Plan de Mantenimiento de una Subestación Eléctrica Objetivo del plan de mantenimiento: El plan de mantenimiento de una subestación busca garantizar la operatividad y confiabilidad de las maquinas, de tal manera poder alargar la vida útil de la subestación. Este plan debe ser lo más práctico y económico posible. Dentro de los trabajos de mantenimiento se programaran inspecciones periódicas, tanto como de las líneas como de los componentes que se encuentran en las subestaciones, con el fin de comprobar el estado en el que se encuentran las anteriormente mencionadas y en base al estado en que se encuentren se tomaran acciones para mejorar sus condiciones. Para poder llevar a cabo el plan de mantenimiento eficiente se necesita llevar a cabo una metodología para determinar los requerimientos de mantenimiento de los equipos en su operación. La metodología usada consiste en analizar las funciones de los componentes, ver cuáles son sus posibles fallas y las causas raíz de estas, para sacar sus posibles efectos y analizar sus consecuencias. Además previene la ocurrencia de fallas que puedan ocasionar daños a las personas, a las instalaciones, o al medio ambiente.
PLANEANDO EL MANTENIMIENTO Toda esta estructura es la que permite decantar el plan de mantenimiento teniendo siempre claro el objetivo: maximizar el tiempo de funcionamiento y minimizar los recursos. De lo contrario, se puede generar un programa completísimo que no deje espacio para ninguna posibilidad de falla, pero a un costo tan elevado que no lo haga rentable. Este análisis evalúa cada uno de los componentes de la subestación: equipo de patio, des conectador, interruptor, transformador y equipo de maniobra, entre otros, lo que hace posible mirar la subestación como un todo y tomar decisiones a partir de eso. El transformador es considerado el equipo más importante de una sub-estación, lo que hace suponer que es en él donde se debe invertir la mayor cantidad del presupuesto de mantenimiento. Sin embargo, muchas veces las fallas se concentran en los equipos demedia tensión y en los de maniobra. Finalmente, la última etapa en la construcción del plan es asignar los recursos, definiendo la frecuencia y la modalidad con la que se van a monitorear los modos de falla de acuerdo a determinados modelos de inspección.
El mantenimiento cubre un amplio rango de actividades encaminadas en mantener al equipo en perfectas condiciones de trabajo para que desempeñen sus funciones de acuerdo a sus características de trabajo. 1.- INSPECCION: esto se refiere a la actividad de mantenimiento que comprende una observación cuidadosa/escrutinio del equipo sin desmontarlo, es decir, que usualmente comprende un chequeo visual y operacional. 2.- SERVICIO: esto se refiere a limpieza, ajuste, lubricación y otras funciones del mantenimiento sin desmantelar el equipo. 3.- EXAMEN: se refiere a la inspección que requiere necesariamente el desmantelamiento, indicaciones y pruebas no destructivas para obtener datos que indiquen la condición de los componentes y partes. 4.-REVISION: esto se refiere al trabajo hecho con el objetivo de reparar/cambiar partes desgastadas y defectuosas, se inspecciona la condición de los componentes, se miden las condiciones de las componentes desgastadas y si están desgastadas más allá de los límites aceptables se remplazan.
TIPOS DE FALLAS A PRESENTARSE Fallas Invisibles: Son las fallas que no aparecen inmediatamente, pero que incrementan el riesgo de fallas en múltiples consecuencias. Usualmente se suelen encontrar en interruptores o dispositivos de protección.
Fallas Operacional: Son las fallas que producen gastos indirectos al agregar costos de reparación.
Fallas Ambientales: Estas son fallas que tienen una alta probabilidad de causar pérdida de vidas o serios perjuicios ambientales que ocasionan perdidas en daños en componentes en subestaciones eléctricas.
Fallas por Antigüedad Estas posibles fallas se presentan en los componentes que ha prestado su funcionamiento por prolongado tiempo en uso de sus funciones.
TIPOS DE MANTENIMIENTO A REALIZAR EN SUBESTACIONES ELÉCTRICAS: MANTENIMIENTO PREVENTIVO El mantenimiento preventivo a subestaciones se divide en dos componentes:
- Inspección visual.- Este tipo de mantenimiento se efectúa en forma mensual, sin desenergizar la línea, no utiliza herramientas ni instrumentos en la mayor parte de los casos, y como su nombre lo indica consiste sólo en inspecciones visuales. Tiene la finalidad de revisar visualmente el estado exterior de los equipos.
- Mantenimiento preventivo programado o sistemático.- Consiste en una serie de pruebas a realizar en los equipos para verificar su estado. El trabajo tiene carácter preventivo, pero también engloba al mantenimiento predictivo, y en algunos casos al correctivo.
