elcid

Los Programas de Controles Periódicos (PCP) implementados en las grandes máquinas eléctricas rotativas, y
que for-man parte del sistema de Mantenimiento Predictive (MPd) de toda central eléctrica, tienen come
objetivo fundamental determinar el estado de los componentes de las unidades generadoras y motoras,
estableciendo de tal forma el nivel de confiabilidad general de operación de las mismas.
De todos estos componentes, el núcleo magnético del estator (NME) es uno de los mas importantes, ya que su
funcionalidad intrínseca en el sistema electromagnético de la máquina, así comp su valor económico, lo
convierten en un active crític° a la hora de diagnosticar su estado.
A lo largo del tiempo se han desarrollado un conjunto de tecnologías, y métodos asociados, con el objetivo de
evaluar y diagnosticar el estado de la estructura global del núcleo estatórico. Una de estas tecnologías es la de
Flux Test, la cual se ha venido aplicando durante décadas on forma confiable y efectiva en sus propósitos.
Sin embargo, debido a sus caracteristicas operativas, la tecnología de Flux Test no es la apropiada para
implementar en un PCP; per tal motive, se han desarrollado alternativas tecnoló- gicas que permiten realizar los
controles sabre el núcleo en forma rápida y fád, disminuyendo al mismo tiempo los recursos necesarios.
A comienzos de 1980 surge la tecnología ELCID (ELectromagnetic Core Imperfection Detector), la cual
introduce una inno-vación decisive en los principios de operación del sistema de medición, ya que el método de
sensado es de base electromagnética.
Entre otras ventajas, permite la utilización de fuentes de excitación de mucha menor potencia que las
requeridas per el ensayo de Flux Test, así come disminuir notablemente los recursos y tiempo de
implementación, debido a su característica portátil. Todo esto le permite adaptarse a la estrategia del
Mantenimiento Predictivo.
A través de tres cases trataremos de cumplir con el objetivo propuesto, y par tal motive hemos seleccionado el
estudio de un Turbogenerador, un Hidrogenerador y un Motor Asincrónico, todos con el rotor no instalado,
atendiendo al hecho de que estas categoríes de máquinas poseen diferen-cias constructivas significativas on la
estructura del NME, permitiendo así vislumbrar todo el espectro de posibilidades que se presentan en la
implementation del ensayo, análisis, diagnóstico y solución a los problemas.
Per lo tanto, hemos organizado este trabajo de la siguiente forma:
· Estructura del Núcleo Magnético del Estator.
· Pérdidas en el Núcleo Magnétic° del Estator.
· Factores de Fallas.
· Ensayos Eléctricos on el (Video Magnétic° del Estator.
· Cases de Estudio.
El NME de las máquinas sincrónicas y asincrónicas es el componente que permite contener el flujo útil,
estableciendo de tal forma el cierre del circuito magnético a través de un camino de baja reluctancia, junto al
circuito magnético del rotor.
Estructuralmente es una corona de material magnético sobre la cual se disponen varias ranuras, en las cuales
se montarán las bobinas o barras del arrollamiento del estator. Debido a que cada punto del material magnético
del núcleo se encuentra sometido a una magnetización &lice (ya que el flujo útil es giratorio), se lo construye
en delgadas chapas de acero eléctric° (Fe — Si), estableciendo así una estructura laminar de este componente,
de caracteristicas segmentadas para las grandes máquinas. De esta forma, se consigue reducir las pérdidas
debidas a las corrientes de Foucault (ó parásitas ó de efecto Eddy).
Las chapas de acero eléctric° deben poseer las propiedades necesarias para la función requerida del núcleo
magnétic°, por lo cual se fabrican en un amplio rango de espesores, clase de tratamiento, característica del
grano orientado y acabado superficial. Se caracterizan por ser de bajo contenido de carbono y de manifestar
buenas caracteristicas magnéticas y eléctricas ante la excitation de campos magnéticos variables en el tiempo.
