este Manual de Transformadores y Reactores de Potencia, que está integrado por dos tomos. El Tomo I comprende los aspectos teóricos relacionados con la operación, materiales aislantes, sistemas de enfriamiento y cargabilidad, mantenimiento, transporte, almacenamiento, montaje, protección y puesta en servicio de transformadores y reactores de potencia, así como de sus componentes y accesorios. El Tomo II contiene los procedimientos de mantenimiento y de prueba requeridos, para incrementar la confiabilidad de operación de los equipos y disminuir el riesgo de fallas catastróficas. Este manual tiene como objetivo unificar los criterios para realizar el mantenimiento y las pruebas, así como establecer los límites permisibles de prueba. Este documento, muestra la inquietud de los Directivos de la Comisión Federal de Electricidad para difundir sin restricciones y promover la aplicación tecnológica existente de una forma consistente y homogénea, en todos los ámbitos de la empresa, con el fin de optimizar los procesos de operación, transporte, almacenamiento, instalación, puesta en servicio, mantenimiento y operación de los transformadores y reactores de potencia. Con el objetivo de conservar la utilidad de este manual, es necesario actualizarlo periódicamente contando con la participación de los ingenieros de las distintas áreas de Transmisión de la CFE, reflejando la experiencia de su aplicación e incorporando las nuevas técnicas de diagnóstico y los desarrollos tecnológicos en el sector energía. Tomo II Manual de transformadores y reactores de potencia i ST-CT-2007 Antecedentes El Manual de Transformadores y Reactores de Potencia, Tomo II, primera Edición, es un documento promovido por la Coordinación de Transmisión de la CFE y desarrollado por el personal técnico a través de sus representantes, en el Comité de Especialistas en Transformadores de Potencia y Equipo Afín y fue impreso en diciembre de 1998. El presente manual corresponde a la segunda Edición e incluye los procedimientos de prueba para transformadores y reactores de potencia. A esta nueva Edición se integraron seis procedimientos: Manual de campo, Guía para el mantenimiento de boquillas, Mantenimiento menor y pruebas a cambiadores de derivación bajo carga, Medición de respuesta a la frecuencia, Inspección y prueba de los dispositivos de protección y Reclamo al seguro por daños ocurridos a autotransformadores, transformadores y reactores de potencia para recuperación de pago en especie. Todos los temas de la edición uno y los que se integraron fueron revisados y actualizados, atendiendo a las nuevas técnicas de pruebas y normatividad vigente. A quién va dirigido El manual está dirigido a todo el personal de la Comisión Federal de Electricidad involucrado directa o indirectamente en la operación, mantenimiento, pruebas, transporte, almacenamiento y puesta en servicio de transformadores y reactores de potencia. Organización del Tomo II El Tomo II del Manual de Transformadores y Reactores de Potencia está integrado por veintiún procedimientos relacionados con las pruebas de rutina, la recepción en sitio, la puesta en servicio y el mantenimiento en sitio que realiza el personal de CFE a los transformadores y reactores de potencia. Algunos de los procedimientos se aplican a los accesorios de los transformadores y reactores como son: los dispositivos de protección, cambiadores de derivación y boquillas. También se incluye un procedimiento que servirá de apoyo para realizar el reclamo al seguro por daños ocurridos a autotransformadores, transformadores y reactores de potencia para recuperación de pago en especie. La estructura de cada procedimiento fue uniformizada por lo que el contenido comprende: objetivo, alcance, teoría básica de la medición, circuitos de prueba, interpretación de resultados y formatos de prueba. Los formatos de prueba y la operación básica de los equipos utilizados en las pruebas están integrados en los anexos de cada procedimiento. Selección del material El material que contiene este manual fue preparado en su oportunidad por diversos especialistas, e integrado de acuerdo con el contenido establecido por la Coordinación de Transmisión. Se tomaron como referencia algunos documentos existentes, los cuales fueron revisados y modificados para que formen parte de este manual, el cual fue preparado con la finalidad de capacitar a los nuevos ingenieros y para proporcionar una herramienta de apoyo en la realización de los trabajos de operación, mantenimiento y pruebas de transformadores y reactores de potencia. ii Manual de transformadores y reactores de potencia TomoII ST-CT-2007 Este documento es publicado sin fines de