Montaje de Transformadores de potencia en Subestaciones

El presente post se basa en normas generales que se deben seguir desde el momento en que se reciben los transformadores en la subestación o central, hasta su montaje final. En todo caso, estas recomendaciones se complementan con las particulares que para cada máquina pudieran incluirse en el correspondiente: “Manual del Usuario: Montaje y Energización de Transformadores de Potencia”.

Inspección tras el transporte y descarga

Tras la descarga de la masa indivisible y accesorios, deberá procederse al recuento de bultos e Inspección cuidadosa de los mismos, para detectar posibles daños. La inspección deberá centrarse especialmente, en los puntos que más adelante se relacionan, debiendo notificarse inmediatamente al transportista y fabricante, cualquier anomalía de importancia.

Los principales puntos de inspección son:

•  Estado de las ménsulas y placas de apoyo del transformador.
• Ausencia de golpes, abolladuras, grietas, etc., en refuerzos, válvulas, cartelas, zócalo ó base del transformador, ganchos de elevación o arrastre, etc.
• Estado de los accesorios que pudieran no haber sido desmontados durante el transporte.
• Verificación de la presión interna del gas, anotando la presión indicada por el manómetro; normalmente, se instala durante el transporte un equipo de gaseado que incluye: botella de gas inerte, válvula de admisión, manómetro y tuberías de conexión. Todo conectado a una de las válvulas de tratamiento o llenado dispuestas en la parte superior de la cuba. Presión cero o negativa, puede indicar la existencia de fugas y la entrada de humedad. En ciertos casos, si la temperatura ambiente es muy baja, el manómetro puede marcar presión cero o incluso negativa, sin que ello signifique la existencia de fugas.
• Detectores de impactos (sí los hubiere). Caso de disponerse de registradores de impactos, se extraerá en presencia del transportista, el rollo de papel registrador, firmando y fechando el transportista, el citado registro. Este se enviará al fabricante para su posterior análisis.
• Estado general de los embalajes. Si se observaran golpes, roturas, manchas de humedad, o cualquier otro tipo de anomalía, se procederán al desembalado e inspección minuciosa del contenido, prestando especial atención en el caso de bornas, por tratarse de elementos sumamente frágiles.

Herramientas y equipos necesarios para el montaje

El montaje de transformadores requiere una planificación cuidadosa sujeta a las instrucciones e indicaciones de los planos de montaje, así como  disponer de los medios y herramientas necesarios para efectuar con fiabilidad y seguridad las diversas tareas que lo componen.

A continuación se listan los artículos, especificaciones y precauciones referentes a las herramientas y equipos requeridos para el montaje del transformador.

• Grúa

Es conveniente utilizar una grúa para fijar los radiadores, el conservador, etc. Es adecuada una grúa con una capacidad mínima de carga de 10 toneladas y con una longitud del travesaño de aproximadamente 10 metros. Un conductor calificado debe manejar la grúa. Antes de levantar la pieza, se debe colgar una carga con un peso similar al de las piezas a levantar, para verificar que la grúa trabaja adecuadamente.

• Se preverán elementos de soporte, sujeción y elevación adecuados, tales como andamios, escaleras, polipasto, etc.

• Tanque de aceite hecho de planchas de acero, o colapsible de hule.

La superficie interna del tanque debe estar limpia y libre de polvo y basura. Debe de garantizarse su total hermetismo y limpieza.

• Prensa filtradora del aceite.

Prensa filtradora del aceite para transferir el aceite del tambor a la tina. Use un filtro de papel nuevo y perfectamente seco para la prensa filtradora, ya que su función es la de eliminar las partículas o el polvo contenidos en el aceite.

Generalmente, sería adecuada, una prensa filtradora del aceite con una capacidad de 1000 a 5000 l/hora.

• Purificador de aceite.

Se utilizará un purificador de aceite cuando se transfiera el aceite del tanque de acero al transformador. La tarea principal del purificador del aceite es la de eliminar el gas contenido en el aceite. También elimina el polvo y las basuras. Por lo tanto, este purificador del aceite debe comprender una bomba de vacío, un calentador, un filtro, una bomba de inyección, etc.

