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“PRUEBAS ELECTRICAS EN TRANSFORMADORES”
CURSO:LABORATÓRIO DE MEDIDAS ELÉCTRICAS
DOCENTE:ING. HECTOR OLIDEN NUÑEZ
ALUMNOSELIAS DIAZ DIEGO
OLANO GUEVARA PAULOROJAS CHANAMÉ JUAN PABLO
ZEVALLOS DIEZ ELVIS MICHAEL SEMESTRE ACADEMICO:
2011-I
LAMBAYEQUE, OCTUBRE DE 2011
UNIVERSIDAD NACIONAL“PEDRO RUIZ GALLO”
FACULTAD DEINGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
LOS EQUIPOS ELÉCTRICOS JUEGAN UN ROL IMPORTANTE EN LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y DE DISTRIBUCIÓN.
SI ESTOS EQUIPOS SUFREN UN DESPERFECTO, EL IMPACTO EN EL SISTEMA PUEDE SER SERIO; ADEMÁS DE LOS EQUIPOS DAÑADOS, EL COSTO DE LA INTERRUPCIÓN DE LA ENERGÍA PUEDE SER TREMENDO, DADO QUE LAS INTERRUPCIONES DE ENERGÍA ESTÁN SUJETAS A SEVERAS CLÁUSULAS DE PENALIDAD.
SIN MENCIONAR COMPROMETER LA SEGURIDAD DEL PERSONAL DE LA SUBESTACIÓN, YA QUE ELLOS PODRÍAN SUFRIR ALGUNA LESIÓN.POR LO TANTO, LA MEJOR PRÁCTICA PARA EVITAR LAS INTERRUPCIONES DEL SERVICIO ES LA APLICACIÓN DE UN ADECUADO MANTENIMIENTO.
INTRODUCCION A LA EXPOSICIÓN
DADO QUE ESTOS EQUIPOS SON UNA CAJA NEGRA, LA ÚNICA MANERA DE EVALUAR SU CONDICIÓN ES REALIZAR PRUEBAS ELÉCTRICAS PERIÓDICAS. ESTO NOS LLEVA A LA NECESIDAD DE APLICAR UNA SERIE DE ACCIONES DE MANTENIMIENTO (INSPECCIONES Y PRUEBAS) PARA RECOLECTAR SUFICIENTE INFORMACIÓN SOBRE LA VERDADERA CONDICIÓN DE LOS EQUIPOS, LA CUAL A SU VEZ PERMITE TOMAR UNA DECISIÓN PARA PROCEDER CON LAS REPARACIONES A TIEMPO.
Prueba para DeterminarLa
Relación de Transformación
PARA TODAS LAS MEDICIONES DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN SE CONSIDERA QUE:LA RELACIÓN DE VOLTAJES EN VACIO ES APROXIMADAMENTE IGUAL A LA RELACIÓN ENTREEL NUMERO DE ESPIRAS
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN = NP / NS = E1 / E2
NP = NUMERO DE ESPIRAS EN EL PRIMARIONS = NUMERO DE ESPIRAS EN EL SECUNDARIOE1 = VOLTAJE PRIMARIOE2 = VOLTAJE SECUNDARIO
Relación de Transformación
1. EXCITE UN DEVANADO Y MIDA EL VOLTAJE INDUCIDO EN EL DEVANADO OPUESTO.
2. EL VOLTAJE DE PRUEBA SE APLICA SEA AL DEVANADO DE ALTA O AL DE BAJA TENSIÓN.
3. LA CORRIENTE GENERADA EN EL DEVANADO DONDE SE APLICA EL VOLTAJE ES LA CORRIENTE DE EXCITACIÓN
Relación de Transformación-Configuración
EXITACIÓN
MEDICION
LA MEDICIÓN DE RELACIÓN DEBE REALIZARSE CON POCOS VOLTIOS DE EXCITACIÓN, DE PREFERENCIA DESDE EL LADO DE ALTA TENSIÓN
Relación de Transformación-Prueba
LA MEDICIÓN DE RELACIÓN DEBE REALIZARSE CON POCOS VOLTIOS DE EXCITACIÓN, DE PREFERENCIA DESDE EL LADO DE ALTA TENSIÓN
Relación de Transformación - Resumen
LA PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN SE USA PARA VALIDAR LAS ESPECIFICACIONES DE DISEÑO
•ANTES DE PUESTA EN MARCHA DEL EQUIPO•DEFINE LA CONDICIÓN PRESENTE Y SE OBTIENE UNA REFERENCIA•DETERMINA SI HA OCURRIDO ALGÚN DAÑO
LA RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN MEDIDA DEBE ESTAR DENTRO DEL 0.5 % DEL VALOR DE PLACA
Prueba para DeterminarLa
Corriente de Excitación
Prueba de Corriente de ExcitaciónDETECTA PROBLEMAS EN EL NÚCLEO:CORTOS ENTRE LAMINASMALAS UNIONESCORRIENTES CIRCULANTES
DETECTA PROBLEMAS EN LOS DEVANADOS:•CORTOS ENTRE ESPIRAS•CIRCUITO ABIERTO•MALAS CONEXIONES
Prueba de Corriente de ExcitaciónTAMBIÉN SE LE CONOCE COMO:
PRUEBA DE CIRCUITO ABIERTOPRUEBA EN VACIO
REALICE LA PRUEBA APLICANDO VOLTAJE AC A CADA UNO DE LOSDEVANADOS DE ALTA TENSION
FASE A, LUEGO FASE B, LUEGO FASE CTODOS LOS OTROS DEVANADOS ESTÁN FLOTANDOCONFIGURACIÓN DE PRUEBA UST EN EQUIPO DE PRUEBAS DE FACTOR DE POTENCIA
MIDA EN EL DEVANADO
CORRIENTEVOLTAJEPOTENCIA REAL
Prueba para DeterminarLa
Reactancia de Fuga
Reactancia de Fuga - TeoríaTAMBIÉN SE LA CONOCE COMO PRUEBA DE IMPEDANCIA DE CORTO CIRCUITO (%Z)
LA RELUCTANCIA DEL CIRCUITO MAGNÉTICO ES AISLADA
SI LA TRAYECTORIA DE FLUJO MAGNÉTICO VARIA, UNA FUGA DE FLUJO NO DESEADO OCURRE.
