Rodriguez Jesus Esc. 70
Profesora: Nancy Barboza
Pruebas a las que se someten los
Transformadores de Distribución y
Potencia
Relación de Transformación
La relación de transformación indica el aumento o decremento que sufre
el valor de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto
quiere decir, la relación entre la tensión de salida y la de entrada.
Se debe realizar
la prueba de relación de transformación en todas las posiciones del cambiador
de derivaciones antes de la puesta en servicio del transformador. También se
realiza cada vez que las conexiones internas son removidas debido a la reparación
de los devanados, reemplazo de bushings, mantenimiento al cambiador de derivaciones,
etc. La prueba determina:
Las
condiciones del transformador después de la operación de protecciones primarias
tales como: diferencial, buchholz, fusibles de potencia, etc. Identificación
de espiras en corto circuito.
Investigación
de problemas relacionados con corrientes circulantes y distribución de carga en
transformadores en paralelo.
Cantidad
de espiras en bobinas de transformadores.
Circuito abierto (espiras, cambiador, conexiones hacia
boquillas, etc. Es la relación que hay entre el primario y el
secundario del transformador.
V1/V2 = N1/N2
La relación entre la fuerza electromotriz de
alimentación y la inducida es igual a la relación entre las espiras del
primario y el secundario del mismo. (Para un transformador teórico).
Pruebas de la calidad del
aceite
El aceite además
de servir como medio aislante sirve para transferir el calor generado en las bobinas y el núcleo hacia las paredes del tanque y los radiadores. Por esto se
requiere que cumpla con las siguientes características:
Elevada
rigidez dieléctrica
Baja
viscosidad
Bien
refinado y libre de materiales que puedan corroer las partes metálicas
Estar
libre de humedad y componentes que se polaricen
Tener
un bajo punto de fluidez
Que
tenga poca evaporación.
Las técnicas de
manufacturación de los transformadores y su confiabilidad se han mejorado a tal
grado que la inspección interna es casi innecesaria; actualmente el mantenimiento
se limita casi exclusivamente al mantenimiento del aceite para prevenir su
deterioro.
El aceite de
aislamiento se deteriora gradualmente por el uso. Las causas son la absorción
de la humedad del aire y de partículas extrañas que entran en el aceite y el
principal efecto es la oxidación. El aceite se oxida por el contacto con el
aire y éste proceso se acelera por el aumento de la temperatura del
transformador y por el contacto con metales tales como el cobre, el hierro,
etc.
Debido a que el
deterioro del aceite es causado generalmente por la oxidación, el método para
prevenirlo consiste en reducir al mínimo posible su superficie de contacto con
el aire. Con este propósito se usa un tanque conservador. La humedad también
acelera el deterioro del aceite y para evitar esto se debe usar un respirador
deshidratante. El método ideal es aquel que utiliza colchón de nitrógeno, o aquel
que utiliza una membrana en la superficie del aceite para evitar que el aceite
entre en contacto directo con el aire. El aceite dieléctrico se activa bajo
ciertas condiciones de luz, calor e iones de metales pesados, para producir
radicales libres que causan auto-oxidación. Para evitar este fenómeno se
utilizan aditivos inhibidores de la oxidación.
Prueba de resistencia de aislamiento
Esta prueba es
de gran utilidad para dar una idea rápida y confiable de las condiciones del
aislamiento total del transformador bajo prueba. La medición de esta
resistencia independientemente de ser cuantitativa también es relativa, ya que
el hecho de estar influenciada por aislamientos, tales como porcelana, papel,
aceite, barnices, etc., la convierte en indicadora de la presencia de humedad y
suciedad en esos materiales.
La prueba de
resistencia de aislamiento se realiza en fábrica, después de que el
transformador ha terminado su proceso de secado y se encuentra a una
temperatura entre 0 y 40 ºC. Esta prueba sirve, básicamente, para determinar la
cantidad de humedad e impurezas que contienen los aislamientos del
transformador.
La prueba se efectúa con aparato
conocido como medidor de resistencia de aislamiento y comúnmente llamado
“MEGGER”, a una tensión de 1000 volts, durante 10 minutos. El análisis de
resultados se realiza con los valores obtenidos y corregidos a 20 ºC; el
criterio de aceptación o rechazo es fijado por el fabricante. Así mismo, deberá
analizarse el incremento de la resistencia entre el primer minuto y el décimo
minuto. El cociente de dividir el valor de resistencia de aislamiento a 10
minutos y el valor a 1 minuto, dará un número mayor a la unidad, que se conoce
como índice de polarización (Ip).
Para realizar
esta prueba debemos tener en cuenta unas observaciones.
a) Considerar lo establecido en el punto 2.3.1, sobre
recomendaciones generales para realizar pruebas eléctricas al equipo primario.
b) El transformador a probar debe aislarse totalmente
de las líneas, buses o barras, para lo cual es necesario desconectar y retirar
los conductores de todas las terminales de boquillas, incluyendo el o los
neutros de los devanados del sistema de tierra.
c) Limpiar la porcelana de las boquillas quitando el
polvo, suciedad, etc.
d) Colocar puentes entre las terminales de las
boquillas de cada devanado; primario, secundario y en su caso el terciario.
e) Colocar el instrumento de prueba sobre una base
firme a una distancia tal del equipo a probar, que permita el buen manejo de
los cables de prueba.
f) Nivelar el medidor centrando la burbuja con los
tornillos de ajuste (en el caso del medidor de resistencia de aislamiento
analógico).
g) Conectar adecuadamente las terminales de prueba al
transformador que se va a probar, girar el selector a la posición de prueba hasta
el valor de tensión preseleccionado y encender el equipo.
En todos los
medidores de resistencia de aislamiento se debe usar cable de prueba blindado
en la terminal de Línea y conectar este blindaje a la terminal de guarda, para
no medir la corriente de fuga en las terminales o a través del aislamiento del
cable.
h) Para cada prueba anotar las lecturas de 15, 30, 45
y 60 segundos, así como a 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y 10 minutos.
i) Al terminar la prueba, poner fuera de servicio el
medidor, regresar el selector a la posición de descarga manteniéndolo en esta
condición por 10 minutos.
j) Registrar el porciento de humedad relativa.
Efectuar las pruebas cuando la humedad sea menor del 75%.
k) Registrar la temperatura del aceite y del devanado.
Cabe
resaltar que la medida de aislamiento
consiste en verificar el total aislamiento de los circuitos eléctricos del
transformador entre sí, y entre éstos y las partes metálicas del transformador.
Un
aislamiento defectuoso no detectado por el comprobador de continuidad puede
provocar cortocircuito en el transformador y generar mayores problemas en el
funcionamiento, además de poner en peligro a las personas que estén cerca de
éstos. Para ello se utiliza un aparato de medida llamado «medidor de
aislamiento» o megóhmetro.
Consiste
en medir entre masas y los bobinados una tensión entre 500 y 1000 voltios en
corriente continua suministrada por el medidor de aislamiento (megger).
Para que
la resistencia de aislamiento cumpla los límites establecidos por el Comité
Electrotécnico Internacional, el valor mínimo será:
Rais= U*1000
Dónde:
Rais=
resistencia de aislamiento en MΩ con un mínimo de 250 000 MΩ
U= tensión más elevada de
la máquina en voltios.
Pérdidas en vacío.
La
pérdida en vacío proporciona, a través de las medidas de tensión, intensidad y
potencia en el bobinado primario, los 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 la pérdida en vacío son:
ü
Las
pérdidas en el hierro a través de la lectura del vatímetro
ü
La
intensidad en vacío del primario a través del amperímetro (A).
ü
La
relación de transformación
ü
La
impedancia(Z):
ü
La
potencia aparente en vacío (S):
ü
El ángulo
de desfase (φ) o factor de potencia de vacío.
Cabe mencionar que se
efectúa conectando uno de los devanados a su tensión nominal y dejando abierto
el otro devanado.
Por el
devanado conectado circulará una corriente de intensidad de pequeño valor. La
potencia perdida en el devanado es despreciable por lo la potencia consumida en
el ensayo Pv es la necesaria para cubrir las pérdidas de potencia del circuito
magnético P Fe. En el ensayo se obtiene también la relación de transformación.
m = U1 /U2
Las
pérdidas en vacío son iguales a las pérdidas magnéticas en el hierro.
Pv = Pfe
Perdida en cortocircuito
ucc = Ucc * 100 / Un
La potencia consumida en el ensayo Pcc es la necesaria para cubrir las
pérdidas de potencia en los devanados Pcu a la carga nominal
Pcc= Pcu
Hay cortocircuitos
entre las espiras, entre las fases y entre las bobinas. La mayoría de las
fallas de los cortocircuitos se deben a tensión anormal en el pararrayos, y
algunas se deben al deterioro del aceite de aislamiento y a la penetración de
la lluvia. También algunos cortocircuitos se deben al deterioro por calor,
causado por una fuerza mecánica electromagnética o por una carga excesiva
anormal. En general, los cortocircuitos internos causan deformaciones graves en
las bobinas, como efecto secundario.
El mantenimiento.
Es uno de los
ejes fundamentales dentro de la industria, está cuantificado en la cantidad y
calidad de la producción; El mismo que
ha estado sujeto a diferentes cambios al paso del tiempo; en la
actualidad el mantenimiento se ve como una inversión que ayuda a mejorar y mantener
la calidad de los equipos.
Actualmente el
mantenimiento busca aumentar y confiabilizar la producción; aparece el
mantenimiento preventivo, el mantenimiento predictivo, el mantenimiento proactivo,
la gestión de mantenimiento asistido por computador y el mantenimiento basado
en la confiabilidad.
Los objetivos del mantenimiento los podemos resumir en:
Garantizar el funcionamiento regular de las instalaciones y servicios.
Evitar el envejecimiento prematuro de los equipos que forman parte de las
instalaciones.
Satisfacer los requisitos del
sistema de calidad de la empresa.
Cumplir todas las normas de
seguridad y medio ambiente.
Maximizar la productividad y
eficiencia.
La misión del mantenimiento
es implementar y mejorar en forma continua la estrategia de mantenimiento para asegurar
el máximo beneficio a nuestros clientes mediante prácticas innovadoras,
económicas y seguras.
