Informe Mantenimiento Anual 2015

PLANTA HIDROELÉCTRICA LOS NEGROS

INFORME: MANTENIMIENTO ANUAL 2015

0 PARA

INFORMACIÓN 04/06/2015 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 2015

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ÍNDICE

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

1 MANTENIMIENTO MAYOR DEL GENERADOR 02-01 .......................... 4

1.1 PRUEBAS PREVIAS AL MANTENIMIENTO ............................................................................ 4

1.2 DESARME DEL GENERADOR 02-01 ....................................................................................... 7

1.3 MANTENIMIENTO DEL GENERADOR 02-01 ....................................................................... 11

2 MANTENIMIENTO DE LA TURBINA 01-01 ....................................... 15

2.1 DESARME DE TURBINA 01-01 ............................................................................................. 15

2.2 MANTENIMIENTO DE TURBINA 01-01 ............................................................................... 17

3 INSPECCION DE OBRA CIVIL ........................................................ 22

4 MANTENIMIENTO DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA .............. 23

5 MANTENIMIENTO DE PROTECCIONES E INTERRUPTORES .............. 24

6 TRABAJOS EN SUB ESTACION MIRAVALLES ................................... 25

7 MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE COMUNICACIONES Y DE CCTV . 26

8 MANTENIMIENTO DEL LIMPIARREJAS ........................................... 27

9 TOMA RAUDALES ......................................................................... 28

10 EMBALSE .................................................................................. 28

11 GESTION AMBIENTAL ................................................................ 29

12 RECOMENDACIONES .................................................................. 30


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INTRODUCCIÓN

Este año el mantenimiento el mantenimiento anual de la Planta Hidroeléctrica Los Negros contempló

el Mantenimiento Mayor de los Generadores, por lo tanto se inició desde el 02/05/2015 parando el

Grupo 1 para realizar las pruebas preliminares e iniciar con el desarme del mismo.

Del sábado 09 al miércoles 17 de mayo del 2014 se tenía programado el mantenimiento del Grupo 2;

los trabajos se adelantaron 2 días por lo tanto se pensaba entregar el Grupo 2 el día 15 de mayo;

pero debido a la inundación de la sala de máquinas del día 15, la entrega se atrasó hasta el

26/05/2015. En el plazo programado del 09 al 15 se realizó un desembalse, para ejecutar todas

aquellas tareas de mantenimiento, que implicaban la planta detenida como: la inspección de la obra

civil (canales, tubería de baja presión, tanque de oscilación), mantenimiento de las válvulas mariposa,

mantenimiento de los codos de descarga, mantenimiento de protecciones e interruptores, entre otras.

Una vez finalizado este paro, se arrancó el Grupo 2 el 26/05/2015 y continuóó con la operación

normal, mientras el Grupo 2 seguía en mantenimiento. El paro del Grupo 1 para realizar le el

mantenimiento mayor al generador estaba programado del 02/05/2015 hasta el 31/05/2015. Debido a

la inundación se debió retrasar el proceso de secado del generador 1 para poder secar el otro

generador que sufrió la inundación (generador 2), por lo tanto en lugar de entregar el grupo 2 el

31/05/2015 como se tenía programado se entregó el 02/06/2015.

Este mantenimiento se dividió de la siguiente manera:

1. Mantenimiento mayor del generador 02-01

2. Mantenimiento de turbina 01-01

3. Inspección de obra civil

4. Mantenimiento de los transformadores de potencia

5. Mantenimiento de protecciones e interruptores

6. Mantenimiento de fibra óptica

7. Mantenimiento de limpiarrejas

8. Toma Frijoles

9. Toma Raudales


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10. Embalse

11. Gestión Ambiental

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.

1 MANTENIMIENTO MAYOR DEL GENERADOR 02-01

1.1 PRUEBAS PREVIAS AL MANTENIMIENTO

ANÁLISIS DE VIBRACIONES Se verificaron los valores globales de vibración del Grupo 1 antes del mantenimiento encontrando los

mismos dentro del rango de la norma ISO-10816-5.

