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Pruebas equipos electricos: Transformadores de Potencia

Aislamiento Electrico
by

Julian Quintero

on 19 October 2012

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Transcript of Pruebas equipos electricos: Transformadores de Potencia

Las pruebas para verificar el perfecto funcionamiento de estos equipos y detectar posibles fallas en su funcionamiento son las siguientes:
Resistencia Aislamiento
Prueba de descargas parciales
Prueba de tangente delta
Tension Soportada (Impulso, AC, DC) Pruebas en transformadores de potencia La resistencia de aislamiento es el valor de la resistencia en MOhms que ofrece un aislamiento al aplicarle un voltaje de CC durante un tiempo dado y medido apartir de la aplicacion del mismo. Se usa como referencia de tiempo de 1 a 10 minutos, a la corriente que fluye como resultado de la aplicacion de tension DC a un aislamiento se le conoce como corriente de aislamiento que tiene dos componentes. Prueba de resistencia de aislamiento en transformadores a. La corriente que circula dentro del volumen de aislamiento. Esta corriente tiene dos componentes:
Una corriente capacitiva
Una corriente de absorción dielectrica
b. La corriente superficial al aislamiento, conocida tambien como corrriente de fuga. Corriente de aislamiento La prueba de resistencia de aislamiento se realiza en fabrica, despues de que el transformador a terminado su proceso de secado y se encuentra entre los 0 y 40 °C.

ESTA PRUEBA DETERMINA LA CANTIDAD DE HUMEDAD E IMPUREZAS QUE CONTIENEN LOS AISLAMIENTOS DEL TRANSFORMADOR. Que debemos tener en cuenta para realizar la prueba de resistencia de aislamiento La prueba se efectua con un aparato conocido como medidor de resistencia de aislamiento y comunmente llamado "MEGGER", a una tension de 1000 V durante 10 minutos, el analisis de datos se realiza con valores obtenidos y corregidos a 20 °C, el criterio de aceptacion o rechazo es fijado por el fabricante. Asi mismo debera analizarse el incremento de la resistencia entre el 1 minuto y el 10 minuto, el cociente de dividir la resistencia a 10 minutos contra el valor de la resistencia a 1 minuto nos da el indice de polarizacion. Como se efectua la prueba La prueba de resistencia de aislamiento de un trafo, debe involucrar las siguiente maniobras de conexion:
Alta tension contra baja tension mas tierra.
Baja tension contra alta tension mas tierra.
Alta tension contra baja tension. Diagrama de Conexiones Alta tension contra baja tension mas tierra Baja tension contra alta tension mas tierra Alta tension contra baja tension Existen varios criterios para aceptar o rechazar una prueba de aislamiento, dependen del fabricante por la experiencia y la posibilidad de extraccion de humedad en los transformadores, en la siguiente tabla se indican los niveles minimos de aceptacion de resistencia para cada clase de aislamiento. Criterios de aceptacion y rechazo El indice de absorcion de 1.4 o mayor son indicativos de buenas condiciones de aislamiento, en la siguiente tabla lo podemos observar mejor. Se define como la relacion de dos lecturas de resistencia de aislamiento, realizadas a diferentes intervalos de tiempo (60/30 seg); durante la misma prueba la relacion de (10/1) se conoce como el indice de polarizacion Relacion de absorcion dielectrica La prueba de absorción dieléctrica se conduce al nivel de
voltaje nominal del equipo. El resultado de esta prueba
consiste en realizar el cociente del valor de resistencia de
aislamiento tomada a los 60 segundos y el valor de
resistencia de aislamiento tomada a los 30 segundos.
Algunos fabricantes y autores sugieren realizar el
cociente entre el valor de resistencia de aislamiento
tomada a los tres minutos y el valor de resistencia de
aislamiento tomado a los 30 segundos.
La prueba mide la calidad del aislamiento. Si el
aislamiento se encuentra en buenas condiciones el valor
de la resistencia de aislamiento. Prueba de absorcion dielectrica ANSI C57.12.90-1999
IEC 60076-1 2000 Normas aplicables a estas pruebas Tangente delta y factor de potencia en el aislante. Modelo del dieléctrico de un transformador. Tangente Delta. También conocida como:
Angulo de pérdidas, factor de disipación ó factor de potencia del aislamiento.
Esta prueba trata de medir la corriente resistiva  y valorarla con respecto a la corriente capacitiva, siendo esta la tangente del ángulo "DELTA", que es en si el ángulo complementario del triangulo de potencia. para qué se usa? Evaluar la condición y calidad del sistema aislante.
Revelar contaminación fracturas o perforaciones en el sistema aislante.
Detección de defectos propios al envejecimiento del dieléctrico.
Da la posibilidad de determinar fallas por humedad entrampada o por caminos húmedos en un aislamiento. Generalidades de la prueba. No varia con el volumen del sistema aislado.
Una tg(δ) negativa es un indicador de fractura en el aislante.
El aumento de la tg(δ) en función de la tensión aplicada es índice de problemas en el aislante.
Una tang debe tender a cero; como depende de la capacidad y esta a su vez de la disposición de las bobinas, distancias y elementos aislantes es fácil detectar movimientos o desplazamientos en las bobinas Generalidades en las aplicaciones de la prueba. Sistemas de Aislamiento

