Caso de Estudio: Descargas en núcleo de autotransformador S/E Oasis

AUTOTRANSFORMADOR # 1 DE 230/115 KV – 200 MVA S/E OASIS CASO DE ESTUDIO - DOSSIER: DESCARGAS PARCIALES EN NÚCLEO, CORRECCIÓN DE FALLA INCIPIENTE POR ALARMA DE BUCHOLZS EN AUTOTRANSFORMADOR # I MARCA AREVA DE 230/115/13,8 KV 200 MVA EN LA S/E OASIS. Enero 2016

Ing. Moisés Campos Pirela Ubicación de Autotransformador: Pariagüán, Venezuela.

I) El Problema: El Autotransformador marca AREVA; serial 111559-5 relación de transformación: 230/115/13,8kv de 200 MVA Grupo Yyn0Ad1; de la Subestación Oasis del Edo. Anzoátegui; es un transformador nuevo, durante la toma de carga del transformador, presenta alarma por relé Bucholsz, se decide sacar fuera de servicio al Equipo hasta encontrar la falla que generó la acumulación de gases.

II) Antecedentes: El Autotransformador 1 fue monitoreado a través del estudio cromatográfico, y físico químico del aceite desde su armado, su energización en vacío, durante la toma de carga hasta el evento de la alarma por el relé bucholsz, como se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1. Análisis de gases disueltos en el aceite.

En la muestra tomada el 25/10/2015 luego del evento por la alarma del Bucholsz se consigue 7657ppm de Gases Combustibles; con 33ppm de Acetileno; La conclusión y recomendación del Laboratorio químico de Macagua, fue: Cita Textual: “ Los resultados indican que el equipo presenta alto contenido de gases de descarga de baja energía combinado con una descarga parcial.

Esto considera una situación muy crítica para un equipo nuevo recién energizado, por lo que se recomienda realizar las pruebas eléctricas de TTR y resistencia dinámica. El tipo de evento infiere que hay dos posibles escenarios, uno que sea problemas en una posición del cambiador o problemas con el terciario. Se recomienda realizar una inspección interna con presencia de los representantes de fábrica. Este no debe ser energizado hasta tanto se determine la causa de la nomalía y se corriga”.

III) Procedimiento: Fase 1. Pruebas Eléctricas: Se procede Con la realización de pruebas eléctricas; de Factor de Potencia; factor de Potencia a Bushings, TTR; resistencia de Devanados; Resistencia dinámica, Aislamiento Dc; aislamiento del Núcleo, no encontrándose variaciones considerables en las mediciones con respecto a las primeras pruebas.

Tabla 2. Factor de Potencia al Autotransformador 230/115kv Nro 1 S/E Oasis y a los Bushings.

Tabla 3. Resistencia de Devanados; la curva corresponde a las medidas del cambiador de tomas con Inversor; en el lado de 230Kv con 21 Taps, se observa buena simetría en todas las posiciones.

Tabla 4. Relaci贸n de Transformaci贸n 230/115Kv en AT nro1 S/E OASIS.

Tabla 5. Relaci贸n de Transformaci贸n 230/13,8 Kv en AT nro1 S/E OASIS.

Tabla 6. Resistencia de aislamiento del Núcleo a 1 kV por Min. Luego de repetir las pruebas eléctrica; sus resultados no se muestran variaciones considerables con respecto a las primeras mediciones, con esto no se logra determinar la posible falla, quedando la siguiente fase de inspección.

Fase 2. Inspección del Autotransformador.

Se procede a contactar con el Fabricante (Alsthom-Brasil) para realizar una inspección interna del autotransformador, para ello se acató un programa de trabajo; durante el cual se descargaba el total del aceite dieléctrico 54mil litros por 11 horas; se hacía tratamiento contínuo y desgasificación del aceite una vez almacenado en los tanques; mientras se le hacía vacío al transformador para extraer los gases y realizar una inspección interna.

Alsthom permitió el acceso al interior del Autotransformador de una sola persona, su técnico para poder buscar la falla que produjo los gases.

Luego de 5 horas de vacío; se empieza a suministrar aire seco para proceder abrir la tapa de visita; mientras se le suministra aire seco por medio de una manguera, durante la permanencia dentro del autotransformador buscando la posible falla que ocasionó los gases.

Foto 1. Apertura de tapa superior; para la inspección del Núcleo.

Foto 2. Ingreso de personal de Alsthom Brasil para la inspección del Autotransformador.

Foto 3. Termopar encontrado en el núcleo; donde el terminal tocaba las láminas del núcleo; y al estar en contacto con la corriente y el flujo B de densidad magnética, generaba descargas sobre el terminal.

Foto 4. Terminal encontrado sobre el núcleo, donde presenta descarga

Foto 5. Núcleo , donde se encontró el termopar.

Fase 3. Tratamiento al aceite; vacío al autotransformador.

Luego de la inspección se realizó 48 horas de vacío para llenado, una vez lleno se realizó 3 ciclos de recirculaciones al aceite del Autotransformador, posteriormente se deja 24 horas de reposo, para tomar una muestra.

Se toma una muestra del aceite tratado y se lleva al laboratorio, arrojando los siguientes resultados en la tabla:

Tabla 7. Tabla de Gases Disueltos; análisis Fisico-Químico; y análisis de Furanos, del aceite diléctrico luego del tratamiento, por el Laboratorio de Macagua.

Interpretación de los resultados del Laboratorio.

Los análisis fisicoquímicos eléctricos indican que el aceite del equipo se encuentra en condición normal, con bajo contenido de partículas, según la norma IEC-60422.

El aceite del equipo presenta bajo contenido de gases, según norma IEC-60599.

Se recomienda tomar muestra para análisis cromatográfico una vez energizado el equipo con carga a las 24, 48 y 72 horas. Si se energiza en vacío se debe tomar muestra de aceite a las doce (12) horas.

Fase 4. Pruebas Eléctricas Post-Intervención.

Se procede con la realización de las siguientes pruebas eléctricas, -

Factor de potencia:

-

Espectrocopia dieléctrica:

-

Factor de potencia a bushing:

-

Relación de transformación At/Bt;

-

Relación de Transformación At/Terciario:

-

Relación de Transformación Bt/Terciario:

-

Corriente de excitación:

-

Resistencia de Devanados:

-

Resistencia de Aislamiento a los devanados y al Núcleo.

Luego de las pruebas eléctricas post-intervención al Autotransformador Nro. 1 de Oasis; no se observas anomalías durante los ensayos eléctricos, pudiéndose recomendar su energización.

Atentamente: _________________ Ing. Moises Campos (E) Departamento de Servicios a Transformadores, Región Oriental.

ANEXOS

Foto de destape de tapa de visita en la cuba, Termopar encontrado en el núcleo; donde el terminal tocaba las láminas del núcleo; y al estar en contacto con la corriente y el flujo B de densidad magnética, generaba descargas sobre el terminal.

Foto con detalles del Terminal del Termopar, por la actividad de descargas.

Foto de la ubicación del Termopar encontrado en el núcleo.

Foto del Termopar extraído, un error humano dejó instalado un accesorio de medición en la fábrica (Brasil), el cual no fue retirado, el equipo fue trasladado, armado en sitio, se realizaron pruebas eléctricas no encontrándose alteraciones eléctricas y trajo consecuencias de descargas parciales a la semana de estar energizado, por acumulación de gases en el relé bucholzs, el método que permitió determinar su falla, fue el estudio cromatográfico del aceite dieléctrico.

Foto de detalle del cuidado para la extracciรณn del aceite de muestra, para que las condiciones del ambiente no afecten el estudio.