lucro, por lo que todos los derechos son reservados. Queda estrictamente prohibida, sin la autorización escrita de la CFE y bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción parcial o total de esta obra por cualquier medio o procedimiento, incluyendo la reprografía y el tratamiento informático, así como la distribución de ejemplares mediante alquiler o préstamo públicos. Cabe señalar que algunas fotografías incluidas fueron proporcionadas por fabricantes de equipo, otras fueron tomadas de los catálogos de los proveedores de la CFE, algunas más fueron tomadas del equipo instalado que forma parte de su infraestructura y unas más fueron conseguidas en sitios públicos digitales. La fotografía de la portada corresponde a un transformador monofásico 400/230/13.8 kV, 110 MVA, tipo acorazado, marca Mitsubishi y está instalado en la Subestación Eléctrica Topilejo, a 3196 metros sobre el nivel del mar. Mecanismo de actualización Las contribuciones para el mejoramiento y actualización de este manual deberán ser enviadas por escrito a la: Gerencia de Subestaciones Coordinación de Transmisión Subdirección de Transmisión El contenido de las aportaciones será revisado y evaluado antes de su incorporación al manual, por el personal de la Subgerencia de Subestaciones y por el Comité de Especialistas de Transformadores de Potencia y Equipo Afín. Tomo II Manual de transformadores y reactores de potencia iii ST-CT-2007 RECONOCIMIENTOS La Comisión Federal de Electricidad (CFE) agradece la participación y revisión de las siguientes personas, quienes con su experiencia y profesionalismo hacen posible la actualización de esta obra, en beneficio del sector eléctrico del país. DIRECCIÓN DE OPERACIÓN Subdirector de Transmisión Noé Peña Silva Coordinador de Transmisión Juan Bautista Flores Gerente de Subestaciones Gilberto Paniagua García Subgerente de Subestaciones Héctor Lara Covarrubias Jefe de Departamento Ricardo Montes Fernández Jefe de Departamento Efraín Robles Ramírez La CFE agradece especialmente a las siguientes personas, así como a las instituciones que representan, su colaboración en la revisión del Tomo I del Manual de Transformadores y Reactores de Potencia. COMITÉ DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y EQUIPO AFÍN COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD TRANSMISIÓN Héctor Lara Covarrubias (Coordinador Técnico) Manuel Alexander Maldonado Ruz COORDINACIÓN DE TRANSMISIÓN GRT PENINSULAR Juan Manuel Espinoza Garza (Presidente) DISTRIBUCIÓN GRT NORESTE Daniel Murguía Patiño Benito Peláez Luna Carlos Cardoza Terrazas (Secretario) GRT NORTE Jorge Luis Ortiz Corona GENERACIÓN Alberto Quintero Nieves GRT BAJA CALIFORNIA C. N. LAGUNA VERDE Marco Antonio Clemen Parra Fermín Palmeros Luna GRT NOROESTE LABORATORIO DE PRUEBAS DE EQUIPOS Y MATERIALES Jesús Manuel Rodríguez Solano GRT OCCIDENTE Refugio Reyes Aguirre GRT CENTRAL Jaime Ruiz Barrios GRT ORIENTE José Carlos Villicaña Coronado GRT SURESTE Manuel Guzmán Villagómez Filiberto Zazueta Rubio UNIDAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZADA Adrián Lugo Noguerón INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELÉCTRICAS Vicente Rodolfo García Colón Hernández LUZ Y FUERZA DEL CENTRO Sergio Rodríguez Medina iv Manual de transformadores y reactores de potencia TomoII ST-CT-2007 Se agradece al Comité de Aceites y Gases Aislantes de la CFE por la revisión de los procedimientos de muestreo de aceites y diagnóstico del análisis de los gases disueltos en el aceite (DGA), que se incluye en este tomo, en especial al Lic. Francisco Alberto Contreras G. y al Ing. Ignacio Arbola Rivera del LAPEM. Un reconocimiento especial al Ing. Enrique de J. Aguilar Palafox, Coordinador del Sector Colima de la CFE por su contribución en el desarrollo del procedimiento guía de mantenimiento de boquillas. También se agradece al Ing. Ricardo Montes Fernández de la Coordinación de Transmisión de la CFE su participación en la coordinación de actividades del proyecto y revisión de procedimientos de prueba. Adicionalmente, la CFE agradece la valiosa colaboración del personal del Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) cuyas aportaciones y comentarios hicieron posible la actualización de este Tomo: Edgar Robles Pimentel Oscar Reyes Martínez En especial al Ing. Oscar Escorsa Morales quien fue el responsable de coordinar y realizar las actividades de este proyecto. También se agradece al personal de las compañías IEM y PROLEC GE, por su contribución en el enriquecimiento de este Tomo: Álvaro Cancino Quiroz Enrique Betancourt Ramírez Asimismo, se hace un reconocimiento a los ingenieros pioneros que han pertenecido y