En las grandes máquinas eléctricas rotativas, las chapas de acero eléctrico utilizadas poseen un contenido de Si
en el rango de 3% a 4%, con espesores de 0,25mm a 0,5mm, y cifra de pérdidas entre 1,5 a 2,5W/kg, según
se establece en el sistema de clasificación y graduación AISI (American Iron and Steel Institute).
Cada una de las chapas se aíslan en ambas superficies, con el fin de confinar a las Corrientes de Foucault (CF)
a un camino de circulación a lo largo de la misma, evitando así la circulación entre chapas adyacentes. Esta
aislación eléctrica superficial se la conoce comp Aislación Interlaminar (AIL) y representa un elemento crítico en
el proceso de degradación del núcleo magnético.
La Norma ASTM A976-1997 especifica las clases de AIL a aplicar sabre cada chapa, de acuerdo al tipo de
máquina. Para grandes máquinas rotativas se establecen las clases C-4 ó C-5 (aislación inorgánica basada en el
fosfato de aluminio; par lo general se realize además una aplicación con una capa de barniz).
Como consecuencia de las pérdidas en el hierro y en el cobre, la energía calórica derivada de éstas, deberá
disiparse al media externo de la máquina con el fin de establecer una sobretemperatura acorde a los límites
térmicos especificados por la clase de aislación.
Por lo tanto, el núcleo magnético del estator se segmenta, determinando así una estructura de paquetes
elementales
axiales, separados entre sí por distanciadores de material nc magnético, con una distancia efectiva de 6,5mm a
Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer
15mm entre éstos, quedando así conformados los canales de ven-tilación radiales. De esta forma, se aumenta
la superficie de contacto con el gas refrigerante.
3) Pérdidas en el Wide° Magnético del Estator
Es un hecho conocido que todos los materiales se degradan con el tiempo, al ser sometidos a distintas
solicitaciones operativas, provocando de tal modo la degradación de las propiedades requeridas en sus
funciones.
Los materiales ferromagnéticos utilizados en la construction del núcleo no escapan a este proceso de
degradación, por lo que podemos establecer de antemano que el envejecimiento de los mismos Ilevará
inevitablemente al aumento de las pérdidas en el estator, así coma al aumento de la corriente de magnetización
necesaria para alcanzar el rendimiento requerido en la operación de la máquína.
El aumento de estas pérdidas generará una cantidad de calor adicional, que, por lo común, no podrá disiparse
a través del sistema de refrigeración de la máquina, y por lo tanto, tendrá un efecto de realimentación en el
proceso de deterioro del nucleo, ya que la degradación térmica, derivada de esta cantidad de calor, sera una
causa más en la generación de fallas interlaminares y aceleración del envejecimiento de los materiales.
Por lo tanto será conveniente hater un repaso de las componentes de las pérdidas en el NME. Tendremos:
a Pérdidas por Histéresis. Es debida al trabajo de orientation molecular, ya que solo una parte de la energía
requerida en el proceso de alineación de los dominios magnéticos es recuperable; el resto de esta energia se
convierte en calor. Se expresan de la siguiente forma:
b Pérdidas por Foucault. Se deben al efecto Joule por la circulación de corrientes inducidas en el volumen del
material ferromagnético. El acero eléctrico posee una conductividad eléctrica (s = 1/r), la cual favorece la
circulación de CF, debidas a las ferns inducidas por la variation temporal de la induce& magnética. La
expresíón será:
Se observa que dependen directamente del cuadrado del espesor de la chapa (e), y de esta forma se justifica la
laminae& del núcleo en delgadas chapas de acero eléctrico, aisladas una de otra.
En la Figura 1 podemos observar la circulación de estas corrientes parásitas, a lo largo de las laminaciones,
para el caso en que no existan cortocircuitos magnéticos interlaminares -caso normal-.
Figura 1. Distribución de las lineas de corriente en el caso que no existan fallas.
Cuando se produce una falla interlaminar, se tendrá una nueva distribución de las líneas de corriente,
resultando de tal modo en una circulación entre chapas y en un consecuente aumento de las pérdidas
asociadas.
En la Figura 2 podemos apreciar este problema.
