Pruebas Y Ensayos En Motores Sincronos

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA FAACULTADA DE CIENCIAS FISICAS Y FORMALES ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICA ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA.

Proyecto: Pruebas y ensayos realizados en las máquinas eléctricas síncronas Curso: Centrales Eléctricas II Grupo: N° 09 Elaborado por: Flores Quispe Ricardo Jose Jallo Huaman Jerson Franco Hernandez Yauri Luis Josue Salazar Beltran Luis Gerardo Salazar Febres Rodrigo

AREQUIPA – PERU 2019

Contenido PRUEBAS Y ENSAYOS REALIZADOS EN LAS MAQUINAS ELÉCTRICAS SINCRÓNICAS .............................................................................................................................. 1 INTRODUCCION .................................................................................................................. 1 PRUEBAS Y MEDIDAS ....................................................................................................... 1 PROTOCOLO DE ENSAYOS NORMADOS IEC, NEMA, IEEE y API ,UL ..................... 2 DESCRIPCIÓN DE PRUEBAS ............................................................................................. 3 DESCRIPCIÓN DE PRUEBAS DE RUTINA .................................................................. 3 MEDIDA DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO .................................................. 3 MEDICION DE LA RESISTENCIA DE LOS DEVANADOS ........................................ 4 MEDICIONES DE LA VIBRACIÓN ............................................................................... 5 PRUEBA DE ALTO VOLTAJE ....................................................................................... 6 ENSAYO DE EFICIENCIA Y Eh - STAR / IEC 60034-2: .............................................. 6 ENSAYO Eh - Star: ........................................................................................................... 7 ENSAYO DE VACIO / IEC 60034-4:............................................................................... 8 PRUEBA PARA LA EFICIENCIA ................................................................................... 9 PRUEBA DE ENTRADA Y SALIDA .............................................................................. 9 CURVA DE CORTOCIRCUITO / IEC 60034-4 ............................................................ 11 ANSI / UL 1004-1 ............................................................................................................ 12 DESCRIPCIÓN DE LAS PRUEBAS ESPECIALES .......................................................... 12 PRUEBA SÚBITA DE CORTO CIRCUITO / IEC 60034-4, IEEE 115 ........................ 12 MEDICIÓN DE LA TENSIÓN DEL EJE ....................................................................... 13 PRUEBAS DE TEMPERATURA ................................................................................... 13

CAPACIDAD DE CARGA DE LINEA .......................................................................... 15 SECUENCIA DE FASE .................................................................................................. 16 CORRIENTE DE EJE Y AISLAMIENTO DEL COJINETE ......................................... 17 PRUEBA DE LA POLARIDAD PARA LOS POLOS DE CAMPO .............................. 19 PRUEBAS DE CORTOCIRCUITO DE CAMPO GIRATORIO ................................... 19 CONCLUSIONES ................................................................................................................ 21 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 24 PREGUNTAS....................................................................................................................... 25

1 PRUEBAS Y ENSAYOS REALIZADOS EN LAS MAQUINAS ELÉCTRICAS SINCRÓNICAS

INTRODUCCION Se debe conocer el estado de la máquina para una operación confiable se debe de reducir el riesgo de averías en las maquinas rotativas. Son componentes importantes de la generación eléctrica y de aplicaciones industriales. Por lo tanto, lo que más se exige es la confiablidad y la disponibilidad de la máquina. Una falla prematura puede producir pérdidas económicas importantes, debido a cortes de suministro inesperados y posibles daños en el propio activo Para planificar eficazmente el mantenimiento, es esencial contar con información precisa sobre el estado de los componentes para saber cuándo necesitan reparación o sustitución. Por lo tanto, se deben realizar pruebas durante el ciclo de vida para aumentar la confiabilidad evitar fallas y ampliar su vida de servicio

PRUEBAS Y MEDIDAS Evaluaciones periódicas o continuas del estado utilizando diversos métodos de diagnóstico eléctrico Rebobinado parcial de las piezas desgastadas Sustituir los componentes dañados

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PROTOCOLO DE ENSAYOS NORMADOS IEC, NEMA, IEEE y API ,UL En modernos laboratorios capacitados se testean media y alta tensión con potencia de hasta 20.000 kVA y tensiones hasta 15.000 V, con monitoreo totalmente informatizado y control de alta precisión. Los ensayos están divididos en tres categorías: ensayos de rutina, tipo y especiales

Los programas de prueba estándar se dividen en tres partes: o Las pruebas de rutina: El programa de pruebas de rutina se hace para cada maquina o Pruebas de tipo: La prueba de tipo es realizado, además de las pruebas de rutina normalmente a una de las máquinas de una serie de máquinas similares o por una petición del cliente. o Pruebas especiales: Las pruebas especiales son necesarias si la maquina funcionara en condiciones especiales, por ejemplo, aplicaciones marinas. El programa de pruebas especiales es especificado por el cliente