Papel/Aceite:
Factor de Potencia no es dependiente del voltaje.

Aislamiento tipo Seco:
Factor de Potencia es dependiente del voltaje Modelo del dieléctrico de un transformador. El aislamiento dieléctrico es representado por un modelo de tipo capacitivo, es decir:
• Consiste de 2 electrodos conductivos, separados a una cierta distancia (condensador).
• Con un tipo especifico de material entre los electrodos . Modelo del dieléctrico de un transformador. Precauciones antes de iniciar el ensayo Verificar ausencia de tensión.
Limpiar aisladores pasantes de la máquina con solventes dieléctricos o alcohol isopropílico
Cortocircuitar las terminales de BT y AT (inductancias de estos no estén en el circuito).
conectar cable de tierra del equipo de medición a la cuba del transformador (tierra). Tipos de configuración para realizar la prueba. Modo de Prueba UST
Esta prueba se realiza cuando ambos terminales del espécimen de prueba están aislados con respecto a tierra.
Esta prueba se realiza para mediciones separadas en sistemas complejos de aislamiento.
Modo de Prueba GST
Esta es la conexión de prueba mas frecuentemente utilizada e involucra todo el aislamiento entre el conductor de Alta Tensión y Tierra
Modo de Prueba GST-g
Esta prueba se utiliza para separar los valores totales de la prueba GST en pates separadas para un mejor análisis. Configuración UST (Ungrounded Specimen Test) posición 3 Configuración GST (Grounded Specimen Test) posición 4 Configuración GST con Guarda posición 5 Medición sobre los bobinados de AT Medición sobre los bobinados de BT Medición sobre los bobinados de AT Medición sobre los bobinados de BT Tensión de ensayo y potencia de perdida. Se realizarán las medidas a la mayor tensión normalizada posible que no sobre pase la tensión fase-tierra del transformador. (0.5, 2.5 y 10KV).
Las perdidas dieléctricas disipan su energía en forma de calor expresa en watt y se halla en función de la corriente resistiva. Corrección por tensión de ensayo. Los valores encontrados deben ser corregidos según escala de tensión empleada.