Hgura 2. Distribución de las lineas de corriente en of caso que exista falla.
c- Pérdidas Superficiales y por Pulsación. Además de las pérdidas ya citadas, las cuales se establecen en el
volumen del paquete magnético, existen otras pérdidas que se desarrollan en la superficie del núcleo y
componentes adyacentes. Se deben a la discontinuidad y al movimiento relativo que existe entre las
superficies enfrentadas del estator y rotor.
Es importante tener en cuenta que existe un conjunto de factores que alteran los valores teóricos o de &dm
de las citadas pérdidas, provocando el aumento de las mismas.
A continuación, describiremos estos factores de falla.
Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer
4) Factores de Fallas
La degradación de los componentes del NME tiene sus causas en el envejecimiento natural de los materiales
que lo conforman, así come de determinados factores de fallas, que aceleran a su vez este envejecimiento.
De estos componentes, la AIL, es el más sensible a la acción de los factores de fallas, por lo que se han
diseñado ensayos eléctricos para determiner su estado.
Se entiende entonces, que la detección temprana de los sín-tomes derivados de los factores de falla sobre la
AIL, es un objetivo fundamental en la estrategia del MPd, ya que si la degradación alcanza un grado de avance
limite, se deberá recurrir a un reemplazo parcial o total del núcleo magnético. La detección a tiempo de los
problemas, así como determiner el grade de severidad alcanzado, se pueden acometer a través de las
siguientes estrategias, bien definidas y complementarias: 1) Inspección visual, 2) Implemented& de ensayos
(eléctricos y mecánicos).
Sin pretender ser exhaustivos en la descripción de los factores de fallas que se pueden manifestar en la
estructura del núcleo, y que degradan a la AIL, podemos a continuación realizar una clasificación de los
mismos, así como citar algunas fuentes que les dan origen.
a Térmicos. Refiere al proceso de envejecimiento de los materiales del núcleo, por causa de valores de
temperature en la máquina, que superan los nominates, durante un tiempo prolongado.
Como consecuencia de In degradación térmica, los materiales que conforman la AIL se tornan frágiles,
provocando así grietas y el posterior desarrollo de cortocircuitos interlaminares.
Entre algunas de las causes podemos citar: funcionamiento de la máquina a alta temperatura ambiente y de
operación (para refrigeración abierta o por aire), obstrucción parcial o total de los canales de ventilación, etc.
b Mecánicos. Comprende a todas aquellas causas de origen mecánico, que degradan a la AIL. Podemos
nombrar algunas: vibración del núcleo, deli° por impacto en la superfícíe del estator, inadecuada o reducida
presión mecánica en el ajuste de la estructura de soporte del núcleo, deformaciones plásticas por accidentes
durante los mantenimientos, daños en las laminaciones de los dientes luego de los acuñados, etc.
c- Eléctricos. En esta clase se agrupan todas las causas que provocan el envejecimiento eléctrico. En algunos
casos estas causas se relacionan íntimamente con el deterioro térmico.
Podemos nombrar, entre otras: sobretemperatura localiza-da por mode de operación de In máquina
(sobreexcitación, subexcitación), fallas a tierra del arrollamiento del estator. etc.
d Electromagnéticos. Tiene en cuenta los efectos de la fuerza electromagnética de atracción entre el estator y
el rotor. Si el rotor no se encuentra suficientemente rigid°, esta fuerza sera la cause del rozamiento con el
estator y el consecuente dañ° sobre la superficie interna del núcleo magnético.
Este problema se observe generalmente en máquinas asincrónicas (pequeñas y medianas), así como en
hidrogeneradores (come consecuencia del efecto UMP (Unbalanced Magnetic Pull).
e Ataque quimico y contaminación. A esta categoría pertenecen todas aquellas acciones de naturaleza
química y contaminante, que afectan las propiedades de la AIL. Por ejemplo, podemos tomar el case de una
máquina que opera en un medio ambiente ácido o aquel que se presenta en los hidrogeneradores por
contaminación de los materiales de frenado (freno de ferodo).
f Diseño. Agrupa a todas aquellas causas que se derivan de un deficiente diseño de los componentes de la
máquina. Podemos citar que un deficiente diseño del sistema de refrigeración en ciertas zones del estator
puede provocar un sobrecalentamiento localizado del mismo, con la consecuente degraded& de la AIL en esa
zone. En grandes hidrogeneradores, también por esta misma cause, se observan ondulaciones de los
núcleos, on las primeras horas de operación.
f Fabricación. Durante la fabricación y el montaje del NME, se pueden presenter un conjunto de causas que
afectan notablemente las capacidades de la AIL.
