MEDICIONES A TRANSFORMADORES
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
CENTRO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLOGICOS 7 "CUAUHTEMOC"
ACADEMIA DE INSTALACIONES Y MANTENIMIENTO ELECTRICOS
GARCIA FERNANDEZ JOSE PABLO
LÓPEZ RANGEL EDUARDO
MIRANDA GONZALEZ GENARO PABLO
PROF - JOSE JORGE GARCIA JIMENEZ
PRUEBAS A TRANFORMADORES
Para los transformadores de potencia existe una rutina de pruebas de manteniminto predictivo quecomplementan los análisis fisicoquímicos y de cromatografía de gases que se realizan en el aceite dieléctricoaislante, estas pruebas son de tipo eléctrico y sirven para determinar si el transformador conserva suscaracterísticas electromecánicas. Estas pruebas se realizan directamente sobre el transformadordesenergizado con resultados inmediatos y permiten tomar decisiones sobre la necesidad de programaractividades de mantenimiento preventivo y/o correctivo antes de que ocurra una falla grave.
Estas pruebas son:
Resistencia óhmica de devanados. A través de esta prueba se identifican falsos contactos y espirasabiertas o en cortocircuito al interior del transformador.
Relación de transformación (TTR). Con esta prueba se establece una relación entre el número devueltas que lleva el devanado de alta tensión contra el número de vueltas del devanado de bajatensión para las diferentes posiciones del tap de un transformador, con lo que se determina lacorrecta correspondencia entre los voltajes de entrada y de salida de acuerdo a lo especificado por elfabricante del mismo.
Resistencia de aislamiento. Verifica que los aislamientos del transformador bajo prueba cumplen conla resistencia mínima soportable para las condiciones de operación a la que será sometido, así comocomprobar la adecuada conexión entre sus devanados y la puesta a tierra.
MEDICIONES ELECTRICAD DE TRANSFORMADORES
La importancia de realizar mediciones eléctricas para un correcto plan de mantenimiento de transformadores es invalorable, ya que mediante distintos instrumentos específicos, se miden e indican magnitudes eléctricas como; corriente, carga, potencial y energía, o las características eléctricas de los circuitos como; la resistencia, la capacidad y la inductancia de los transformadores y permiten localizar las causas de una operación defectuosa en los cuales, como es bien sabido, no es posible apreciar su funcionamiento en una forma visual, como en el caso de un aparato mecánico.
En un buen programa de mantenimiento de transformadores la información que suministran los instrumentos de medición eléctrica es fundamental que resulte interpretada por personal calificado, idóneo y experimentado.
Las principales mediciones eléctricas para el mantenimiento de transformadores realizables en campo son:
-
Resistencia de aislación de los bobinados.
2) Puesta a tierra.
3) Resistencia omhica de devanados.
4) Relación de transformación.
5) Índice de Polarización.
6) Tangente delta y capacidad.
Usted ha visto que un buen aislamiento tiene alta resistencia; un aislamiento pobre tiene baja resistencia relativamente. Los valores reales de resistencia pueden se rmás altos o más bajos, dependiendo de factores cómo la temperatura o el contenido de humedad (la resistencia disminuye con la temperatura o la humedad).Sin embargo, con los registros y un poco de sentido común, usted puede tener una buena imagen de las condiciones del aislamiento de valores que son sólo relativos.El probador de aislamiento MEGGER es un instrumento pequeño y portátil que le da una lectura directa de la resistencia de aislamiento en ohms omegaohms. Para un buen aislamiento, la resistencia se lee generalmente en el rango de los megaohms.El probador de aislamiento MEGGER es esencialmente un medidor de resistencia de alto rango(óhmetro) con un generador de corriente directa interconstruido. Este medidor es de construcción especial con bobinas de corriente y bobinas de voltaje que permiten que los ohms verdaderos se puedan lee rdirectamente, independientemente del voltaje aplicado. Este método no es destructivo; es decir, no ocasiona deterioro del aislamiento.
