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PLANTA HIDROELÉCTRICA LOS NEGROS

INFORME: MANTENIMIENTO ANUAL 2013

0 PARA

INFORMACIÓN 01/04/2013 A. JIMÉNEZ F.BONILLA J. P. LIZANO

REV OBJETIVO FECHA ELABORADO REVISADO APROBADO

EMPRESA DE SERVICIOS PÚBLICOS DE HEREDIA

UEN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y ALUMBRADO PÚBLICO DEPARTAMENTO DE GENERACIÓN

RESPONSABLE: ING. JOSÉ PABLO LIZANO

PLANTA HIDROELÉCTRICA LOS NEGROS INFORME MANTENIMIENTO ANUAL 2013

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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN .................................................................................. 3

1 CASA DE MÁQUINAS ...................................................................... 4

1.1 GENERADORES ......................................................................................................................... 4

1.2 TURBINAS ............................................................................................................................... 10

1.3 MANTENIMIENTO DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y SERVICIO PROPIO ...... 16

1.4 MANTENIMIENTO DE CELDAS DE MEDIA TENSIÓN ........................................................ 17

1.5 MANTENIMIENTO DE PROTECCIONES ELÉCTRICAS ....................................................... 17

1.6 MANTENIMIENTO DE GENERADOR - DIESEL DE EMERGENCIA .................................... 18

2 TUBERÍAS DE BAJA Y ALTA PRESIÓN Y TANQUE DE OSCILACIÓN ... 19

3 ANTECÁMARA ............................................................................. 21

4 INSPECCIÓN DE EMBALSE DE REGULACIÓN .................................. 23

5 TOMA DEL RÍO FRIJOLES ............................................................. 24

6 CANAL PRINCIPAL ....................................................................... 25

7 SUBESTACIÓN MIRAVALLES ......................................................... 25

8 SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE FIBRA ÓPTICA INTERNA ............. 27

9 RECOMENDACIONES ................................................................... 29


3

INTRODUCCIÓN

El mantenimiento anual de la Planta Hidroeléctrica Los Negros se realizó desde el viernes 22 al

miércoles 27 de marzo de 2013. Dicho mantenimiento se planificó para realizar varias actividades en

paralelo aprovechando la baja en la demanda que se presenta todos los años en la Semana Santa.

El mantenimiento consiste básicamente en la inspección de equipos electromecánicos, hidráulicos y

obra civil que no pueden ser intervenidos en tiempo normal debido a que están sumergidas o en

funcionamiento.

También se realizaron reparaciones menores o cambios de equipos que han sido monitoreados con

anticipación por medio de técnicas de mantenimiento predictivo como termografías, análisis de

vibraciones, pruebas de interruptores y otros. Todo lo anterior corresponde a las actividades del Plan

Anual de Mantenimiento elaborado por el Departamento de Generación de la ESPH.

Esta actividad se dividió en seis frentes de trabajo principales:

1. Casa de Máquinas

2. Tuberías de baja y alta presión

3. Antecámara

4. Embalse

5. Toma del río Frijoles

6. Canal Principal

7. Subestación Miravalles

8. Fibra óptica interna

A continuación se detalla cada actividad realizada en este trabajo que pretende alargar la vida útil de

la planta y asegurar el funcionamiento adecuado de la misma.


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1 CASA DE MÁQUINAS

1.1 GENERADORES

MANTENIMIENTO GENERAL

Se realizó una inspección general de los generadores sincrónicos que incluyó una limpieza de las bobinas de los estatores y los polos de los rotores, además de la verificación y apriete de tornillos de los álabes del ventilador interno.

Figura #1: Mantenimiento de partes internas de generadores

ANÁLISIS DE VIBRACIONES Se verificaron los valores de vibraciones de las máquinas antes y después del mantenimiento encontrando

valores dentro del rango de la norma ISO-10816-5. Ver anexos 1 y 2.

Figura #2: Valores globales de vibración Grupo 1.


