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May 18, 2015 | Slide 1
VICTOR ROMERO - WORKSHOP MANAGER - MOTORES Y GENERADORES ABB PERU, 2014
INCREMENTO CICLO DE VIDA MAQUINAS ROTATIVAS
CLAVE PARA LA COMPETITIVIDAD Y SOSTENIBILIDAD 
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Confiabilidad
Disponibilidad
Mantenibilidad
Seguridad
PRESENTACION 
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May 18, 2015 | Slide 3
 MANTENIMIENTO Y SU IMPORTANCIA
 ANALISIS DE ESTADISTICA DE FALLA 
 ESTRATEGIA Y TIPO DE MANTENIMIENTO
 LEAP Y LA GESTIÓN DEL CICLO DE VIDA
 ABB MACHSENSE R Y EL MONITOREO A DISTANCIA
 CASOS DE EXITO
Mantenimiento – Parte importante de la gestión de activos
 El objetivo importante del gestor de activos es la optimización de los costos
de mantenimiento del sistema y asegurar que el sistema esté en el
funcionamiento más económico ( un buen mantenimiento reduce los costos
por paradas imprevistas).
 El aumento de los costos de las operaciones de mantenimiento con mayor
frecuencia deben sopesarse con los beneficios derivados de una mayor
confiabilidad.
 Se llegará a un punto óptimo en donde los gastos de mantenimiento y de
reparación serán más bajos. Es la tarea de los planificadores de
mantenimiento identificar este punto e instalar políticas de mantenimiento en
el que se aproxime el costo mínimo.
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“COSTO DE UN MANTENIMIENTO INNECESARIO PUEDE SER TAN 
GRANDE COMO LAS UTILIDADES DE UNA PLANTA”
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CONFIABILIDAD 
Y
ESTADISTICAS DE FALLA
ESTADISTICA DE FALLA
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May 18, 2015 | Slide 7
SOURCE: IEEE SURVEY 1985 - 1987
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May 18, 2015 | Slide 8
ESTADISTICA DE FALLA: MOTORES DE LA INDUSTRIA 
PETROQUIMICA
IEEE 
transactions 
on industry 
applications . 
vol. 35. no. 4. 
July/august 
1999
Distribución de fallas para motores de una capacidad menores a 2MW
Distribución de fallas para motores de una capacidad mayores a 2MW
Para máquinas menores que
2MW los rodamientos tienen alto
índice de falla
Para máquinas mayores a 2MW
las chumaceras son los menos
probable a fallar
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ESTRATEGIA
TIPO DE MANTENIMIENTO
TOTAL COST OF OPERATION (TCO)*
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* SOURCE: SURVEY ABB
TIPO DE MANTENIMIENTO: COMPARACIÓN DE COSTOS
Preventivo
20
15
10
5
Mantenimiento Costo 
$/HP
0
Source: Electric Power Research Institute (EPRI)
Reactivo
Predictivo
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May 18, 2015 | Slide 12
Mejora 
continua/
reemplazo
Upgrade and 
modernization period 
Warranty period 
Overhaul
Mantenimiento
envejecimiento
Reparacion
Linea mantenimiento 
optimizado
TIME
Maintenance period 
Replacement and recycle period 
Valor para el 
cliente a travez 
del 
mantenimiento
Customer project life cycle
}
CONCEPTO DEL CICLO DE VIDA
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May 18, 2015 | Slide 13
METODOLOGIA LEAP 
Y
GESTION DE CICLO DE VIDA
BASES DEL ANALISIS: ESTRES & RESISTENCIA VS 
TIEMPO 
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May 18, 2015 | Slide 14
LIFE EXPECTANCY ANALYSIS: BENEFITS
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May 18, 2015 | Slide 15
FALLAS DE LOS DEVANADOS DEL ESTATOR: CONTRIBUIDORES DE 
FALLA
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Source: IEEE transactions on industry applications . vol. 35. no. 4. July/august 1999
LEAP…no sólo es un paso adelante
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 El programa de análisis de expectativa de vida
o LEAP es una única herramienta de
mantenimiento para la evaluación del
devanado del estador de máquinas eléctricas.
 LEAP provee información sobre el devanado
del estator y expectativa de vida, por ello
optimizará el plan de mantenimiento del motor
y generador.
 LEAP ha sido desarrollado por el Servicio de
Motores y Generadores ABB India, está en
operación por más de 17 años, con una base
de datos de mediciones y análisis en más de
15000 maquinas a nivel global.
