Mantenimiento de Capacitores

Mantenimiento Preventivo y Correctivo de Filtro de Armónicas SECOVI

Ramos Arizpe, Coahuila.

At´n: Ing. Víctor Miranda Octubre del 2009

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Mantenimiento a Bancos de Capacitores SECOVI

Datos Finales de Estudio Página 1.

Filtro de Armónicas 275 kvar Sopladora 1 .

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1

2.


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7

3.


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13

4.


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19

5.

Banco de Capacitores Fijo 50 kvar Molino 1

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25

6.


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31

7.


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36





























Mantenimiento a Bancos de Capacitores SECOVI Continuación ............. Página 13.

Banco de Capacitores Automatico 250 kvar BC-1

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69

14.


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74

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80

16.

Conclusiones Conclusione s y Recomendac Recomendaciones iones

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17.

Ficha Técnica Bancos de Capacitores Inelap

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89

18.

Ficha Técnica Bancos de Capacitores ABB

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19.

Ficha Técnica Bancos de Capacitores Schneider Electric

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20.

Monitoreo Transformad Transformador or 1

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21.

Monitoreo Transformad Transformador or 2

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112

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M a an nt t e e n n i i m mi i e en n t t o o d e e B a an n c c o os s d e e C a ap pa a c c i it t o or r e e s s S E EC C O O V V I I

S e e C .V . ec co ov v i i, S .A. d e

I n ne e r r g gy y Au t to om m o o t t i iv v e e S y ys s t te e m ms s

Oscar Wilde 155, Col. Colinas de San Jerónimo Monterrey N. L.

Planta Ramos Arizpe, Coahuila.

Elaborado

D e ep pa a r r t t a am m e e n n t t o o d e e I n ng g e e n n i i e er r í ía a

por:

Revisado por:

__________________ _____ _____________ __________________ _____________ _____ _____________ __________________ _____ ______________ ___________________ _____





























Mantenimiento Preventivo y Correctivo Filtro de Armónicas Automático SECOVI





























Filtro de 5ª Armónica 275 kVAR Introducción.

2

Se procedió a realizar mantenimiento preventivo al Filtro de 5ª Armónica de 275 kVAR Automático ubicado en la Sopladora 501 de la Planta INERGY Automotive Systems México en la ciudad de Ramos Arizpe, Coahuila.



Revisión Visual General del Equipo.



Revisión del Arnés de Celdas Capacitivas.



Medición de Voltaje de Alimentación.



Medición de Corriente por Fase.



Medición de Potencia Reactiva Total.



Medición de la Capacitancia de Cada Celda.



Revisión y Reapriete de Conexiones.



Revisión del Interruptor Principal.



Revisión del Contactor.

Se realizó la verificación de presencia de calentamiento y verificación de la correcta operación.































Filtro de 5ª Armónica 275 kVAR 3

Datos del Equipo BANCO DE CAPACITORES IDENTIFICACION CAPACIDAD MODELO SERIE MARCA

Sopladora 501 275 kVAR FAB027548011PN15A FAB10607 INELAP






























Diagrama Eléctrico 3ø 2c 2/0 AWG por Fase 1c 1/0 AWG por Tierra

Simbología Fusible Inelap 500 VAC Contactor, lg mec modelo: gmc Interruptor termomagnético

500 A BT

Reactor Tec−trah Celdas de Capacitores 57.6 microF, 346 VAC






























Evaluación Pasos

Celdas

1º 2º 3º 4º

15 30 60 60

Capacidad Capacidad Lectura de celdas Nominal Fase A 57.6 µf 57.6 µf 57.6 µf 57.6 µf

25 kVAR 50 kVAR 100 kVAR 100 kVAR

6.91 kVAR 15.1 kVAR 30.7 kVAR 30.1 kVAR

Lectura Fase B

Lectura Fase C

Lectura Real Total

Porcentaje del Paso




82 % 90 % 90 % 91 %

En la tabla anterior se muestran los valores de potencia reactiva entregada por fase y total del equipo, donde no se registran





























Filtro de 5ª Armónica 275 kVAR Resumen 

6

El equipo se encuentra alimentado por dos cables por fase de calibre 2/0 AWG, los cuales en conjunto soportan 530 Amp en base a la NOM-001-SEDE-2 NOM-001 -SEDE-2005 005 Tabla 310.17 310.1 7 columna de 75°C 75°C. Este cable se conecta a las clemas del interruptor principal de 500 Amp, por lo que la relación cable interruptor es correcta.