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Figura #3: Espectros de vibración Grupo 1.

TERMOGRAFÍA Se realizaron las termografías infrarrojas antes y después del mantenimiento encontrando valores normales de

gradientes de temperatura.

Figura #4: Termograma Generador Grupo 1.


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PRUEBAS ELÉCTRICAS Se realizaron medidas de las variables eléctricas de los generadores (aislamiento, índice de polarización y otros)

encontrando valores adecuados según la norma IEEE 43-2000.

Figura #5: Medición de aislamiento del Generador del Grupo 2.

Figura #6: Pruebas eléctricas dinámicas en Generadores.


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PRUEBAS DE PROTECCIÓN DE DETECCIÓN FUGA DE AGUA DEL GENERADOR El generador cuenta con un detector de fuga de agua del enfriador el cual envía una desactivación del sistema dependiendo de la fuga presentada, protegiendo las partes activas de la máquina. Se realizó una prueba de

funcionamiento a este dispositivo de protección comprobando su adecuado funcionamiento.

Figura #7: Pruebas de funcionamiento de detector de fuga de agua de generador

ANALISIS DE ACEITE DE CENTRALES DE LUBRICACIÓN Y COJINETES DE DESLIZAMIENTO

Se realizaron análisis de aceite de las centrales de lubricación y de los cojinetes de deslizamiento encontrando una concentración de agua en el aceite mayor a lo permitido en la Unidad de Lubricación 2 por lo que se cambió

en su totalidad el aceite para asegurar el buen funcionamiento del sistema.

Figura #8: Cambio de aceite de central de lubricación


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PRUEBAS DE TERMOMÉTROS DE COJINETES Los termómetros de los cojinetes monitorean las temperaturas de las pistas de deslizamiento del eje y el aceite

de lubricación en todo momento, en el momento en que haya una temperatura fuera del margen predeterminado se envía una señal de desactivación del sistema. Dichos elementos de protección fueron probados comprobando su buen funcionamiento a excepción de uno que fue cambiado por uno nuevo.

Figura #9: Pruebas de RTD de Cojinetes.


9

MANTENIMIENTO DE ENFRIADORES DE GENERADORES

Se desmontaron los enfriadores de los generadores y se realizó una limpieza profunda de los mismos.

Figura #10: Desmontaje de enfriador

Figura #11: Mantenimiento de enfriadores de generadores


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1.2 TURBINAS

MEDICIÓN DE DESGASTE DE RODETE Y LABERINTOS DE TAPAS FRONTAL Y TRASERA

Se verificaron las medidas de los rodetes de las turbinas y de los laberintos de las tapas Fontal y trasera de las turbinas encontrándolas dentro de los valores admisibles según los planos.

Figura #12: Medición de desgaste de rodete de turbina

INSPECCIÓN GENERAL Y REPARACIONES MENORES DE TURBINA

Al estar siempre llena de agua, se hace imposible inspeccionar el estado interno de las partes de la turbina en

tiempo normal, de esta forma se aprovecha el paro programado para realizar una inspección minuciosa y reparaciones menores.

Figura #13: Inspección y reparaciones menores de turbinas


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Figura #14: Aplicación de pastas poliméricas en el interior de la turbina.


12

MANTENIMIENTO DE CODOS DE ASPIRACIÓN

Los codos de aspiración de la turbina presentaba focos de corrosión que podían representar potenciales focos de

falla, ambos fueron tratados con sandblasting y posteriormente con pintura especial para su protección.

Figura #15: Mantenimiento de codo de aspiración de turbinas

CONO DE ASPIRACIÓN

Se realizó una inspección minuciosa del cono de aspiración y se determinó que para el próximo mantenimiento en el 2014 se requiere de un tratamiento con sandblasting y pintura para evitar su corrosión.

Figura #16: Inspección de cono de aspiración de turbinas


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CAMBIO DE SELLO DE EJE DE TURBINA Se aprovechó este paro programado para realizar el cambio del sello del eje adquirido por Empresa

Hidroeléctrica Los Negros S.A.