3 DESCRIPCIÓN DE PRUEBAS DESCRIPCIÓN DE PRUEBAS DE RUTINA 

Antes de cualquier prueba a realizar a la máquina, se verifican los siguientes puntos:  Número de serie correcto de la maquina se encuentra localizado en el marco (se refiere a maquinas completamente ensamblado).  Ventiladores y sopladores con sus escudos, otros escudos y otras cubiertas, cajas de conexión y auxiliares están correctamente ensamblados.  Extensiones de eje y las ranuras no estén dañados.  Cojinetes están llenos de grasa de la calidad correcta.  La brushgear de una maquina provista de anillos está en buenas condiciones.  Cepillo de puesta a tierra eventual está en buenas condiciones.  Juntas de tuberías de refrigeración de agua y tuberías de aceite lubricante estén impecables.  Tipo y modelo del regulador de tensión (por AMG) están de acuerdo con las instrucciones de fabricación y la orden.

MEDIDA DE LA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO 

El propósito de la medición de la resistencia de aislamiento es para comprobar el estado de los aislamientos de las bobinas, terminales, brusher y otras partes conductoras contra el marco de la máquina. Aislamientos defectuosos y húmedos muestran un bajo valor de resistencia de aislamiento. La resistencia de aislamiento se mide antes de que cualquier cable esté conectado a la máquina. Cuando todas las pruebas se han realizado, las resistencias de aislamiento se medirán de nuevo para controlar la condición final.



¿Qué parte puede probarse?  Devanado de estator  Devanado de rotor

Para la medición de resistencia del aislamiento, se aplica una tensión de CC constante entre el conductor de cobre y tierra. Para determinar el PI, se realiza la medición de la IR durante 10 minutos. El PI es la relación entre la lectura de 10 minutos dividida por la lectura en 1 minuto del valor

4 de la IR. La DAR es también una relación de dos valores de resistencia en función del tiempo. Aquí se utiliza a menudo el valor de 60 segundos a 30 segundos. Comparado con otras fases o con mediciones anteriores, valores menores de IR y PI (o DAR) indican posibles puntos débiles en el aislamiento de alta tensión.

1

1

2

AT estrella

Punto de

2

MEDICION DE LA RESISTENCIA DE LOS DEVANADOS Las resistencias de los devanados se miden para averiguar: -

Conexiones defectuosas y dimensiones incorrectas del conductor. Eventuales asimetrías de los devanados. Un valor exacto de la resistencia del devanado a temperatura ambiente y la temperatura correspondiente del devanado para la prueba de calor. Las resistencias de los bobinados se miden mediante un micro-ohmetro o el uso de dos

medidores digitales y una fuente de corriente constante, como se muestra en la figura. Toda corriente de la fuente debe fluir a través de las bobinas a realizarles las pruebas. Eventuales circuitos en paralelo se deben desconectar antes de las mediciones, la temperatura de la bobina del estator se mide siempre.

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Verificación de los detectores de temperatura y resistencias de calefacción: Los detectores de temperatura sin elementos de resistencia lineal o termistores. Ambos son verificados por medición de los valores de resistencia. Las mediciones se realizan con un bajo voltaje (menor a 2.5 V) por un instrumento digital. La resistencia medida y los valores de temperatura son registrados con las marcas en los terminales correspondientes. MEDICIONES DE LA VIBRACIÓN Las vibraciones de derivan de diversas razones: -

Desequilibrio del rotor, que pueden ser de origen estático o dinámico. Arrastre magnético desigual entre el estator y rotor, que puede ser causado por un entrehierro asimétrico. Devanados asimétricos, defectuosos o dañados. Las vibraciones del rotor se transferirán sobre el eje a los soportes que lleven o

pedestales que sostienen. Grandes fuerzas de vibración y las estructuras de soporte elástico producirán grandes amplitudes. Las características de la vibración medidas en la superficie de la caja del cojinete dará una indicación sobre las fuerzas que se trate y sobre el grado de severidad de la fatiga.

6 Basado en las experiencias sobre los diferentes tipos de máquinas, los límites de vibración se dan en las publicaciones pertinentes. La medición de las vibraciones se realiza en todas las maquinas. Las mediciones de las vibraciones son medidas cuando la maquina sincrónica se encuentra manejada por el motor CC a velocidad y voltaje nominal y sin carga. Las vibraciones se miden en los soportes o pedestales en dirección horizontal, vertical y axial. PRUEBA DE ALTO VOLTAJE Específica para la prueba de alto voltaje la magnitud, la frecuencia, la forma de onda y la duración del voltaje de prueba. Especifica el nivel de carga permitido ante la presencia de desbalances de voltajes en la alimentación al motor. El cálculo del Factor de Servicio Efectivo, identifica los niveles apropiados de carga para evitar sobrecalentamiento en los devanados. Un incremento de 10ºC en la temperatura reduce a la mitad la vida útil del aislamiento del motor. ENSAYO DE EFICIENCIA Y Eh - STAR / IEC 60034-2: -

NORMA IEC 60034-2: Es una guía para determinar tanto las pérdidas como el rendimiento en máquinas eléctricas rotativas.