Se recomienda realizar mantenimiento preventivo al equipo mínimo cada 6 meses con la finalidad de mantener su correcto





























Mantenimiento Preventivo y Correctivo de Filtro de Armónicas SECOVI































Filtro de Armónicas de 330 kVAR















































































































































































































































































































































































































































































































































Banco de Capacitores de 50 kVAR Diagrama Eléctrico

28

Simbología

MOLINO 1

3ø 1c 250 KCM por Fase 1c #2 AWG por Tierra

400 A

Granulador Vagra-FC501

3ø 1c # 4 AWG por Fase 1c # 6 AWG por Tierra

celdas inelap, 50 microF, 480 VAC Conexión Delta, Contactor, lg mec modelo: gmc Interruptor termomagnético Conductor de fase

100 A

Conductor de Tierra Forrado Banco de Capacitores Fijo 50 kvar, 480 V Conexión Delta

Conductor de Tierra Desnudo





























Banco de Capacitores de 50 kVAR 29

Evaluación Pasos

Celdas

1º

12

Capacidad Capacidad Lectura de celdas Nominal Fase A 50 µf

50 kVAR

16 kVAR

Lectura Fase B

Lectura Fase C

Lectura Real Total

Porcentaje del Paso

14 kVAR

14 kVAR

44 kVAR

88%

En la tabla anterior se muestran los valores de potencia reactiva entregada por fase y total del equipo, donde no se registran secciones dañadas. La aportación total del Banco es de 44 kVAR (88%) de los 50 kVAR de potencia reactiva nominal. Este valor se encuentra en un porcentaje aceptable en base a la capacidad nominal del Banco de Capacitores. El equipo se encuentra trabajando a este porcentaje debido a que el voltaje de alimentación se encuentra 6% por ABAJO de los 480 Volts de voltaje nominal recomendado por el fabricante, lo que representa una pérdida del 10% (5 kVAR) de la aportación total del Banco.

El equipo cuenta con 12 celdas capacitivas de una capacidad de 50 µf con voltaje de alimentación nominal de 480 vca, las cuales se encontraron en buenas condiciones.





























Banco de Capacitores de 50 kVAR Resumen 

El equipo se encuentra alimentado por un cable por fase de calibre 4 AWG, el cual soporta 85 Amp. en base a la

30 NOM-

001-SEDE-2005 001-SE DE-2005 Tabla Tab la 310.16 columna col umna de 75°C 75°C. Este cable se conecta a las clemas del interruptor principal de 100 Amp, por lo que la relación cable interruptor no es correcta. Se recomienda instalar el cableado de alimentación con un calibre de 2 AWG por fase para cumplir así con la NOM.



Se recomienda realizar mantenimiento preventivo al equipo mínimo cada 6 meses con la finalidad de mantener su correcto funcionamiento.



El Banco de Capacitores se dejó funcionando en operación automática con un uso del 88% de su capacidad nominal de

50 kVAR.



El equipo cuenta con 12 celdas capacitivas de una capacidad de 50 µf con voltaje de alimentación nominal de 480 vca, las cuales se encontraron en buenas condiciones.





























Mantenimiento Preventivo y Correctivo Banco de Capacitores Fijo SECOVI





























Banco de Capacitores de 50 kVAR Introducción.

32

Se procedió a realizar mantenimiento preventivo al Banco de Capacitores Fijo el cual se encuentra ubicado en el Molino 2 de la Planta INERGY Automotive Systems México en la ciudad de Ramos Arizpe, Coahuila.






Revisión del Arnés de celdas capacitivas.






Medición de Corriente por fases.






