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8/13/2019 UNIDAD 4 PRUEBA DE RUTINA A TRANSFORMADORES.docx

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UNIDAD 4 PRUEBA DE RUTINA A TRANSFORMADORES

Las pruebas se hacen en los transformadores y sus accesorios por distintas

razones, durante su fabricacin, para verificar la condicin de sus componentes,

durante la entrega, durante su operacin como parte del mantenimiento, despus

de su reparacin, etc.

Algunas de las pruebas que se hacen en los transformadores e consideran como

bsicas y algunas otras varan de acuerdo a la condicin individual de los

transformadores y pueden cambiar de acuerdo al tipo de transformador, por lo que

existen distintas formas de clasificacin de las pruebas a transformadores, por

ejemplo algunos las clasifican en prueba de baja tensin y prueba de alta tensin.

Tambin se pueden agrupar como pruebas preliminares, intermedias y de

verificacin (Finales).

Las pruebas preliminares se realizan cuando un transformador se ha puesto fuera

de servicio para mantenimiento programado o para revisin programada o bien ha

tenido aluna falla. Las pruebas se realizan antes de abrir el transformador y

tienen el propsito general de encontrar el tipo y naturaleza de la falla.

4.1 PRUEBA DE POLARIDAD Y RELACIN DE TRANSFORMACIN

Cuando en un transformador no est especificada la polaridad o se desconoce, se

puede determinar por una simple medicin de voltaje como se indica a

continuacin:

Hacer una conexin entre las terminales de alto voltaje y bajo voltaje del

lado derecho cuando se ve al transformador desde el lado de las boquillas y

de bajo voltaje.

Aplicar un voltaje bajo, por ejemplo 120 volts a las terminales de alto voltaje

y medir este voltaje con un voltmetro.

Medir el voltaje de la terminal del lado izquierdo del lado de alto voltaje al

terminal del lado izquierdo de bajo voltaje.

Si el voltaje anterior es menor que el voltaje a travs de las terminales de alto

voltaje, el transformador tiene polaridad sustractiva. Si este voltaje es mayor,

entonces la polaridad es aditiva.

Estos transformadores monofsicos, adems de identificar una terminal de alta

tensin con una de baja tensin que tengan misma polaridad, la posicin relativa

de estas terminales en el arreglo global se identifica con la siguiente

nomenclatura.


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REGLA DE APLICACION

Cuando el observador se para frente a los dos terminales de una tensin si H1

queda a su izquierda y X1 a su derecha se dice que el transformador tiene

polaridad aditiva y si H1 y X1 queda a su izquierda se dice que tiene polaridad

substractiva (H1 y X1 son terminales de misma polaridad).

Para verificar la polaridad de los transformadores se recomiendan dos mtodos:

Mtodo de transformador patrn

Mtodo de dos voltmetros

METODO DEL TRANSFORMADOR PATRON

Para este mtodo se dispone de un transformador cuya relacin de transformacin

sea conocida, y por comparacin, se obtiene la relacin del transformador en

prueba

METODO DE DOS VOLTIMETROS

Consiste en aplicar al devanado de alta tensin un voltaje alterno de valor nominal

o menor. El observador, colocado frente a los terminales de baja tensin, debe

puentear previamente los terminales de su izquierda, y colocar dos voltmetros,

uno entre las terminales de su derecha.

Si convenimos que el voltmetro colocado en alta tensin da una lectura VH el

voltmetro colocado entre alta y baja tensin da la suma algebraica de voltajes S

V1 entonces:


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Si S V > VH La polaridad es aditiva

Si S V < VH La polaridad es substractiva

IMPORTANCIA DE LA POLARIDAD EN LOS TRANSFORMADORES

CONECTADOS EN PARALELO

Cuando los transformadores monofsicos tienen igual polaridad, ambos aditivos o

substractivos, se pueden conectando los transformadores de esta manera, ambos

proporcionan corrientes secundarias a la carga en proporcionan corrientes

secundarias a la carga en proporcin a sus capacidades en KVA, y se evitaran

problemas de acoplamiento, como corto circuitos, etc.

4.2 PRUEBA DE RIGIDEZ DIELCTRICA DEL ACEITE

Esta prueba se hace en un probador especial denominado probador de rigidez

dielctrica del aceite. En este caso, la muestra de aceite tambin se toma de la

parte inferior del transformador, por medio de la llamada vlvula de drenaje y se

vaca en un recipiente denominado copa estndar que puede ser de porcelana o

de vidrio y que tiene una capacidad del orden de litro. En ocasiones el aceite se

toma en un recipiente de vidrio y despus se vaca a la copa estndar que tiene

dos electrodos que pueden ser planos o esfricos y cuyo dimetro y separacin

est normalizado de acuerdo al tipo de prueba. El voltaje aplicado entre electrodosse hace por medio de un transformador regulador integrado al propio aparato

probador. Despus de llenada la copa estndar se debe esperar alrededor de 20

minutos para permitir que se eliminen las burbujas de aire del aceite antes de

aplicar el voltaje; el voltaje se aplica energizando el aparato por medio de un

switch que previamente se ha conectado ya un contacto o fuente de alimentacin

comn y corriente. El voltaje se eleva gradualmente por medio de la perilla o


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manija del regulador de voltaje, la tensin o voltaje se ruptura se mide por medio

de un voltmetro graduado en kilovolts.

Existen de cuerdo distintos criterios de prueba, pero en general se puede afirmar

que se pueden aplicar seis rupturas dielctricas con intervalos de 10 minutos., el

primero no se toma en cuenta, y el promedio de las otras cinco se toma como latensin de ruptura o rigidez dielctrica. Normalmente la rigidez dielctrica en los

aceites aislantes se debe comportar en la forma siguiente:

Aceites degradados y contaminados De 10 a 28 kV

Aceites carbonizados no degradados De 28 a 33 kV

Aceites Nuevo sin desgasificar De 33 a 44 kV

Aceite Nuevo desgasificado De 40 a 50 kV

Aceite regenerado De 50 a 60 kV

4.3 PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

OBJETIVO.

Verificar que los aislamientos del transformador bajo prueba cumplen con la

resistencia mnima soportable bajo la operacin a la que sern sometidos, as

como de comprobar la no inadecuada conexin entre sus devanados y tierra para

avalar un buen diseo del producto y que no exista defectos en el mismo.

La prueba de resistencia de aislamiento en transformadores sirve no solo para

verificar la calidad del aislamiento en transformadores, tambin permite verificar el

grado de humedad y en ocasiones defectos severos en el aislamiento.

La resistencia de aislamiento se mide por medio de un aparato conocido como

MEGGER. El megger consiste de una fuente de alimentacin en corriente directa

y un sistema de medicin. La fuente es un pequeo generador que se puede

accionar en forma manual o elctricamente. El voltaje en terminales de un megger

vara de acuerdo al fabricante y a si se trata de accionamiento manual o elctrico,

pero en general se pueden encontrar en forma comercial megger de 250 volts,

1000 volts y 2500 volts. La escala del instrumento est graduada para leer

resistencias de aislamiento en el rango de 0 a 10,000 megaohms.

La resistencia de aislamiento de un transformador se mide entre los devanados

conectados todos entre s, contra el tanque conectado a tierra y entre cada

devanado y el tanque, con el resto de los devanados conectados a tierra.


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INSTRUMENTOS DE MEDICION.

Los instrumentos de medicin que se emplearn en esta prueba dependen del

grado de exactitud de la lectura de la resistencia de aislamiento que se quiera

conocer.

NORMAS DE REFERENCIA.

Las presentes especificaciones estn referidas a lo estipulado en las normas:

IEEE C57.12.90-1993 "IEEE Standard test code for liquid - inmersed

distribucin, power, and regulating transformers and IEEE guide for short -

circuit testing of distribution and power transformers".

IEEE 43-1974

PROCEDIMIENTO.

El significado de la resistencia de aislamiento generalmente requiere de cierta

interpretacin y depende bsicamente del diseo, sequedad y limpieza de los

aislantes que envuelven al transformador. El procedimiento de prueba para la

medicin de la resistencia de aislamiento de un transformador est descrito en la

norma IEEE C57.12.90 y contiene bsicamente los siguientes puntos claves:

La temperatura de los devanados y del lquido aislante deben estar

cercanos a 20 C.

Todos los devanados deben estar inmersos en el mismo lquido aislante.

Todos los devanados deben de estar cortocircuitados. Todas las boquillas del transformador deben estar en su lugar.

Todas las terminales que no se consideran en la prueba as como la

carcasa y el tanque debern conectarse a tierra mientras se aplique el

voltaje de prueba.

Para un transformador de dos devanados se deben tomar las siguientes medidas:

Entre el devanado de alto voltaje y el tanque con el devanado de bajo

voltaje conectado a tierra.

Entre los devanados de lato voltaje y bajo voltaje conectado entre s, contra

el tanque.


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Estas mediciones se pueden expresar en forma sintetizada como:

Alto Voltaje Vs. Tanque + bajo voltaje a tierra.

Bajo voltaje Vs. Tanque + alto voltaje a tierra.

Alto voltaje + bajo voltaje Vs. Tanque a tierra.

Cuando se trata de transformadores con tres devanados las mediciones que se

deben efectuar son las siguientes:

Alto voltaje (primario) Vs. Tanque con los devanados de bajo voltaje

(secundario) y medio voltaje (terciario) a tierra.

Medio voltaje (terciario) Vs. Tanque con los devanados e alto voltaje y bajo

voltaje a tierra.

Bajo voltaje (secundario) Vs. Tanque, con los devanados de alto voltaje y

medio voltaje a tierra.

Alto voltaje y medio voltaje juntos Vs. Tanque, con el devanado de bajo

voltaje a tierra.

Alto voltaje + medio voltaje + bajo voltaje Vs. Tanque.