-
cómo se mide laresistencia deaislamiento
-
prueba deaislamientoescala indicadorade la resistencia
-
gle
-
cables de pruebahiloaislanteconductoralambre de
PUESTA ATIERRA
El término “puesta a tierra” (grounding) consiste en varias funciones que tienen en común la utilización de la tierra. Se pueden distinguir dos tipos de puesta a tierra:
• Puesta a tierra de protección: se puede describir como un método para proteger a las personas y a los equipos de valores de tensión peligrosos. Ejemplos:
• Conexión de pantallas de cables a tierra para evitar perturbaciones en componentes electrónicos
• Conexión de los cierres metálicos de un conjunto de celdas de MT
• Puesta a tierra del sistema: se puede describir como la conexión deliberada a tierra de un sistema eléctrico en tensión. Esta conexión se realiza normalmente en los puntos neutros, aunque existen otras soluciones
Cualquier sistema eléctrico puede ser puesto a tierra, pero en este tema se trata únicamente de la puesta a tierra de sistemas eléctricos de alta tensión (Vn ≥ 1 kV) Si un punto del sistema se pone a tierra, todo el sistema comprendido entre los aislamientos galvánicos de los transformadores estará puesto a tierra
PRUEBA DE RESISTENCIA OHMICA A DEVANADOS
esta prueba es aplicable a transformadores de potencia, de distribu-cion, de instrumentos, autotransformadores, reguladores de voltaje,reactores y contactos de interruptores; asi como de cuchillas.para efectuar mediciones de resistencia ohmica, existen equipos deprueba especificamente diseñados para ello, como son los puentes dewheatstone, kelvin y/o combinaciones de ambos.esta prueba en lo practico sirve para identificar la existencia de fal-sos contactos o puntos de alta resistencia en las soldaduras de losdevanados.en lo especifico se realiza para la comprobacion del calculo de perdi-das totales de un transformador.el aparato empleado para esta medicion es un ohmetro con rangos des-de 10 micro-ohms, hasta 1999 ohms. llamados comunmente ducter o milihometro
los resultados de las mediciones de esta prueba deben ser muy simila-res entre las 3 fases de cada uno de los devanados. cuando existan dis-crepancias, esto es indicativo de un falso contacto interno de la faseque presente mayor valor, lo cual provoca calentamiento en el equipoy a la larga un daño muy severo que obligara a retirar el equipo delservicio para su reparacion en taller especializado.tratandose de interruptores donde existen puntos de contacto a pres-sion, y que interumpen altas corrientes de operacion y de fallas, estosse deterioran con mayor facilidad dependiendo del numero de opera-ciones. los datos del fabricante son muy importantes para la compara-cion contra los valores obtenidos en campo con el fin de proceder a surevision o cambio
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN
La razón entre el número de vueltas de las bobinas de alta tensión ylas de baja tensión de un transformador se conoce como “la relaciónde vueltas de un transformador”. Los medidores de razón detransformación, más conocidos como TTR, nos dan la lectura de larelación de vueltas y las corrientes de excitación de los bobinados deun transformador de potencia, potencial o transformador decorriente. De inmediato surge la pregunta ¿Por qué realizar pruebasde TTR?En primer lugar, las pruebas de la relación de vueltas sirven paraconfirmar la relación de transformación y polaridad de transformadoresnuevos y usados e identificar desviaciones en las lecturas de la relaciónde vueltas, indicando problemas en uno o ambos bobinados o en elcircuito magnético del núcleo.
Para los transformadores que tienen cambiador de derivaciones (taps)para modificar su relación de voltaje, la relación de transformación sebasa en la comparación entre el voltaje nominal de referencia deldevanado respectivo contra el voltaje de operación o porcentaje devoltaje nominal al que está referido. La relación de transformación deestos transformadores se deberá determinar para todos los taps y paratodo el devanado.Para la medición con el TTR, se debe seguir el circuito básico de lafigura 1: cuando el detector DET está en balance, la relación detransformación es igual a R/R1.
Figura 1.
La tolerancia para la relación de transformación, medida cuando eltransformador está sin carga, debe ser de ± 0,5% en todas susderivaciones.
