MANTENIMIENTO DE UN GENERADOR ELECTRICO

Mantenimiento Preventivo a Generadores Eléctricos de Acuerdo al Programa de Mantenimiento

Realiza el mantenimiento preventivo a un generador

A)     Proceso de mantenimiento

Introducción:

 1 ¿Que es el mantenimiento?

          -Acción de preservar en perfectas condiciones a un equipo, maquinaria, etc.

Mantenimiento preventivo:

       

           -Consiste en realizar paradas planificadas de la producción en las cuales los elementos más críticos y susceptibles a averiarse, son sustituidos por otros nuevos. Para determinar los periodos de tiempo en que se han de realizar las paradas se utilizan criterios estadísticos. Esta estrategia conlleva por un lado un aumento en la calidad y seguridad de la producción, pero por otro no aprovecha en su totalidad la vida útil de los elementos, puesto que estos son sustituidos cuando todavía

Se encuentran en buen estado. Si este no fuera tomado en cuenta toda generador solo sería sustituido, cuando ya no sirva, por eso es importante al igual que el mantenimiento preventivo este,  en este caso se sigue un seguimiento continuo de algunas variables que determinan el estado del sistema, y se comparan con patrones preestablecidos con el fin de determinar el instante óptimo en el que se ha de realizar la reparación. En otras palabras, se supervisa la máquina y se repara justo en el momento en que empieza a fallar.

Tipos de mantenimiento preventivo

El mantenimiento preventivo se puede realizar por programa de mantenimiento, donde las revisiones se realizan por tiempo, kilometraje, horas de funcionamiento, etc.

El mantenimiento preventivo predictivo, trata de determinar el momento en el cual se deben efectuar las reparaciones mediante un seguimiento que determine el periodo máximo de utilización antes de ser reparado,

El mantenimiento preventivo de oportunidad es el que se realiza aprovechando los periodos de no utilización, evitando de este modo parar los equipos o las instalaciones cuando están en uso. 

2 ¿Qué es un generador eléctrico?

       La energía eléctrica se puede obtener a partir de otro tipo de energía, por medio de máquinas o dispositivos que denominamos generadores. Por su incidencia industrial, o cantidad de electricidad producida, los más importantes,

Tipos de generadores:

-Generador corriente continúa

      Los generadores de corriente continua se clasifican según el método que usan para proporcionar corriente de campo que excite los imanes del mismo. Un generador de excitado en serie tiene su campo en serie respecto a la armadura. Un generador de excitado en derivación, tiene su campo conectado en paralelo a la armadura. Un generador de excitado combinado tiene parte de sus campos conectados en serie y parte en paralelo. Los dos últimos tipos de generadores tienen la ventaja de suministrar un voltaje relativamente constante, bajo cargas eléctricas variables. El de excitado en serie se usa sobre todo para suministrar una corriente constante a voltaje variable. Una magneto es un generador pequeño de corriente continua con un campo magnético permanente.

-Generadores de corriente alterna  (alternadores)

    Un generador simple sin conmutador producirá una corriente eléctrica que cambia de dirección a medida que gira la armadura. Este tipo de corriente alterna es ventajosa para la transmisión de potencia eléctrica, por lo que la mayoría de los generadores eléctricos son de este tipo. En su forma más simple, un generador de corriente alterna se diferencia de uno de corriente continua en sólo dos aspectos: los extremos de la bobina de su armadura están sacados a los anillos colectores sólidos sin segmentos del árbol del generador en lugar de los conmutadores, y las bobinas de campo se excitan mediante una fuente externa de corriente continua más que con el generador en sí. Los generadores de corriente alterna de baja velocidad se fabrican con hasta 100 polos, para mejorar su eficiencia y para lograr con más facilidad la frecuencia deseada. Los alternadores accionados por turbinas de alta velocidad, sin embargo, son a menudo máquinas de dos polos. La frecuencia de la corriente que suministra un generador de corriente alterna es igual a la mitad del producto del número de polos y el número de revoluciones por segundo de la armadura.