Medición de la capacitancia de cada celda.












Revisión del Timer.

































MOLINO 2 50 kVAR CFB0050480N1ITMCTRTPLMP CFB49200 INELAP






























Diagrama Eléctrico

Simbología

MOLINO 2

3ø 1c 250 KCM por Fase 1c 1/0 AWG por Tierra

Granulador

celdas inelap, 50 microF, 480 VAC Conexión Delta,






























35

El Equipo se encuentra alimentado por un cable por fase de calibre 4 AWG, el cual soporta 85 Amp. en base a la

NOM-001-SEDE-2005 Tabla 310.16 columna de 75° 75 °C. Este cable se conecta a las clemas del interruptor principal de 100 Amp, por lo que la relación cable interruptor no es correcta. Se recomienda instalar el cableado de alimentación con un calibre de 2 AWG por fase para cumplir así con la NOM.



El Banco de Capacitores se dejó en condiciones óptimas para operar en forma semi-automática. Se recomienda





























Mantenimiento Preventivo y Correctivo Banco de Capacitores Fijo SECOVI






























37

Se procedió a realizar mantenimiento preventivo al Banco de Capacitores Fijo ubicado en el Molino 4 de la Planta INERGY

Automotive Systems México en la ciudad de Ramos Arizpe, Coahuila.








































Banco de Capacitores de 50 kVAR





























































































Mantenimiento Preventivo y Correctivo



















































































































































































































































































































































































































































58

Se procedió a realizar mantenimiento preventivo al Banco de Capacitores Fijo ubicado en el TGBT-2 de la Planta INERGY

Automotive Systems México en la ciudad de Ramos Arizpe, Coahuila.












Medición de Corriente por Fase.






Medición de la Capacitancia de cada Celda.












Revisión del Timer.































TGBT-2 75 kVAR CFB0075480N1ITMCTRTPLMP CFB49204 INELAP

En la tabla anterior se muestran de datos de placa del Banco de Capacitores. La revisión consistió en realizar verificación del equipo y medición de potencia reactiva entregada por fase.






























Diagrama Eléctrico

Simbología Conductor de Tierra se aterriza en escalerill a

3ø 1c # 4 AWG por Fase 1c # 4 AWG por Tierra

125 A

Banco de Capacitores Fijo de 75 kvar, 480 V Conexión Delta

celdas inelap, 50 microF, 480 VAC Conexión Delta, Contactor, lg mec modelo: gmc Interruptor termomagnético Conductor de fase Conductor de Tierra Forrado Conductor de Tierra Desnudo






























Evaluación Pasos

Celdas

1º

12

Capacidad Capacidad Lectura de celdas Nominal Fase A 50 µf

Lectura Fase B

75 kVAR 23. 3.4 4 kVAR 23.3 kV kVA AR

Lectura Fase C

Lectura Real Total

Porcentaje del Paso

23. 3.4 4 kVAR

70 kVAR

94%

En la tabla anterior se muestran los valores de potencia reactiva entregada por fase y total del equipo, donde no se registran secciones dañadas. La aportación total del Banco es de 70 kVAR (94%) de los 75 kVAR de potencia reactiva nominal. Este valor se encuentra en un porcentaje aceptable en base a la capacidad nominal del Banco de Capacitores. El equipo se encuentra trabajando a este porcentaje debido a que el voltaje de alimentación se encuentra 5% por ABAJO de los 480 Volts de voltaje nominal recomendado por el fabricante, lo que representa una pérdida del 6% (5 kVAR) de la aportación total del Banco.

El equipo cuenta con 18 celdas capacitivas de una capacidad de 50 µf con voltaje de alimentación nominal de 480 VAC, las cuales se encontraron en buenas condiciones.






























62

El equipo se encuentra alimentado por un cable por fase de calibre 4 AWG, el cual soporta 85 Amp. en base a la NOM-

001-SEDE-2005 001-SE DE-2005 Tabla Tab la 310.16 columna col umna de 75°C 75°C. Este cable se conecta a las clemas del interruptor principal de 125 Amp, por lo que la relación cable interruptor no es correcta. Se recomienda instalar el cableado de alimentación con un calibre de 1/0 AWG por fase para cumplir así con la NOM.