Generalmente se emplea un purificador con una capacidad de 1000 a 5000 l/hora.

Se realizará una prueba de circulación antes de llenar de aceite el transformador, con el objeto de escurrir el aceite residual del purificador del aceite y limpiar el interior.

• Bomba al vacío.

Cuando se transfiera el aceite de la cisterna del aceite al transformador, empleado el purificador del aceite, es necesario que se haya establecido el vacío en el interior del transformador. Para ello se utilizará una bomba al vacío. Para establecer el vacío se requieren aproximadamente 12 horas, cuando se trate de transformadores de menos de 100 KV y 16 horas para los de 110 KV o más.

Se recomienda que el grado de vacío establecido sea de 1 mm Hg o menos. El llenado de aceite debe iniciarse después de que termine el período mencionado. Cuando el grado de vacío sea inferior, se suspenderá temporalmente el llenado y se espera hasta que mejore la condición del vacío. 

• Cilindro de gas de nitrógeno.

El cilindro de gas de nitrógeno debe equiparse con una válvula reductora, un medidor y una manguera de goma.

• Energía eléctrica con tensión y potencia suficiente para el equipo de tratamiento de aceite necesario.

• Cables para alimentación del equipo de tratamiento de sección y longitud adecuada.

• Lonas impermeables o plásticos, de dimensiones adecuadas al tamaño del transformador, para la protección de los trabajos internos de conexionado de las bornas o conmutador.

• Eslingas de tamaño y longitud adecuadas para el montaje de radiadores, tuberías, bornas, etc.; al menos, un juego de ellas, debe ser de Nylon, o en su defecto, de algodón, para la manipulación de las bornas. Cable de acero para el arrastre del transformador hasta su ubicación definitiva, en el caso de que el montaje se efectúe fuera de ella.

• Botellas de aire seco o nitrógeno con sus correspondientes accesorios: manómetros, válvulas, tuberías, etc.

• Juego de herramientas compuesto por: llaves fijas, atornilladores, terrajas y machos de roscar, mazo, cizalla, prensacasquilllos, pasacables, juego de brochas de varios tamaños, nivel, llaves dinamométricas, etc.

• Botellas especiales para la recogida de muestras de aceite.

• Disolvente, trapos limpios, lija, grasa, pintura de acabado para retoques, etc.

• Aparatos de medida: puente para medir relación, Megger, pinzas amperimétricas, secuencímetro, multímetro, etc.

Montaje de transformadores de potencia

Las operaciones de montaje, pueden clasificarse en operaciones de montaje interno o externo.

Las primeras afectan a todas las conexiones de las bornas, desmontadas para el transporte, y en ciertos casos, a la sustitución de la tapa de transporte por la definitiva y el acoplamiento y conexionado del conmutador si se ha transportado separado. El resto de operaciones se considera como de montaje, orden que puede ser alterado por las características de cada máquina o en razón de otras circunstancias.

Montaje de transformadores

La secuencia usual de montaje se indica a continuación:

Acoplamiento de las ruedas al transformador y nivelación de éste

El izado del transformador para la colocación de las ruedas puede efectuarse con una grúa de capacidad adecuada o mediante la utilización de gatos hidraúlicos. Antes de proceder al acoplamiento deben limpiarse las superficies de apoyo del transformador y tandem de ruedas y de los taladros de ambos; es conveniente efectuar un ligero engrase del pivote central sobre el que gira el tandem. Después de efectuar el acoplamiento, debe comprobarse la nivelación de la tapa, disponiendo suplementos metálicos entre base del transformador y tandem de ruedas si fuese necesario, y efectuando seguidamente el atornillado definitivo.

Si el transformador carece de ruedas, se situará éste sobre las fundaciones, interponiendo entre el hormigón y la base, placas distanciadoras de forma que exista una separación de al menos 10 ÷15 mm. entre ambas. Se efectuará igualmente la nivelación correspondiente.