EL MANTENIMIENTO PREDICTIVO Interviene cuando al efectuar las pruebas al equipo, se llega a conocer su estado actual y es posible entonces, conocer el estado futuro o anticiparse a las posibles fallas. El mantenimiento preventivo sistemático realiza generalmente con línea desenergizada, pero existen algunas técnicas que se pueden aplicar sin necesidad de desenergizar la línea. En la mayoría de las industrias el mantenimiento programado se efectúa en días en los que la producción puede ser interrumpida, pero en el caso del servicio eléctrico, ya que su continuidad no puede ser interrumpida, estos trabajos se programan en días en los que el consumo de energía eléctrica es menor que los demás, lo que ocurre generalmente los fines de semana.
MANTENIMIENTO CORRECTIVO El mantenimiento correctivo puede considerarse dividido en dos partes:
Mantenimiento correctivo programado.- Es una actividad correctiva que implica reparación y reemplazo de piezas que tiene carácter preventivo, ya que en función de las condiciones del equipo o de ciertos parámetros se efectúan las reparaciones con la intención de anticiparse y prevenir datos mayores que afecten a la disponibilidad del equipo.
Mantenimiento correctivo por avería.- Se presenta cuando existe una falla o avería grave de algún o algunos equipos de la subestación, estas averías se presentan por causas ajenas a la voluntad de los responsables de la subestación, y se deben a factores externos: condiciones climáticas, danos de terceros, problemas en la línea de transmisión o distribución.
MANTENIMIENTO PROACTIVO A SUBESTACIONES El mantenimiento proactivo consiste en el estudio de fallas y análisis de la actividad de mantenimiento, para poder obtener conclusiones y dar sugerencias para mejorar la función de mantenimiento.
PUNTOS DONDE SE DEBERÁ LLEVAR ACABO EL MANTENIMIENTO DE LA SUBESTACIONES ELÉCTRICAS: MANTENIMIENTO A GABINETE DE SUBESTACION ELECTRICA Con el fin de conservar en buen estado funcional todos los elementos que integran una subestación eléctrica, se realiza el servicio de mantenimiento preventivo el cual consiste en la revisión física, limpieza, lubricación, apriete de conexiones, así como pruebas mecánicas, eléctricas y dieléctricas. Lo anterior se realiza utilizando el equipo de seguridad y herramienta adecuada, así como equipos de prueba, tales como medidor de resistencia de aislamiento (Megóhmetro), medidor de resistencia de contacto (Dúcter) y medidor de resistencia a tierra (Telurómetro).
MANTENIMIENTO DE UN TRANSFORMADOR El transformador es un componente estático formado por uno, dos o más enrollados acoplados con un núcleo magnético, teniendo distintos dispositivos en movimiento cuando es energizado, como lo son accesorios auxiliares, cambiador de taps, ventiladores, bombas impulsoras y refrigerantes entre otros. Con el fin de verificar la condición general del transformador y programar las medidas preventivas o correctivas, se realizar el mantenimiento preventivo, así como pruebas eléctricas y dieléctricas. El servicio consiste en la inspección física al transformador, así como pruebas de resistencia de aislamiento, relación de transformación, resistencia óhmica, factor de potencia y resistencia a tierra. Lo anterior se realiza con equipos de medición y prueba diseñados para tal fin.
ANALISIS DEL ACEITE DEL TRANSFORMADOR Con el fin de verificar la condición del aceite y programar las medidas preventivas (regeneración) o correctivas (cambio), se realiza el análisis de las características físicas, eléctricas y químicas del aceite. El servicio consiste en la obtención de una muestra de aceite aislante del transformador, y envío para su análisis correspondiente en un laboratorio acreditado para tal fin
Durante las operaciones de mantenimiento al transformador se realizan las siguientes acciones que son:
MANTENIMIENTO A TABLERO DE DISTRIBUCION Con el fin de conservar en buen estado funcional los interruptores, contactores, y en general todos los elementos que integran un tablero, se realiza el servicio de mantenimiento preventivo, el cual consiste en la revisión física, limpieza general, reapriete de conexiones, así como pruebas mecánicas y eléctricas (resistencia de aislamiento y resistencia de contacto). Lo anterior, se realiza utilizando el equipo de seguridad y herramienta adecuada, así como equipo de medición correspondiente.
MEDICION DE RESISTENCIA DEL SISTEMA DE TIERRAS Se realiza la medición de resistencia de los electrodos de puesta a tierra, así como la continuidad de conexiones. Dicha medición se realiza utilizando un Telurómetro, registrando y graficando valores de resistencia a tierra.
LIMPIEZA DE AISLAMIENTOS Consiste en limpiar los aislamientos de la subestación, y este se refiere a lo que es la limpieza de cuchillas, fusibles, lijar las áreas de contactos, limpieza de los apartarrayos, verificar el estado en que se encuentran, limpieza de aisladores de paso, que estos no se encuentren rotos o desportillados, etc.