Se recomienda realizar mantenimiento preventivo al equipo mínimo cada 6 meses con la finalidad de mantener su correcto funcionamiento.



El Banco de Capacitores se dejó funcionando en operación semi-automática con un uso del 94% de su capacidad nominal de 75 kVAR.



El equipo cuenta con 18 celdas capacitivas de una capacidad de 50 µf con voltaje de alimentación nominal de 480 VAC, las cuales se encontraron en buenas condiciones.































Mantenimiento Preventivo y Correctivo Banco de Capacitores Automático SECOVI






























64

Se procedió a realizar mantenimiento preventivo al Banco de Capacitores Automático ubicado en TGBT-1 en la Planta INERGY

Automotive Systems México en la ciudad de Ramos Arizpe, Coahuila. 







Medición de Corriente por Fases.






























Datos de Equipo BANCO DE CAPACITORES AUTOMÁTICO IDENTIFICACION BANCO ABB CAPACIDAD 200 kVAR MODELO 33L2000548BCCLMB20 SERIE 99298 MARCA ABB





























Banco de Capacitores de 200 KVAR 66

Diagrama Eléctrico Simbología

Alimentación 3F, 60 Hz 34,500 VAC

celdas ABB, 40 KVA R, 480 VAC Conexión Delta, Contactor, ABB modelo: UH63−30 Interruptor termomagnético

2500/3125 KVA 33000//440Y/254 VAC %Z=6.69, Tap 3=33000 V 3ø 6c 500 kcm por Fase 3c 3/0 por Tierra

TABLERO PPAL. TGBT 1

Fusible ABB, 80 A 500 VAC

4000 A

1

(S/C) Maq Soplado 501

2

(S/C) Triturador # 1

3

(S/C) Tx Tipo Seco 225 KVA

4

(S/C) TAB−1, TAB−3. Tab Area Pruebas

5

(S/C) Electroducto

6

(250 A) C.A. Front

7

(250 A) Co mpresor Aire # 1

8

(250 A) Co mpresor Aire # 2





























Banco de Capacitores de 200 KVAR Evaluación

67

Pasos 1º 2º 3º 4º 5º

Capacidad Fusibles Lectura Lectura Lectura Lectura Real Porcentaje Nominal Dañados Fase A Fase B Fase C Total del Paso 40 kVAR 0 9.57 kVAR 9.71 kVAR 11.7 kVAR 30 30.98 kVAR 77 % 40 kVAR 1 0 kV kVAR AR 6. 6.12 12 kV kVAR AR 6. 6.37 37 kV kVAR AR 12 12.4 .4 kV kVAR AR 31 % 40 kVAR 3 0 kVAR 0 kVAR 0 kVAR 0 kVAR 0 % 40 kV kVAR AR 0 10.3 10 .3 kV kVAR AR 6. 6.77 kV kVAR AR 8. 8.19 19 kV kVAR AR 25 25.1 .199 kV kVAR AR 62 % 40 kVAR 0 11.43 kVAR 11.70 kVAR 11.50 kVAR 34.63 kVAR 86 %






























































Mantenimiento Preventivo y Correctivo
















































































































































































































































































































































































































































































































Conclusiones y Recomendaciones Área de Subestaciones

88

En la siguiente tabla se muestra el status de cada uno de los Bancos de Capacitores del área de Subestaciones, así como también los componentes dañados encontrados durante el mantenimiento preventivo y correctivo realizado a los equipos.

Area

Ubicación del Equipo

TGBT -1 s e n o i c a t s e b u S

Componentes Dañados

Observaciones

3 Fusibles de 80 Amp. 600 Vca

Reemplazado

Programación de ø 0.95

Se progamo 1.00

200 KVAR

250 KVAR


Se progamo 1.00

TGBT -2

75 KVAR

No se encontraron

En buenas condiciones

TGBT -3

250 KVAR


Se progamo 1.00

250 KVAR

Status Actual


Se progamo 1.00

Recomendación

Status Final

Mantenimiento Pr Preventivo ca cada 6 meses

Funcionando

Equipo funcionando correctamente, presenta perdidas debido al voltaje de alimentación bajo. El equipo su

TGBT -2

TGBT -3



Capacidad del Banco de Capacitores

voltaje nominal es de 480 y se alimenta 460 Equipo funcionando correctamente, presenta perdidas debido al voltaje de alimentación bajo. El equipo su Equipo Apagado Equipo funcionando correctamente, presenta perdidas debido al voltaje de alimentación bajo. El equipo su Equipo Apagado, se encontro TC de control mal conectado, se pregramara libranza para conectarse correctamente. El equipo se encuentra OK


Funcionando

Mantenimiento Preventivo cada 6 meses

Funcionando


Funcionando Se encuentra mal

Mantenimiento Preventivo cada 6 meses conectado CT de control

Actualmente se encuentran funcionando correctamente cada uno de los equipos descritos en la tabla anterior, por lo que se recomienda realizar mantenimiento preventivo mínimo cada seis meses con la finalidad de prolongar la vida útil y funcional de los mismos.





























Referencia Técnica Celdas Capacitivas SECOVI





























Datos Técnicos Resumen

90

El Banco de capacitores esta constituido por celdas capacitivas monofásicas que pueden conectarse en delta ó estrella. Las celdas son de polipropileno metalizado en zinc con perfil reforzado, y han sido diseñadas para temperaturas de operación de 80ºC. Las celdas tienen unas características de operación máximas de 40ºC, por lo que en condiciones fuera de especificaciones su tiempo de vida disminuye considerablemente de los 7 años que se tienen en condiciones normales de operación. Como se ilustra en la grafica, se observa que conforme aumenta la temperatura en las celdas el porcentaje de vida disminuye considerablemente.






























91

A continuacion se muestra un gráfico del efecto que se produce en la celdas capacitivas al estar expuestas continuamente a condiciones de temperatura adversa a la de diseño.

Cada celda capacitiva cuenta con un interruptor sensible a la presión para su protección ante condiciones anormales de operación. Cuando la presión en el interior de la celda aumenta, la tapa superior de la celda se expande hacia fuera





























Referencia Técnica Bancos de Capacitores SECOVI
































30

El capacitor ABB tiene un aislante tipo seco y por lo tanto no tiene riesgo de fugas ni contamina el medio ambiente . En caso de una falla ocurrida en el aislante del capacitor, el electrodo metalizado junto a la falla se vaporiza inmediatamente aislando la falla, permitiendo la operación normal del capacitor. La película metalizada puede auto regenerarse cientos de veces durante su larga vida y mantener sus valores capacitivos. Todos los elementos del capacitor están rodeados por vermiculita, que es un material granular inorgánico, inerte, contra fuego





























Referencia Técnica Bancos de Capacitores SECOVI






























95

El equipo esta constituido por capacitores Varplus M, los cuales están diseñados con un sistema de seguridad “HQ” (high Quality) y brinda un sistema de protección contra dos tipos de fallas: 1.- Las fallas por altas corrientes se protegen por medio de un fusible de cartucho de alta capacidad interruptiva tipo HRC. 2.- Las fallas por bajas corrientes se protegen por la combinación de una membrana de desconexión por “sobre presión” y el fusible tipo HRC.





