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La eficiencia se calcula aplicando el método de perdida de segregación. Las pérdidas que serán incluidas y como evaluarlas se especifican en la serie estándar de aplicación. (NEMA - National Electrical Manufacturers Association) y (ANSI American National Standards Institute) El cálculo del rendimiento es la relación existente entre la potencia útil del generador y su potencia absorbida.

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𝑃. ú𝑡𝑖𝑙 𝜼= 𝑥 100 𝑃. 𝑖𝑛𝑔𝑟𝑒𝑠𝑜

ENSAYO Eh - Star: Método que requiere la operación del generador sin carga y alimentado por una fuente de tensión desbalanceada. Si el generador a probar está especificado en para conexión en delta, debe conectarse en estrella para ejecutar esta prueba. El punto neutro no se debe conectar a tierra para evitar la corriente de secuencia cero. PROCEDIMIENTO: -

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Se conecta una resistencia en serie Reh en una de las fases del circuito de alimentación de, generador. La resistencia usada durante el ensayo se ajusta de tal manera que la magnitud de la corriente de secuencia positiva I1 se mantenga por debajo del 30% de la magnitud de la corriente de secuencia negativa I2. Importante tener en cuenta que antes de hacer esta prueba, se debe ejecutar la prueba sin carga. Se varía entonces el valor de la tensión aplicada y se toman medidas correspondientes a seis condiciones diferentes caracterizadas por valores de corriente entre el 75% y el 150% de la corriente nominal medida en la fase V. Los seis valores de corriente deben estar uniformemente espaciados y la prueba se debe iniciar con el valor más alto de corriente; luego se va disminuyendo hasta tener la corriente de menor valor. La resistencia también se puede determinar a partir de la medición de la temperatura del estator usando sensores embebidos en el devanado. Considerando los diferentes valores de corriente de prueba, en ningún caso el deslizamiento puede ser mayor que el doble del deslizamiento nominal, con lo cual se garantiza la precisión del ensayo. Si esta condición no se cumple, la prueba se repite incrementando el valor de la resistencia Reh. Si el motor es inestable en algunos de los puntos de operación con corrientes inferiores a la corriente nominal, entonces estos puntos se omiten.

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ENSAYO DE VACIO / IEC 60034-4: -

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Consiste en obtener valores de tensión en el estator a circuito abierto cuando se excita el rotor el cual está girando a la velocidad síncrona. La lectura de la tensión entre líneas, debe tomarse de las tres fases con el fin de verificar el balance de las fases. Estas lecturas se realizan bajo condiciones constantes de excitación y velocidad. El generador debe mantenerse operando en un determinando punto de tensión por varios minutos para permitir que se estabilice la velocidad y la excitación, la variación de estos puede causar errores de lectura. El generador síncrono o motor a probar está directamente acoplado a un motor CC calibrada. Las pérdidas del motor CC puede calcularse con exactitud en el rango de operación en cuestión. Para los cálculos de la perdida, la corriente de armadura y el voltaje del motor CC, así como la corriente de excitación se debe medir. El mismo manejo del motor CC también debe utilizarse para la prueba de la curva de corto circuito y la prueba del factor de potencia cero. Con esta curva característica es posible hallar la tensión generada internamente para cualquier corriente de campo del generador. Nótese que al comienzo la curva es casi perfectamente lineal decayendo a mayores corrientes de campo. Esto se debe a que al principio el hierro no saturado de la armadura de la máquina síncrona presenta una reluctancia varios miles de veces más pequeña que la reluctancia del entrehierro, así que al principio casi toda la fuerza magnetomotriz se establece sobre el entrehierro, dando como resultado el aumento del flujo en forma lineal.

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Cuando se satura el hierro, su reluctancia aumenta dramáticamente, el flujo aumenta con mayor lentitud con el incremento de la fuerza magnetomotriz. La parte recta y su extensión se denomina línea del entrehierro.