Importancia de un generador eléctrico:

La importancia de estos aparatos o maquinas ha sido una gran ventaja para en todo momento, estas plantas generadoras de  energía, hasta el día de hoy han ido evolucionado, para satisfacer las necesidades del ser humano, principalmente estas máquinas han sido un elemento fundamental para las plantas hidroeléctricas.

COJINETES

Existen tres cojinetes:

-              El cojinete guía del generador que se encuentra ubicado por encima del generador y directamente sobre el piso de la sala de máquinas.

-              El cojinete de empuje que soporta las 2400 tn de peso de las máquinas, ubicado debajo del generador.

-              El cojinete guía de turbina que se encuentra por encima de los 8,6 m de diámetro de las palas.

Siendo estos tres cojinetes los más críticos en cuanto al mantenimiento mecánico los ubicaremos en la máquina y luego los describiremos uno por uno.

COJINETE GUIA DE GENERADOR

Consta de doce brazos que se apoyan contra el eje y en las paredes de hormigón.

El esfuerzo es transmitido por los brazos que forman la estrella que se ve en la sala de máquinas.

Estos cojinetes trabajan sumergidos en un baño de aceite, refrigerado éste por agua del lago con un pre filtrado grueso. La temperatura del aceite en movimiento varía entre 68 y 70ºC.

COJINETE DE EMPUJE

Quizás la pieza más importante de la turbina ya que soporta todo el peso de la máquina.

Se encuentra por debajo del generador eléctrico y consta de un disco pulido a espejo que descansa sobre 32 cojinetes apoyados sobre un balancín dividido en dos que a su vez descansa sobre una media esfera.

Los cojinetes tienen una forma que permiten ubicarlos en forma circular en forma pareja alrededor del eje. También están rasqueteados para reducir puntos de apoyos, otro detalle de diseño es un ángulo en uno de sus lados, recordando que la máquina gira en sentido horario, este ángulo se encuentra en sentido anti horario, lo que permite que el baño de aceite cubra la superficie del cojinete y evite así el contacto metal con metal.

Podemos especificar que el cojinete es de acero cubierto con una placa de metal blanco.

En la parada este sistema deja de funcionar, por lo que para arrancar la máquina se requiere bombear el aceite por un tubo dentro del cojinete, observado en esquemas anteriores.

La revisión de los cojinetes se realiza elevando la máquina por medio de 36 gatos hidráulicos ubicados debajo del generador y removiendo los radiadores de refrigeración para poder quitarlos y examinarlos uno por uno.

COJINETE GUIA DE TURBINA

Este se encuentra en la parte inferior de la maquina, por encima de los alabes, siendo no menos importante que los anteriores.

Como es lógico imaginar en la turbina existe un espacio entre lo estático (la carcaza) y lo móvil(el eje).

También es lógico que exista una filtración de agua hacia adentro ya que la presión en su interior es menor que afuera.

Para evitar esta filtración la turbina cuenta con 2 sistemas de sellos, uno para la parada y otro dinámico para el movimiento de este.

 Escobillas o carbones

•Escobillas o Carbones

•Las escobillas están fabricadas de carbón prensado y calentado a una temperatura de 1200°C.

•Se apoyan rozando contra el colector gracias a la acción de unos resortes, que se incluyen para hacer que la escobilla esté rozando continuamente contra el colector. El material con que están fabricadas las escobillas producen un roce suave equivalente a una lubricación.