Montaje del equipo de refrigeración

En primer lugar se aliviará la presión interna del transformador, abriendo lentamente alguna de las válvulas superiores; comprobada la ausencia de sobrepresión, se volverá a cerrar herméticamente la válvula utilizada.

Seguidamente se retirarán las bridas ciegas de las bocas de acoplamiento de los radiadores y cuba.

Se limpiarán cuidadosamente todos los conductos para evitar entre polvo o suciedad en el interior del transformador ó radiadores. A continuación, se accionan las válvulas de los radiadores para comprobar su correcto funcionamiento dejándolas siempre en posición de cerradas; debe utilizarse como lubricante solo aceite de transformadores.

Caso de radiadores y ventiladores, éstos se fijarán a los radiadores antes de su colocación en el transformador.

Es práctica normal, el montar y numerar los radiadores en fábrica, por lo cual éstos deben montarse en la misma situación con objeto de evitar problemas de acoplamiento. Los radiadores se suspenderán por los ganchos de elevación dispuestos al efecto, evitando golpes al tratarse en cierta medida de elementos delicados. Una vez abrochados los radiadores, se procederá a revisar y reapretar los tapones de purga y vaciado.

Si el transformador dispone de motobombas, éstas junto con los compensadores de dilatación y tuberías, se montarán una vez fijados los radiadores o aerorefrigerantes a la cuba.

Montaje del conservador de aceite y tuberías de comunicación con el transformador

Si el conservador es autosoportado, previamente se fijarán a la cuba los soportes de aquel; caso de instalación separada, se montará directamente sobre la torreta o soporte preparado al efecto.

Situado el conservador se montarán las tuberías de comunicación al transformador y sus correspondientes válvulas y relé.

Dejar las válvulas en posición de cerradas. Montar el desecador y la correspondiente tubería.

La válvula automática de alivio, o en su caso la tubería con diafragma para sobrepresión, no debe ser instalada hasta después de efectuado el tratamiento de aceite, por no estar preparadas para soportar el vacío. No debe por tanto desmontarse la brida ciega que protege el orificio de acoplamiento hasta finalizado el tratamiento.

Si el transformador dispone de conmutador en carga, deberá de ponerse en comunicación, mediante una tubería, el interior del ruptor con la cámara existente en la cabeza del conmutador; dicha cámara está comunicada con la cuba del transformador. Esta operación es imprescindible para evitar posibles roturas del tubo del ruptor durante la operación de vacío.

Consultar en todo caso, el manual de operación del conmutador en carga incluida en el libro de instrucciones del transformador.

Montaje de las bornas y transformadores de intensidad

Una vez desembaladas las bornas, se procederá a una inspección minuciosa tanto de las porcelanas como de los conos interiores. Se procederá a una limpieza exhaustiva con trapos limpios y secos de cada pieza, dedicando especial atención a la parte inferior y a la brida de asiento. Si el cono inferior viene de fábrica protegido con plástico y deshidratante, no quitar estos hasta el momento de su colocación en el transformador.

A continuación, se procederá a desabrochar los tornillos de las bridas ciegas que protegen durante el transporte los conductos de acoplamiento de las bornas y a la retirada de las mismas. Esta operación debe efectuarse con mucha precaución, puesto que es frecuente el fijar a la parte inferior de las bridas, los cables de conexión a las bornas.

En otros casos, las conexiones a las bornas se suelen fijar a algún soporte próximo al conducto de fijación de aquellas.

Si se dispone de transformadores de intensidad tipo “Bushing”, el montaje de éstos, debe efectuarse de acuerdo con el orden indicado en los planos y en la posición correcta para evitar problemas de polaridad; seguidamente efectuar la conexión de los secundarios a la caja de Bornas correspondiente, no olvidando nunca la conexión a tierra del propio transformador de intensidad.

La manipulación y estrobado de las bornas, debe efectuarse con el mayor cuidado y seguridad, evitando movimientos bruscos y por supuesto todo tipo de golpes; a ser posible la posición de estrobado debe ser coincidente con la final de la borna una vez montada. Verificar la posición en que, según el plano de dimensiones generales, debe de quedar los elementos de las bornas: descargadores, toma capacitiva, tapón de purga, indicador de nivel, etc.