 Las mediciones son ejecutadas por el Centro
de Servicios ABB a nivel local y estos datos
son analizados en el Centro de Excelencia
ABB India.
INSPECCION BASADO EN NIVELES
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CONFIDENCE LEVEL
PRUEBAS LEAP NIVEL STANDARD
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Mediciones DC
• Análisis de Corriente Polarización 
De-Polarización
Mediciones AC
• Análisis Tangente delta y 
Capacitancia
• Análisis de Comportamiento No 
Lineal
• Análisis de Descargas Parciales
Nota: Pruebas en DC son sensibles a la
condición de la superficie y las pruebas en AC
dan mayor información en el volumen de
aislamiento
Sistema de Aislamiento para Máquinas de Media tensión
(vonRoll training material)
 A - Winding Wire
 B - Conductor Insulation
 C - Stack Consolidation
 D - Main Wall Mica Tape
 E - Sealing Tape
 F - Stress-grading Coating
 G - Bracing Materials
 H - Impregnation Resin
 I - Wedging Materials
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MEDICIONES DC
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Parámetros Derivados
Constante de Tiempo T1, T2, T3
Carga almacenada Q1, Q2, Q3
Factor de Envejecimiento 
Ratio de Dispersión 
(1+Q1+Q2+Q3)
Volumen de Resistividad
Análisis de Corriente Polarización – De polarización
• A través de la corriente de fuga, la prueba PDCA brinda una idea de la 
cantidad y ubicación de almacenamiento de carga dentro de la máquina
• Identifica contaminación incluso cuando los valores de IR, PI son 
“aceptables”
• Determina el estado del aislamiento del devanado, envejecimiento, 
solturas, etc.
Nota: Pruebas convencionales IR y PI pueden tener resultados satisfactorios incluso 
en devanados altamente contaminados
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Modelo Equivalente del Aislamiento Eléctrico para DC
IT = IG + IC + IA + IL
(source: IEEE Std. 43:2013)
MEDICIONES AC
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Análisis del Comportamiento No Lineal, Tangente Delta y Análisis de la 
Capacitancia, Análisis de Descargas Parciales
• Confirma los resultados de la Medición DC
• Evalúa la condición del escudo de protección Corona
• Determina el nivel de de-laminación o contenido de vacío en términos del 
porcentaje de volumen de descarga de aire a volumen del aislamiento
• Evalúa la condición del sistema gradiente de tensión en salidas de ranura
• Efectos de tendencia de envejecimiento
Nota: Interpretación de las pruebas convencionales es generalmente 
basado en tendencias
Patrones de Descargas Parciales*
* Patterns as indicated in IEC:60034-27
Tendencia
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T TERMICO
E ELECTRICO
A AMBIENTAL (or Medio ambiente)
M MECANICO
La accion de uno de ellos o en combinación 
contribuye al debilitamiento general , llegando 
por ultimo a la falla prematura del devanado.
RAZONES DE FALLA: ESFUERZOS TEAM 
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Stress plots
Re-estimating Stresses for LEAP Standard
 Electrical Stress: 
E = f (Q1, Q2, Q3, grado de envejecimiento*, Volume de resistividad, 
Volume descarga en vacio, Voltaje de inico de descarga) 
 Mechanical Stress:
M = f (Q1, Q2, volume descarga en vacio, Factor de holgura, factor de 
descarga en la ranura)
 Temperature Stress:
T = f (Winding Operating temperature, volume descarga en vacio, 
Voltaje inicio de descarga)
Esfuerzos Multivariados: Porqué?
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0 50 100 150 200 250
Ciclo de vida debido 
al esfuerzo térmico
Ciclo de vida debido 
esfuerzo mecánico
Total Ciclo de 
vida utilizado
Temperatura (0C)
Vida: Esfuerzo Térmico
Vida: Esfuerzo Mecánico
Vida: Esfuerzo Eléctrico
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Información Adicional Normas LEAP
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May 18, 2015 | Slide 31
LEAP versus pruebas convencionales
¿Porqué las pruebas
convencionales no pueden
brindar suficiente información
confiable?
 Resistencia de aislamiento e índice de polarización
 Resistencia óhmica
 Prueba de Surge Test para fallas entre espiras
 Tangent Delta 
 Descargas parciales en línea
 La prueba Leap analiza la informaciónen forma conjunta
y permite hacer un mejor diagnostico ya que no depende del 
analisis e interpretación individual con diferentes equipos 
LEAP evalúa más 
allá de estas 
pruebas …
LEAP - VALOR PARA EL CLIENTE
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May 18, 2015 | Slide 32
• Optimiza planes de mantenimiento de
máquinas eléctricas cambiando el
mantenimiento según horas de
operación por el mantenimiento
basado en la condición
• La extensión del ciclo de vida, ayuda
a incrementar la rentabilidad y de esa
manera mayor retorno de la inversión
• Ayuda y facilita la toma de decisión
para la planificación a corto o largo
plazo de mantenimiento.
• Se enfoca principalmente en la
esencia del mantenimiento y las
máquinas que son vulnerables, de
esa manera reduce los niveles de
riesgo y tiempo de parada imprevista.
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May 18, 2015 | Slide 33
LEAP
CASOS DE EXITO
CONTAMINACION INDICADO POR EL LEAP
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May 18, 2015 | Slide 34
Caso de Estudio 1: Planificación de Mantenimiento
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May 18, 2015 | Slide 35
57,412KVA 13.8KV 3600rpm Generador Sincrono
Propósito de la prueba: El generador estaba en 
funcionamiento durante 44.000 horas sin interrupción. LEAP 
Estándar llevó a cabo para determinar la necesidad de 
mantenimiento L3 o L4.
Resultado de la prueba PDCA
Hallazgos críticos:
LEAP estándar indica la presencia de contaminantes aceite 
/ carbonizado o polvo predominantemente en las partes 
sobresalientes.
Recomendación;
Abrir tapas laterales y limpieza cabeza de bobina (L3). No 
se requiere un mantenimiento de nivel (L4)
Beneficios: Planificación de Mantenimiento Optimizado.
Caso de Estudio 3: Optimización del Plan de Mantenimiento
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9000 HP 6.6KV 180rpm Motor Asíncrono 
Se recomienda una Inspección L3, después de 7.000 a 8.000 
horas de funcionamiento (dentro de 1 año) y tener en cuenta 
las acciones de mantenimiento recomendados durante la 
inspección.
Hallazgos críticos
LEAP Standard indicó que la máquina ha estado en operación 
por un periodo de 37.13% del ciclo de vida de los devanados 
del estator. 
Recomendaciones:
Las áreas alrededor de los lazos de amarre / soportes de 
cabeza de bobina del estator deben ser inspeccionados por los 
daños de descargas parciales y por desarrollo de soltura de los 
lazos de apoyo. 
Se sugiere que la inspección sea apoyado con una prueba de 
detección corona para la localización de contribución 
significativa de los puntos de descarga. 
Beneficios: 
LEAP ayudó a anticipar falla del motor 
Resultado Prueba 
Descarga Parcial 
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ABB MACHSENSE 
MONITOREO A DISTANCIA 
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May 18, 2015 | Slide 38
Factors affecting Failure rate
Total Failure Rate Vs Age
0
1
2
3
4
5
6
7
0-5 5.1-10 10.1-15 15.1-20 20.1-25 25.1-
Age (Years)
%
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
%
3000-5000 6000 6600-10500 11000-
13800
Voltage(Volts)
%wdg Failure Rate
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
%
2 4 6 8 10
Pole Number
%wdg. Failure Rate
Series1
0
0.5
1
1.5
2
2.5
%
1 or less More than 1
No of Starts/day
Wdg Failure Rate
Series1
ABB MACHSENSE P
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May 18, 2015 | Slide 39
© ABB Group
May 18, 2015 | Slide 40
ABB Enfoque
Single system for providing mechanical and electrical condition
Combina Datos de Vibración y Análisis Eléctrico
Vibration
Stator 
Voltage
Stator 
Current
Speed and Slip Estimation.
Detection of Rotor bar defect & eccentricity.