PRUEBA PARA LA EFICIENCIA La eficiencia es el cociente de la potencia de salida por la potencia de entrada total. La potencia de salida es igual a la energía de entrada menos las pérdidas. Por lo tanto, si dos de las tres variables (salida, entrada, o pérdidas) se saben, la eficiencia se puede determinar por una de las ecuaciones siguientes:

PRUEBA DE ENTRADA Y SALIDA

Para este método, la eficiencia se calcula con el valor de la potencia de salida medida y la potencia de entrada medida, después de la corrección de la temperatura y del dinamómetro (si fuera aplicable). PROCEDIMIENTO La máquina es colocada por medio de un freno o de un dinamómetro mecánico. Las lecturas de la potencia, corriente, voltaje, frecuencia, deslizamiento, par, temperatura ambiente, y de la temperatura de la bobina del estator o de la resistencia de la bobina del estator serán obtenidas para cuatro puntos de carga aproximadamente equidistantes entre no menos que el 25 % incluyendo la carga del 100 %, y dos puntos

10 de carga elegidos convenientemente sobre la carga del 100 % pero no exceder la carga el 150 %. Para la carga de la máquina, comenzar en el valor más alto de la carga y moverse en orden decreciente al más bajo. FORMA DE CÁLCULO El funcionamiento se calcula según las indicaciones de la forma A. La corrección del dinamómetro se debe hacer, si fuera aplicable, según lo explicado. La pérdida del estator debe ser corregida para la temperatura según lo indicado. La corrección del dinamómetro se debe hacer con la misma dirección de rotación que se utiliza durante la prueba con carga.

ENTRADA Y SALIDA CON SEPARACIÓN DE PÉRDIDAS Este método consiste en varios pasos. Todos los datos se toman con la maquina en funcionamiento como motor o como generador, dependiendo de la región de operación para la cual se requieren los datos de la eficiencia. Las pérdidas totales evaden (entrada menos salida) está separada en varios componentes, con la perdida en la carga definida como la diferencia entre la pérdida total evidente y la suma de las perdidas convencionales (perdida del estator y del rotor, perdida en el hierro y perdida de fricción y por efecto del viento). Así el valor de la perdida por perdida de la carga determinado es trazado vs el cuadro del par y una regresión lineal se utiliza para reducir el efecto de errores al azar, en las mediadas de la prueba. Los datos tomados de la perdida por perdida en la carga se utilizan para calcular el valor final de la pérdida total de la eficiencia.

11 CURVA DE CORTOCIRCUITO / IEC 60034-4 El propósito de la prueba de la curva de corto circuito es: - Para medir las características de la maquina síncrona en varios valores de corriente de excitación, con la terminal del estator en cortocircuito. - Para controlar la simetría de los bobinados de fase del estator. - Para medir las perdidas en el cobre Pc y las perdidas adicionales de carga PAdd en el bobinado de estator (cuando se). El generador síncrono o motor a probar es acoplado directamente un motor CC calibrado, que ha sido utilizado para pruebas sin carga. El regulador de voltaje del generador se desconecta. Todos los protectores, las tapas y las guías aéreas de la máquina síncrona para la prueba, debe estar en su lugar. La prueba se repite en las corrientes de corto circuito de 1.1, 1.0, 0.75, 0.5 y 0.25 veces la corriente nominal, y, además, a corriente de excitación cero. La corriente de excitación se debe disminuir de forma continua. En la corriente nominal del estator, la 49 temperatura de los bobinados del estator se mide con la ayuda de los detectores de temperatura, para permitir el cálculo de las perdidas. La curva de corto circuito se traza para la maquina como se muestra en la fig. 3.12. Debido a la saturación baja, la curva es una línea recta.

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Figura. 3.12 Curva de cortocircuito de un motor sincrónico ANSI / UL 1004-1 Incluye los requisitos que son apropiados para los motores instalados en campo, incluyendo los requisitos de construcción que abordan: 

Protección de las aberturas de ventilación,

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Accesibilidad de partes vivas sin aislar,



Compartimentos de cableado de campo, terminales, y espaciados, y Consideraciones Equipos de puesta a tierra.

Además, la norma incluye una serie de pruebas de rendimiento, incluyendo pruebas de socorro mecánico y la tensión, diseñados para asegurar que el equipo es adecuado para la instalación en el campo. DESCRIPCIÓN DE LAS PRUEBAS ESPECIALES PRUEBA SÚBITA DE CORTO CIRCUITO / IEC 60034-4, IEEE 115 El objetivo de esta prueba súbita de corto circuito es:

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Para asegurarse de que la construcción mecánica de la maquina es lo suficientemente fuerte como para soportar tensiones, que son causados por corto circuitos y de otras perturbaciones eventuales

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Para saber la información básica sobre las características de la máquina síncrona durante condiciones transitorios (reactancias Xd´´, Xd´, Xd y constantes de tiempo Td´´, Td´)

MEDICIÓN DE LA TENSIÓN DEL EJE Pequeñas asimetrías del núcleo de hierro y las bobinas, así como los picos de voltaje provenientes del regulador de voltaje, pueden provocar tensiones CA en el eje de una máquina sincrónica. La frecuencia de tales tensiones es sobre todo a la frecuencia de línea, o una armónica de la misma. Tensiones en el eje puede dar lugar a corrientes en los cojinetes, que son perjudiciales para la manga y rodamientos de rodillos. Para evitar las corrientes, uno de los rodamientos está aislado del armazón de la maquina o el eje esta puesto a tierra con unas escobillas aterrizadas. La tensión del eje (CA) se mide con un voltímetro entre los extremos del eje. 1 PRUEBAS DE TEMPERATURA Las pruebas de temperatura se hacen para determinar la subida de temperatura de ciertas piezas de la máquina sobre una cierta temperatura de referencia al funcionar bajo condición de carga especificada. Esta temperatura de referencia se ha referido extensamente como la temperatura ambiente (o temperatura ambiente interna). Tales temperaturas de referencia dependen de una manera por la cual la máquina es refrigerada.