La operación de conexionar el cable de salida de arrollamientos a las bornas, es sumamente delicada; deberá en todo caso consultarse el manual de instrucciones, o las recomendaciones particulares de montaje de las bornas, pues según el tipo de que se trate, la conexión se efectúa de una u otra forma. En transformadores de gran potencia y tensiones medias, debido a la fuerte intensidad, es frecuente el efectuar la conexión a bornas, mediante terminales atornillados; la unión debe recubrirse con papel aislante previamente tratado, y en muchos casos si la tensión es suficientemente elevada, la unión debe protegerse con una malla de cobre, interpuesta entre el papel, pero conectada a la salida, con objeto de reducir los elevados gradientes de potencial que se producen por efecto de los cantos vivos metálicos.  Otro de los puntos más importantes a verificar es el del correcto aprieto de las conexiones: una unión con aprieto defectuoso, dará lugar antes o después a calentamientos locales con efectos difícilmente cuantificables.

Montaje de los aparatos de protección y cabinas de mando

Se monta el accionamiento del conmutador en carga, y seguidamente se procede a la instalación de la transmisión desde la cabeza del conmutador al accionamiento. Debe verificarse que el número de la posición que figura tanto en la cabeza del conmutador como del propio accionamiento, es el mismo.

Para más detalles de este montaje, consultar el folleto que se incluye en el manual de instrucciones.

Finalizada la operación, debe comprobarse el correcto funcionamiento del accionamiento, haciendo un barrido completo por todas las posiciones del conmutador, comprobando que tanto el indicador del accionamiento como el instalado en la cabeza del conmutador se mueven al unísono y hay ausencia de ruidos extraños o rigideces en la transmisión. Prestar especial atención a que en las posiciones extremas actúen los fines de carrera.

Finalmente, se efectúa el montaje de la cabina de control de refrigeración y centralizadora del cableado de los aparatos de protección, procediéndose a la conexión a regleta de las bornas de los distintos cables de los aparatos, de acuerdo con lo indicado en los correspondientes planos.

Se efectúa la puesta a tierra mediante cables o láminas de sección adecuada, de los siguientes elementos*:

• Tapa y cuba: en uno de los tornillos que las unen.
• Cabeza de conmutador y tapa: desde el tornillo de puesta a tierra del primero hasta un tornillo de la unión tapa-cuba.
• Accionamiento por motor y cuba: desde el tornillo de puesta a tierra del primero hasta un tetón roscado o taladro en la cuba y dispuesto en las proximidades de aquel.
• Cabina de refrigeración y cuba: igual que en el apartado anterior.

Caso de conmutadores en vacío (sin carga ni tensión), lo usual es que el accionamiento sobre tapa, venga montado de fábrica, no obstante debe comprobarse su funcionamiento, haciendo un barrido completo por todas las posiciones. En ciertos casos, el accionamiento de dicho conmutador se efectúa desde el nivel del suelo, para lo cual debe procederse a montar la transmisión desde la cabeza del conmutador hasta el accionamiento, en forma similar a como se procede en los de carga; verificar que el indicador de posiciones es coincidente tanto en la cabeza como en el propio accionamiento, y comprobar la alineación de los ejes y la ausencia de durezas o rigideces al accionarlo.

(*) Si el transformador dispone del sistema de protección masa-cuba, para evitar disparos intempestivos del sistema, debido a posibles derivaciones a tierra de la tensión auxiliar, el accionamiento por motor y cabinas de control de refrigeración, deben aislarse de la cuba del transformador, para lo cual deben interponerse elementos aislantes entre las piezas de fijación de ambos elementos; en tal caso se dará tierra, directamente a cabina y accionamiento. En el caso que nos ocupa, el transformador debe estar aislado de las ruedas: bien mediante calzos interpuestos entre aquellas y los raíles de vía, o por placas aislantes situadas entre la base del transformador y los tandems de ruedas; como es obvio, los tornillos de unión entre ambos elementos deben igualmente aislarse.

FUENTE:

ABB: Curso de Transformadores de Potencia