Podemos nombrar: existencia de rebabas, male calidad de los materiales que conforman la AIL, daños por
impacto del rotor con el estator (deformaciones plásticas) durante el proceso de ensamblado on fábrica, u
obra.
Debemos destacar que varies de los efectos de estos factores de fallas se manifiestan luego de varies ciclos de
trabajo con cargas variables.
5) Ensayos Eléctricos en el Núcleo Magnético del
Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer
Estator
5.1 Ensayo Flux Test
Este ensayo, también conocido con los nombres de High Flux Ring Test o Thermal Loop Test, se viene
implementando desde hace varies arm, demostrando ser muy efectivo a la hora de establecer la integridad
global de la aislación interlaminar, en grandes generadores y motores de alterna.
Se basa, fundamentalmente, en inducir un flujo magnético alterno en la corona del núcleo, cuyo valor se
encuentre en el rango del 70% al 100% del nominal. Este flujo de excitación, de dirección tangential, inducirá
CF en toda la estructura del NME, con la particularidad que en las zonas en don-de existan daños en la AIL se
tends un calentamiento excesivo (puntos calientes o hot spots), el cual sere detectado por técnicas de
infrarrojo.
Las características básicas para el diseño del sistema de excited& se pueden consulter en la IEEE Std. 432.
Pero, resumiendo, podemos decir que para grandes máquinas se requiere disponer de una fuente de MT del
orden de 3kV a 5kV de suficiente capacidad (se usan por lo general dos fases). La capacidad de la fuente se
obtiene de cálculos, en función de los parámetros del circuito magnético de la máquina y de la fuente de
excitation disponible.
Las desventajas que presenta esta tecnología son las siguientes:
·
·
·
·
Se requiere remover el rotor, lo coal resulta un problema técnico-económico en grandes
hidrogeneradores.
Se debe disponer de una fuente de excitación en MT, así
como de elevada potencia.
Requiere de protecciones, equipos e instrumental adicionales por excitación en MT.
Se deben establecer condiciones de trabajo exigentes,
por la seguridad requerida ante la excitation con elevada tension y potencia.
·
Requiere de un tiempo considerable para su implementación.
· La excitación a la inducción nominal requiere un cuidadoso monitoreo de la temperatura del núcleo, durante el ensayo, así como de pericia de los operadores, ya
que los problemas asociados a las eventuales fallas interlaminares pueden agravarse, debido a que el
sistema de refrigeración de la máquina no se encuentra operative.
·
·
Los cortocircuitos magnéticos en zones profundas del
NME pueden tardar más de media hora en manifestarse como puntos calientes en la superficie, lo cual
puede agravar el problema.
No se pueden realizar tareas de inspección y mantenimiento durante la implementación del ensayo.
Debemos resaltar que a este ensayo se recurre, por lo general, para confirmar la localized& de las fallas
interlaminares, así como el grade de deterioro alcanzado que han side detectadas a través del ensayo ELCID.
5.2 Ensayo ELCID
5.2.1 Historia de los Ensayos Predictivos en la Argentina
En la década de 1970, cuando se inundó la Central Hidroeléc-trica Nihuil III en la provincia de Mendoza,
Agua y Energía Eléctrica desarrolló los estudios dieléctricos en los aislantes de las
-máquinas eléctricas rotativas, conjuntamente con el
Laboratorio de Alta Tension de La Plata (1972) y el Institute Nacional de Tecnología Industrial (INTI) (1982).
Con la privatized& de Agua y Energía Eléctrica, en la décade de 1990, quedaron pendientes los desarrollos
de los estudios magnéticos para completer los temas más importantes del mantenimiento predictivo. A partir
de entonces, ese esfuerzo debió ser hecho en forma privada.