•Porta Carbones

•Son elementos que sujetan y canalizan el movimiento de los carbones. Los se deslizan libremente en su caja siendo obligadas a apoyarse sobre el colector por medio de un resorte que carga al carbón con una tensión determinada

Bulón

La palabra bulón se utiliza para denominar tornillos de tamaño relativamente grande, con rosca solo en la parte extrema de su cuerpo, utilizados en obras de ingeniería, maquinaria pesada, vías férreas, etcétera.
Normalmente se disponen con la correspondiente arandela, que suele ser de presión, y se manipulan mediante llaves especiales.
Los motores alternativos de combustión interna poseen bulones que se realizan en acero templado mediante forja, aunque hay motores de competición con bielas de titanio o aluminio, realizadas por operaciones de arranque de material.
Término usado en Argentina, Paraguay y Uruguay. En España suele usarse como sinónimo de perno, roblón o roldaba.

Armadura o inducido
• En el contexto de las máquinas eléctricas, inducido es
la parte de la máquina rotativa donde se produce la
transformación de energía mecánica en eléctrica
mediante inducción electromagnética.
• Es la parte fija de la máquina, y está formado por un
cilindro hueco de chapas apiladas de hierro al silicio
con las ranuras en la parte interior, donde se alojan
las bobinas. En estas se induce la fuerza electromotriz
cuando el inductor gira en el interior del inducido. Las
bobinas del inducido se conectan a unos bores que
están en el exterior de la carcasa de la máquina con el
fin de conectarlas al circuito exterior al que entregan la
corriente inducida.

El rotor está constituido por 

tres devanados de hilo de 

cobre conectados en un punto 

común. Los extremos pueden 

estar conectados a tres anillos 

de cobre que giran 

solidariamente con el eje 

(anillos rozantes). Haciendo 

contacto con estos tres anillos 

se encuentran unas escobillas 

que permiten conectar a estos 

devanados unas resistencias 

que permiten regular la 

velocidad de giro del motor. 

Son más caros y necesitan un 

mayor mantenimiento.

DIAGRAMA DE GANTT

1

    DESCONEXION FLEXIBLES GENERADOR Y 

NEUTRO 

Es la primera tarea que realizamos con el fin de 

separar físicamente el bobinado del estator de las 

barras de salida. 

2 

DESMONTAJE TAPAS DEL ALTERNADOR 

Simultáneamente se comienzan a aflojar los 

bulones que sujetan las tapas superiores del generador 

y proceder al retiro de las mismas. 

3 

DESMONTAJE POLLERAS INFERIORES 

Cuando hablamos de polleras inferiores, nos 

referimos a las chapas inferiores del generador. Estas 

se retiran para acceder al bobinado. 

4 

RETIRAR CARBONES Y SOLTAR YUGOS 

Los carbones del sistema de excitación son 

retirados completándose una planilla donde se anota la 

longitud de cada carbón y la presión del resorte. 

Los yugos que sostienen los porta-escobillas son 

soltados de los bulones de sujeción. 

5 

DESCONECTAR PMG 

El generador de señal de velocidad es retirado para 

limpieza y control. Por lo tanto se desconectan los 

cables de la bornera. 

6 

DESCONEXION DE POLOS 

El rotor del generador es del tipo de polos salientes. 

Para realizar trabajos en las ranuras del estator, se 

retiran algunos polos del rotor para trabajar en ese 

sector. En el último mantenimiento se seleccionaron 

tres grupos de 6 polos cada uno, desfasados 120 

grados entre ellos. En los 18 polos del rotor 

seleccionados, se retiran las conexiones principales y 

las del bobinado amortiguador que los relaciona. 

7 

CONTROL DE CONEXIONES DE LOS CABLES 

DE EXITACION 

Los conductores que llegan desde el Tablero de 

Excitación son controlados en su ajuste. 

8 

DESMONTAJE DE POLOS 

Después de retirar todas las conexiones de unión 

entre los polos y las conexiones del bobinado 

amortiguador en los dos extremos, mantenimiento 

mecánico procede al retiro de los polos. 