Estudio de Factor de Potencia SECOVI





























Transformador 1 2500 kVA 97

Perfil de Voltaje de Línea a Línea. Vll ab m ean

Vll bc mean

Vll ca m ean

485

480

475

470

482.92 Volt Volts s máximo máximo































Transformador 1 2500 kVA
















































































































































































































































































































































































































































































































































Perfil de Distorsión Armónica Total en Corriente (THDi) I1 THD mean

I2 THD m ean

I3 THD m ean

20 18 16 14

i 12 D H 10 T %

8 6 4 2 0

18.5% máximo en período de baja carga

11% romedio






























Perfil y Espectro de Distorsión Armónica Individual en Corriente (HDi) I1 HD 1

I1 HD 2

I1 HD 3

I1 HD 4

I1 HD 9

I1 HD 10

I1 HD 11

I1 HD 12

I1 H D 5

I1 HD 6

I1 HD 7

I1 HD 8 HD I1

30 14

25 12

d 20 n I i D H % 15

10

d n I i 8 D H % 6

10 4

5 2

0 09/10/16 12 12:00

09/10/17 00 00:00

09/10/17 12 12:00

09/10/18 00 00:00

09/10/18 12 12:00

09/10/19 00 00:00

09/10/19 12 12:00

0

HD I2

HD I3






























Análisis Armónico

A continuación se muestran los valores obtenidos más representativos de distorsión armónica de las señales de Voltaje y Corriente en sus porcentajes en forma individual y total, reflejo del tipo de carga instalada en el

TRANSFORMADOR 2 de

2500 kVA, así como la conclusión contra los valores de operación recomendados por el Std. IEEE 519-1992 sobre Prácticas y Requerimientos Establecidos para el Control de Armónicos en Sistemas Eléctricos de Distribución. Las formas de onda y espectro armónico característico de Voltaje corresponden a:

HD Voltaje Armónicas 5a

7a

1.71%

0.70%

% THD VOLTAJE Promedio 2%

Std. IEEE 519-1992 Sí cumple

La armónica de Voltaje de mayor contribución es la QUINTA con un valor de 1.71%, registrándose un THDV promedio de 2%, valores que se encuentran DENTRO de los límites máximos de distorsión armónica recomendado por el estándar, el cual recomienda un 3% por componente individual de Voltaje y un límite de distorsión total de 5% para este nivel de Voltaje sobre la base de la tabla 11.1 Std IEEE 519-1992.

La Relación de Corto Circuito SCR (Short Circuit Ratio) se define como la relación de la máxima Corriente de cortocircuito






























Análisis Armónico Las formas de onda y espectro armónico característico de Corriente corresponden a:

THD Corriente SCR=ISC/IL 5a 40.55

5.25%

h<11 7a 2.52%

11a 5.09%

% THD CORRIENTE Promedio 11%

Std. IEEE 519-1992 No cumple

La Corriente armónica de mayor contribución es la QUINTA, con un valor de 5.25% con respecto a la componente fundamental, y registrando un THDI de 11%. Este último valor se encuentran FUERA de lo recomendado por el estándar de límites máximos de distorsión armónica, la cual recomienda un 8% para la distorsión total sobre la base de la SCR calculada en referencia a la tabla 10.3 Std IEEE 519-1992.






























Perfil de Potencia Real ( kW) kW tot high

kW tot low

kW tot mean

1200

1000

) W800 K ( l a e R 600 a i c n e 400 t o P 200

971.8 971 .8 kW máxim máximo o

650 kW romed romedio io
































Perfil de Potencia Reactiva ( kVAR) kVAR tot high

kVAR tot low

kVAR tot mean

600

500

) R 400 A V

346.67 kVAR máxim máximo o






























Perfil de Potencia Aparente ( kVA) kVA tot high

kVA tot low

kVA tot m ean

1200

1022.55 1022.5 5 kVA máxim máximo o 1000

) A V 800






























Porcentaje de Utilización ( %) % de Ut iliz h igh

% de Ut iliz low

% de Utiliz mean

45

40

40.9% máximo

A V k 0 0

35






























Perfil de Factor de Potencia (%) PF lead mean

PF lag mean

102

100

) % ( 98 a i

98% romedio





























Transformador 2 2500 kVA Conclusiones y Recomendaciones

127

El punto de medición de este Transformador fue en las barras del Tablero de Distribución después del Interruptor principal.

El Tablero Principal cuenta con un interruptor de 4000 Amp, lo cual cumple con la NOM-001-SEDE-2005 Sección 450-3, la cual menciona que el dispositivo de protección contra sobrecorriente para este caso en específico no debe ser mayor de 4000

Amp.

Mantenimiento de Capacitores

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