Aquí se explican las razones principales para realizar esta práctica:
Evaluar la Condición del Aislamiento
El aceite en los transformadores de potencia actúa como un aislante eléctrico. Al evaluar la muestra de aceite, se pueden identificar problemas de degradación del aislamiento, lo que es crucial para prevenir fallos eléctricos y mantener la seguridad del sistema.
Detectar Contaminantes
El análisis del aceite puede revelar la presencia de contaminantes como agua, ácidos, y partículas metálicas. Estos contaminantes pueden afectar la capacidad aislante del aceite y aumentar el riesgo de fallos en el transformador.
Medir la Humedad
El contenido de agua en el aceite es un indicador importante de la salud del transformador. La presencia de humedad puede reducir la capacidad aislante del aceite, aumentando el riesgo de cortocircuitos y daños en el transformador.
Identificar la Degradación Térmica
La muestra de aceite permite detectar productos de degradación térmica, como gases disueltos, que se forman cuando el aceite o el aislamiento sólido se sobrecalientan. Este análisis ayuda a identificar puntos calientes y problemas de sobrecalentamiento en el transformador.
Detectar Descargas Parciales
Mediante el análisis de gases disueltos (DGA), se pueden identificar gases específicos que indican descargas parciales o arcos eléctricos dentro del transformador. Detectar estos fenómenos temprano puede prevenir daños mayores y costosos.
Evaluar la Vida Útil del Transformador
Al monitorizar la acidez del aceite (índice de neutralización) y otros parámetros, se puede evaluar la vida útil restante del transformador. Un aumento en la acidez, por ejemplo, puede indicar la degradación del aislamiento y la necesidad de mantenimiento o reemplazo.
Monitoreo de Mantenimiento Predictivo
El análisis regular del aceite es una parte integral del mantenimiento predictivo. Permite programar intervenciones de mantenimiento basadas en el estado real del transformador en lugar de basarse únicamente en intervalos de tiempo fijos, optimizando así los recursos y mejorando la fiabilidad del sistema.
Cumplimiento de Normas y Regulaciones
El análisis del aceite ayuda a asegurar que el transformador cumple con las normas y regulaciones industriales y ambientales, como las establecidas por ASTM, IEC, y otras organizaciones. Esto es crucial para la operación segura y eficiente del equipo.
Prevención de Fallos Costosos
Detectar problemas a tiempo mediante el análisis del aceite puede prevenir fallos catastróficos del transformador, que pueden resultar en interrupciones del servicio, daños significativos al equipo y costos elevados de reparación y reemplazo.
Evaluación del Desempeño del Transformador
Finalmente, el análisis del aceite permite evaluar el desempeño general del transformador y asegurar que esté operando dentro de los parámetros óptimos. Esto incluye verificar la viscosidad, rigidez dieléctrica, y otras propiedades físicas y químicas del aceite.
1. Toma de Muestra de Aceite
| Paso | Descripción |
|---|---|
| Preparación | Utilizar equipo limpio como guantes, toallas de papel y contenedores de muestra. |
| Limpieza | Limpiar el área alrededor del punto de muestreo antes de tomar la muestra. |
| Purga Inicial | Dejar salir una pequeña cantidad de aceite (al menos 500 ml) antes de tomar la muestra para eliminar cualquier contaminación superficial. |
| Toma de Muestra | – Usar un dispositivo de muestreo limpio y tomar la muestra lentamente para evitar contaminación. – No realizar la toma de muestra con el transformador caliente o encendido. – Se requiere una muestra de 50 ml por transformador para el análisis de furanos, utilizando un frasco de vidrio color ámbar. – Asegúrese de que el recipiente de muestreo esté limpio y seco para evitar impurezas. – La bitácora de datos junto con las muestras. – Las muestras deben ser procesadas para análisis lo antes posible, idealmente en un plazo máximo de 30 días. |
| Cantidades | Análisis Fisico-Químico (AFQ) y PCB 1 litro de aceite dieléctrico por transformador. Cromatografía de PCB’s 50 ml por transformador. Cromatografía de Gases (TOGA) Tomar en una jeringa de vidrio (30 o 50 cc) por transformador. |
| Etiquetado y Almacenamiento | Etiquetar adecuadamente el contenedor con la siguiente información: – Fecha de toma de muestra – Especificaciones del transformador – Marca – Año de fabricación – Número de SERIE o Referencia – Potencia del Transformador (kVA) – Tensiones de operación (Primario/Secundario) – Temperatura Ambiente – De dónde tomó la muestra (Válvula) Almacenar en un lugar hermético y protegido de la luz. |
2. Realización de Pruebas
| Prueba | Descripción | Propósito | Norma Aplicable |
|---|---|---|---|
| Prueba de Rigidez Dieléctrica | Aplicar un voltaje creciente entre dos electrodos sumergidos en el aceite. | Evalúa la capacidad del aceite para resistir una ruptura eléctrica. | ASTM D877, ASTM D1816 |
| Prueba de Factor de Potencia | Medir el ángulo de fase entre el voltaje aplicado y la corriente resultante. | Determina la pérdida dieléctrica del aceite, indicando la presencia de contaminantes o degradación. | ASTM D924 |