14 Las pruebas de la temperatura se pueden hacer con el funcionamiento de la máquina a una o muchas condiciones de carga. La información, que se requiere generalmente, es la subida de temperatura de una máquina en uno o más valores especificados de carga. Puesto que la carga en una condición de carga deseada no es siempre posible, METODO 1. CARGA CONVENCIONAL El método preferido para hacer una prueba de temperatura es llevar a cabo las condiciones específicas de corriente, potencia, voltaje, y de la frecuencia de la armadura hasta que la máquina alcance temperatura constante, tomando lecturas cada media hora o menos. Si la máquina está equipada con un voltaje u otro regulador, este debería estar inoperante durante esta prueba de modo que la corriente de campo sea constante. METODO 2. REGENERACION SINCRONA Las dos máquinas se acoplan juntas y están conectadas eléctricamente de modo que una sirva como un motor y el otro como generador. La salida del generador se alimenta eléctricamente para suministrar al motor. Cualquiera de estas máquinas puede ser la máquina bajo prueba. Las pérdidas de las dos máquinas son suministradas por una tercera máquina (un motor), derivando su potencia de una fuente disponible tal como la utilidad eléctrica local. La tercera máquina suministra potencia a las otras dos máquinas mecánicamente con un acoplador, un engranaje, o un arreglo conveniente de la correa. Un método alterno de suministrar perdidas es utilizar una fuente de corriente eléctrica en lugar de la tercera máquina (un motor).

15 METODO 3. FACTOR DE POTENCIA CERO Este método consiste en hacer funcionar la máquina sin ninguna carga como condensador síncrono, manteniendo condiciones apropiadas de la corriente de la armadura, voltaje, y frecuencia hasta que la máquina alcance temperatura constante. CAPACIDAD DE CARGA DE LINEA La capacidad de carga de línea de una máquina síncrona es su energía reactiva en kilovoltamperios al funcionar síncronamente con el factor de potencia cero, voltaje determinado, y con la corriente de campo reducida a cero. METODO 1. COMO MOTOR La máquina funciona como motor síncrono sin carga, desacoplada preferiblemente, y con voltaje y frecuencia determinados, con la excitación reducida a cero. METODO 2. COMO GENERADOR La máquina funciona a la velocidad normal y está conectada con las secciones de la línea de transmisión, usando suficientes secciones para dar el voltaje determinado cuando la excitación del generador se reduce aproximadamente a cero. La capacidad de la carga es la entrada de energía reactiva en kilo-voltamperios. Porque una línea de transmisión requiere por lo menos una pequeña fuente síncrona de excitación, no es posible hacer la prueba con excitación cero. PRECAUCION Observé que el límite para la reducción de la corriente de campo de las Maquinas de rotor cilíndrico en el voltaje determinado puede ser establecido por el fabricante para evitar calentamiento local en la armadura. Si existe tal limite, los datos se pueden tomar en varios valores mayores de la corriente de campo.

16 SECUENCIA DE FASE La prueba de secuencia de fase se hace para comprobar el acuerdo de la maquina con los terminales marcados y la rotación de fase específica, o con los requisitos de NEMA MG1-1978. Los resultados se utilizan cuando los terminales de la línea se conectan con los terminales de la armadura para obtener una correcta puesta de fase de un generador, o la dirección correcta de rotación para los motores. METODO 1. INDICADORES DE LA SECUENCIA DE FASE La secuencia de fase se determina haciendo funcionar la máquina como generador en la dirección de la rotación para la cual fue diseñada y conectando los terminales a un indicador de secuencia de fase o a un motor de inducción, cuya dirección de la rotación se sabe cuándo una secuencia de fase dada se aplica a sus terminales. METODO 2. INDICACION DEL DIFERENCIAL DE VOLTAJE Cuatro transformadores potenciales están conectados según las indicaciones de la Figura para las máquinas trifásicas. Es necesario tener un gran cuidado para mantener una polaridad correcta de las conexiones del transformador. Los asteriscos muestran los terminales correspondientes de las bobinas primarias y secundarias. Esta conexión tiene luces indicadoras a través de los interruptores de desconexión entre el generador y el sistema. El generador debe tener una velocidad y una excitación correspondiente, aplicada al voltaje normal. Cuando está cerca de la velocidad síncrona, las lámparas conectadas con los secundarios del transformador de potencia se aclararán o amortiguan simultáneamente si el generador tiene la misma secuencia de fase que el sistema, mientras que se aclararan o amortiguan primero uno después el otro si la secuencia de fase son opuestas.