9 

LIMPIEZA Y AJUSTE TXN 

En la celda del transformador de neutro del 

generador, se encuentra conectado al secundario de 

este una resistencia. Los trabajos que se realizan son 

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los siguientes: 

Limpieza de celda 

Limpieza de transformador 

Limpieza de resistencia 

Limpieza de aisladores 

Ajuste bornes 

Ajuste accionamiento cuchillas del seccionador 

Medida de resistencia de aislamiento del TXN 

(2,5KV) 

Medida de resistencia de la resistencia de neutro 

Medida del aislamiento de la resistencia de neutro 

10 

LIMPIEZA Y AJUSTE CENTRO ESTRELLA 

La celda del centro estrella del generador es 

sometida a limpieza y control de conexiones. En ella 

están los transformadores de corriente del neutro, a 

estos se le realizan los controles y mediciones 

correspondientes. Tenemos 6 transformadores con tres 

secundarios cada uno y uno con dos secundarios. La 

relación de transformación es de 8000/1 A. 

11 

LIMPIEZA Y CONTROL DE 

DESCARGADORES +16 

En las barras de salida del generador se encuentra 

la Celda de Medición de Tensión, donde están los 

transformadores de tensión y los descargadores de 

sobre tensión. Se realizan los ajustes y las mediciones 

de aislamiento correspondientes.  

12 

ACUÑADO DEL ESTATOR 

Esta es la tarea que nos lleva los mayores esfuerzos. 

En el periodo pasado dispusimos de 3 grupos de 4 

personas cada uno, trabajando 10 horas diarias durante 

2 semanas aproximadamente. El estator del generador 

tiene 792 ranuras, con 2 metros de largo cada una. 

Para mantener firmes las barras del bobinado se 

utilizan 16 cuñas en cada ranura. 

13 

LIMPIEZA DEL ROTOR 

El rotor del generador tiene 8 brazos o rayos que 

sujetan el paquete de chapas y los 80 polos salientes. 

Es necesario realizar una limpieza profunda que retire 

toda la suciedad acumulada al girar. Los canales de 

ventilación deben tratarse con mucha paciencia y 

cuidado, ya que por ellos circula el aire para el 

enfriamiento del estator. 

14 

DESMONTAJE ESTATOR PMG 

Se desmonta para retirar las pastillas del cojinete 

guía superior y para proceder a su limpieza en otro 

lugar. 

15 

DESMONTAJE YUGOS PORTACARBONES 

Se retiran para limpiarlos en otro lugar. Se utiliza 

solvente con rociador. 

16 

LAVADO CON SOLVENTE ESTATOR PMG Y 

YUGOS 

Se acumula gran cantidad de carbón con aceite en 

este bobinado, lo mejor que podemos hacer es 

limpiarlo con solvente en un lugar alejado del resto del 

personal. 

17 

LAVADO CON SOLVENTE ROTOR PMG 

No se retira el rotor del generador de señal de 

velocidad, por lo que la limpieza se realiza en el lugar 

donde esta instalado. Este rotor tiene 80 polos. Se 

prepara adecuadamente el área de trabajo, cubriendo 

el cojinete y otras piezas e instalando ventiladores 

convenientemente. En este periodo, solo el personal 

afectado a esta tarea permanece en el lugar y se realiza 

fuera del horario normal. 

18 

LIMPIEZA DE POLOS EXTRAIDOS 

La limpieza general de los polos no se puede 

realizar en forma óptima con los polos montados en el 

rotor. Los polos seleccionados para extraer, se eligen 

entre los que no fueron retirados en otros periodos. A 

estos polos se los limpia totalmente con solvente. 

19 

LIMPIEZA DE AVIONCITOS DE POLOS 

Les llamamos avioncitos a los soportes aislantes 

que sostienen las barras de conexión de los polos. 

Estos son limpiados junto a las barras de conexión. 

También se cambian los bulones y tuercas con daños y 

se arman con las chapas de seguro nuevas. 