Figura #17: Cambio de sello de eje de turbina

Figura #18: Sello de espalda nuevo instalado.


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CAMBIO DE EMPAQUES DE VÁLVULA MARIPOSA DE ADMISIÓN

Los empaques de la válvula de admisión de la turbina tenían una fuga considerable que se presentaba como una potencial falla de este dispositivo de seguridad, además generar un fuerte sonido al estar las máquinas en reserva. Se aprovechó para cambiar los empaques de ambas válvulas con los repuestos adquiridos por medio de

la Empresa Hidroeléctrica Los Negros, quedando en óptimas condiciones

Figura #19: Cambio de empaque de válvula mariposa de admisión

MANTENIMIENTO DE TUBERIAS DE DESCARGA DE TUBERÍA DE PRESIÓN

Estas tuberías presentaban focos de corrosión que fueron tratados y pintados.

Figura #20: Pintura de válvula y tubería de descarga.


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MANTENIMIENTO DE MANGUITOS DE TURBINA

Los manguitos de turbina (transición entre tubería de presión y válvula de admisión) presentaban focos de corrosión que fueron tratados y pintados.

Figura #21: Mantenimiento de manguitos de turbina


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1.3 MANTENIMIENTO DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y SERVICIO PROPIO

PRUEBAS A TRANSFORMADORES DE POTENCIA 12 MVA

El Departamento de Subestaciones y Subterráneo de la ESPH se encargó de hacer la inspección y pruebas de los

transformadores de potencia de 12 MVA. Este trabajo consiste en revisar las terminales de los transformadores y realizar pruebas de aislamiento, relación de transformación, etc., de acuerdo a la norma IEEE C57.12.90. Se obtuvieron valores dentro de dicha norma. Queda pendiente un análisis del aceite dieléctrico (contenido de

agua, rigidez dieléctrica y cromatografía de gases).

Figura #22: Mantenimiento y pruebas a transformadores de potencia 12 MVA

PRUEBAS A TRASNFORMADOR DE SERVICIO PROPIO 160 KVA

Al igual que el transformador de potencia se intervino el transformador de servicio propio, encontrando todo en buen estado de funcionamiento.

Figura #23: Mantenimiento y pruebas a transformador de Servicio Propio de 160 KVA


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1.4 MANTENIMIENTO DE CELDAS DE MEDIA TENSIÓN

PRUEBAS DE INTERRUPTORES DE MEDIA TENSIÓN

Para los interruptores de media tensión se realizaron pruebas de funcionamiento y de interruptores las cuales comprenden resistencia de contactos y tiempos de cierre y apertura. Se encontró que el interruptor de servicio propio no cumplió con los valores establecidos en la norma IEEE C37.54 por lo que se decidió cambiarlo por un

repuesto nuevo existente en la planta para así darle mantenimiento con el representante de ABB.

Figura #24: Pruebas de interruptores de potencia de 36 y 24 kV

1.5 MANTENIMIENTO DE PROTECCIONES ELÉCTRICAS

PRUEBAS DE PROTECCIONES ELÉCTRICAS CASA DE MÁQUINAS Para este caso se realizaron pruebas de funcionamiento a las siguientes protecciones eléctricas:

Generadores

Sobrecorriente de transformadores Sobrecorriente de servicio propio y Tomas y Embalse Diferencial de grupo

Diferencial de barras Impedancia de línea Corriente a tierra de línea

Todos los valores que se obtuvieron están dentro de la parametrización previamente establecida.


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Figura #25: Pruebas de relés de protecciones eléctricas

1.6 MANTENIMIENTO DE GENERADOR - DIESEL DE EMERGENCIA

Se realizó una revisión y mantenimiento del generador diesel de emergencia en el que se cambió el refrigerante, se cambió el aceite y los filtros correspondientes, además se realizó el ajuste de regulador de voltaje para

asegurar su funcionamiento cuando sea requerido.