Mediciones Alser canto con la colaboración de la familia del Ing. Ubaldo Tented°, quienes facilitaron a los
efectos un turboalternador, cuyo estator estaba seriamente dañado y va-rios motores en iguales
condiciones.
Sabre estos modelos, se simularon cortocircuitos magnéticos de diferentes formes y dimensiones,
fabricándose bobinas de Rogowski y Chattock, así como sistemas de medicio-nes para estas máquinas, junto
Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer
a la implemented& de ensayos de Flux Test con cámeras de infrarrojo.
Mediciones Alser SRL. adquirió, en 1993, el equipo denominado ELCID a Adwel Industries Ltd.
5.2.2 iQué es ELCID?
ELCID es un procesador de señales, analógico-digital, utilize-do para detectar imperfecciones magnéticas en
los núcleos del estator y rotor de máquinas eléctricas rotativas. Mediante un juego de bobinas de Chattock
(también conocido come potenciómetro o tensiómetro magnético), calibradas y ajustadas específicamente a
cada una de las máquinas en estudio, se recorren todas las ranuras, dando una traza proporcional al perfil
magnético en las coordenadas (x) e (y), las cuales son registradas para su posterior análisis.
Mediante un bobinado auxiliar de excitation se hate circular por el estator de la máquina una corriente de
magnetized& del orden del 4% de 1 Tesla, por lo que la fuente de alimentad& requerida sere de BT
(380/220V).
Esta corriente de excitation crea el flujo directo de magnetized& en la muestra, el cual se encuentra en fase
con la misma.
Si el núcleo de la muestra bajo estudio tiene un cortocircuito magnético localizado en un punto, se
establecerá la circu-lación de una corriente que se opondrá en cuadratura a la corriente del flujo directo, y
ésta sere la que discriminará y medirá el equipo ELCID.
La principal ventaja que presenta esta tecnología es que solo requiere disponer de una fuente de
alimentación en BT, de unos pocos kVA, edemás de que insume un menor tiempo de implementación para
los estudios.
Si bien a una excitación del 4% de la inducción nominal no es posible sensar los incrementos de
temperatura, ya que la energía calórica generada posee un bajo nivel para ser de•
Aplicando el teorema de Stokes obtenemos la expresíón integral de la Ley de Ampere:
tectada, sí será posible sensar el campo electromagnético asociado a la corriente que circula entre las
chapas. De hecho, ELCID posee una sensibilidad que le permite medir corrientes de fallas en el orden del
mA.
En compared& con los ensayos magnéticos clásicos, realize-dos a través del Flux Test, el riesgo de producir
una falla en el núcleo es muchísimo menor.
Además,, es mucho más sensible para ubicar los cortocircuitos, pudiéndose evaluar la importancia del
mismo en el sentido de que detecta los defectos en profundidad y en la superficie de los dientes, sin
necesidad de extraer los bobinados.
Para una mejor ilustración del tamaño de la fuente que se necesita, decimos que la máquina más grande
que tenemos en la Argentina, del orden de 800MVA, 22kV, 1500rpm, solo necesita algo menos de 4kVA
para crear el flujo de ensayo a I 4% de 1T.
Si deseamos estudiar la misma máquina, con el método clásico de Flux Test, necesitamos excitarla con
valores de inducción en el orden del 80% de 1T, por lo que se requiere disponer de una fuente de varios
MVA de potencia.
Otra de las desventajas que se nos presenta en el Flux Test es que no podemos detectar los cortocircuitos
magnéticos en profundidad, a menos que mantengamos excitada la máquina durante un tiempo prolongado
(superior a la media hora), con el consecuente riesgo que esta operación Ileva. La principal desventaja de
ELCID se encuentra en que si el NME posee muchos cortocircuitos magnéticos localizados en una cierta
zona, el método electromagnético no es el más adecuado para estos estudios, y por lo tanto, se deberá
recurrir al Flux Test para su evaluación.