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METODO 3. DIRECCION DE ROTACION PARA MOTORES En el caso de un motor, la secuencia de fase puede ser comprobada comenzando desde su fuente normal de energía y observando su dirección de rotación. Si resulta un daño por la rotación incorrecta, el motor debe ser desconectado del aparato que puede ser dañado. En algunos casos, el aparato tal como un trinquete irreversible no puede ser desconectado. En este caso, una tensión suficientemente baja se debe utilizar para no dañar el aparato. CORRIENTE DE EJE Y AISLAMIENTO DEL COJINETE El objetivo de esta prueba es determinar la fuerza electromotriz que puede crear una corriente que atraviesa los cojinetes, el eje y los soportes de los cojinetes, esto debido a la existencia de irregularidades en el circuito magnético. METODO 1. A TRAVES DE LOS EXTREMO DEL EJES La presencia de voltaje del eje puede ser determinada midiendo el voltaje de extremo a extremo del eje con un voltímetro de alta impedancia.

18 METODO 2. A TRAVES DE UNA PELICULA DE ACEITE DEL COJINETE, COJINETES SIN AISLAR Esta prueba requiere de las adecuadas características de la película de aceites del cojinete para soportar el voltaje del eje sin dañarse. METODO 3. A TRAVES DEL AISLAMIENTO DEL COJINETE Para eliminar las corrientes del eje, muchas maquinas tienen uno o más cojinetes aislados, se asume que el aislamiento está situado entre el cojinete y la carcasa de la máquina. Para determinar que se presente un voltaje que produzca corrientes en eje de la máquina, un conductor de resistencia baja se conecta desde el eje hasta el cojinete sin aislar cortocircuitándolo, la película de aceite, y un voltímetro de CA de baja escala está conectado entre el eje y la carcasa sucesivamente en cada cojinete aislado. METODO 4. AISLAMIENTO DEL COJINETE El aislamiento puede ser probado conectando un voltímetro de corriente alterna de escala baja a través del aislamiento. METODO 5. AISLAMIENTO DEL COJINETE Un megger de 500 V puede también ser utilizado. Esto es mucho más sensible que el método antes dicho y puede tender a dañar el aislamiento que es adecuado para evitar caídas de voltaje en el eje causando corrientes perjudiciales. METODO 6. DOBLE AISLAMIENTO La prueba del método 5 es aplicada entre el separador metálico y la carcasa de la máquina. Esta prueba se debe realizar en cada uno de las varias trayectorias múltiples entre el eje y la

19 carcasa donde se utilizan los cojinetes aislados; esto para maquinas con cojinetes con doble aislamiento. PRUEBA DE LA POLARIDAD PARA LOS POLOS DE CAMPO La polaridad de los polos de campo se puede comprobar por medio de un pequeño imán permanente montado de modo que pueda girar e invertir su dirección libremente. Para este fin es necesario energizar el devanado del inductor con el 5 o 10% de la corriente dada. PRUEBAS DE CORTOCIRCUITO DE CAMPO GIRATORIO El objeto de estas pruebas es detectar las bobinas de campo giratorio que están cortocircuitadas, el número incorrecto de vueltas, o tamaño incorrecto del conductor. No todas las bobinas de campo giratorias cortocircuitadas son evidentes, en estado estacionario y una prueba a la velocidad determinada puede ser requerida. METODO 1. CAIDA DE VOLTAJE DE CORRIENTE CONTINUA Se puede utilizar para detectar vueltas cortocircuitadas solamente cuando las conexiones entre las bobinas son accesibles. La prueba es hecha, con el rotor parado, pasando una corriente continua constante por el devanado inductor. La caída de voltaje de cada bobina o pares de bobinas se mide por medio de un voltímetro. Si estas lecturas varían más que el 2% del promedio, es una indicación que puede haber vueltas cortocircuitos en la bobina, o que la bobina este enrollada con el número incorrecto de vueltas. METODO 2. CAIDA DE VOLTAJE EN CORRIENTE ALTERNA Una prueba más sensible para ver las espiras cortocircuitadas es pasando corriente alterna de amplitud constante por el devanado inductor. Si hay acceso a las conexiones entre las bobinas, con el rotor parado, el voltaje a través de cada bobina o los pares de bobinas debe ser medido. El