El reporte de presentación de resultados de la prueba de relación detransformación está elaborado en base a los datos del reporte del cualse compone la "hoja de campo de pruebas a transformadores".Posteriormente, para el análisis de los resultados se presenta una tablaque contenga de manera resumida si el transformador cumple o no conla norma respecto a la prueba de relación de transformación.
Prestación de un equipo TTR de última generación
Un TTR de última generación nos ayuda a identificar:
•Espiras cortocircuitadas
•Circuitos abiertos
•Conexiones incorrectas
•Fallas internas o defectos en el valor de la relación de vueltas de loscambiadores de tap, así como en transformadores.
•Problemas en los bobinados y en el núcleo, como parte de unprograma de mantenimiento regular.
Tipos de TTR
En la actualidad, los TTR se dividen en dos grupos: monofásicos ytrifásicos. Algunos fabricantes ofrecen TTR monofásicos que son capacesde medir por fase la relación de vueltas, corriente de excitación,desviación de fase, resistencia de los enrollamientos "X" & "H" ypolaridad de la conexión de los enrollamientos "X" & "H" detransformadores de distribución y corriente, así como también dereguladores de tensión.
Asimismo, los TTR trifásicos automáticos están diseñados para medir larelación entre el número de espiras del secundario y del primario enforma simultánea en las tres fases de transformadores de potencia,instrumentación y distribución en subestaciones o fábricas.
Características destacables
•Estos equipos son totalmente automáticos, fáciles de usar, portátiles,robustos y livianos (7 kg en el modelo trifásico).
•Funcionan a batería recargable, con función de economía y apagadode seguridad. El modelo trifásico incorpora un inversor.
•Verifican relación de transformación, desplazamiento de fase, corrientede excitación, acoplamiento, resistencia del devanado y polaridad.
•Poseen tres normas seleccionables por el operador: ANSI, IEC y Australiana. También cumplen con los requisitos IEC1010, CE e IP54para protección contra la entrada de polvo y agua
INDICE DE POLARIZACIÓN
Pruebas de índice de polarización.
De igual manera, se procede a la prueba de índice de polarización al transformador antes de su instalación y puesta en operación.
Con la finalidad de incrementar la exactitud del estado de prueba de los aislamientos de un transformador, y en el caso de que no sea suficiente con la prueba de resistencia de aislamiento y prueba de índice de absorción, se recomienda la prueba de índice de polarización. Después de que la prueba haya sido completada se deberán aterrizar por un periodo de tiempo suficiente para liberar cualquier carga que haya quedado atrapada.
El índice de polarización es la división de las lecturas de las resistencias de aislamiento obtenidas en 10 y 1 minuto segÏn se ve a continuación:
RAD = Resistencia de aislamiento a 10 min. / Resistencia de aislamiento a 60 seg.
En general una relación de índice de polarización de 1.5 a 2 o mejor es considerada como buena, pero una relación por debajo de este valor indica que el equipo probablemente requiera de inspección mas detallada o en su caso reparación.
TANGENTE DELTA Y CAPACIDAD
Experto y preciso analizador de Tangente Delta y Capacitancia. Las aplicaciones del instrumento están focalizadas en el análisis de aislaciones de epoxi-mica de todo tipo de máquinas rotantes, además de ser aplicable en transformadores de medida, capacitores de media y alta tensión, y en sistemas de aislación de cables XLPE – EPR y PILC. El análisis del Factor de Disipación (Tangente Delta), se posiciona como un método tradicional para evaluar la condición de un medio aislante, en donde el énfasis está puesto principalmente sobre el estado global del sistema de aislación; mientras que en el análisis de Descargas Parciales, el foco está puesto sobre los defectos individuales que producen la actividad de descargas. El estado de una aislación de epoxi-mica de una máquina rotante, se verifica en forma complementaria utilizando un analizador de Tangente Delta. Principalmente se puede evaluar la presencia de humedad en el bobinado, contaminación de las superficies, o las pérdidas de polarización debidas a un manejo inapropiado de la resina o componentes del sistema aislante. Debido a esto, el análisis de Tangente Delta se destaca como un buen complemento para la prueba de Descargas Parciales.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El TDA Compact muestrea y compara simultáneamente las corrientes que fluyes por el dispositivo bajo probar y por el condensador de referencia por medio de un enlace de fibra óptica. Posteriormente evalúa y analiza automáticamente sus trazas, y calcula la capacitancia, la tangente delta, el ángulo de defasaje, el factor de potencia, y el nivel de tensión aplicada. La unidad TDA Compact realiza un muestreo y una actualización continua de dichos resultados.
entrada de MANTENIMIENTO A SUBESTACIONES ELÉCTRICAS @ 16:56
1 comentarios
ad muy elevados.