  

20 

LIMPIEZA DE TAPAS DEL GENERADOR 

A todas las tapas se les pasa solvente con trapos, 

para limpiarlas de los restos de aceite y otros tipos de 

suciedad. Si fuera necesario realizar trabajos de 

pintura, se realizan en esta etapa. 

21 

MONTAJE ESTATOR PMG 

Después que los mecánicos terminan de controlar 

las pastillas del cojinete de generador, se monta el 

estator del tacogenerador. Esta tarea se realiza para 

armar nuevamente el cabezal KAPLAN, y con ello 

volver a poner en funcionamiento el sistema 

oleohidráulico para permitir el movimiento del rodete 

de la turbina y continuar con el mantenimiento de las 

palas del mismo. 

22 

COLOCACION DE YUGOS PORTACARBONES 

Igual que lo anterior, se monta para poder armar el 

KAPLAN. 

23 

LAVADO DEL ESTATOR DEL GENERADOR 

El lavado se realiza si al inspeccionarlo se 

encuentra aceite o suciedad excesiva en el bobinado. 

Al principio siempre se realizaba un lavado general de 

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todo el estator con solvente a presión, y si bien daba el 

resultado esperado, corríamos el riesgo de perjudicar 

la pintura semiconductora que recubre las barras 

dentro de la ranura. Finalmente realizamos otro tipo de 

limpieza, atacando cada barra, cada ranura y todos los 

canales de ventilación, con trapos y solvente. 

De todas maneras si se encuentra aceite en las 

barras, acudimos al lavado con solvente a presión para 

limpiarlo. 

24 

MONTAJE DE POLOS DEL ROTOR 

Después de terminar los trabajos de revisión y 

reacuñado del estator se montan nuevamente los polos 

en el rotor. 

25 

CONTROL DE ENTRE HIERRO Y 

VERTICALIDAD 

Se controla con un calibre especial la separación 

que hay entre el rotor y el estator. Se realizan dos 

mediciones de entrehierro, una del rotor frente al 

estator y otra del estator frente al rotor. Para girar el 

rotor se utiliza un aparejo. Para este movimiento se 

retira el personal de todas las áreas. La verticalidad del 

estator se realiza en los cuatro ejes del generador. 

26 

CONEXION DE POLOS Y AMORTIGUADOR 

Con todos los polos en posición se realiza la 

reconexión de los mismos y del bobinado 

amortiguador. 

27 

CONTROL DE CORONA Y TACOS 

El efecto corona esta ligado a la alta tensión y en 

nuestros generadores esta presente. Se realiza una 

revisión completa del bobinado para encontrar las 

manchas indicadoras de este efecto. Se limpia la 

mancha y se cubre nuevamente con barniz. Los tacos 

que sujetan y separan todas las barras del bobinado del 

estator se revisan para asegurarse de que todas las 

ataduras están firmemente ajustadas. 

28 

CONTROL DE ONDULACIONES Y PAQUETES 

DE SECTOR 

Debido a los variados regimenes de carga y a los 

cambios de temperatura, los paquetes de chapa al 

principio se fueron deformando, produciendo 

ondulaciones. Para controlar este movimiento, se 

realizaron marcas en las columnas de soporte del 

paquete de chapas y se revisan en cada periodo de 

mantenimiento. 

29 

CONTROL Y AJUSTE DE BULONES GUIA 

Para sujetar los paquetes de chapa del estator, este 

tiene en la parte superior e inferior unas placas de 

ajuste. El trabajo consiste en controlar los bulones de 

estas placas y si alguno tiene luz, hay que ajustarlo. 

30 

CONTROL Y AJUSTE DE TORRES 

Les llamamos torres a los juegos de tacos aislantes 

que sujetan las barras de interconexión entre el 

bobinado estatórico. Se controlan que estén 

firmemente ajustadas. 

31 

CONTROL Y AJUSTE DE BULONES DE 

ANCLAJE. 