Figura #1: Espectros de velocidad de vibración Grupo 2.


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TERMOGRAFÍA

Se realizaron las termografías infrarrojas en el Grupo 1 encontrando valores normales de gradientes

de temperatura.

Figura #2: Termograma en transformadores de medición Generador 02-01.


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PRUEBAS ELÉCTRICAS

Se realizaron medidas de las variables eléctricas de los generadores (descargas parciales, aislamiento,

índice de polarización y otros) encontrando valores adecuados según la norma IEEE 43-2000. Estas

pruebas se dividen en dos tipos: dinámicas (medición de calidad de la energía, monitoreo del

rendimiento de la máquina, dominio de conexión, entre otros), para medirlas el generador debe estar

trabajando preferiblemente a plena carga y estáticas (resistencia de bobinado, aislamiento a tierra,

prueba de impulso, entre otros), en donde el generador debe estar fuera de servicio.

Figura #3: Prueba de descargas parciales en el Generador 02-01.

Figura #4: Medición de aislamiento del Generador 02-01.


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1.2 DESARME DEL GENERADOR 02-01

DESARME DE SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

Se desmontó el enfriador del Generador 02-01 para lavarlo y darle mantenimiento.

Figura #5: Desmontaje y mantenimiento de enfriador del Grupo 2.


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DESMONTAJE DE CARCAZA

Se realizó la desconexión de los cables de control y potencia, luego se procedió con el desmontaje de

la carcaza del Generador 02-01.

Figura #6: Desmontaje de carcaza del Generador 02-02.

LIBERAR CONJUNTO PLACA BASE-ROTOR-ESTATOR

Elevando con la grúa de 70 toneladas el conjunto placa base-rotor-estator, se fue moviendo poco a

poco con la ayuda de “gatas” hidráulicas de pistón, hasta llevarlo a una distancia adecuada de la

Turbina y poder realizar el izaje de manera segura.

Figura #7: Liberación de conjunto placa base-rotor-estator.


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IZAJE DE CONJUNTO ROTOR-ESTATOR HASTA LA SALA DE MONTAJE

Se procedió primero a desarmar los cojinetes para liberar el conjunto rotor-estator de la base. Luego

se aseguró el rotor con el estator para iniciar con el izaje de ambos hasta la sala de montaje.

Figura #8: Izaje conjunto rotor-estator.

IZAJE DE BASE

Se llevó la base del generador hasta la sala de montaje para darle mantenimiento a la placa base.

Figura #9: Izaje de base del Generador 02-02.


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DESMONTAJE DE EXCITARIZ

Se procede a sacar la excitatriz para poder realizarle mantenimiento a la vez y a la vez poder sacar el

rotor del estator.

Figura #10: Desmontaje de excitatriz.

MOVIMIENTO PARA SACAR ROTOR DEL ESTATOR

Se fabricó una extensión para poder realizar la extracción del rotor del estator. Luego el rotor se

montó sobre bases o apoyos; y se realizó el movimiento del estator. Cuando el estator alcanzó la

posición adecuada se desmontó la extensión.

Figura #11: Movimiento para sacar rotor del estator.


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1.3 MANTENIMIENTO DEL GENERADOR 02-01

MANTENIMIENTO DE PLACA BASE

La placa base estaba con mucho oxido, por lo que se procedió a limpiar la misma y se aplicó una

pintura anticorrosiva para proteger las zonas más susceptibles.

Figura #12: Mantenimiento de placa base.

MANTENIMIENTO DE CALZAS DE PLACA BASE

Las calzas de la placa base fueron limpiadas y pulidas, ya que las mismas tenían mucha corrosión.

También se cuenta con placas nuevas ya que se pueden necesitar durante el procedimiento de

alineado.

Figura #13: Mantenimiento de calzas de placa base.