PRUEBAS A REALIZAR A LOS TRANFOMADORES
Pruebas de Rutina:
Son las de verificación de calidad y pruebas en todos los componentes externos como son las partes individuales: laminaciones, conductores, dispositivos de protección, aceites, tanques bobinas, tableros de control y cuando esta armado completo se inspecciones visuales, mediciones de resistencia en los devanados, mediciones de relación de transformación, mediciones de la independencia y perdidas de carga, mediciones la resistencia de aislamiento, pruebas de tenciones y voltajes, entre otras.
Pruebas Prototipo:
Estas pruebas son las que son opcionales y se llevan a cabo en forma unitaria, siempre que sean solicitadas y normalmente tiene un costo adicional al valor del transformador, las cuales son; Pruebas de elevación de temperatura, pruebas de impulso por rayo (menor a 115kV), impulso por maniobra (menores a 115kV) y pruebas de descarga parciales (menores a 300kV).
Pruebas Especiales:
Esta clase de pruebas se llevan a cabo solo si son requeridas, las cuales son:
Medición de impedancia de secuencia cero, pruebas de corto circuito, mediciones de nivel de ruido, medición de armónicas, medición de potencia en demanda de bombas y ventiladores.
POSIBLES FALLAS QUE SE PUEDEN PRESENTAR EN LOS TRANSFORMADORES:
OTROS PUNTOS EN DONDE COMPRENDE ESTE PLAN SON LOS SIGUIENTES:
Líneas y estructuras:
A las líneas se les dará tratamientos para protección de anticorrosivos, donde estos trabajos consistirán en la aplicación de pintura que impida la corrosión en las estructuras metálicas y líneas. Especialmente en zonas cercanas a la costa que regularmente son donde existe un alto grado de contaminación (salina).
La tala y podada de la vegetación:
Los trabajos de tala y podada se realizan para evitar que el crecimiento de la flora bajo las instalaciones origine desconexiones en las líneas, o bien por la caída del arbolado o por la aproximación de la vegetación a los conductores.
El estanque:
Este contiene al estante del transformador, el cual debe ser recubierto por pintura anti oxidante para que se preserve en buen estado.
El cambiador de derivación:
La mayoría de los transformadores son equipados con este componente, en el cual siempre tiene que estar en buenas condiciones para su propio control.
Servicios auxiliares de corriente continua y corriente alterna:
La red eléctrica también se debe realizar trabajos de mantenimiento en los elementos que conforman los servicios auxiliares de las subestaciones, que permitan el suministro eléctrico de esta instalaciones: paneles, cuadros de distribución, baterías, rectificadores, sistemas de media tensión.
Reactancias:
Se incluyen los trabajos ordinarios, la revisión de cambio de tomas, las medidas de los parámetros funcionales.
Equipos de alta tensión:
En el caso de los interruptores, seccionadores, transformadores de medida, aisladores, para rayos y otros equipos de alta tensión.
Interruptores:
Según el tipo de interruptor (hexafluoruro de azufre, de aceite o de aire),se deberá hacer revisiones para ver que se encuentre en buen estado.
Aisladores:
A estos componentes se les dará mantenimiento del tipo limpieza o remplazo, dependiendo de las condiciones que se encuentren los aisladores de vidrio de las líneas, con la finalidad de quitar la suciedad en ellos y evitar desconexiones. En esta clase de mantenimiento es probable que se utilicen grúas o helicópteros para poder llevarse a cabo.
PRUEBAS A REALIZAR A LOS COMPONENTES DE UNA SUBESTACION
Inspección de las instalaciones:
Para hacer un seguimiento constante del estado de los equipos y de los sistemas, deberá realizarse inspección y toma de datos de los parámetros de funcionamiento de las instalaciones, las cuales facilitaran la planificación de los trabajos posteriores de mantenimiento.
Revisiones termográficas:
La verificación de la temperatura de los cables conductores, terminales y conexiones de las líneas aéreas o subterráneas como forma de seguridad adicional para la eficiencia de la instalación. Principalmente producida por el calentamiento en las piezas de contacto eléctrico.
Inspección termográfica infrarroja
Con el fin de detectar anomalías que muy a menudo no se pueden percibir a simple vista, se realiza una inspección a las instalaciones eléctricas, en la cual se capturan imágenes digitales y térmicas, detectando sobrecalentamiento por tortillería floja, superficies de contacto sucias o no uniformes, soldaduras agrietadas y desbalanceo generalmente, determinando la severidad del problema. La inspección termográfica se realiza con equipo energizado, y es una actividad que abarca a toda la subestación, y un elemento necesario del mantenimiento preventivo-predictivo. Para la termo grafía es necesario considerar los siguientes aspectos:
Temperatura ambiente.
