pruebas transformadores

PRUEBAS ELECTRICAS DE RUTINAA TRANSFORMADORES

La norma técnica peruana ITINTEC 370.002 , la IEC pub 76.,establecen como prueba de rutina las siguientes pruebas:

• Resistencia de Aislamiento• Resistencia Óhmica de los devanados• Relación de Transformación y Polaridad• Prueba de Vacio• Prueba de cortocircuito• Rigidez dieléctrica del aceite• Potencial aplicado• Potencial inducido

PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO Esta prueba es fundamental Para verificar el porcentaje de humedad que

haya adquirido el transformador . Ya que verificamos si el aislamiento tanto solido, como el fluido dielectrico presentan porcentajes elevados de humedad.

El aislamiento del transformador es una impedancia , tiene una parte resistiva y una parte capacitiva , al aplicar corriente continua verificamos la parte resistiva , para verificar la parte capacitiva existe una prueba complementaria , que es la prueba de tangente delta.

• Los valores recomendados de resistencia de aislamiento, para transformadores de distribución sumergidos en aceite , a una temperatura de ambiente de 20°C y 1000 volts de prueba son los siguientes:

Tensión máxima eficaz de la red

Megohms Tensión máxima eficaz de la red

Megohms

1.2 32 92 2480

2.5 68 115 3100

5 135 138 3720

8.7 230 161 4350

15 410 196 5300

25 670 230 6200

34.5 930 287 7750

46 1240 345 9300

69 1860

PRUEBA DE RESISTENCIA OHMICA DE LOS DEVANADOS

• La prueba se realiza con un ohmímetro , se mide la resistencia en el bobinado primario y secundario del transformador .

• Con esta medición se verifica si todas las conexiones están firmemente sujetadas y soldadas. Nos sirve también para calcular las perdidas por efecto joule del transformador a la temperatura de referencia 75 °C.

• Esta prueba se debe de realizar antes de que se ponga en servicio el transformador .Para tener la certeza de que el transformador no haya

sufrido ningún daño durante su transporte .

• Según la norma técnica peruana ,esta prueba se debe realizar con corriente continua . La resistencia en corriente continua tiende a variar de la resistencia en corriente alterna, ya que esta ultima la corriente circula por el contorno del conductor y no por toda la sección , a este fenómeno se le conoce como efecto piel ,el cual ocasiona perdidas en el cobre del bobinado

PRUEBA DE RELACION DE TRANSFORMACION Y POLARIDAD• Mediante esta prueba se verifica si la tensión de entrada puede ser

transformada a la tensión deseada (tensión de salida) . • El error de relación de transformación se debe mantener en el rango de

±0.5% según la norma técnica peruana.• Con un TTR verificamos el error de relación de transformación y

polaridad. Si no se cuenta con un TTR se puede emplear los métodos conocidos en corriente alterna y continua. Para la relación de transformación se puede emplear el método de los dos voltímetros ,y para verificar la polaridad se puede emplear el método del golpe inductivo.

• Esta prueba es fundamental realizarla antes de que el transformador sea instalado .

• Generalmente para realizar la prueba de relación de transformación , se recomienda realizarla con tensiones bajas, para que la onda senoidal no tienda a distorsionarse .y podamos obtener valores más exactos .

PRUEBA EN VACIO

• Esta prueba se realiza para saber las perdidas en el núcleo del transformador . Es una prueba de control de calidad , ya que estas pérdidas en el núcleo deben ser lo más pequeño posible.

• Las perdidas en el núcleo son debido a : las perdidas por histéresis y corrientes parasitas.

• Según la norma técnica peruana ITINTEC 370.002 las perdidas en el núcleo no deben superar el 15 % mas del valor establecido.

• Mediante esta prueba puedes ver el estado general en que se encuentra el transformador , ya que se llega a la tensión nominal de ambos devanados (primario y secundario), se puede medir la corriente en vacio del transformador que por lo general oscila en 1 a 5% de la corriente nominal (según norma esta corriente de vacio debe de ser como máximo un 30% más del valor establecido).

Perdidas referenciales en vacio de transformadores trifásicos de distribución nivel de tensión 15.5KV

POTENCIA (KVA)

PERDIDAS EN VACIO (Watts)

15 110

25 120

37,5 170

50 205

75 310

100 380

125 450

160 550

200 655

250 775

320 930

400 1065

POTENCIA (KVA)


500 1400

630 1630

800 1835

1000 2180

1250 2690

1600 3080

2000 4040

2500 4780

Perdidas referenciales en vacio de transformadores trifásicos de distribución nivel de tensión 24 KV

POTENCIA (KVA)


15 115

25 130

37,5 180

50 230

75 335

100 400

125 485

160 590

200 700

250 820

320 1020

400 1170

POTENCIA (KVA)


500 1540

630 1690

800 1950

1000 2330

1250 2750

1600 3390

2000 4400

2500 5090

Perdidas referenciales en vacio de transformadores trifásicos de distribución nivel de tensión 36 KV

POTENCIA (KVA)


50 255

75 405

100 460

125 540

160 635

200 750

250 900

320 1080

400 1280

POTENCIA (KVA)


500 1640

630 1825

800 2070

1000 2480

1250 3000

1600 3520

2000 4480

2500 5320

PRUEBA DE CORTOCIRCUITO• Es una prueba de control de calidad de la maquina , ya que se obtienen las

perdidas en el cobre y la tensión de cortocircuito (impedancia equivalente del transformador) .