participado en el Comité de Transformadores de Potencia y Equipo Afín y cuya experiencia se ve reflejada en este Tomo: Alfredo López Tagle Hugo Equihua Tapia León Jiménez Posada Julián Jiménez Jáuregui Juan Carlos Aréchiga Camacho Josafat Martínez Lozano Gonzalo Aguilar Águila Crispín Vizuet Guzmán José Amancio Ortega Arguilaga Tomo II Manual de transformadores y reactores de potencia v ST-CT-2007 Se agradece la participación de los ingenieros de la CFE que participaron en la revisión de los procedimientos de prueba de este documento y que se enlistan a continuación: Adolfo Chora Sánchez José Hipólito Nucamendi Melchor Adrián Gaona Martínez José Luís Garibay Castellanos Carlos Chávez Hernández José Luís Moguel Cabrera Carmelo Pérez Aguilar José Pérez Escobar Ezequiel Valverde A. Juan Carlos Cedillo Salazar Fidel Abdías Pozo Aguilar Leonardo Espinosa García Gabriel Hernández Navarrete Luís García Marión Gerardo Valadez de la Luz Mario Zamarrita Madrid Geronimo Ramírez Popo Miguel Ángel Cruz Silos Hugo Galván Bonilla Neptalí F. Uco Rosado Humberto A. Rodríguez Lora Ricardo Monroy Gómez Jorge Alvarado Hernández Ricardo Rocha Salazar Jorge Arturo Pérez Pérez Rolando Rodríguez Rugerio José Ángel Godinez G. Rosario Trinidad Castro Ayala José Antonio Berospe M. Víctor M. Salgade Crisante Se hace un reconocimiento póstumo a aquellos ingenieros que dejaron huella en la CFE y que contribuyeron con su experiencia, a la creación de procedimientos y nuevas herramientas para el diagnóstico de transformadores de potencia: Jerónimo Ortiz Martínez (Autor de la primera versión de este Tomo) Jesús Ortiz González Héctor Vélez Gómez vi Manual de transformadores y reactores de potencia TomoII ST-CT-2007 CONTENIDO GENERAL . No. ÍNDICE 1 2 3 4 5 CLAVE ANTERIOR CLAVE ACTUAL Procedimiento para la medición de resistencia de aislamiento en equipo eléctrico primario SGP-A001-S ST-CT-001 Procedimiento para medición de factor de potencia en aislamiento de equipo eléctrico SGP-A003-S ST-CT-002 Procedimiento para medición de corriente de excitación en transformadores de potencia SGP-A004-S ST-CT-003 Procedimiento para la determinación de humedad residual en aislamientos sólidos de transformadores de potencia SGP-A-005-S ST-CT-004 Procedimiento para el secado de transformadores y reactores de potencia SGP-A-006-S ST-CT-005 6 Procedimiento para el muestreo de aceite aislante SGP-A009-S ST-CT-006 7 Procedimiento para la medición de relación de transformación (TTR) SGP-A011-S ST-CT-007 Procedimiento para recepción y puesta en servicio de transformadores de potencia GGT-A013-S ST-CT-008 Procedimiento para la medición transformadores de potencia GGT-A017-S ST-CT-009 Procedimiento para la reparación de transformadores y reactores de potencia GGT-A020-S ST-CT-010 Procedimiento de pruebas a boquillas GGT-A023-S ST-CT-011 8 9 10 11 Tomo II de impedancia en Manual de transformadores y reactores de potencia vii ST-CT-2007 12 13 14 15 GGT-A024S ST-CT-012 Procedimiento para el diagnóstico del análisis de los gases disueltos en el aceite (DGA) GSE-028-S ST-CT-013 Procedimiento para el embarque, transportación y recepción en sitio de transformadores y reactores de potencia GSE-029-S ST-CT-014 Procedimiento para la medición de resistencia óhmica a equipo primario PT-SLA-09-19 ST-CT-015 16 Manual de campo --- ST-CT-016 17 Guía para el mantenimiento de boquillas de alta tensión --- ST-CT-017 18 Procedimiento para el mantenimiento menor y pruebas a cambiadores de derivación bajo carga --- ST-CT-018 19 Procedimiento para la medición de respuesta a la frecuencia --- ST-CT-019 20 Procedimiento para la inspección y prueba de dispositivos de protección de transformadores y reactores de potencia --- ST-CT-020 Procedimiento de reclamo al seguro por daños ocurridos a autotransformadores, transformadores y reactores de potencia para recuperación de pago en especie --- ST-CT-021 21 viii Procedimiento para el embarque, transportación, recepción, manejo y almacenamiento de boquillas con tensión nominal de 69 kV y mayores Manual de transformadores y reactores de potencia TomoII SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN Procedimiento para la medición de resistencia de aislamiento en equipo eléctrico primario Hoja 1 de 52 Clave ST-CT-001 Revisión 1 Fecha de elaboración: Dic -2007 PROCEDIMIENTO PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO EN EQUIPO ELÉCTRICO PRIMARIO Esta edición sustituye a la versión del procedimiento SGP-A-001-S-1978 1978 Tomo II Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN Procedimiento para la medición de resistencia de aislamiento en equipo eléctrico primario Hoja 2 de 52 Clave ST-CT-001 Revisión 1 