PRUEBAS REALIZADAS A TRANSFORMADORES DE POTENCIA
Los transformadores de potencia son el eje central del
sector de la distribución y transmisión de energía. Como tales, su estado es
crítico para un funcionamiento fiable y libre de fallas. Cualquier falla puede
tener consecuencias graves. Las sobrecargas resultantes de secciones de la red
pueden producir cortes de gran alcance en el suministro y la producción. Una
falla total del aislamiento puede provocar lesiones personales, así como
inmensos daños materiales.
La sustitución preventiva después de un determinado
número de años de servicio a menudo no es una alternativa económicamente
viable, ya que los costos asociados a la sustitución de este activo pueden ser
enormes y el envejecimiento depende de las condiciones en las cuales funciona
el transformador. Este es el motivo por el cual se han establecido como la
mejor opción las pruebas y diagnóstico de activos basados en el estado o en el
tiempo. Los sistemas de monitoreo también pueden representar una solución
eficaz si se sospecha la existencia de problemas o se ubican los
transformadores en lugares de importancia estratégica (por ejemplo, en una
central eléctrica).
Realizar periódicamente una serie de pruebas eléctricas
estándar ha demostrado ser una manera eficaz de obtener una información fiable
del estado de funcionamiento de los transformadores y una forma de ampliar su
vida útil. Los cambios mecánicos en los devanados, problemas de contacto en el
cambiador de tomas o en otras conexiones, devanados/bobinas en cortocircuito,
así como interrupciones o cortocircuitos de líneas paralelas, pueden
diagnosticarse de forma temprana mediante el uso de métodos de prueba convencionales.
De esta forma pueden evitarse daños graves y costosos.
Estos métodos de pruebas convencionales incluyen la
medición de varios parámetros, como la impedancia en cortocircuito, la relación
de transformación, la corriente de magnetización, la resistencia del devanado y
la resistencia dinámica del devanado del cambiador de tomas. Con nuestro
sistema de pruebas, se puede utilizar un solo dispositivo para determinar de
manera sencilla todos estos parámetros. Una vez completadas las pruebas, también
se puede desmagnetizar el transformador.
RELACIÓN DE
TRANSFORMACIÓN K
La razón de transformación K es el valor del cociente que
resulta de dividir la cantidad de espiras del bobinado primario (N1) y del
bobinado secundario (N2).
En un transformador al vacío (sin carga), las fuerzas
electromotrices inducidas (E1 y E2) guardan un relación directa, por lo que
también se puede determinar la relación de transformación con E1 y E2.
K= E1/E2
Otra forma de determinar la relación de transformación es
partiendo de las intensidades (corrientes) nominales del bobinado primario y
del bobinado secundario (I1 e I2), basado en la relación inversa que guardan
con las fuerza electromotrices.
K= I2/I1
En el gráfico anterior se ilustran los parámetros de N1,
N2, E1, E2, I1 e I2
De lo anterior se resume que la relación de
transformación se determina:
K= N1/N2 = E1/E2 = I2/I1
Estas últimas ecuaciones no solo permiten obtener la relación de
transformación K por diferentes medios, si no que permiten obtener los valores
de voltaje, corriente y número de vueltas en los bobinados (N1 y N2) si se
conocen el valor de K y uno o más de los otros parámetros
PRUEBAS DE LA CALIDAD
DEL ACEITE
Las características físico-electro-químicas del aceite,
el voltaje, la potencia, construcción y condiciones de servicio del
transformador determinarán sí se debe seguir un programa anual de pruebas o uno
más frecuente.
PRUEBAS FÍSICAS
Apariencia Visual.
Se verifica que el aceite sea brillante y transparente, sin sedimentos, ni
sólidos en suspensión.
Color.
Es un número que indica el grado de refinación de un aceite nuevo, y en un
aceite en servicio indica el grado de envejecimiento y/o contaminación.
Tensión Interfacial.
Se miden Las características físico-electro-químicas del aceite,
el voltaje, la potencia, construcción y condiciones de servicio del
transformador determinarán sí se debe seguir un programa anual de pruebas o uno
más frecuente.
PRUEBAS FÍSICAS
Apariencia Visual.
Se verifica que el aceite sea brillante y transparente, sin sedimentos, ni
sólidos en suspensión.
Color.
Es un número que indica el grado de refinación de un aceite nuevo, y en un
aceite en servicio indica el grado de envejecimiento y/o contaminación.
Tensión Interfacial.
Se mide la concentración de moléculas polares en suspensión y en solución con
el aceite; por lo tanto proporciona una medición muy precisa de los precursores
de sedimento disuelto en el aceite mucho antes de que algún sedimento se
precipite. por lo tanto proporciona una medición muy precisa de los precursores
de sedimento disuelto en el aceite mucho antes de que algún sedimento se
precipite.
PRUEBAS ELÉCTRICAS
Factor de Potencia.
Es una de las pruebas más significativas para evaluar un aceite aislante. Un
bajo factor de potencia indica bajas perdidas dieléctricas y un bajo nivel de
contaminantes o bajo deterioro del aceite.
Rigidez Dieléctrica. Se mide el voltaje en el cual el aceite tiene una
ruptura. Dicha prueba es muy útil en campo, ya que indica la presencia de
agentes contaminantes como agua; aunque un buen valor de rigidez dieléctrica no
garantiza la ausencia de ácidos y sedimentos.