Deben seguirse las indicaciones de cada instrumento de medicin dependiendo

del que se trate tenindose como mnimas las siguientes:

Megger analgico. Primeramente se debe seleccionar el voltaje de prueba de

acuerdo a la tabla 1 que son las recomendaciones del fabricante ya que no se

cuenta con normas publicadas que contengan una especificacin ms detallada:

Tabla 1. Voltaje de prueba para diferentes voltajes de referencia.

Voltaje nominal de referencia (V) Voltaje de prueba (V)

Menos de 115 250

115 250 o500

230 500

460 500 o 1000

Como una regla general, el voltaje de prueba debe ser aplicado hasta que se

registre una lectura que no cambie en un margen de 15 segundos o la lectura final

que observa en el transcurso de 60 segundos. En circuitos capacitivos se deber

ejercer la tensin de prueba por un minuto o ms si es necesario completar la

carga de la muestra. La norma IEEE 43-1974 marca que es imposible de


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especificar el valor de la resistencia de aislamiento que debe ser medida para la

cual un devanado fallar elctricamente, pero en motores las lecturas mnimas

generalmente figura en 2 MW para tensiones nominales de hasta 460 V.

La figura 1 muestra el diagrama elemental de conexiones del Megger analgico,

donde el devanado bajo prueba puede ser cualquiera de los ya mencionadosantes. Una vez terminadas las conexiones se debe girar la palanca a una

velocidad tal que la aguja del instrumento se estabilice y se encienda el led de

color verde y tomar la lectura. Si el led de color rojo se enciende significa que el

valor medido se deber multiplicar por 10.

El voltaje aplicado para la medicin de la resistencia de aislamiento a tierra deber

ser incrementado en un tiempo no mayor a 15 segundos y despus de ser

retenido en su valor de prueba durante un minuto y se deber reducir

gradualmente en no ms de 5 segundos a un valor de un cuarto o menos del valor

mximo que se haya registrado.

Las pruebas de resistencia de aislamiento debern realizarse con los circuitos de

igual voltaje conectados entre s y los circuitos de diferente voltaje debern ser

probados por separado, por ejemplo:

Alta tensin vs. Baja tensin

Alta tensin vs. Tierra

Baja tensin vs. Tierra

Neutro vs. Tierra (En el caso de que el neutro no est conectado

directamente a tierra)

Esta prueba se realiza 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, se recomienda la prueba de

ndice de polarizacin y prueba de ndice de absorcin

La prueba debe ser interrumpida inmediatamente si la lectura de la corriente

comienza a incrementarse sin estabilizarse.

Podran presentarse descargas parciales durante las pruebas de resistencia de

aislamiento que puedan causar al transformador bajo prueba y tambin arrojarresultados errneos en los valores de las lecturas de medicin, para este caso se

deber hacer una pausa y continuar posteriormente con la prueba.

Despus de que la prueba haya sido completada se debern aterrizar por un

periodo de tiempo suficiente para liberar cualquier carga que haya quedado

atrapada.


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Figura 1 Conexiones del Megger analgico para la medicin de la resistencia de

aislamiento de un transformador.

CRITERIOS DE APROBACIN.

No hay una buena cifra para determinar si una lectura de una resistencia de

aislamiento es buena o mala, pero una buena gua es la de considerar 1 MW por

cada 1000 Volts de prueba aplicados como una cifra mnima. Esto es aplicable a

motores y transformadores.

4.5 MANTENIMIENTO A TRANSFORMADORES

Los mantenimientos a transformadores se dividen en tres:

Mantenimiento predict ivo

Anlisis Cromatogrfico

Anlisis fsico qumicos

El mantenimiento predictivo tiende a reducir la cantidad de trabajos a

realizar durante el periodo de vida til

Inspeccin exterior

Medicin de potencia

Medicin de voltajes

Medicin de corrientesOtros

Mantenimiento Prevent ivo

Tiene la finalidad de impedir o evitar que el equipo falle durante el periodo de su

vida til.


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La tcnica de su aplicacin, se apoya en experiencias de operacin, la cual reduce

sus posibilidades de falla.

Este tipo de mantenimiento se hace bajo un programa de trabajo ya determinado y

con el equipo desenergizado.

Mantenimiento correct ivo

Este tipo de mantenimiento es el que debe evitarse por los grandes costos que

representa, permite operar el equipo hasta que la falla ocurra antes de su

reparacin o sustitucin, ocurre cuando no hay planeacin y control.

Se hace inaceptable en grandes instalaciones, ya que el trabajo realizado es una

emergencia.

Este tipo de mantenimiento implica cargas de trabajo no programadas,

ocasionando interrupciones del servicio.

El mantenimiento correctivo impide el diagnostico exacto de las causas que

provocaron la falla, las cuales pueden ser por abandono, por desconocimiento del

equipo, por desgaste natural, por reportes no atendidos para su reparacin, por

maltrato, etc.

Las causas que provocan este tipo de mantenimiento por lo general se refieren a

descuidos, falta de planeacin y recursos econmicos, sus aplicaciones son

emergencia.

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