La fase que se toma como fase de referencia. Si el equipo presenta anomalías cuando se efectúa la inspección termo gráfica estas imágenes podrán ser analizadas luego en una PC. Tiempo correspondiente a la realización de la medición termo gráfica. Finalmente, se puede apreciar en el desarrollo de la actividad de mantenimiento, que los encargados de la misma, no sólo necesitan conocimientos y experiencia relativa a su área de trabajo, es también necesario que cuente con conocimientos de Reingeniería, Administración, Manejo de Costos, Toma de Decisiones, Recursos Humanos y Seguridad Industrial, para mencionar algunos. Una Gestión de Mantenimiento bien llevada puede significar para la empresa una buena inversión con resultados satisfactorios La vida del aceite aislante del transformador está también basada en la temperatura de operación, como se muestra en la siguiente tabla:
Medidas de seguridad para el mantenimiento de la subestación eléctrica: 1- Se programara con la compañía de luz para realizar una libranza del equipo (corte de energía eléctrica de alimentación al equipo). La libranza se realizara de la siguiente forma: -Se desconecta la carga desde los tableros de distribución generales. -Después se corta la energía de los transformadores abriendo las cuchillas que se encuentran dentro de la subestación. -Por último se realiza el corte de energía de alimentación externa. Al energizar el equipo se realiza el procedimiento anterior de forma inversa, para no sobrecargar las cuchillas de alimentación. 2- Una vez que la subestación esta desenergizada, utilizando el equipo de seguridad dieléctrico correspondiente (botas guantes y pértiga) se colocan cables que interconecten las líneas de distribución a tierra, esto con el fin de desenergizar cualquier carga que pudiera haberse quedado en las líneas, así como para mantener durante todo el servicio una correcta protección para quienes lo van a desarrollar. 3-Se deben colocar candados en los interruptores que están abiertos para que por ningún motivo se energice la subestación mientras algún elemento de la cuadrilla de servicio se encuentre dentro de la subestación y deberá ser este mismo personal quien conserve la llave para mayor protección. 4-Se colocan carteles que indiquen la realización del trabajo, para evitar que
terceras personas entren en el área de trabajo. 5-Se mantendrá en el área un equipo de extinción de fuego correspondiente para atacar cualquier problema que durante o después del servicio pudiera solicitarse. Toda vez que ya se tengan las medidas de protección antes mencionadas se procederá a la realización del mantenimiento del sistema.
EQUIPOS A UTILIZAR PARA REALIZAR UN TRABAJO Las herramientas básicas que requerirás son las siguientes
a). multímetro b).pinzas de electricista. c).pinzas de punta. d).desarmador de punta plana. e).desarmador con punta de cruz. f).(opcional) navaja o cúter (igual puedes pelar los conductores con las pinzas).
EQUIPOS DE SEGURIDAD PARA E PERSONAL A REALIZAR EL MANTENIMIENTO Es importante que conozcamos la importancia que tiene el equipo para la protección del técnico más adecuado para realizar el trabajo, ya que de esta depende la vida del mismo, por el hecho de realizar trabajos que requieren mucho cuidado
Equipo que requiere el técnico es el siguiente:
Tapete o Banco Aislado: estos equipos se emplean para que el electricista se aísle de la tierra y noexista la posibilidad de hacer parte del circuito en caso de un contacto eléctrico.
Escalera Dieléctrica: Se emplea para acceder a puntos altos. Se deben tener disponibles tipo Tijeray de extensión,
Kit de Bloqueo y Etiquetado:Estos equipos se usan para garantizar que ninguna persona ajena oejecutora del trabajo, dentro de una instalación, pueda energizar el circuito donde se encuentra elpersonal trabajando
Pértiga de Maniobra:Se emplea para realizar maniobras en tableros para cumplir con lasdistancias de seguridad, en especial en subestaciones y tableros donde la posibilidad dearco eléctrico es latente.
Equipo de Puesta a Tierra: (EPT) este equipo debe ser acorde a los equipos a intervenirdonde se deberá contar con EPT para tableros y otro para redes abiertas de baja tensión.
Detector de tensión baja: Equipo a contacto para intervenir en equipos hasta 1000 VCA, con indicador sonoro y luminoso, cuando existe tensión sobre el equipo a intervenir.
Equipo personal: Botas de cuero, con cubo de acero y suela resistente (Para linieros, jardineros, personal de bodega, personal de la industria en general, Guantes de lona, cuero, tela, Lentes de protección y Gafas de seguridad, Cascos protectores, Chalecos antireflejantes, mascarillas, tapones protectores de oídos, cinturones, capas para la lluvia y en general todo sobre lo que a equipo de seguridad industrial se refiere.