PRUEBAS QUÍMICAS
Contenido de Humedad. Un bajo contenido de agua, refleja en el aceite una
alta rigidez dieléctrica, minimiza la oxidación del aceite y la corrosión de
los metales del transformador.
Numero de Neutralización. Es un número usado como medida de los constituyentes
ácidos presentes en un aceite. Un valor bajo, indica una baja conducción
eléctrica y baja corrosión.
¿QUÉ ES UNA PRUEBA DE
RESISTENCIA DEL AISLAMIENTO?
Una prueba de resistencia del aislamiento mide la
resistencia que presenta un material de aislamiento al flujo de corriente que
se genera al aplicar un voltaje CC. El potencial CC se aplica normalmente entre
los conductores que transportan la corriente y la tierra. Esta prueba
generalmente se realiza en un producto luego de que se fabrica, instala o
repara. También se realiza comúnmente como una prueba de rutina de
mantenimiento en productos, tales como motores o generadores, y puede ayudar a
predecir si el producto fallará.
.jpg)
¿CUÁL ES LA
DIFERENCIA ENTRE UN MEGAOHMÍMETRO Y UN PROBADOR DE RESISTENCIA DEL AISLAMIENTO?
Son esencialmente lo mismo. Un megaohmímetro se refiere
al instrumento cuyo medidor está usualmente adaptado para su lectura en MΩ
(millones de Ω). Un probador de resistencia del aislamiento se refiere al
instrumento que mide la resistencia del sistema de aislamiento de un producto.
¿CUÁL ES LA
DIFERENCIA ENTRE UNA PRUEBA HIPOT Y UNA PRUEBA DE RESISTENCIA DEL AISLAMIENTO?
La prueba de resistencia del aislamiento es una prueba
cualitativa, que entrega una indicación de la calidad relativa del sistema de
aislamiento de un producto. Esta es una prueba ideal para estudiar, medir y
registrar la estabilidad a largo plazo de los materiales de aislamiento a
través del tiempo. La prueba Hipot se especifica comúnmente como una prueba de
la línea de producción para productos eléctricos. La prueba Hipot aplica un
voltaje excesivo entre las partes del DUT que transportan corriente y las que
no, para someter a esfuerzo al sistema de aislamiento y verificar su
integridad. La prueba Hipot es una prueba más rigurosa y es más a menudo un
probador de máximo y mínimo, en donde una prueba IR (resistencia del
aislamiento) se hace a un potencial más bajo.
¿CUÁL SE CONSIDERA
UNA LECTURA ACEPTABLE DE RESISTENCIA DEL AISLAMIENTO?
Las lecturas aceptables de resistencia del aislamiento
pueden variar, dependiendo del estándar. Un método práctico común para la
maquinaria giratoria de gran tamaño es "1 megaohmio por cada 1.000 voltios
de voltaje de funcionamiento más 1 megaohmio". Entonces, si un producto
funciona por debajo de los 1.000 voltios, la lectura mínima aceptable de IR
sería 2 megaohmios.
PERDIDAS EN
CORTOCIRCUITO
Una forma de determinar las pérdidas en los bobinados de
un transformador es mediante la prueba de cortocircuito.
Para lograr esto se alimenta el bobinado primario bajo un
voltaje de valor tal, que estando cerrado en cortocircuito el bobinado
secundario, sean recorridos ambos bobinados por intensidades de corriente
iguales a sus valores nominales respectivos
La potencia absorbida por el transformador en estas
condiciones corresponde exactamente a las pérdidas totales en el cobre del
conjunto de los dos bobinados. En efecto las pérdidas de potencia “totales” es
el resultado de la pérdidas en el núcleo (Ph) más las pérdidas en el cobre de
los bobinados (Pcu).
Pérdidas totales = Ph + Pcu
PERDIDAS EN
El ensayo en vacío proporciona, a través de las medidas de tensión, intensidad y potencia en el b valores
directos de la potencia perdida en el hierro, y deja
abierto el bobinado secundario. Por lo tanto, este
bobinado no será recorrido por ninguna intensidad, y no se tendrán en cuenta
los ínfimos valores de las pérdidas en el cobre para este ensayo.
Los principales datos que hay que determinar en el ensayo
en vacío son:
Las pérdidas en el hierro a través de la lectura del vatímetro
(W1) en el bobinado primario, entendiendo que la P10 es la potencia medida en
el vatímetro (W1).
(PFe = P10)
La intensidad en vacío del primario a través del
amperímetro
La relación de transformación (m):
m=Uln/U20
La potencia aparente
en vacío: S sap =Uln . I l0
IMPORTANCIA
las pruebas de transformadores se subestima con
frecuencia. Mediante una prueba antes del uso inicial pueden reducirse
significativamente los riesgos como el de confundir los transformadores de
medida para medición y protección o el de mezclar las conexiones. Al mismo
tiempo, pueden detectarse los daños en el interior de un transformador de
medida causados, por ejemplo, durante el transporte. También pueden identificarse en una fase
temprana los cambios en un transformador de medida causados, por ejemplo, por
el envejecimiento del aislamiento.