Figura #26: Mantenimiento de Generador de Emergencia


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2 TUBERÍAS DE BAJA Y ALTA PRESIÓN Y TANQUE DE OSCILACIÓN El martes 26 de marzo se realizó una inspección interna de la tubería de concreto de baja presión, de la tubería

de acero de alta presión y del tanque de oscilación. Se detectaron algunos puntos de deterioro en la obra gris que hay que darles seguimiento en próximas inspecciones. En cuanto a la tubería de presión se encontraron algunos puntos de corrosión aparte de los que fueron reparados en el Mantenimiento Quinquenal del 2011, sin

embargo también quedan para darle seguimiento en futuras inspecciones.

Figura #27: Inspección de Tubería de Baja Presión

Figura #28: Inspección del Tanque de Oscilación


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Figura #29: Inspección de Tubería de Alta Presión


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3 ANTECÁMARA REPARACIÓN DE PISTÓN DE COMPUERTA PRINCIPAL

Se realizó la reparación del pistón de la compuerta principal de Antecámara ya que presentaba fugas de aceite que comprometían su funcionamiento.

Figura #30: Reparación de fuga de pistón de antecámara


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MANTENIMIENTO DE CADENAS DE LIMPIARREJAS

La cadena del limpiarrejas al estar siempre sumergida no se puede tratar a menos de que el embalse esté vacío por un tiempo considerable, se aprovechó esta oportunidad para aplicarle un tratamiento que alargue su vida útil.

Figura #31: Mantenimiento de cadenas de limpiarrejas de parrilla de Antecámara

CONSTRUCCIÓN DE PASARELA PARA TRABAJOS DE MANTENIMIENTO En los días previos al mantenimiento el personal de la planta instaló una pasarela necesaria para estos trabajos,

la cual dio más seguridad al personal.


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Figura #32: Pasarela instalada en antecámara para seguridad del personal

4 INSPECCIÓN DE EMBALSE DE REGULACIÓN El embalse de regulación estuvo vacío desde el sábado 23 hasta el miércoles 27, en estos días se realizaron recorridos en el perímetro del mismo detectando una sedimentación poco considerable pero que hay que darle

seguimiento en próximos trabajos de mantenimiento. Este embalse fue totalmente dragado en abril del 2011 como parte de las actividades del Mantenimiento Quinquenal, ahora hay que ver el avance de la sedimentación para no perder el volumen útil necesario para la producción de energía.

Figura #33: Inspección de embalse de regulación con pequeños bancos de sedimentación


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5 TOMA DEL RÍO FRIJOLES

La parrilla de la toma del río Frijoles presentaba una fuerte corrosión en los tubos que la conforman, se realizó un tratamiento de sandblasting y pintura para alargar su vida útil.

Figura #34: Remoción de parrilla de toma del río Frijoles

Figura #35: Tratamiento con sandblasting y acabado final de las parrillas de toma río Frijoles


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6 CANAL PRINCIPAL

Se realizó una inspección del estado de la obra gris del canal principal que va desde la toma del río Caño Negro hasta la Antecámara, se detectaron nuevas socavaciones aparte de las reparadas en el Mantenimiento

Quinquenal realizado en el 2011, se le dará seguimiento a dichas socavaciones para ver su avance y determinar cuándo hacer su reparación.

Figura #36: Inspección de Canal Principal Caño Negro Antecámara

7 SUBESTACIÓN MIRAVALLES PRUEBAS DE PROTECCIONES SUBESTACIÓN MIRAVALLES

Para este caso se realizaron pruebas de funcionamiento a las siguientes protecciones eléctricas:

Impedancia de línea Corriente a tierra de línea

Todos los valores que se obtuvieron están dentro de la parametrización previamente establecida.

PRUEBA DE INTERRUPTOR DE MEDIA TENSIÓN

Se realizaron pruebas de funcionamiento del interruptor de media tensión de 36 kV de la bahía de llegada de la Planta Hidroeléctrica Los Negros (resistencia de contactos y tiempos de apertura y cierre) encontrando todos los valores normales de acuerdo a la norma IEEE C37.54.