Proyección Electroluz 
Los sistemas soterrados, al igual que los GIS, reducen considerablemente el
espacio requerido por los equipos eléctricos, mejoran la estética de la
instalación y minimizan la probabilidad de averías ya que sitúan dentro de un
edificio cerrado una serie de partes energizadas que normalmente están
expuestas al medioambiente
Las GIS ocupará un 60% menos del espacio que requeriría una subestación
convencional. La tecnología GIS encapsula los equipos de alto voltaje en su
interior, mejora la estética de la instalación y minimiza la probabilidad de
averías, lo cual mejora la calidad del servicio.
SF6
El SF6 también es ampliamente usado en tecnología médica, por ejemplo
como agente contraste en examinaciones ultrasónicas, asimismo como
oftalmológicas, neumonológicas y enfermedades de oído, entre otras.
Tratamiento de pérdida de escucha en infecciones del centro del oído.
Es esta estabilidad precisamente lo que vuelve a este gas muy útil en la
industria. El SF6 es un excelente aislante eléctrico y puede apagar un arco
eléctrico en forma efectiva. Esto lo ha hecho muy popular y por lo tanto pueden
encontrarse hoy en día miles de equipos eléctricos alrededor de mundo en
media y alta tensión que lo utilizan.
El SF6 en su forma pura no es tóxico ni tampoco peligroso al ser inhalado, sin
embargo dado que es casi seis veces más pesado que el aire, en
ambientes cerrados desplaza al oxígeno existiendo en consecuencia
riesgo de sofocación para las personas.
El SF6 es utilizado como gas aislante en subestaciones encapsuladas GIS,
como aislante y medio de enfriamiento en transformadores de poder y como
aislante y medio de extinción en interruptores de alta y media tensión. Todas
estas aplicaciones son sistemas cerrados, muy seguros e idealmente sin
posibilidades de filtraciones.
Las subestaciones encapsuladas o GIS se encuentran generalmente en zonas
urbanas o con restricciones fuertes de espacio. Estas subestaciones reducen
el campo magnético en forma considerable y eliminan por completo el
campo eléctrico. Esto es una ventaja significativa para los instaladores,
personal de mantenimiento y la gente que pueda vivir próximo a una
subestación.
Para las aplicaciones en eléctricas, el SF6 es utilizado sólo en sistemas
cerrados y que bajo circustancias normales no tienen filtraciones. El SF6 es
recomprimido y reutilizado si una parte de la subestación encapsulada debe ser
abierta
El SF6 proporciona un aislamiento eléctrico y muy efectiva resistencia a los
arcos eléctricos. Estas asombrosas propiedades hacen posible construir
equipos muy compactos, que utilizan menos materiales, seguros y con una vida
útil más extensa. A presiona atmosférica, el SF6 tiene una rigidez dieléctricas
2,5 veces mejor que la del aire. Usualmente se utiliza a entre 3 y 5 veces la
presión atmosférica y en cuyo caso la rigidez dieléctrica alcanza a ser hasta 10
veces de la del aire.Las propiedad como refrigerante de SF6 lo hace especialmente útil para la
extinción del arco eléctrico dentro de la cámara de un interruptor. Al
desasociarse el SF6 requiere gran energía logrando un efecto de enfriamiento.
(El SF6 es utilizado también en otro tipo de aplicaciones. Mezclado con Argón
se utiliza como medio aislante en ventanas. El SF6 es también utilizado en la
industria metalúrgica, por ejemplo para la purifiación del magnesio. El SF6
puede ser utilizado como agente de extinción de incendios debido a que es no
combustible y su alta capacidad térmica). 