Ejemplo: prueba realizada a 1KV pero con el equipo posicionado en una escala de tensión de 2.5KV y una Tg(δ)= a .5% entonces: 0.5% x 2.5/1 = 1.25% Precauciones al finalizar el ensayo. Verificar ausencia de tensión en el equipo de ensayo
Descargar las bobinas mediante la pértiga de descarga
Retirar cables de conexión del equipo de ensayo.
Bobinados de AT y BT sin elementos de conexión
Poner puesta a tierra. Análisis de los resultados. Los valores típicos que se pueden encontrar en la prueba son: Valores típicos encontrados en ciertas condiciones para equipos. Los valores elevados de una Tg(δ)… Contaminación del aislante por impurezas, humedad o degradación química.
Envejecimiento del aislamiento fracturas-grietas-porosidad
Daños por esfuerzos electrodinámicos en el aislante
Una constancia en los resultados de las medidas de capacidad ante valores ascendentes de tensión es un indicio de estabilidad de las condiciones del aislante. Documentos de referencia para la prueba. Std. IEC 60076-3-2000 transformadores de potencia- niveles de aislamiento y ensayos dieléctricos
Std IEEE 57-12-90 guía de ensayo de transformadores.
Std ANSI C57-12-92 “standard test code for liquid immersed distribution, power and reg. Trans.” La norma IEC 60270 define los fenómenos de descarga parcial como fallas dieléctricas localizadas de una pequeña parte de un sistema de aislamiento eléctrico, sólido o líquido, sometido a sobretensión. Las descargas parciales provocan el deterioro progresivo del aislamiento y pueden acabar provocando una avería eléctrica. Por lo tanto, la integridad del aislamiento del equipo de alta tensión debe confirmarse utilizando análisis de descarga parcial durante su fabricación, su puesta en servicio y su ciclo de vida útil. Prueba de descargas parciales En los transformadores de potencia, la descarga parcial puede producir erosión en los materiales del aislamiento sólido, lo cual puede provocar la avería del componente afectado. La descarga parcial también puede descomponer y contaminar el aceite aislante, por lo que las propiedades aislantes del aceite dejan de estar garantizadas. Medir la descarga parcial de los transformadores es, por lo tanto, una tarea fundamental que debe realizarse al comienzo de su ciclo de vida y cuando se lleven a cabo reparaciones importantes. Efectos descargas parciales en transformadores de potencia

Las descargas parciales en transformadores pueden detectarse por medio delos siguientes métodos:
Metodos Electricos
Metodos Quimicos
Metodos Acusticos Deteccion de DPs en transformadores Detectan la presencia de descargas parciales por medio de dispositivos que registran la magnitud de estas.
No puede detectar el origen o la ubicacion fisica de la fuente de las descargas parciales.
No pueden ser aplicadas en terreno o en transformadores en servicio debido a los altos niveles de interferencia electromagnética que por lo general están presentes en el entorno en el cual se desempeña el transformador. Caracteristicas medida metodo electrico Aprovechan la informacion entregada por los gases que aparecen en el aceite del transformador.
No permite detectar descargas incipientes en el aislamiento (retardo entre el inicio de la fuente de las descargas parciales y el inicio de la emision de gas)
Delimita una zona (puede llegar a ser muy extensa) pero no da la ubicacion precisa de donde se estan presentando las descargas parciales. Carateristicas medida metodo tipo quimico Detectan la actividad de descargas parciales por medio de sensores que se instalan en el tanque del transformador.
Además de medir la magnitud de las descargas pueden entregar la ubicación física de las fuentes de descargas parciales. Caracteristicas medida metodo acustico Durante 30 años se viene realizando este tipo de prueban (DGA), que consiste en tomar una muestra del aceite del transformador para prevenir fallas catastroficas en transformadores de potencia. Esta prueba ha sido aceptada como el estandar de la industria para detectar fallas incipientes en el aislamiento.
Esta prueba se puede realizar de 4 formas diferentes, en todas se debe tomar una muestra de aceite, la cual posteriormente se manipula con el fin de extraer o eliminar los gases encontrados en la muestra. Metodo quimico Es un instrumento de análisis preciso que comprende un horno, algunas columnas y uno, dos o tres detectores. El gas extraído de las muestras se inyecta en el cromatografo, donde las columnas separan los gases. Las columnas se mantienen a una temperatura constante en el horno, lo que ayuda a la separación de los gases. Cuando los gases salen separados de las columnas, entran en el flujo del detector, que tiene la capacidad de cuantificar los gases. El Cromatografo es fácil de calibrar, proporcionando la temperatura del horno, los flujos de gas portador y la sensibilidad del detector. Cromatografo de gases Metodo de extraccion de vacio.
Metodo de separacion. (Se introduce el gas directamente que entra en contacto con un flujo de nitrogeno, que fuerza la salida de los gases)
Metodo de manta de gas. (Se purga la muestra con una capa de gas argon, luego se agita con el fin de que los gases de la muestra salgan de la capa y entren al CG)