• Según la ITINTEC 370.002 la tolerancia que establece para las perdidas en el cobre es de 15% más del valor establecido. Para la tensión de cortocircuito se muestra en la siguiente tabla:

POTENCIA NOMINAL (KVA) IMPEDANCIA EQUIVALENTE %

HASTA 630 4

631 a 1250 5

1251 a 3150 6.25

3151 a 6300 7.15

6301 a 12500 8.35

12501 a 25000 10

250001 a 100000 12.5

• La tolerancia para la tensión de cortocircuito es de ± 10 % del valor establecido.

• Las perdidas en el cobre es la suma de : las perdidas por efecto joule y las perdidas adicionales

• Las perdidas en el cobre varían directamente proporcional a la temperatura . Por eso estas pérdidas ,la tensión de cortocircuito se debe referenciar a la temperatura de 75 °C según la norma técnica peruana.

Perdidas referenciales a plena carga de transformadores trifásicos de distribución nivel de

tensión 15.5KVPOTENCIA (KVA) PERDIDAS plena

carga (Watts)

15 475

25 690

37,5 890

50 1115

75 1590

100 1740

125 2020

160 2400

200 2940

250 3360

320 4015

400 4815

POTENCIA (KVA) PERDIDAS plena carga VACIO (Watts)

500 5860

630 6470

800 8230

1000 9795

1250 11080

1600 13690

2000 14790

2500 17650


tensión 24KVPOTENCIA (KVA) PERDIDAS plena

carga (Watts)

15 450

25 710

37,5 960

50 1190

75 1560

100 1790

125 2130

160 2600

200 3020

250 3590

320 4270

400 5050


500 5810

630 6950

800 8350

1000 9740

1250 11460

1600 13510

2000 16120

2500 18120


tensión 36KVPOTENCIA (KVA) PERDIDAS plena

carga (Watts)

50 1130

75 1495

100 1730

125 2140

160 2505

200 3040

250 3430

320 4190

400 4940


500 5260

630 6620

800 8130

1000 9160

1250 10915

1600 13160

2000 15020

2500 17880

PRUEBA DE RIGIDEZ DIELECTRICA DEL ACEITE

• Esta prueba es fundamental ,para realizar mantenimientos preventivos ,ya que a través del aceite se puede saber el estado interno del transformador . Por eso siempre es necesario saber el estado en que se encuentra este fluido dieléctrico tomando muestras para realizarles pruebas físicas y químicas. Dependiendo de la magnitud del transformador .

• Las normas para realizar la prueba son IEC ,ASTM . Siendo ambas normas diferentes en su forma de prueba. Por tal motivo los valores resultantes de ambas pruebas no se pueden comparar.

• Para la norma ASTM D1816 , el valor de tensión de ruptura de la rigidez dieléctrica debe de ser mayor a 32 kv .

• Para la norma IEC 156 ,el valor de tensión de ruptura debe de ser mayor a 50 kv.

Una bajo valor de rigidez dieléctrica no es indicativo para realizar un cambio de aceite . Para saber si un aceite dieléctrico no es apto para su utilización , se tiene que realizar pruebas complementarias a la rigidez dieléctrica como:

• El índice de neutralización• Tensión interfacialCon los valores de estas pruebas recién se puede saber si el aceite se tiene

que cambiar o no. Generalmente la vida útil del aceite sin perder su propiedades totalmente esta entre 20 a 30 anos .

El contenido de PCB del aceite mineral dieléctrico debe de ser menor a 1ppm

PRUEBA DE POTENCIAL APLICADO

• El objeto de la prueba es determinar el máximo aislamiento que puede ofrecer el transformador . Se aplica una tensión de prueba estipulada por la norma ITINTEC 370.002 para cada nivel de tensión ,con una frecuencia de 60 Hz y durante un minuto.

• Con esta prueba podemos saber si el transformador podrá soportar sobretensiones que puedan existir en la red.

• Para determinar si el transformador presenta alguna falla durante esta prueba se puede comprobar mediante estos resultados:

• La corriente se debe de mantener constante durante la prueba , el transformador no debe de emitir ningún ruido interno, no debe existir humo ni burbujas.

• Esta prueba es fundamental ,ya que la vida útil de un transformador básicamente depende de su aislamiento ( BIL INTERNO).

NIVELES DE AISLAMIENTO PARA LOS TRANSFORMADORES SUMERGIDOS EN ACEITE PREVISTOS PARA SOPORTAR LOS ENSAYOS DE ONDAS DE CHOQUE

TENSION MAXIMA DE LA RED

TENSION DE PRUEBA DE CHOQUE

TENSION DE PRUEBA CON FRECUENCIA INDUSTRIAL

KV (EFICAZ) KV(EFICAZ) KV (EFICAZ)

3.6 45 16

7.2 60 22

12 75 28

17.5 95 38

24 125 50

36 170 70

52 250 95

72.5 325 140

PRUEBA DE POTENCIAL INDUCIDO

• Este ensayo tiene por objeto probar el aislamiento entre espiras , bobinas, tomas(derivaciones ) , conexiones de tomas y los bornes de arrollamiento.

• La prueba consiste en aplicar , con las conexiones similares a un ensayo en vacio , una tensión igual al doble de la nominal, a doble de frecuencia y durante un minuto.

• También se puede probar con frecuencias mayores al doble de la frecuencia nominal ,pero el tiempo de prueba disminuye, podemos ver en la formula siguiente :

fn: frecuencia nominal Fe: frecuencia de ensayo

• La muestra de que el transformador ha fallado es el desprendimiento de humo o aumento considerable de la corriente magnetizante y caída precoz de la tensión hasta cero.

• Si se presenta un ruido fuerte en el interior del tanque, la falla posible puede deberse a distancias cortas de los devanados o partes vivas contra el tanque . Si el ruido presentado es amortiguado o en forma de zumbido, la causa puede ser por distancias criticas o por la existencia de humedad.

GRACIAS

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