20 voltaje a través de una bobina que tiene una vuelta cortocircuitada será substancialmente menor que el voltaje a través de una bobina en buen estado. METODO 3. RESISTENCIA POR CORRIENTE CONTINUA. Se hace una comparación entre la resistencia de campo y un valor obtenido previamente por una prueba o el cálculo. Después de que el rotor se haya expuesto a una temperatura ambiente por un periodo bastante largo para que la bobina del rotor este en la temperatura ambiente, la resistencia de campo es medida por un puente doble y la temperatura del rotor es medida por varios termómetros o termopares situados en los puntos convenientes. METODO 4. EXCITACION DE LA BOBINA PARA ROTORES CILINDRICOS Este método utiliza un dispositivo de prueba que tiene una base en forma de "U" capaz de puntear sobre una ranura de la bobina de un rotor cilíndrico, teniendo una bobina excitada enrollada en carcasa. La prueba es hecha poniendo el dispositivo sucesivamente a través de cada ranura de la bobina de campo y pasando corriente alterna a través de la bobina de excitación METODO 5. DETECCION DE LA FORMA DE ONDA DEL ROTOR PARAROTORES CILINDRICOS Este método utiliza un transductor o una bobina de captación para determinar la forma de onda del campo magnético del rotor. El captador magnético debe ser montado en el estator, en el entrehierro en gran proximidad al rotor, y conectar con el osciloscopio u otro dispositivo conveniente de grabación.

21 CONCLUSIONES Se pueden hacer pruebas y/o ensayos para hacer testeos del motor síncronos bajo cuenta propia, también para hacer seguimientos al motor u equipo. También se hacen pruebas bajo una normalización como la IEC, NEMA, etc. Para que el motor en caso fuera exportado pueda ser testeado en otros países y por consiguiente a ser utilizado. El análisis de respuesta dieléctrica se realiza a tensiones relativamente bajas. Esto permite rápidas pruebas en sitio. Por otro lado, el análisis de respuesta dieléctrica no reemplaza la medición de DP. Simplemente detecta determinados daños resultantes de DP, pero no puede detectar DP por sí misma. Las rutas de contorneamiento son más fáciles de detectar a frecuencias más bajas. Por tanto, el análisis de respuesta dieléctrica es más sensible para detectar rutas de contorneamiento en comparación con las mediciones de DF/PF a la frecuencia de la línea. Midiendo la respuesta dieléctrica, también se determina el índice de polarización (PI) y la resistencia del aislamiento (IR). Antes de iniciar la medición, se recomienda comprobar la prepolarización del aislamiento, ya que podría influir en los resultados de la medición. La prepolarización puede tener como causa pruebas de CC anteriores (como resistencia del aislamiento, etc.) o anteriores mediciones de PDC en otras fases. No todas las bobinas de campo giratorias cortocircuitadas son evidentes, en estado estacionario y una prueba a la velocidad determinada puede ser requerida.

22 Se realizan mediciones de la resistencia de CC para detectar posibles problemas de contacto en los devanados de estator y rotor de las máquinas eléctricas rotativas. Los orígenes típicos de estas fallas incluyen deficientes contactos de soldadura que se vuelven más débiles con el funcionamiento o conexiones sueltas, así como superficies de contacto oxidadas o dañadas en los conectores de los polos de la máquina. Pueden producirse problemas de conexión entre las bobinas o barras individuales del devanado o en los conectores de los polos del rotor. Ellos causan puntos calinetes locales, que pueden eventualmente dañar la máquina. Si no se dispone de ninguna fuente de CA adecuada para las pruebas a la frecuencia nominal, se puede utilizar una fuente de CC para la prueba. En este caso, la amplitud de la tensión de CC es mayor que el valor eficaz de CA de acuerdo con la norma aplicable. La compensación de potencial en el saliente del devanado y el mecanismo de ruptura son diferentes cuando se utiliza CC en lugar de excitación de alta tensión de CA. En comparación con otras pruebas dieléctricas en máquinas rotativas, el carácter diferenciador de las mediciones de DP permite detectar claramente los puntos débiles localizados del sistema de aislamiento. Las mediciones de capacitancia (C) y factor de disipación (DF/tan δ)/factor de potencia (PF) se llevan a cabo para identificar los defectos que afectan la condición del aislamiento de la máquina. Para un funcionamiento seguro es esencial un aislamiento en buen estado. El análisis de respuesta dieléctrica de máquinas rotativas evalúa la condición del aislamiento de la máquina, como la contaminación, el deterioro y la integridad del aislamiento.

23 Para tener una operación confiable tenemos que conocer el estado de la maquina mediante ensayos y medidas. Para comprobar el estado de los aislamientos de las bobinas se debe realizar la prueba de aislamiento.

