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MODERNIZACIN DE TRANSFORMADORES Sustitucin de un OCTC por un OLTC en un transformador tipo horno

Trinidad Santana

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INDICE

Indice

I Modernizacin de transformadores,

I El Cambiador de derivaciones bajo carga, un componente clave,

I Comparacin de opciones,

I Tipos de soluciones,

I Sustitucin de un OCTC por un OLTC en un transformador tipo horno

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MODERNIZACIN DE TRANSFORMADORES,

POR QU?

edad media: 40 aos

edad media: 36 aos

edad media: 33 aos

edad media: 35 aos

edad media: 22 aos

edad media: 31 aos

edad media: 26 aos

Edad media de transformadores en servicio en redes elctricas (fuente: varios)

Ejemplos: Canada, Brasil, Gran Bretaa, Catar, India, Japn, Nueva Zelanda, EUA Croatia: Transformador fabricado en 1954

edad media: 34 aos

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POR QU MANTENIMIENTO & RETROFIT DE

TRANSFORMADORES?

la condicin empieza a

deteriorar

cond

ici

n

buena

mala falla

la condicin cambiada

se vuelve detectable

la condicin es tan

deteriorada que una

falla ocurre

tiempo

perodo en el cul

se debe tomar una decisin

sobre una intervencin

Degradacin de la condicin de transformadores

Usted conoce la condicin de sus transformadores?

Cuando es el momento para tomar una decisin?

Gestin del parque

de transformadores

extensin de la vida

residual

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GESTIN DEL PARQUE DE TRANSFORMADORES UN CASO REAL

Base instalada de una empresa transmisora norteamericana nmero de

transformadores de transmisin por edad

~1000 transformadores; edad media del parque de transformadores: 33 aos

Poltica de la inversin de reposicin: sustitucin de 25 transformadores al ao

Tiempo para sustituir todos los transformadores: 40 aos

trafos con 25 aos hoy se substituirn apenas en 25 aos

164

89

177 167

221 198

0

50

100

150

200

250

Riesgo

de fallas por

envejecimiento!

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COMO EMPRENDER EL RIESGO DE FALLAS EN

TRANSFORMADORES

diagnstico

Determinar y evaluar la

condicin del

transformador y sus

componentes

devanado

cuba

boquillas

Implementar medidas

correctivas

Aplicar la estratgia corporativa para la

gestin del parque de transformadores

mantenimiento

retrofit

otros

(aceite)

modernizacin

sustitucin del

transformador

cambiador

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El cambiador de tomas bajo carga un componente clave

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T A

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T A

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T A

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T A

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T A

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T A

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T A

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T A

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T A

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T A

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

Electric arc

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

Electric arc

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

Electric arc

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

Electric arc

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

Electric arc

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

T A

Circulating current

Step voltage

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

T A

Step voltage

Circulating current

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

T A

Circulating current

Step voltage

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

T A

Step voltage

Circulating current

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

T A

Circulating current

Step voltage

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

T A

Electric arc

Step voltage

Circulating current

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

T A

Electric arc

Circulating current

Step voltage

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

T A

Electric arc

Step voltage

Circulating current

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

T A

Electric arc

Circulating current

Step voltage

R R

1

3

5

2

4

6

A B

T B

MS A MS B

Diverter switch

T A

Electric arc

Step voltage

Circulating current

R R

1

3

5

2

4

6

A B

MS A MS B

Diverter switch

T A

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

MS A MS B

Diverter switch

T A

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

MS A MS B

Diverter switch

T A

Selector

R R

1

3

5

2

4

6

A B

MS A MS B

Diverter Switch

T A

Selector

Este ejemplo refiere a un

cambiador bajo carga resistivo

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TIPOS DE SOLUCIONES

I Mantenimiento de cambiadores de derivaciones bajo carga,

I Modernizacin del cambiador de derivaciones bajo carga,

I Sustitucin del cambiador de derivaciones.

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MANTENIMIENTO DE CAMBIADORES BAJO CARGA

Los criterios para el mantenimiento de cambiadores con conmutacin en

aceite son:

el tiempo en servicio el nmero de operaciones

lo que ocurra primero!

o

normalmente aplicable para

cambiadores en la red elctrica

normalmente aplicable para

cambiadores de la industria

(transformadores de horno, etc)

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MANTENIMIENTO DE CAMBIADORES BAJO CARGA

se produce desgaste elctrico en los contactos de

arqueo con cada conmutacin

se producen depsitos de carbn, causados por

arcos de conmutacin en el aceite aislante del CBC

El estrs mecnico producido durante la operacin

del cambiador resulta en desgaste mecnico

I Mtodos diagnstico para cambiadores pueden detectar fallas pero no

substituyen el mantenimiento!

I El mantenimiento de cambiadores es necesario porque:

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MODERNIZACIN DE CAMBIADORES DE DERIVACIONES

VACUTAP VM SOLUCION PERFECTA PARA MODERNIZACIN

I Compatible con

OILTAP M / MS y otros

modelos similares al

OILTAP M.

I No se requiere trabajo en

el compartimiento de

aceite.

I Estn disponibles los

modelos

TAPMODELLER 3D

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OTRAS SOLUCIONES

VACUTAP UVT-LTX

Basado en la tecnologa del RMV-II, el cambiador reactivo ms popular del

mundo.

Solucin disponible para todos los UVT fabricados despues de 1974.

Tiempo de Trabajo: 3 4 das, Pruebas:

- TTR, Resistencia de devanados, - Drenar el CBC, - Remover las partes del VACUTAP UVT - Instalar las nuevas partes del MRV-II, engranes

preensamblados y el MD-II,

- Realizar pruebas, - Llenado del VACUTAP UVT-LTX con aceite

nuevo,

- Pruebas de puesta en marcha.

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OTRAS SOLUCIONES

VACUTAP UVT-LTX

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OTRAS SOLUCIONES

MODERNIZACIN RMT-I SLIDE-IN

Qu hacer con los UTT existentes? - Reemplazar solo los contactos?

- Mejorar el UTT-A a UTT-B?

- Retrofit completo en campo?

La modernizacin RMT-I slide-in completo para los CBC UTT con reversing

switch rediseado, es considerado como una

solucin econmica. RMT-I slide in retrofit

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MODERNIZACIN DE MANDOS A MOTOR

Modernizacin de cualquier mando a motor marca MR de cualquier otra

marca

A)El Mando a Motor es el equipo que acciona el cambio de tomas, su buen

funcionamiento es bsico para la operacin del CBC.

B)Se compone tanto de elementos elctricos como de elementos mecnicos,

susceptibles a condiciones climatolgicas extremas, por lo cual es muy importante que

se encuentre hermtico.

C)Tiene seales de indicacin de posiciones, alarmas y otras sealizaciones.

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MODERNIZACIN DE MANDOS A MOTOR

Modernizacin de Mandos a Motor marca MR Fabricados bajo licencia (Trafo Union,

Mitsubishi, Toshiba, Fuji) Los Mandos a Motor sufren ms debido a las condiciones

climatolgicas ya que su ubicacin es a la intemperie o en condiciones de caverna.

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MODERNIZACIN DE MANDOS A MOTOR

Accesorios importantes a tomar en cuenta para la modernizacin de los Mandos

a Motor

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COMPARACIN DE OPCIONES

REEMPLAZO MODERNIZACIN DEL TRANSFORMADOR

Transformador de 33 MVA, 120/12 kV, fabricado en 1961*

Ila parte activa estuvo en muy buena condicin

Itrabajos mayores requeridos en el CBC, las boquillas y los accesorios

Ilocal: una subestacin subterranea en una ciudad norte americana mayor

transporte problemtico

Itiempo sin servicio no crtico, no pruebas de alta tensin requeridas porque no se

requiri trabajo en la parte activa

Evaluacin econmica

Reemplazo

Reparacin

en campo

Reparacin

en fbrica

Transformador nuevo 100% 0% 0%

Material / mano de obra 6% 55% 41%

Prdidas 0% 30% 30%

Logstica y transporte 50% 12% 75%

Tiempo fuera de servicio 0% 0% 0%

Total 156% 97% 146%

* fuente: CIGR Guide for Transformer Maintenance, CIGR, 2010

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RETROFIT Y MODERNIZACIN DE TRANSFORMADORES

La gestin de proyectos de modernizacin de transformadores

I Inspeccin del sitio, clarificacin tcnica, desarrollo de una solucin

I Planeacin del proyecto, definicin de un alcance de trabajo, clculo de costos

I Preparacin/entrega de materiales y herramientas

I Coordinacin del trabajo en campo

I Reporte final

115/12.47 Tie Sub West Day

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Task list

Mobilize/set up

Tanker stage

Acquire manlifts

Crane

Prelim TTR/oil sample/Meggar/PF

Drain oil from main

Drain oil from LTC

Remove and regasket bushings

Remove and regasket radiators

Set blankets / fire cloth

Internal inspections

DETC inspection and cleaning

Tag and disconnect LTC leads

Set crane/remove LTC

Set and place new LTC

Cut, set, tape new leads

Check BIL clearances

12 hr vac; fill dry air; set 12 hrs

Dewpoint

Vacuum

Vac fill and top off

Test/functional check

Wiring

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SERVICIOS DE MODERNIZACIN DE TRANSFORMADORES.

SERVICIOS DE

PRUEBAS

EVALUACION DEL TRANSFORMADOR

MANEJO DE ACEITE

SERVICIO CLASICO DE MR A CAMBIADORES

UN RETROFIT DE

CAMBIADORES DE

DERIVACIONES NECESITA

TODOS ESTOS ASPECTOS DEL

TRABAJO EN CAMPO EN

TRANSFORMADORES

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

Informacin del proyecto

I Reemplazo de un OCTC RMV-S-1500

con cambio de conexin Y a D por un

OLTC VV con cambio de conexin Y a D.

I El proyecto debera estar listo en 10

das.

I El cambiador existente tena que ser

cortado y en su lugar se deba soldar un

tanque adaptador.

I Transformador localizado en un rea de

difcil acceso.

I Ambiente con mucho polvo.

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

I Transformador Ferranti Packard

fabricado en 1967, reparado por Ohio

Transformer en 1997 donde fue

agregado el RMV-S OCTC, el cual

era un RMV-II modificado.

I El OCTC tena 8 posiciones con

cambio de conexin de Y a D y

viceversa.

I El mando a motor era unMD-I.

Informacin del transformador y cambiador

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

SOLUCIONES PROPUESTAS

I Convertir el OCTC RMV-S-1500 en un cambiador bajo carga RMV-II-1500,

I Reemplazo del OCTC existente RMV-S-1500 por un cambiador bajo carga

tipo resistivo (VV III 400 D),

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

Solucin implementada

I OLTC VV III 400 D 40 10170YD

I Se necesita soldar un tanque adaptador para alojar el nuevo cambiador.

I Fueron considerados un bloqueo elctrico y disparo del transformador para proteger el

transformador en el cambio de Y a D.

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

Tanque Adaptador

I Fue diseado un tanque adaptador para colocar el cambiador, el tanque

adaptador cuenta con tanque conservador y soportes para montaje de

mando a motor y deshidratador.

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

Pre ensamble,

I Todas las partes fueron pre ensambladas antes de ser enviadas.

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

Instalacin

I Instalacin de barreras antifuego.

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

Instalacin

I Proceso de corte.

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

Instalacin

I Despues de haber realizado las pruebas alctricas al transformador, se

dreno el aceite, desconexin de puntas, se ensamblan las piezas en piso

para evitar reducir su exposicin al ambiente.

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

Instalacin

I El transformador se localiza en la planta alta con acceso limitado, debido

al poco tiempo para realizar el proyecto no era posible moverlo.

I No existe grua disponible y no es accesible desde el piso.

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

Instalacin

I Se fabrico una gra para poder bajar el cambiador RMV-S y poder instalar

el tanque adaptador.

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

Instalacin,

I Conexin de puntas,

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REEMPLAZO DE UN OCTC RMV-S-1500 POR UN OLTC VV

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MODERNIZACIN DE CAMBIADORES EN CAMPO

Resmen

Las posibilidades para modernizar transformadores en campo son nuemrosas

IReparo de fugas y corrosin

IReemplazo de cambiadores enfoque: marcas muertas

IReemplazo de boquillas de alta tensin

IModernizacin del sistema de enfriamiento

ISubstitucin de los accesorios

IModernizacin de sistemas de control y monitoreo

Conclusin

Debido a la gran disponibilidad de soluciones y la competitividad econmica es

recomendable considerar la modernizacin de transformadores en campo como

una opcin atractiva.

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