Este problema tiene su causa en la influencia electromagnética que existe entre dos o más cortocircuitos
interlaminares, los cuales provocan que la corriente en cuadratura de uno de ellos influya en la corriente en
cuadratura del otro, anulándola o reforzándola, dependiendo de su ubicación.
5.2.3 Principios Teóricos
A continuación, haremos una breve descripción de los principios teóricos sobre los cuales se sustenta la
tecnología EL-CID.
En la Figura 3 podemos observer parte de la estructura del núcleo magnético estatórico, junto a una falla
superficial y
'
su corriente interlaminar asociada (If) y la disposición de la
bobina de Chattock.
Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer
La bobina de Chattock es el dispositivo sensor de ELCID, la cual se conforma de un núcleo de aire, junto a
un arrollamiento no deformable, sustentada sabre un soporte de sec-den uniforme en forma de "U", hecho
de material no magnético, pero sí flexible.
La teoría de operación de ELCID está basada en la 1" Ecua
ción de Maxwell o Ley de Ampere, la cual se expresa en notación vectorial de la siguiente forma:
La circulación de H sobre un camino cerrado nos determína que la caída del potencia) magnético sobre el
aire establezca la corriente de falla, ya que la permeabilidad magnética del material ferromagnético es
mucho mayor, comparada con la del aire. Por lo tanto:
Figura 3. Sensado de la bobina de Chattock sobre una falla superficial.
Teniendo en cuenta las características de la bobina de Chat-tuck, y desarrollando la expresión vectorial de
la circulación de la intensidad magnética, se puede demostrar que el flujo magnético total, concatenado por
la bobina, será:
= permeabilidad magnética del yarn).
n = número de vueltas específico de la bobina. S = sección transversal uniforme de la bobina.
La tension en bornes de la bobina, en valor instantáneo:
Teniendo en cuenta que la corriente de falla tiene una variación senoidal en el tiempo, con una pulsación
angular de "w", podemos expresar la tension en bornes de la bobina en función de los valores eficaces:
Por lo tanto, la respuesta de la bobina será directamente proportional al valor eficaz de la corriente de falla,
no dependiendo de la forma que adopte el camino cerrado de circulación.
5.2.4 Estudios comparativos entre los ensayos Flux Test y ELCID
Nuestros informes de los ensayos con la tecnología ELCID refieren a imperfecciones magnéticas, y no a
puntos calientes. La experiencia acumulada, durante 15 arms de implementación de los ensayos ELCID y
Flux Test, nos ha demostrado que ninguno de los dos métodos puede predecir, con el máximo de rigor
técnico, lo que ocurre térmicamente en una maquina rotativa en operación.
Al mismo tiempo, hemos observado durante muchos arms en Agua y Energía, que las corrientes de fallas en
los estatores de máquinas en operación estaban influidas por las vibraciones mecánicas, expansiones
térmicas y saturación magnética del núcleo.
Por lo tanto, para poder realizar un diagnóstico certero del estado del NME se deberá tener muy en cuenta
los niveles de corriente de fallas medidas con ELCID y una inspección visual adecuada, en esas zonas.
Sabemos claramente que si medimos corrientes en cuadratura con valores mayores a 700mA, debemos
intervenir la máquina, y con corrientes mayores a 300mA se debe observar el comportamiento de la misma,
en un período de tiempo que no supere los 6 meses de operación, para determinar así la evolución de las
zonas afectadas.
En la Figura 4 se muestra el registro de la corriente en cuadratura sobre una ranura que no posee fallas
interlaminares a lo largo de su extension, y en la Figura 5 se observa la característica de una ranura, para la
misma máquina, con falla interlaminar, cuyo valor máximo no supera los 200mA en valor absoluto.
Figura 5. Registro de una ranura con falla interlaminar.
Investigaciones hechas al respecto por ADWEL, en Inglaterra, han demostrado que de los estudios
comparativos se puede obtener como conclusión que el ELCID tiene mayor efectividad que los ensayos
térmicos a lo largo de las observaciones efectuadas.
Esta es la razón fundamental por la que se debe realizar un ensayo temprano con ELCID, o cuando se
adquiere una mequina nueva, para luego compararla a lo largo de los anus en operación.
Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer
6) Estudios de Casos
A través de 15 añus de trabajo de campo, se ensayaron y estudiaron alrededor de 100 máquinas rotativas
con el rotor no instalado, de las cuales el 60% de ellas eran Turbogeneradores de 13,2kV a 22kV, en
potencias de 10MVA a 500MVA, un 20% correspondiente a Motores Asincrónicos con tensiones nominates
de 6,6kV y 13,2kV, en potencias de 40kVA a 10MVA y, finalmente, un 20% de Hidrogeneradores de 13,2kV a
16kV, en el rango de potencias de 5MVA a 450MVA.
A continuación hemos seleccionado tres casos, atendiendo a cada una de las clases de máquinas citadas.
6.1 Estudio N° 1 - Turbogenerador
Un turbogenerador de 400MVA sufrió en 1997 una avería en el núcleo del estator producida por la caída del
rotor durante su extraction.
Como se contaba con un estudío de ELCID, del aña 1995, se pudo determinar, por análisis comparativo,
claramente la zona dañada y la profundidad de la avería.
Se hizo la reparación usando un ácido orgánico y monitoreándolo con ELCID durante 4 horas.
Terminada la reparación, se volvieron a monitorear las ranuras dañadas y las adyacentes, observándose que
las corrientes de cortocircuito medidas previamente, a valores superiores a los 900mA, se redujeron a
valores menores de 200mA.
El fabricante de la máquina, que además realize la reparación, solicitó que también se le hiciera el ensayo de
Flux Test a la zona dañada.
Prácticamente, el naño había desaparecido y coincidía con la zona estudiada por ELCID.
En el año 2001, la máquína fue rebobinada e iba a aprovecharse mejorar la reparación hecha en 1997.
Se repitió el ensayo con ELCID y se observe, el mismo perfil magnético relevado después de la reparación,
por lo que el fabricante decidió no seguir reparando la zona dañada.
6.2 Estudio N° 2 Hidrogenerador
-
Un hidrogenerador de 450MVA, durante la construction del núcleo in-situ en el a& 1999, fire mal armado,
detectándose con ELCID una zona muy extendida del núcleo del estator con cortocircuitos magnéticos.
Se decidió su reparación por ataque ácido.
A lo largo de una semana se monitoreó el núcleo durante la
reparación, en donde se pudo finalmente reducir los valores de la corriente en cuadratura, con valores
medidos previamente superiores a 1A, a valores cercanos a los 300mA. Este hidrogenerador, que ya fue dos
veces inspeccionado, no present() nunca más problemas.
6.3 Estudio N° 3 - Motor Asincrónico
Un motor asincrónico de 3,2kV, 400kVA, fue dos veces rebobinado en el año 2002, como consecuencia de
manifestar elevado calentamiento en el núcleo del estator.
Se efectuó un estudio con ELCID y se determinaron zonas con corrientes en cuadratura del orden de
900mA.
Se le efectuó la reparación del núcleo, mecánicamente, con el mismo personal de mantenimiento de la
Central y monitoreado con ELCID, hasta obtener finalmente una corriente en cuadratura de 220mA en las
zonas dañadas.
La máquina está en servicio hasta la fecha, sin presentar dificultades.
Referencias
1
3
ASTM A976-1997 — Standard Classification of Insulating Coatings by Composition,
Relative Insulating Ability and Application.
IEEE Std 432-1992 — IEEE Guide for Insulation Maintenance for Rotating Electric
Machinery (5 HP to less than 10000 HP).
Adwel Industries Ltd., "Manual del Usuario de ELCID", Junio de 1992.
4
Sutton J., "History of ELCID and Fundamentals", Adwel Industries Ltd. 1994.
2
Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer
5
Ridley G. K., "Conducting an ELCID test on a hydrogenerator", Hydropower and Dams, Vol 1,
Noviembre de 1994.
6 Klempner G., "Experience and benefit of using ELCID for turbine-generators"; Electric
Power Research Institute, Noviembre de 1995.
[7] Mouton A., "Basic Electromagnetism and Materials"; Springer, 2007.
Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer