Rehabilitación de Polos Salientes en Hidrogeneradores

Polos salientes (salient-pole rotor en inglés) es el tipo de rotor usado en hidrogeneradores acoplados a turbinas Kaplan, Francis o Pelton a baja velocidad (60-1000 RPM). Cada polo es una pieza individual desmontable con bobina envolvente y zapatas magnéticas en su cara polar. Pueden tener 4 a 80+ polos según la velocidad del río + caída hidráulica + frecuencia de red. Capacidad típica 5-300 MVA en hidroeléctricas CFE (Manuel Moreno Torres, Chicoasén, El Cajón, La Yesca, Aguamilpa) y pequeñas hidroeléctricas privadas.

Procedimiento TEMISA Power Gen bajo EASA AR100 + CFE LAPEM W4200-12: (1) Recepción y desmontaje + inspección visual; (2) NDT magnetic particle + ultrasonido en eje + dovetail; (3) Extracción de cada polo individual de su dovetail; (4) Inspección estructural de zapatas magnéticas + reparación si requiere; (5) Rebobinado polo-por-polo con aislamiento Clase F o H (clase H recomendado en modernización); (6) Bandado de bobinas para resistir fuerzas centrífugas; (7) Reinstalación de polos en dovetails; (8) Pole-to-pole voltage drop IEEE 115 (PRUEBA OBLIGATORIA específica para polos salientes); (9) Balance polo a polo dinámico G2.5 ISO 21940; (10) Pruebas RSO IEEE 95 + dieléctricas CFE LAPEM W4200-12; (11) Comisionamiento + entrega documentada ISO 9001:2015. Plazo total: 6-12 semanas dependiendo de número de polos.

Prueba pole-to-pole voltage drop bajo IEEE 115 mide la caída de tensión en cada polo individual del rotor de polos salientes. Después del rebobinado, se inyecta una corriente DC constante a través de todos los polos en serie y se mide la caída de tensión en cada polo individual. La desviación máxima permitida bajo IEEE 115 es < 2% entre el polo con caída más baja y el más alta. Una desviación > 2% indica: (a) número incorrecto de vueltas en alguna bobina, (b) cortocircuito espira-a-espira en alguna bobina, (c) conexión defectuosa entre polos. Si falla, hay que rebobinar el polo problemático. Esta prueba es OBLIGATORIA bajo CFE LAPEM W4200-12 para certificación post-rehabilitación de hidrogeneradores con polos salientes. NO aplica a polos lisos (rotor cilíndrico) — esa familia usa RSO IEEE 95.

Variación amplia según velocidad operativa: hidrogeneradores grandes 200-300 MVA tipo Kaplan (CFE Manuel Moreno Torres, Chicoasén) usan típicamente 36-44 polos a velocidades 80-150 RPM. Hidrogeneradores medianos 50-200 MVA tipo Francis (CFE El Cajón, La Yesca, Aguamilpa) usan 14-28 polos a 180-300 RPM. Hidrogeneradores pequeños 5-50 MVA tipo Pelton para alta caída usan 4-12 polos a 600-1000 RPM. Pequeñas hidroeléctricas privadas 1-15 MVA (CFE PE / IPP run-of-river) usan 4-8 polos. La rehabilitación TEMISA Power Gen se ejecuta polo-por-polo independientemente del número total — costo y plazo escalan proporcionalmente.

Rango referencial para hidrogenerador 100 MVA con 24 polos salientes en rehabilitación completa: USD 400K-1.4M. Factores principales de variación: (a) Número de polos a rebobinar (24 polos vs 36 polos cambia significativamente); (b) Estado de zapatas magnéticas (mecanizado +USD 30K-80K por polo dañado); (c) Aislamiento Class F vs Class H (Class H +15-25%); (d) Estado del eje + dovetail (mecanizado mayor +USD 50K-150K); (e) Acceso a hidroeléctrica (sitios remotos requieren logística terrestre + acceso restringido). Costo por polo individual: USD 8K-25K dependiendo de tamaño + estado. Cotización formal con scope detallado post-diagnóstico.