Prueba del Shake Test ® se usa una jeringa de 100cc, para extraer los gases, el técnico mezcla el aceite en la jeringa con una cantidad fija de aire libre de CO2. Esto tarda aproximadamente un minuto. A continuación se adjunta la jeringa a un CG portátil en donde se realiza el análisis de los gases. Metodos de extraccion Cromatografo El método de localización por ultrasonido utiliza dos de los fenómenos producidos por las DPs.
El primero, producto de la rápida transferencia de carga que se produce, provoca una perturbación eléctrica de alta frecuencia que se propaga a través del circuito externo.
El segundo debido a la disipación de energía la que provoca la generación de ondas de presión sónica y ultrasónica, que se propaga a través del medio donde se produce la descarga parcial. Metodo de ultrasonido La perturbación eléctrica se propaga a una velocidad cercana a la de la luz (10^8 ms) a través del circuito eléctrico y la velocidad de la onda sonoradependerá del medio por el cual se propague, pero en general muchomenor comparada con la de la perturbación eléctrica, en aceite detransformador por ejemplo, la velocidad es de 1390 m/s.
Es justamente estadiferencia la que permite utilizar estos dos fenómenos para la localizaciónde la descarga parcial. De esta forma, se puede considerar que la señal eléctrica aparece en losterminales del transformador instantáneamente.
Asi la onda de presión, tomará cierto tiempo para llegar a la red exterior del tanque del transformador.
El intervalo de tiempo entre la llegada de las dos señales será una medida de la distancia entre la descarga y el punto en el cual se detecto la señal acústica. Sensor : Ceramica piezoeléctrica capaz de transformar la onda de presión acustica en señal eléctrica. Sus principales caracteristicas deben ser sensibilidad y respuesta de frecuencia adecuada.
Amplificador: Necesario para elevar las señales a niveles inmunes al ruido inducido en los cables, junto con el filtro requiere buenas caracteristicas con respecto al ruido equivalente a la entrada. Filtro: Necesario para seleccionar las señales adecuadas. Preferentemente pasabandas, sintonizados a la frecuencia de máxima respuesta del sensor para obtener máxima sensibilidad.
Osciloscopio: Para observar las señales de ultrasonido de la descarga parcial captado por el sensor. Por ser el elemento de medida debe poseer buenas características en lo referente a base de tiempo y control de barrido.
Fuente para el disparo del barrido del O.R.C. Necesario para disparar el barrido del osciloscopio. Utiliza la perturbación eléctrica producida por la descarga parcial, se compone de un condensador de acoplamiento de alta tension(5A) y un amplificador (5B). El osciloscopio debe ser ajustado para hacer solo un barrido, cuando la señal de disparo le sea aplicada a la entrada.
Así al inducir la descarga parcial la perturbación eléctrica se acoplará capacitivamente al circuito eléctrico y aparecerá casi instantáneamente en el bushing de alta, posteriormente pasará al almplificador de disparo a través del condensador de acoplamiento y luego al ´Trigger Externo µ del osciloscopio.
Con esto el barrido del osciloscopio se producirá casi simultaneo con la ocurrencia de la descarga. Procedimiento de medida Por otra parte, la onda de presión sonora producto de la descarga parcial que se propagará desde el punto con descarga a la pared externa del transformador, será recibida por el sensor, transformada en señal eléctrica, amplificada y filtrada para luego ser desplegada en la pantalla del osciloscopio. El tiempo entre el comienzo del barrido y la primera deflexión vertical será una medida de la distancia entre la descarga parcial y el sensor.

d = v*dt
d = distancia entre la descarga parcial y el sensor en metros
v = Velocidad de la onda sonora (1390 m/s)
dt = intervalo de tiempo medido en segundos Considerando el aspecto constructivo de los transformadores, la onda de presión producida por la descarga parcial, al propagarse debe atravesar diferentes medios (cobre, presspan, aceite, hierro, etc) antes de alcanzar elsensor.
Esto se traduce en diferentes velocidades de propagación, reflexiones, atenuaciones y diferentes modos de propagación.
Todos estos efectos pueden por una parte, limitar la sensibilidad del método, y por otra llegar a ser fuente de posibles errores en la medida del tiempo de propagación y en consecuencia, en la localización de la descarga parcial, con lo que se hace necesario analizarlos en detalle. Dificultad del metodo por ultrasonido Al formarse cavidades en los dielectricos, en estas se disipa energia en forma de carga electrica. Comportandose esta cavidad como un condensador. Como no es posible medir el valor de esta carga, se define un valor de la carga que se pueda medir y que sea una buena imagen de la energia disipada por esta. A este valor se le llama carga aparente, la cual se define como la carga necesaria que si se inyectara entre los bornes del trafo, cambiaria la tension de igual forma como cuando se produce una descarga parcial. Metodo electrico TENSIÓN DE ENSAYO PULSO ATMOSFÉRICO

El impulso atmosférico normalizado es un impulso pleno con una duración de frente de 1,2 u s y una duración hasta el hemivalor de 50 us, denominado impulso 1,2/50.

No es fácil lograr las duraciones del impulso por lo que se aceptan tolerancias entre los valores especificados y los valores realmente medidos:

Valor de cresta ± 3%

Duración del frente ± 30%

Duración del hemivalor ± 20%

Se debe distinguir estas diferencias de los errores de medición que son las diferencias entre los valores realmente medidos y los valores verdaderos.

El impulso atmosférico cortado normalizado es un impulso cortado mediante un explosor (gap) exterior, después de 2 a 5 us y una amplitud del 115% del impulso tipo rayo pleno. Otros tiempos de corte pueden ser especificados para algunos casos especiales. Una onda completa reducida, establece el patrón de la onda.
Una onda cortada, simula el colapso de la tensión o la descarga de una onda viajera a través de la superficie de un aislador.
Ondas completas, simula una descarga de un rayo lejana.
- Una frente de onda, simula el impacto directo de un rayo. Nivel de aislamiento normalizado para
tensiones de rango 2
Um> 245 kv CONEXIONES IMPULSO TIPO MANIOBRA SEÑALES APLICADAS EN LAS PRUEBAS PRUEBA DE TENSIÓN APLICADA ( RUTINA)

la funcion principal es verificar el aislamineto entre bobina y bobina y entre los elementos puestos a tierra

realizada con tensión alterna monofásica, de forma de onda sinusoidal y de frecuencia conveniente no menor que el 80% de la frecuencia nominal.

Se mide el valor de cresta de la tensión de ensayo. El valor de cresta dividido por √2 debe estar de acuerdo con las Tablas de la NTC 836 o la Tabla 5 de la NTC 3654.

la prueba se inicia a una tensión no mayor que 1/3 de la tensión de ensayo y se aumenta al valor apropiado dado en las Tablas , tan rápidamente como lo permita la indicación dada por el instrumento de medida.

Al final del ensayo la tensión se reduce rápidamente a menos de la tercera parte de su valor completo antes de desconectar.

La tensión apropiada, obtenida de una fuente separada, se aplica sucesivamente durante60 s, entre los devanados bajo ensayo y los demás, conectados con el núcleo, armazón y tanque o cubierta del transformador, a tierra. DIAGRAMA DE CONEXIÓN ,PRUEBA DE TENSIÓN APLICADA DIAGRAMA DE CONEXIÓN ,TENSIÓN INDUCIDA su principal funcion es evaluar el aislamiento a la maxima sobretension presentada , en ocaciones puede llegar a ser destructivo

la distinción entre impulso atmosférico y de maniobra en cuanto a la duración del frente.

Los impulsos con una duración de frente de hasta 20 us se los considera como impulsos atmosféricos, y aquellos con una duración mayor impulsos de maniobra.
Generalmente, los impulsos de maniobra se caracterizan también por una duración total considerablemente mayor que los impulsos atmosféricos. PRUEBA TIPO IMPULSO TENSION SOPORTADA TIPO IMPULSO
impulso es una tensión o una corriente transitoria aperiódica aplicada intencionalmente que habitualmente crece rápidamente hasta alcanzar un valor de cresta, y después decrece más lentamente hasta cero.

Las pruebas de impulso están diseñadas para simular lo que pudiera experimentar muchas veces el transformador durante su ciclo de vida. TENSIÓN DE ENSAYO IMPULSO MANIOBRA



El impulso de maniobra normalizado denominado impulso 250/2500 es un impulso con una duración hasta la cresta de 250 us y una duración hasta el hemivalor de 2500 us.