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MANTENIMIENTO DEL EJE DEL GENERADOR

El eje del Generador se engrasó para evitar que se deteriore y en ciertas zonas se aplicó pintura

polimérica para protegerla de la corrosión.

Figura #14: Mantenimiento de eje del Generador 02-01.

CAMBIO DE CABLEADO DAÑADO EN CARCAZA

Se detectaron una seria de cables dañados debido a la cercanía con las resistencias de calefacción, se

procedió con el cambio de estos cables, colocándoles un protector térmico para evitar su degradación

por las altas temperaturas.

Figura #15: Cambio de cables dañados.


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MEDICIÓN DE HOLGURAS EN LOS COJINETES Y EJE DEL GENERADOR

La medición de holguras en los cojinetes del Generador 02-01 se realizó por parte de personal de la

ESPH y de Electromotores, para comparar los resultados y tener un control cruzado.

Figura #16: Medición de holguras en cojinetes y eje del Generador.

PRUEBAS DE SENSORES DE TEMPERATURA

Los sensores de temperatura del sistema de lubricación (cojinetes y unidad de lubricación) monitorean

las temperaturas del 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.

Figura #17: Pruebas de sensores de temperatura del Grupo 2.


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MANTENIMIENTO DE ROTOR Y ESTATOR

Cuando se tuvo acceso al estator se le realizó una inspección con boroscopio en el entrehierro para

determinar el estado del aislamiento y la afectación por las descargas parciales.

Cuando se logró sacar el rotor del estator, se procedió a realizar una inspección de todas las cuñas del

estator. Este análisis reveló un 25.9% de las cuñas flojas. Luego se procedió con el lavado profundo

del estator y el rotor. Seguidamente cada elemento entró en un proceso de secado para recuperar los

valores óptimos de aislamiento. Una vez terminado este proceso en el estator, se comenzó con la

extracción de las cuñas del mismo.

Figura #18: Mantenimiento de rotor y estator.


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2 MANTENIMIENTO DE LA TURBINA 01-01

2.1 DESARME DE TURBINA 01-01

DESMONTAJE DEL CODO DE ASPIRACIÓN

El desarme de la turbina inicia desmontando el codo de aspiración.

Figura #19: Desmontaje de codo de aspiración.

DESMONTAJE DE TAPA

Para poder desmontar el rodete, primero debe sacarse la tapa frontal.

Figura #20: Desmontaje de tapa frontal.


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DESMONTAJE DEL RODETE

Para desmontar el rodete debe utilizarse una herramienta especial diseñada para tal fin, y además se

debe de nivelar muy bien el rodete antes de sacarlo para que este no pegue en las pistas internas.

Figura #21: Desmontaje de rodete.

DESMONTAJE DE SELLO DE ESPALDA

Paralelamente al desmontaje del rodete se trabaja para sacar el sello de espalda de la turbina y así

poder verificar el estado de las diferentes partes del mismo como el espejo y los sellos de nylon. Con

los reportes de operación y esta revisión se toma la decisión de cambiar o no alguna de las partes del

sello para evitar las fugas excesivas de agua.

Figura #22: Desmontaje de sello de espalda.


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DESMONTAJE DE CADENA DEL DISTRIBUIDOR

Debido a los reportes de las inspecciones de mantenimiento preventivo, este año se tomó la decisión

de desmontar la cadena del distribuidor para verificar el estado de la misma, ya que se notó que

necesitaba ser limpiada y lubricada, para facilitar el funcionamiento del distribuidor junto con la labor

del cambio de fusibles mecánicos.

Figura #23: Desmontaje de la cadena del distribuidor.

2.2 MANTENIMIENTO DE TURBINA 01-01

MEDICION DE HOLGURAS EN TURBINA Para verificar el grado de desgaste en los diferentes elementos de la turbina se realizan mediciones de

holguras de los siguientes elementos: entre tapa y rodete, rodete, tapa frontal, tapa central, alabes

móviles entre otros. No se han encontrado resultados anormales en estas mediciones.

Figura #24: Medición de holguras en la Turbina 01-01.


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TINTAS PENETRANTES Y PARTICULAS MAGNETICAS EN RODETES Se realizó la aplicación de tintas penetrantes y partículas magnéticas en los tres rodetes de PHLN (dos

en servicio y uno de repuesto). Con los rodetes que están trabajando actualmente no se encontró una

discontinuidad o grieta que comprometa su integridad en servicio. En el caso del rodete de repuesto

se recomienda no utilizarlo por tiempos prolongados debido a las microfisuras que se observaron por

medio de las partículas magnéticas. Se adjunta informe realizado por el Ing. Sidar Hidalgo.

Figura #25: Aplicación de tintas penetrantes y partículas magnéticas en los rodetes de PHLN.


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MANTENIMIENTO DE SELLO DE ESPALDA DE LA TURBINA Una vez que se desmonta el sello se espalda se procede a lavar las partes de nylon y teflón para determinar su

grado de desgaste.

Figura #26: Mantenimiento de sello de espalda.

MANTENIMIENTO DE VALVULA DE PRESION DE ESPALDA DE LA TURBINA

Durante el desarme de la turbina se presentaron problemas al operar la válvula de liberación de presión de

espalda, la misma se desarmó y se le dio mantenimiento, se recomienda la sustitución de estas válvulas en

ambos grupos debido a su estado.

Figura #27: Válvula de liberación de presión de espalda de la turbina 01-01.


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MANTENIMNIENTO DEL DISTRIBUIDOR

Se procedió al desarme de la cadena del distribuidor para limpiar y darle mantenimiento a los

diferentes elementos (pines, bujes, bulones, mono bloques).

Se le cambiaron todos los o-ring a estos elementos, luego se armó y se realizó el procedimiento de

encinchado de los alabes móviles para ajustar los mismos y dejarlos con las tolerancias permitidas.

Figura #28: Mantenimiento del distribuidor de la turbina 01-02.

MANTENIMNIENTO DE VÁLVULAS MARIPOSA

Se le realizó inspección a las dos válvulas mariposa, se programa para el próximo año el cambio de los

empaques.

Figura #29: Mantenimiento de válvula mariposa.


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MANTENIMNIENTO DE CODO DE ASPIRACION Al codo de aspiración del grupo 1 se le repararon las superficies atacadas por la cavitación y la

erosión. Para esto se realizó la preparación del perfil de anclaje con un escariador, esto para lograr

una mejor adhesión de las pastas poliméricas.

Figura #30: Mantenimiento de codo de aspiración.


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3 INSPECCION DE OBRA CIVIL

La inspección de obra fue realizada por el ingeniero Adriano Jimenez de la UEN Energía de a ESPH

contemplando lo siguiente: canales, tubería de baja, tanque de oscilación, tubería de alta presión. Se

realizó el lavado de una parte de la tubería de baja presión (40 metros) para poder observar mejor la

presencia de grietas y discontinuidades en el concreto; durante la inspección no se encontró ningún

defecto importante.

Figura #31: Inspección de obra civil.


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4 MANTENIMIENTO DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA

Con el apoyo de los compañeros de Subestaciones y Subterráneo de la EPSH se le realizaron las

siguientes pruebas (según norma IEEE C57.12.90) a los dos transformadores de potencia: Rigidez

Dieléctrica del Aceite, Relación de Transformación, Resistencia de aislamiento, Factor de Disipación o

Factor de Potencia y Respuesta a la Frecuencia. Los valores obtenidos están dentro de los parámetros

establecidos por la norma. Se está a la espera del informe por parte de área de Sub estaciones, sin

embargo nos indicaron que no se encontró ningún problema grave.

Figura #32: Mantenimiento de transformadores de potencia.