PRUEBA DE COMUNICACIÓN DE TELEPROTECCIÓN

Se realzó una prueba de comunicación de la teleprotección por medio del Power Line Carrier confirmando el buen funcionamiento del canal de comunicación.


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Figura #37: Prueba a interruptor de media tensión de Subestación Miravalles

REPARACIÓN DE PUNTOS CALIENTES DE TERMOGRAFÍA

El Departamento de Optimización de la ESPH realizó una termografía a los equipos de la subestación detectando

puntos calientes los cuales representan una potencial falla por posibles falsos contactos en los equipos terminales energizados, se revisaron todos los puntos reportados y quedan pendientes los puntos calientes de la línea de transmisión y otra termografía para verificar dichas reparaciones.

Figura #38: Termograma y reparación de falso contacto en transformador de corriente de Subestación Miravalles


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8 SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE FIBRA ÓPTICA INTERNA MANTENIMIENTO DE SISTEMA DE COMUNICACIÓN INTERNA POR FIBRA ÓPTICA

El Departamento de Telecomunicaciones de la ESPH realizó una inspección, pruebas de funcionamiento y limpieza de equipos terminales de fibra óptica de la planta, detectando fallas potenciales que fueron

inmediatamente reparadas asegurando la continuidad del sistema.

Figura #39: Mantenimiento de equipos terminales de fibra óptica


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INSTALACIÓN DE CÁMARAS DE SEGURIDAD Con la cooperación de los departamentos de Construcción y de Telecomunicaciones se realizó la relocalización

de las cámaras de seguridad de los predios de Antecámara, toma del río Raudales y toma del río Frijoles tal y como lo solicitó la junta Directiva de la Empresa Hidroeléctrica Los Negros a raíz de los actos de vandalismo sucedidos en noviembre del año anterior.

Figura #40: Instalación de postes de 15 metros y relocalización de cámaras de seguridad


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9 RECOMENDACIONES

1. Realizar en el próximo mantenimiento anual un mecanizado manual y aplicar un sistema adecuado de

pintura en la parte interna, en los puntos de corrosión encontrados en la tubería de presión, tubería de descarga y en las escotillas de la casa de máquinas.

2. Limpiar los drenajes existentes debajo de la válvula mariposa (ambos grupos), de no ser posible hay que realizar drenajes nuevos; luego aplicar un concreto epóxico para sellar las fugas por la pared de concreto.

3. Aplicar sandblasting y un sistema adecuado de pintura en los conos de aspiración de ambos grupos. 4. Implementar el uso de regletas corto circuitables para realizar las pruebas de protecciones e

interruptores de una manera más eficiente y sin dañar las conexiones de las mismas.

5. Reparar los espejos y sellos de espalda que se quitaron durante este mantenimiento. 6. Según las inspecciones realizadas en los Generadores por la empresa Electromotores, se está

presentando en el bobinado de los mismos el fenómeno del efecto corona y descargas parciales; lo cual

debe intervenirse lo antes posible. Estamos a la espera del informe definitivo por parte de Electromotores.

7. Durante las pruebas de interruptores, se detectó que el interruptor de servicio propio no estaba

operando adecuadamente por lo tanto se procedió a cambiarlo por uno de repuesto. Se recomienda adquirir los repuestos necesarios para reparar dos interruptores que tenemos fuera de servicio.

8. Según recomendaciones del departamento de Subestaciones y Subterráneo se deben adquirir varios

repuestos para los transformadores de potencia (pararrayos, aisladores, conos, entre otros). Además nos indicaron que los aisladores instalados en el lado de alta no son los recomendados para esta

aplicación. 9. Se recomienda realizar el próximo año una batimetría para determinar el nivel de sedimentos existentes

y programar si fuera necesario una limpieza del mismo en el año 2015.

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