| Análisis de Gases Disueltos (DGA) | Usar cromatografía de gases para detectar y medir concentraciones de gases. | Detecta gases generados por la degradación del aislamiento. | ASTM D3612 |
| Índice de Neutralización | Medir la acidez del aceite usando titulación con KOH. | Determina la acidez del aceite, lo cual puede indicar la degradación del aislamiento y la formación de ácidos corrosivos. | ASTM D974 |
| Viscosidad | Medir la resistencia del aceite al flujo usando un viscosímetro. | Asegura que la viscosidad esté dentro del rango especificado, crucial para la refrigeración y el flujo adecuado del aceite dentro del transformador. | ASTM D445 |
| Contenido de Agua | Determinar la cantidad de agua en el aceite usando titulación Karl Fischer. | Evalúa la cantidad de agua presente en el aceite, ya que un alto contenido de humedad reduce la capacidad de aislamiento y puede causar cortocircuitos y fallos eléctricos. | ASTM D1533 |
| Contenido de PCBs | Detectar bifenilos policlorados (PCBs) mediante cromatografía de gases. | Identifica la presencia de PCBs, peligrosos para el medio ambiente y requieren medidas de mitigación específicas. | ASTM D4059 |
3. Análisis de Resultados
| Resultado Esperado | Valor de Aceptación | Consecuencias de Resultados Negativos |
|---|---|---|
| Prueba de Rigidez Dieléctrica | >30 kV | Riesgo elevado de fallos eléctricos debido a baja capacidad de aislamiento. |
| Prueba de Factor de Potencia | Bajo factor de potencia | Indica mayor pérdida dieléctrica, sugiriendo presencia de contaminantes o degradación del aceite. |
| Análisis de Gases Disueltos (DGA) | Bajos niveles de gases críticos | Altas concentraciones de gases como hidrógeno, metano y acetileno pueden indicar problemas como arcos eléctricos. |
| Índice de Neutralización | Índice bajo (poca acidez) | Alta acidez puede señalar la degradación del aislamiento y la corrosión del equipo. |
| Viscosidad | Dentro del rango especificado | Viscosidad inadecuada afecta la capacidad de refrigeración y el flujo del aceite. |
| Contenido de Agua | <30 ppm | Alta humedad reduce la capacidad de aislamiento, provocando cortocircuitos y fallos eléctricos. |
| Contenido de PCBs | Ausencia de PCBs | La presencia de PCBs implica riesgos ambientales y puede requerir medidas de mitigación costosas. |
Detalle de Cada Prueba
Prueba de Rigidez Dieléctrica:
- Propósito: Evaluar la capacidad del aceite para resistir una ruptura eléctrica.
- Descripción: Se aplica un voltaje creciente entre dos electrodos sumergidos en el aceite hasta que ocurra una ruptura.
- Norma Aplicable: ASTM D877, ASTM D1816
- Consecuencia de Resultado Negativo: Si el valor de rigidez dieléctrica es bajo, indica la presencia de humedad o contaminantes conductores que pueden provocar fallos eléctricos.
Prueba de Factor de Potencia:
- Propósito: Determinar la pérdida dieléctrica del aceite.
- Descripción: Mide el ángulo de fase entre el voltaje aplicado y la corriente resultante a temperaturas específicas (25°C y 100°C).
- Norma Aplicable: ASTM D924
- Consecuencia de Resultado Negativo: Un factor de potencia alto sugiere mayor pérdida dieléctrica, lo cual puede ser causado por contaminantes o la degradación del aceite, afectando la eficiencia del transformador.
Análisis de Gases Disueltos (DGA):
- Propósito: Detectar gases generados por la degradación del aislamiento.
- Descripción: Se usa cromatografía de gases para identificar y medir concentraciones de gases disueltos en el aceite, como hidrógeno, metano y acetileno.
- Norma Aplicable: ASTM D3612
- Consecuencia de Resultado Negativo: Altas concentraciones de ciertos gases pueden indicar problemas serios como descargas parciales o arcos eléctricos dentro del transformador.
Índice de Neutralización:
- Propósito: Medir la acidez del aceite.
- Descripción: Se realiza una titulación con KOH para determinar la cantidad de ácidos presentes en el aceite, expresada en mg de KOH por gramo de aceite.
- Norma Aplicable: ASTM D974
- Consecuencia de Resultado Negativo: Un índice de neutralización alto indica la degradación del aislamiento y la formación de ácidos corrosivos que pueden dañar el equipo.
Viscosidad:
- Propósito: Asegurar que la viscosidad del aceite esté dentro del rango adecuado.
- Descripción: Se mide la resistencia del aceite al flujo utilizando un viscosímetro.
- Norma Aplicable: ASTM D445
- Consecuencia de Resultado Negativo: Una viscosidad inadecuada puede afectar la capacidad de refrigeración y el flujo del aceite, incrementando el riesgo de fallos.
Contenido de Agua:
- Propósito: Determinar la cantidad de agua presente en el aceite.
- Descripción: Se usa titulación Karl Fischer para medir el contenido de agua en el aceite.
- Norma Aplicable: ASTM D1533
- Consecuencia de Resultado Negativo: Un alto contenido de agua reduce la capacidad de aislamiento del aceite, lo que puede llevar a cortocircuitos y fallos eléctricos.
Contenido de PCBs:
- Propósito: Detectar la presencia de bifenilos policlorados (PCBs).
- Descripción: Se utiliza cromatografía de gases para identificar PCBs en el aceite.
- Norma Aplicable: ASTM D4059
- Consecuencia de Resultado Negativo: La presencia de PCBs implica riesgos ambientales serios y puede requerir medidas de mitigación costosas.
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