Se refiere al ajuste de los bulones de anclaje del 

estator. Con una maza de 5 kilos se aplica un golpe 

sobre la llave de ajuste,  verificando un sonido similar 

a un golpe de campana. 

32 

CONTROL DE CONEXIONES Y REPARACION 

EN POLOS 

Todas las conexiones de los polos se controlan, si 

se encuentran condiciones de flojedad o rotura, se 

repara. 

33 

MEDICION DE IMPEDANCIA DE POLOS 

Con todos los polos conectados, se aplican 220 v de 

C.A. al rotor y se anota en una planilla el valor de 

corriente total y la tensión en cada polo, para calcular 

la impedancia. 

    

34 

CONTROL DE RESISTENCIA Y AISLACION 

PMG 

Una fuente de C.C. se utiliza para aplicar tensión y 

corriente al estator, tomar los datos y calcular la 

resistencia. La resistencia de aislamiento se mide con 

500v. 

35 

MONTAJE DE POLLERAS INFERIORES 

Cuando se terminan todos los trabajos en el estator 

se vuelven a montar las tapas. 

36 

MANTENIMIENTO TXEXC Y CTR 

El transformador de excitación se encarga de 

reducir la tensión del generador para que el sistema de 

excitación la convierta en C.C. y la utilice en la 

excitación del generador. Se realizan todos los 

controles y ajustes propios de un transformador seco. 

37 

CONTROL DE AISLADORES Y 

BLINDOBARRAS 

La salida de corriente del generador se realiza por 

medio de barras blindadas de fases separadas. Estos 

conductores de aluminio con forma de caños 

cilíndricos, están separados del blindaje exterior por 

medio de aisladores de resina epoxi. Se retiran, 

limpian y ajustan todos los aisladores. Posteriormente 

se realiza una medición de aislamiento.  

  

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38 

AJUSTE DE YUGO Y COLOCACION DE 

CARBONES 

El yugo portacarbones se pone en posición y se 

ajusta al nivel de los anillos rozantes. Se conectan 

nuevamente los carbones y se dejan colgando del 

yugo. 

39 

MEDICION DE AISLACION POS ACUÑADO 

Después de terminar el trabajo en el estator se 

realiza una medición de la resistencia de aislamiento 

para verificar que no hay perdida de aislamiento. 

40 

MONTAJE TAPAS DEL GENERADOR 

Se colocan todas las tapas que se habían retirado al 

inicio del mantenimiento. 

41 

INSPECCION FINAL 

Una ves finalizado todos los trabajos y retirados 

todos las herramientas y personal se realiza una 

inspección final del generador. 

42 

SECADO DEL ALTERNADOR 

En el caso de mantenimiento normal se prenden los 

calefactores propios del generador. 

43 

ENSAYOS EN A.T. DEL ESTATOR 

Se realiza con C.C. y con C.A. antes de la puesta en 

marcha. 

44 

CONEXION FLEXIBLES NEUTRO Y SALIDA 

Después de los ensayos se conectan los flexibles de 

salida y neutro nuevamente, para después cerrar el 

ducto de barras 

45 

CONTROL SOLDADURA DE ESCUADRAS 

Desde hace algunos años, por recomendación del 

fabricante se controlan las soldaduras de las escuadras 

en las columnas de sujeción del estator. 

46 

CONTROL INTERFERENCIA LLANTA 

ROTORICA 

Las chapas del rotor del generador están sujetas a 

los rayos del rotor por medio de cuñas que se 

montaron precalentando el paquete de chapas. Estas 

chapas están apoyadas en los rayos. Para saber si el 

rotor tiene sus chapas firmemente ajustadas se mide la 

interferencia. 

   

47 

MEDICION CINTA CONDUCTORA BARRAS 

DEL ESTATOR 

Cuando se termina de realizar el acuñado de las 

barras del estator en las ranuras, se mide la resistencia 

que hay entre la pintura semiconductora de cada barra 

y el estator.