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5 MANTENIMIENTO DE PROTECCIONES E INTERRUPTORES

Los compañeros del departamento de Protecciones de la ESPH realizaron las pruebas de las

protecciones e interruptores de la Planta Hidroeléctrica Los Negros. Las pruebas realizadas a los

equipos fueron satisfactorias, sin embargo los márgenes de error se están ampliando en las

protecciones de tipo electrónico, se recomienda sustituir estas por las de tipo numérico y establecer

una red de comunicación entre las protecciones para una mejor interrogación. Actualmente se está a

la espera del informe por parte del área de Protecciones eléctricas. Se coordinará con el departamento

de protecciones el cambio de la protección de sobre corriente en la Sub estación Miravalles debido a

que la misma es obsoleta.

Figura #33: Mantenimiento de protecciones e interruptores.


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6 TRABAJOS EN SUB ESTACION MIRAVALLES

Los compañeros del departamento de Construcción de redes y de Sub estaciones de la ESPH en

conjunto con personal de Generación, realizaron el montaje de la seccionadora de línea y de la

seccionadora de tierra del módulo de Planta Los Negros en Sub Estación Miravalles, esto debido a que

las mismas estaban sumamente dañadas y no estaban permitiendo realizar las maniobras de

apertura/cierre de una manera segura. También se revisó el traslado de protecciones realizado por

personal de Coope Guanacaste para la instalación de la Planta Bijagua, en este punto se le realizaron

pruebas a las protecciones de Planta Los Negros donde estuve presente el personal del departamento

de protecciones de la ESPH supervisando que las mismas.

Figura #34: Instalación de seccionadoras en Sub estación Miravalles.


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7 MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE COMUNICACIONES Y DE CCTV

Los compañeros de Telecomunicaciones de la ESPH le dieron mantenimiento al sistema de

comunicaciones interno (fibra óptica) limpiando los puntos de fibra, conectores y distribuidores

ópticos. También le dieron mantenimiento a todo el sistema de cámaras de seguridad de la planta. Se

adjunta informe específico de este mantenimiento con sus respectivas recomendaciones.

Figura #35: Mantenimiento del sistema de comunicación y CCTV.


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8 MANTENIMIENTO DEL LIMPIARREJAS

Se realizó el cambio de las cadenas del limpiarejas y el engrase de todo el sistema (cadenas, piñones

y banda transportadora).

Figura #36: Mantenimiento del Limpia rejas.


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9 TOMA RAUDALES

Se colocó el sedimento acumulado arriba de la presa de la toma del rio Raudales y se depositó rio

abajo, esto con el fin de aprovechar este volumen en la producción de la planta y mejorar la

operación en la toma.

Figura #37: Limpieza de canal y toma del río Frijoles.

10 EMBALSE

Cuando se realizó el llenado del vaciado y llenado del embalse se pudo notar la acumulación de

sedimentos en ciertos sectores del mismo. En el nivel mínimo de volumen útil de 305,25 msm se

puede notar que hay zonas sobresalientes, por lo tanto se evidencia la acumulación de sedimentos en

estas áreas. Se recomienda programar una limpieza del embalse en el año 2016.


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Figura #38: Estado de sedimentación del Embalse.

11 GESTION AMBIENTAL

Durante el desembalse se realizó el rescate de peces en diferentes puntos de la planta como en el

vertedero, antecámara, rio Raudales y el desfogue en casa de máquinas. Los gestores Ambientales

Jeffrey Ruiz y Dinnia Ramirez supervisaron el desembalse y la logística para el rescate de peces. Se

adjunta el informe de este desembalse.

Figura #39: Rescate de peces.


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12 RECOMENDACIONES

1. Según el mantenimiento realizado en el Generador 02-01 se recomienda: realizar por lo menos

una vez al año las pruebas EMI, para monitorear el comportamiento de las descargas parciales

en los generadores. También se recomienda comprar 2 juegos de diodos rotativos, uno para

cambiarlos en el próximo mantenimiento del generador 02-01(este año no se cambiaron

porque no se contaba con los repuestos) y el otro para tenerlo de repuesto.