24 BIBLIOGRAFIA https://www.roydisa.es/archivos/3003 http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/6626/62131Q7.pdf?sequence=1& isAllowed=y https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/93602/05CAPITULO4.pdf?sequence=6&i sAllowed=y https://static.weg.net/medias/downloadcenter/h50/h6c/WEG-motores-sincronicos-50027895catalogo-espanol.pdf http://repositorio.uncp.edu.pe/bitstream/handle/UNCP/3559/Peralta%20Nu%C3%B1ez.pdf?s equence=1&isAllowed=y https://www.acta.es/medios/articulos/ciencias_y_tecnologia/029001.pdf http://biblio3.url.edu.gt/Libros/2013/ing/pim/12.pdf https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/1762/12/UPS-CT002331.pdf https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/66057/IPPMart%C3%ADnez%3BP%C3%A9rez%3BPineda%20%20ENSAYOS%20DE%20M%C3%81QUINAS%20EL%C3%89CTRICAS.pdf?sequence=2 http://www.motortico.com/biblioteca/MotorTico/2017%20NOV-DIC%20%20Diagnostico%20de%20maquinas%20rotativas%20de%20MT%20con%20ensayos%20dielec tricos.pdf https://www.omicronenergy.com/es/download/document/E2B0AE83-65FB-40B7-9BEF1DD9DAD877F3/

25 PREGUNTAS 1. ¿Por qué debe de ser confiable una maquina rotativa? Porque son componentes importantes de la generación eléctrica y de aplicaciones industriales. 2. ¿Cuál es el propósito de la medición de la resistencia de aislamiento? Comprobar el estado de los aislamientos de las bobinas, terminales u otras partes conductoras. 3. ¿Cómo se puede planificar un mantenimiento? Es esencial contar con información sobre el estado de los componentes 4. ¿Qué es la reluctancia magnética? Es la oposición que se presenta al flujo magnético, es lo opuesto a la permeabilidad. 5. ¿Cuándo aumenta críticamente la reluctancia? Aumenta cuando se satura el hierro, flujo aumenta con mayor lentitud con el incremento de la fmm. 6. ¿Cómo se realiza la lectura de tensión entre líneas? Se realiza la lectura en las tres fases, esto con la finalidad de verificar el balance de las fases. 7. ¿Por qué es importante la estabilidad de la frecuencia? Porque cada variación no solo afecta a la maquina si no que también al rendimiento de los dispositivos de medición. 8. ¿Cómo seleccionar instrumentos? Deben usarse instrumentos y equipos con accesorios calibrados precisos. Los factores que alteran la precisión particularmente en instrumentos analógicos no electrónicos son:

26 indicación de la fuente, adelantó de la calibración y rango, condición y calibración del instrumento 9. ¿Cuándo se usan instrumentos de transformación? Cuando se deben hacer la corrección de la relación para los errores de voltaje y corriente, así como los errores de ángulo de fase en las medidas de potencia.

10. ¿Cómo se realiza la medición de la resistencia de los devanados? Se puede realizar mediante dos formas, conectando un micro-ohmetro en paralelo a los bornes de los devanados y asi hallar su resistencia o si no mediante dos multímetros digitales y una fuente de corriente, conectando un multímetro (para medir la corriente) y la fuente de corriente en serie al devanado y en paralelo el otro multímetro (para medir la tensión). 11. ¿Cuáles son las razones de las vibraciones en las máquinas Desequilibrio del rotor, que pueden ser de origen estático o dinámico. Arrastre magnético desigual entre el estator y rotor, que puede ser causado por un entrehierro asimétrico. Devanados asimétricos, defectuosos o dañados.

12. ¿Para qué sirve la prueba de alto voltaje?

Especifica el nivel de carga permitido ante la presencia de desbalances de voltajes en la alimentación al motor. El cálculo del Factor de Servicio Efectivo, identifica los niveles apropiados de carga para evitar sobrecalentamiento en los devanados.

27 13. ¿Propósito de la curva de cortocircuito? El propósito de la prueba de la curva de corto circuito es: Para medir las características de la maquina síncrona en varios valores de corriente de excitación, con la terminal del estator en cortocircuito. Para controlar la simetría de los bobinados de fase del estator. - Para medir las perdidas en el cobre Pc y las perdidas adicionales de carga PAdd en el bobinado de estator (cuando se). 14. Objetivos de la prueba de cortocircuito. •Para asegurarse de que la construcción mecánica de la maquina es lo suficientemente fuerte como para soportar tensiones, que son causados por corto circuitos y de otras perturbaciones eventuales •Para saber la información básica sobre las características de la máquina síncrona durante condiciones transitorios (reactancias Xd´´, Xd´, Xd y constantes de tiempo Td´´, Td´)

15. ¿Para qué sirven las pruebas de temperatura? Las pruebas de temperatura se hacen para determinar la subida de temperatura de ciertas piezas de la máquina sobre una cierta temperatura de referencia al funcionar bajo condición de carga especificada. Esta temperatura de referencia se ha referido extensamente como la temperatura ambiente (o temperatura ambiente interna). Tales temperaturas de referencia dependen de una manera por la cual la máquina es refrigerada.