Mechanical problems
Key 
Condition 
Parameters
 ESA(Electrical 
signature analysis)
© ABB Group
May 18, 2015 | Slide 41
ABB MACHsense-P
Mediciones y Evaluaciones
Motor Eléctrico
Mediciones
• Corriente
• Voltaje
• Vibración
Evaluación
• Rotor
• Rodamientos
• Instalación
• Calidad de Energía
Mediciones
• Vibración
Evaluación
• Desgaste engrane 
• Solturas engrane
• Desalineamiento
• Falla del diente 
• Falla del eje 
• Rodamientos
Gear Box
Carga(Bomba, Ventilador, Compresor)
Mediciones
• Vibración
Evaluación
• Desalineamiento
• Soltura
• Rodamientos
• Cavitación
• Flujo de turbulencia
• Fallas de los álabes 
© ABB Group
May 18, 2015 | Slide 42
ABB MACHsense-P
Análisis del Motor
Vibration
Stator 
Voltage
Stator 
Current
Funciones Claves Principal Beneficios
Vibración y datos eléctricos (corriente y 
voltaje) son analizados por el mismo
software
Toma en cuenta para ambos problemas
mecánico y eléctrico en el motor
Usa algoritmo relacionado al motor 
específico
Incrementa confiabilidad de análisis
(cálculo de deslizamiento automático, 
normalización de la carga etc)
Usa múltiple herramienta de análisis
(medición simultánea de corriente/voltaje, 
análisis de torque, vibración etc)
Ayuda a especificar falla de la Fuente de 
alimentación
© ABB Group
May 18, 2015 | Slide 43
© ABB Group
May 18, 2015 | Slide 44
ABB MACHsense-P
Detalles de la Máquina:
8000kW, 11kV, 467 A, 1492 rpm, motor
El cliente informó de barra rota del rotor en el anáisis de
corriente ejecutado por el proveedor del servicios local.
Motor operando por 10 años (mediciones hecho el 2011)
El cliente solicitó conocer si el rotor tiene que ser extraido
durante la próxima programación de mantenimiento en el año
2013
Condiciones claves encontrados por ABB:
Análisis de ABB indicó el resultado de lado de banda de
corriente a partir de oscilación de torque y no problemas de
barra rota del rotor.
El cliente llamó por otras mediciones antes del 2013 para
verificar los puntos encontrados. ABB reconfirmó que el
problema no fue relacionado al daño de la barra del rotor, pero
si debido a la oscilación del torque.
Confirmación: El cliente confirmó durante la inspección en
Junio 2013 que no hubo problemas en barra del rotor.
 Excesiva corrosión del ventilados fue visto para ser la causa
de oscilación del torque.
Asimetría de los Devanados del Rotor
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
47 48 49 50 51 52 53
frequency [Hz]
C
u
rr
e
n
t 
[d
B
]
Bar status side band level : 40.201dB
Load oscillations:
../../../Servicio Cemento Pacasmayo/Servicio Pacasmayo/14-042 Informe Final Servicio Cementos Pacasmayo.pdf
../../../Servicio Cemento Pacasmayo/Servicio Pacasmayo/14-042 Informe Final Servicio Cementos Pacasmayo.pdf
© ABB Group
May 18, 2015 | Slide 45
Machsense R
Instalación del Equipo
© ABB Group
May 18, 2015 | Slide 46
ABB MACHsense-R
Entregables
Cage Rotor Package
 Rotor Winding Defects
 Air Gap Eccentricity
 Unbalance
 Looseness
 Static and Dynamic Shaft 
Bends
 Internal Misalignment
Roller Bearing Package
 Bearing Defects
 Bearing Assembly Defects
 Lubrication Interval Estimates
Installation
 Soft Foot
 Misalignment
 Operation Information & Trends
 Operating hours
 No of Starts/stops
 Speed
 Temperature
 Slip/Loading information
 Startup/Coast down
 Optional(If electrical signals are 
available) Power Supply Quality
 Harmonics
 Voltage unbalance
 Over/Under voltage, frequency
© ABB Group
May 18, 2015 | Slide 47
ABB MACHsense-R
Cómo trabaja el Servicio?
 Customer
 RTC
 Web Server
 LSC
 KCPs
 Time
 Alert
 Alarm
Plant
Motors in 
Plant
Sensors wired to 
DAU
DAU-Data Analysis 
Unit
Wireless 
transmission to web 
server through 
internet
Data in web portal 
accessible via 
internet
 KCPs
© ABB Group
May 18, 2015 | Slide 48
ABB MACHsense R
• url para portal www.machsense.abb.co.in
• Acceso directo del Cliente, LSC, RTC
• Provee información de todos los datos medidos
• El cliente puede descargar reportes directamente
Web portal overview
http://www.machsense.abb.co.in/
© ABB Group
May 18, 2015 | Slide 49
CASOS DE EXITO