También en este ensayo es difícil lograr las duraciones del impulso, aceptándose las siguientes tolerancias entres los valores especificados y los valores realmente medidos:

Valor de cresta ± 3%

Duración del frente ± 20%

Duración del hemivalor ± 60% Niveles de aislamiento normalizados para tensiones asignadas de rango 1
(1kv <Um<=245 kv) Los cuernos de descarga pueden ser retirados o aumentado su espaciamiento para evitar descargas durante el ensayo


PROCEDIMIENTO

1. Ajuste de la forma de onda de la tensión y calibración del generador de impulso
2. Verificar Secuencia del ensayo ,para transformadores sumergidos en aceite el orden recomendado de las diferentes aplicaciones del impulso es :

Un impulso de onda completa a tensión reducida (entre 50 % y 75 % del nivel de tensión de ensayo)
Un impulso de onda completa a 100 % del nivel de tensión de ensayo
Uno o más impulsos recortados a tensión reducida
Dos impulsos recortados a 100 % del nivel de tensión de ensayo
Un impulso de onda completa a tensión reducida (entre 50 % y 75 % del nivel de tensión de ensayo)
Dos impulsos de onda completa a 100 % del nivel de tensión de ensayo b) En principio la identificación de fallas durante un ensayo depende esencialmente de la comparación de los registros oscilográficos de los impulsos al 100 % y el oscilograma de referencia, no se permitirán variaciones mayores del 30 % del tiempo de frente y 20 % del tiempo de cola a no ser que se acuerde algo diferente entre comprador y productor.

c) Si se presentan dudas en la interpretación de discrepancias de los registros, se realizarán tres ensayos sucesivos a 100 % del valor de la tensión de ensayo. Si las discrepancias no se aumentan en estos ensayos, el ensayo de impulso se considera satisfactorio.

d) Ruido dentro del transformador indicado claramente durante el ensayo.

ENSAYOS SUPLEMENTARIOS

Si se efectúan ensayos suplementarios sobre un transformador que haya cumplido con los ensayos especificados en esta norma, o que haya sido reparado, la tensión de ensayo no debe exceder el 75 % de la tensión original de ensayo REGISTRO DE ENSAYO

Los registros oscilográficos obtenidos durante la calibración y los ensayos deben mostrar claramente la forma del impulso de tensión aplicado
Se debe emplear por lo menos un canal más de medida. En la mayoría de los casos un oscilograma de la corriente que fluye a tierra desde el devanado ensayado, presentará la mejor sensibilidad con respecto a la indicación de las fallas. La corriente que fluye del tanque a tierra, o la tensión transferida en un devanado que no se someta a ensayo, son ejemplos de cantidades adecuadas de medición alternativa.
En el ensayo de onda recortada, la forma de onda del registro de tensión o corriente suplementaria, está afectada por el tiempo transcurrido antes del corte
Cuando se emplea un explosor controlado, deben obtenerse registros de formas similares para diferentes valores de tensión aplicada, figura de las diferencias en amplitud. Si por razón del explosor usado, ocurren diferencias en el tiempo de interrupción, los registros suplementarios no son directamente comparables en su forma, pero para una persona experta tales registros pueden ser útiles para detectar fallas
Con corte no controlado, se pueden aproximar la comparación por medio de registros suplementarios tomados a una tensión reducida, con tiempos de corte diferentes, escogiendo el registro particular más próximo al tiempo de corte resultante durante el ensayo real
f) En la NTC 3600 se presentan recomendaciones adicionales relacionadas con los periodos adecuados, base de tiempo, etc. DIAGRAMA DE CONEXIÓN TENSIÓN TIPO IMPULSO ATMOSFÉRICO BIBLIOGRAFÍA

PRUEBAS ELÉCTRICAS EN TRANSFORMADORES, SIEMENS, CATALOGO
SUBESTACIONES DE ALTA Y EXTRA ALTA TENSIÓN, HMV INGENIEROS, CAPITULO 3 ,COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO

INFOGRAFÍA

normas ntc http://es.scribd.com/doc/50157846/NTC3654
Normas iec http://es.scribd.com/doc/58825968/60076-1-Trafos-Pot-Gralidades
Grupo de transformadores de potencia http://grupos.emagister.com/ficheros/vcruzada?fdwn=1&idGrupo=21913&idFichero=484580 PRUEBAS DE TENSIÓN SOPORTADA

- TENSIÓN INDUCIDA
- TENSIÓN APLICADA
- TENSIÓN TIPO IMPULSO NORMATIVIDAD CONSULTADA


NTC 836, NIVELES DE AISLAMIENTO Y ENSAYOS PARA TRANSFORMADORES SUMERGIDOS EN LÍQUIDO REFRIGERANTE.

NTC 3654:1994, ELECTROTECNIA. TRANSFORMADORES DE POTENCIA TIPO SECO

NTC 837, TRANSFORMADORES .ENSAYO DEL DIELÉCTRICO

NTC 317:1994, TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DISTRIBUCIÓN. TERMINOLOGÍA

NTC 380, TRANSFORMADORES ELECTRICOS. ENSAYOS ELÉCTRICOS. GENERALIDADES

IEC 60076-1 TRANSFORMADORES DE POTENCIA

IEC 60186 /60071 , NIVELES DE AISLAMIENTO

IEC 60076-3, ENSAYOS DIALÉCTRICOS INDIVIDUALES TIPO SECO Para transformadores de tipo seco se aplica la Tabla 5 de la NTC 3654.
Para transformadores sumergidos en líquido refrigerante con aislamiento uniforme se aplica la Tabla 2 de la NTC 836.
Para transformadores sumergidos en líquido refrigerante con aislamiento de creciente se aplica la Tabla 3 de la NTC 836.


Para las conexiones especiales indicadas a continuación, el ensayo se realiza como sigue:

Devanados de tensiones nominales diferentes que se interconectan dentro del transformador.
- La tensión de ensayo se basa en la tensión máxima de operación del sistema o delos circuitos a los cuales se conectan los devanados.
El ensayo se realiza con los devanados interconectados como para servicio.
Devanados diseñados para operar en serie con líneas de alimentación conectadas a otros aparatos.
La tensión de ensayo se basa en la tensión máxima de operación del sistema resultante de la combinación de los devanados en serie y los aparatos.

PRUEBA DE TENSIÓN INDUCIDA ( RUTINA)

su principal funcion es verificar es aislamiento entre espiras y tambien entre capas de espiras del mismo devanado

Consiste en aplicar a los terminales de baja o de alta tensión del transformador bajo ensayo, una tensión alterna, de forma de onda tan próxima a la sinusoidal como sea posible y frecuencia incrementada sobre la nominal en un valor apropiado para evitar que la corriente de excitación durante el ensayo sea excesiva.

Se mide el valor de cresta de la tensión inducida en los devanados. Su valor dividido por √2 debe estar de acuerdo con lo indicado en las Tablas 2 y 3de la NTC 836.

El ensayo debe iniciarse a una tensión no mayor que un tercio del valor de ensayo , aumentándola tan rápidamente como lo permita la indicación dada por el instrumento de medida .Al final del ensayo, la tensión debe reducirse rápidamente a menos de un tercio del valor de ensayo antes de efectuar la desconexión.

La duración de la prueba será de 60 s para cualquier frecuencia de ensayo menor o igual al doble de la frecuencia nominal. Cuando la frecuencia de ensayo excede al doble de la frecuencia nominal, la duración del ensayo en segundos será 15 s. la frecuencia es mayor para evitar la saturacion rapida del nucleo. DESARROLLO DE LA PRUEBA DE IMPULSO

El ensayo de impulso debe realizarse sólo cuando las otras pruebas dieléctricas han sido exitosas, ya que en caso de duda, puede constituirse en un ensayo destructivo.

La calibración del circuito de impulso para ajustar las formas de onda dentro de los valores de tolerancia fijados por las normas se debe realizar con disparos de tensión reducida (aproximadamente 25% de la tensión de ensayo).

