Diagnóstico en Línea mediante descargas parciales

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

“DIAGNÓSTICO EN LÍNEA MEDIANTE DESCARGAS
PARCIALES COMO TÉCNICA DE MANTENIMIENTO
PREDICTIVO DEL DEVANADO ESTATÓRICO DE LOS
ALTERNADORES DE ELECTROPERU S.A.”

TESIS DE GRADO
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA

LUIS ÁNGEL GÜERE RUPAY
PROMOCIÓN 2009 - II

Lima - Perú
2012

DEDICATORIA

A mifamilia y amigos que son mi fuente
de inspiración, por estar conmigo en
aquellos momentos en que el estudio y
el

trabajo

esfuerzo.

ocuparon

mi

tiempo

y

AGRADECIMIENTOS
Para poder realizar esta tesis de la mejor manera posible fue necesario del apoyo
de muchas personas a las cuales quiero agradecer.
En primer lugar a Dios por haberme dado la sabiduría y la fortaleza para que fuera
posiblealcanzar este triunfo, a mis padres y hermanos, que sin esperar nada a
cambio, han sido pilares en mi desarrollo profesional, a la empresa Electroperu
S.A., a sus colaboradores del complejo Hidroeléctrico del Mantaro y en especial al
grupo de ingenieros y técnicos del área de Mantenimiento Eléctrico por su
dedicación y esfuerzo para el desarrollo del País, además de apoyarme
incondicionalmente en miformación profesional y por permitirme ser parte de su
equipo de trabajo durante mi estadía.

i

TABLA DE CONTENIDOS
PRÓLOGO..................................................................................................................1
CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN................................................................................. 4
1.1 OBJETIVO…………………………………………………………………………..…. 5
1.2ALCANCES…………….……………………………………………………….……... 6
CAPÍTULO

II:

DEVANADOS

DEL

ESTATOR

DE

MOTORES

Y

GENERADORES........................................................................................................7
2.1 DISEÑO DEL DEVANADO DEL ESTATOR……………………………………..… 8
2.1.1 Estructuras de las Bobinas………………………………..…………………… 9
2.1.2 Barra (semibobina)………………………………………..……………….…… 9
2.1.3 Barramulti-espira..…………………………………………..………………… 10
2.1.4 Barra concéntricas.………………………………………….………………… 11
2.2 TIPOS DE AISLAMIENTO………………………………………………………….. 11
2.2.1 Aislamiento del Subconductor…………….………….……………………….13
2.2.2 Aislamiento entre Vueltas………………….…………………………………. 14
2.2.3 Aislamiento Principal………………………….……….…………………...…. 16
2.3 PROCESO DE FABRICACIÓN DE BOBINAS……………………………………20
2.3.1 Procesos deImpregnación…………………..……………………………….. 20
2.3.2 Control de Tensión de Voltaje………….…….………………………………. 22
2.4 MECANISMOS DE FALLA (MF)…………………………………………………… 25
2.4.1 Deterioro Térmico…………………………………..…………………………. 26
2.4.2 Ciclaje de Carga………………………………….….………………………… 28
2.4.3 Impregnación Defectuosa……………………….….………………………… 29
2.4.4 Bobinados Flojos…………………………………..………………………….. 30
2.4.5 Descarga Eléctrica en laRanura………………..…………………………… 31
2.4.6 Interface de Tensión de voltaje…………….…….…………………...……... 32
2.4.7 Contaminación de los cabezales……………..……………………………… 33

ii

2.4.8 Vibración del Cabezal………………………………..…………………...…... 34
2.4.9 Espaciado Inadecuado entre bobinas……………….……………………… 35
2.4.10 Calidad en la fabricacion original………………….……………………….. 36
2.4.11 Fallas y fenómenos transitorios……………………..……………………… 36
CAPÍTULO III: TEORÍA BÁSICA DEDESCARGAS PARCIALES………………… 37
3.1 DESCARGA PARCIAL COMO UN SÍNTOMA…………………………………… 37
3.2 CONCEPTO DE DESCARGA PARCIAL…………………………………………. 38
3.3 UNIDADES DE MEDIDA DE DESCARGA PARCIAL……………………………38
3.3.1 Magnitud…………………………………..……………………………………. 39
3.3.2 Pulsos por Segundo (PPS)………………..…………………………………..39
3.3.3 Polaridad Ángulo Fase………………………..………………………………. 40
3.4 FORMACIÓN DE HUECOS………………………………………………………… 40
3.5DESCARGAS ELÉCTRICAS………………………………………………………. 41
3.5.1 Propiedades Físicas de las Descargas Parciales……..…………………… 43
3.5.2 Dependencia del Voltaje…………………………..………………………….. 44
3.5.3 Forma del Pulso………………………………….……………………………. 45
3.5.4 Recorrido del Pulso……………………………….…………………………... 46
3.5.5 Polaridad del Pulso………………………………….………………………… 48
CAPÍTULO IV: DETECCIÓN DE DESCARGAS...