2. Según el mantenimiento realizado a los dos grupos de generación se recomienda adquirir los

siguientes repuestos:

10 mono bloques (ring fedder)

80 bujes para biela (cadena del distribuidor)

20 bielas (plano 11-DIFS-1395-N)

10 pines para biela (plano 14-DIFS-1395-N)

2 anillos de desgaste para sello de espalda (plano 03-LAFS-325-J)

2 de cada tipo Bujes para levas de servomotor de cadena del distribuidor (21-DISS-

1395-N)

2 controladores de presión para las HPU (unidad de alta presión)

RTD para los cojinetes y la LOU (unidad de lubricación)

6 Caudalímetros del sistema de enfriamiento

8 Caudalímetros para el sistema de lubricación

2 sistemas de monitoreo y alarma de vibraciones mecánicas para los cojinetes

Válvulas y accesorios para la HPU (unidad de alta presión)

Válvulas y accesorios para la LOU (unidad de lubricación)

2 repuestos para los sellos de espalda de la Turbina

2 válvulas de liberación de espalda de la Turbina

4 controladores de temperatura para los Generadores

Cambiar la tubería de PVC del sistema de enfriamiento por tubería de acero inoxidable


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4 sensores para la tubería de presión

2 presostatos para la tubería de presión

8 sensores inductivos para las válvulas mariposa

2 encoder para los generadores

8 válvulas solenoides para la HPU

4 filtros centrífugos para el sistema de enfriamiento

Repuestos o la sustitución de las celdas de 13 800 V

Repuestos de interruptor de 34 500 V

Repuestos para el grupo electrógeno (planta de emergencia)

2 sensores de inundación para generador

3. Según el mantenimiento realizado a la válvula mariposa se recomienda adquirir los siguientes

repuestos:

1 juego de bujes de placas para válvula mariposa

2 pin para pistón principal de válvula mariposa se recomienda adquirir los siguientes

repuestos

4. Según el mantenimiento realizado a los transformadores de potencia se recomienda la compra

de pararrayos, aisladores, conos, termómetros, entre otros.

5. Del informe de inspección de obra civil se sacaron las siguientes recomendaciones:

Las obras que más deterioro presentan y que se considera más urgente intervenir son:

canal de Raudales y Frijoles, estabilidad del talud contiguo a la primera caída de la

tubería de presión, pintura del Tanque de Oscilación y escalera de acceso a esta

estructura.

Dentro de las recomendaciones más importantes y que cabe recalcar esta la reparación

del canal de Raudales.

Se recomienda para las próximas inspecciones de las obras civiles, utilizar metodologías

que permitan la cuantificación del estado de algunas obras, por ejemplo, la

auscultación de la tubería de presión.


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Es necesario realizar una inspección de las obras civiles que componen la planta

durante todos los paros de mantenimiento.

6. Del informe de mantenimiento de protecciones e interruptores se sacaron las siguientes

recomendaciones:

Actualizar los planos de alambrado y funcionamiento del módulo de salida incorporando

las modificaciones realizadas durante el mantenimiento anterior, además de incorporar

planos del alambrado de los relés.

La instalación de regletas seccionables para prueba del sistema de protecciones. Se

incorporó en el mantenimiento anterior un apéndice con los materiales del proyecto y

una recomendación de su instalación.

Realizar una revisión general de los planos, principalmente en los relés de voltaje,

frecuencia, circuito Línea Miravalles en Los Negros y Línea Los Negros en Miravalles.

Los planos deben tener identificad el relé, su accionamiento, las regletas y la

numeración de cables.

Sustituir las protecciones electrónicas por protecciones numéricas y establecer una red

de comunicaciones entre todas las protecciones para su adecuada interrogación. Las

oscilo grafías, registros de eventos, alarmas y mediciones instantáneas debe llega a un

centro de monitoreo de protecciones para su adecuado análisis.

7. Se recomienda la preparación para realizar la limpieza del sedimento del Embalse en el año

2016.

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