PRESPARACION DEL TRANFORMADOR PARA LA PRUEBA :

El tanque del transformador debe ser eficazmente conectado a tierra en forma directa o a través de una impedancia de valor bajo

Un terminal de línea del devanado bajo ensayo se conecta al generador de impulso, el otro terminal de línea del transformador (o los otros terminales para los transformadores trifásicos) se llevan a tierra a través de una impedancia de valor.

Si el comprador especifica que el transformador puede operar en servicio con el neutro conectado a tierra, éste se debe conectar atierra. De lo contrario, puede no hacerse esta conexión. Para transformadores secos el orden recomendado de las diferentes aplicaciones del impulso es el siguiente:

a)Un impulso pleno a tensión reducida (entre 50 % y 75 % del nivel de tensión de ensayo)
b) Tres impulsos plenos a una tensión 100 % del nivel de tensión de ensayo.

3. Aplicación de tensión.

la tensión de ensayo será de polaridad negativa y será inmodificable durante el ensayo.
En los transformadores tipo seco y de común acuerdo entre comprador y productor al tiempo del pedido, el ensayo puede ser realizado con polaridad positiva, pero en este caso deben evitarse cambios de polaridad

Interpretación de los resultados
Las fallas del aislamiento que se presenten en el ensayo se evidencian de acuerdo con lo establecido en los siguientes numerales:
Variaciones apreciables de la forma de onda, fuera de los cambios ocurridos en la amplitud, la onda y los registros suplementarios de corriente o tensión para todas las aplicaciones, a nivel de ensayo y a nivel reducido. Por qué mirar el impacto económico? Las empresas necesitan reforzar de una manera más sistemática el proceso de toma de decisiones, incluyendo en el proceso de análisis, tanto los aspectos técnicos como los económicos.
Lo que plantea la empresa es tomar el transformador como una entidad económica Inversión al crecimiento de capacidad Vs inversión de reemplazar o reparar un transformador. Vs Económico Técnico Transformador como entidad económica. Costos que integran su vida útil:

Costos de Capital
Costos de Operación
Costos asociados a la seguridad de funcionamiento Impacto económico de la perdida o reemplazo de un transformador de potencia Costos asociados a la seguridad de funcionamiento. tienen que ver con los elementos de , la disponibilidad, la confiabilidad, la mantenibilidad y el soporte logístico para el mantenimiento.

La indisponibilidad de transformadores ligada al uso de sea subestaciones móviles o de capacidad extra en subestaciones existentes.

La confiabilidad es un elemento que esta ligado a las fallas y con sus consecuencias. Los transformadores tienen diferentes modos, causas y efectos de falla. Los modos, las causas y los efectos de falla dependen de las condiciones de servicio, los criterios de diseño, los cuidados durante la manufactura y de la forma de uso (operación y mantenimiento).

La mantenibilidad contribuyen los costos asociados con las acciones requeridas de mantenimiento.

Los costos del soporte logístico de mantenimiento tienen más que ver, con las estrategias para llevar a cabo las acciones de mantenimiento. El mantenimiento preventivo tendrá normalmente costos más altos, estos costos estarán asociados con la indisponibilidad del transformador al estar fuera de servicio mientras se ejecutan acciones de mantenimiento programado. Variables involucradas en el proceso de decisión reparar o reemplazar Número de años en servicio antes de la ocurrencia de la falla o de la necesidad de rehabilitarlo.
Tipo y causa de falla.
Tasa promedio de fallas.
Costo promedio de fallas.
Costo de la reparación (incluyendo transporte, montaje, instalación y puesta en servicio).
Vida estimada de la reparación.
Costo de un transformador nuevo (incluyendo transporte, montaje, instalación y puesta en servicio). Mantenimiento Preventivo El objetivo es defender el aislante del agua y de los productos de oxidación generados por el aceite en cualquier etapa ya sea inicial, intermedia o avanzada de esta degradación.
Mientras la ejecución del mantenimiento se efectúe más en lo preventivo que en lo casi correctivo, más económico y menos traumático será el mantenimiento. Daniel Cañon Cod: 20081007066

Daniel Cardenas Cod: 20082007018

David Quintero Cod: 20081007039 Pruebas aislamiento transformadores de potencia
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