Fecha de elaboración: Dic - 2007 INDICE Pág. 1 Objetivo 3 2 Alcance 3 3 Teoría general de la medición 3 3.1 Definición 3 3.2 Corriente de aislamiento 3 3.3 Absorción dieléctrica 4 3.4 Índices de absorción y polarización 4 3.5 Factores que afectan la medición de resistencia de aislamiento 5 3.6 Medidas de seguridad al utilizar el medidor de resistencia de aislamiento 8 3.7 Métodos de medición de la resistencia de aislamiento 8 4 Procedimientos de medición y circuitos de conexión 10 4.1 Medición de resistencia de aislamiento a transformadores y reactores de potencia 10 4.2 Medición de resistencia de aislamiento en máquinas rotatorias 15 4.3 Prueba de resistencia de aislamiento a transformadores de instrumento 20 4.4 Prueba de resistencia de aislamiento en apartarrayos 23 5 Bibliografía 24 Anexo A Formatos de datos de prueba 25 Anexo B Operación de equipo para la medición de resistencia de aislamiento 45 Anexo C Resumen de procedimiento para la medición de resistencia de aislamiento en equipo eléctrico primario 52 1978 Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia Tomo II SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN Procedimiento para la medición de resistencia de aislamiento en equipo eléctrico primario 1 Objetivo El objetivo de este procedimiento es describir los pasos para realizar la medición de resistencia de aislamiento en equipo eléctrico primario. Se describen los factores que afectan la medición, el método de prueba, las conexiones utilizadas y los criterios para la interpretación de los resultados. También tiene como finalidad unificar los criterios en la determinación de las condiciones que guarda el sistema aislante del equipo eléctrico primario. 2 Alcance Su aplicación está dirigida al equipo eléctrico primario como son: máquinas rotatorias, transformadores de potencia, reactores, transformadores de instrumento, interruptores y cables de potencia. Sin embargo, con los criterios adecuados se puede hacer extensivo al equipo menor, como son los motores fraccionarios y transformadores de distribución. En el Anexo A de este procedimiento se presentan los formatos de registro de datos de prueba. Los equipos de medición de resistencia de aislamiento comúnmente utilizados en la CFE se indican en el Anexo B. Para los aspectos de impacto ambiental, cualquier actividad de instalación puesta en servicio, operación y/o mantenimiento relacionado con Transformadores y Reactores de Potencia, debe contar con el criterio de protección ambiental, el cual es establecido por la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), a través de sus leyes y reglamentos conducentes para controlar y reducir la generación de contaminantes del aire, agua y suelo, así como la protección a la salud del personal, de la instalación y de los habitantes en torno a la misma. En caso de falta, violación y/o incumplimiento de las leyes ambientales en que se incurra por parte del proveedor, durante la puesta en servicio de transformadores y reactores de potencia, éste 1978 Tomo II Hoja 3 de 52 Clave ST-CT-001 Revisión 1 Fecha de elaboración: Dic -2007 tendrá que ejecutar los trabajos de limpieza o restauración de manera inmediata. En esta sección se aplicará el Reglamento de Seguridad e Higiene, Capítulo 800 (secciones 801 a 821), así como las Reglas de Despacho y Operación del Sistema Eléctrico Nacional. Además se debe cumplir con la norma NOM-EM-138ECOL y la especificación CFE L0000-58. 3 Teoría general de la medición 3.1 Definición La resistencia de aislamiento se define como la oposición del aislamiento al paso de la corriente eléctrica al aplicar un voltaje de corriente directa (CD). La resistencia del aislamiento está en función del tiempo y de la magnitud del voltaje aplicado y se mide en Megaohms (MΩ). La resistencia de aislamiento varía directamente con el espesor del aislamiento e inversamente al área del mismo. El objetivo de la medición es determinar la presencia de contaminantes o el envejecimiento del aislamiento. También se emplea como un medio de control para proceder a aplicar voltajes de prueba de corriente alterna. Con los valores obtenidos en esta prueba, se calcula el índice de polarización, que se relaciona con la cantidad de humedad presente en el aceite y que será complementaria a las pruebas físico-químicas efectuadas a una muestra de aceite. 3.2 Corriente de aislamiento Al aplicar un voltaje de corriente directa a un aislamiento, se genera una corriente que se denomina cor...
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  • Summer '16
  • Harry
  • Contaminación, Transformador, El País, Subestación eléctrica

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