LA PRUEBA DETECTA CORTOS ENTRE LAMINAS DEL NÚCLEO, MALA CONEXIÓN DEL NÚCLEO A TIERRA, CAMBIOS MECÁNICOS EN EL TRANSFORMADOR (REGISTRO DE DATOS)
Prueba para DeterminarLa
Resistencia de Aislamiento
Resistencia de Aislamiento - PruebaPRUEBA CON VOLTAJE DC
250V, 500V, 1000V, 5000V, 10000VLA DURACIÓN DE LA PRUEBA ES DE 1 A 10 MINDIFERENTES TIPOS DE PRUEBAS
CONEXIÓN
•LOS DEVANADOS SE CONECTAN EN CORTOCIRCUITO•LA CUBA Y EL NÚCLEO ESTÁN ATERRIZADOS•LOS DEVANADOS QUE NO ESTÉN BAJO PRUEBA SE ATERRIZAN•REALICE LA PRUEBA EN CADA DEVANADO POR SEPARADO
Resistencia de Aislamiento - Configuración
Resistencia de Aislamiento - Boquilla
Resistencia de Aislamiento - Boquilla
Resistencia de Devanados Resultados
Detección de fallas:•Alta resistencia en contactos metálicos •Conexiones en los cambiadores de tomas
± Conexionado de boquillas
± Conexionado de Devanados
Contactos deteriorados en CTBC(Fuente: Foster Miller)
Baja resistencia deseada
Conexión de Boquilla Deteriorada(Fuente: Foster Miller)
Indeseada alta resistencia
Resistencia de Devanados Valores de Resistencia típicos en transformadores de potencia
AT rango de ohms ȍ BT rango de mȍ o ȝȍRw = (V – (L.di/dt))IV = VDC a lo largo del devanadoI = IDC a través del devanadoL = Inductancia del devanadodi/dt = valor variable de corriente
Resistencia de Devanados ± Tiempo de Prueba
DC voltaje (Vdc
t=0DC corriente (Idc)
Transformador = Alta L, Baja RPeriodo inicial
i=0
Periodo transitorioCarga de corrienteConstante de Tiempo
T= L/R (sec)
Periodo de estadoestacionario
R = v / i
MEDICION DE LA RESISTENCIA DE LOS BOBINADOS
• La medición de la resistencia de los bobinados asegura que las conexiones sean correctas y la medición de la resistencia indica que no hay desajuste grave. Muchos transformadores tienen toma de regulación incorporada. Estas tomas facilitan el incremento ó la reducción de la relación en fracciones de porcentaje. Todos los cambios de relación suponen un movimiento mecánico de un contacto de una posición a otra. Estos cambios de toma también se comprobarán durante las Medidas de Resistencia de Bobinado.
• A pesar de la configuración en estrella ó triángulo, las mediciones se hacen fase a fase y las comparaciones se hacen para determinar si las lecturas son comparables. Tenga en cuenta que el objetivo de la prueba es de evaluar diferencias brutas entre los Bobinados y aperturas en las conexiones. Las pruebas no se hacen para duplicar la lectura del dispositivo fabricado, el cual se comprobó en la fábrica bajo condiciones controladas y posiblemente a otras temperaturas.
Medidor de devanados en la bobina
• Características generales• El WRM-10P es un óhmetro de baja
resistencia con todas las características del WRM-10 incluye una impresora térmica de 2,5" de ancho, que permite imprimir registros de pruebas in-situ.
• Asimismo, los registros de las pruebas pueden ser descargados en un computador.
Descripción• Corriente de prueba de 10 m A hasta 10 A
auto ajustable.• Lectura digital de 1 micro-ohm a 2000 ohms. • Circuito de auto descarga para seguridad del
operador. • Impresora térmica de 2,5". • Interfase RS-232C. • Almacena hasta 48 registros de 63 lecturas. • Peso menor a 12,2 Kg.
Prueba para DeterminarEl Factor de Potencia
Prueba de Factor de Potencia• Definición• Es una técnica de prueba eléctrica que aplica voltaje
AC• para medir la corriente de fuga/perdida en el
asilamiento• eléctrico.• Requerimiento• Todo sistema de aislamiento sin importar su condicióntiene una cantidad medible de perdidas dieléctricas.• El envejecimiento del material aislante es causa unincremento en las perdidas de dieléctrico
Prueba de Factor de Potencia
Incrementos en PF significa:• Contaminación• Deterioro Químico• Daño por sobrecalentamiento• Humedad• Si el sistema de aislamiento es dependiente de voltaje, laprueba (tip-up) puede identificar ionización• Variaciones en capacitancia indican:• Deformaciones mecánicas en las estructuras de
núcleo/bobinas• Humedad
Prueba de Factor de Potencia
El aislamiento dieléctrico esrepresentado por un modelo detipo capacitivo, es decir
Consiste de 2 electrodosconductivos, separados a unacierta distancia.
Con un tipo especifico dematerial entre los electrodos
Prueba de Factor de Potencia
• Se aplica típicamente 10kV AC. No se debe exceder el valor de voltaje nominal del espécimen bajo prueba.
• MediciónCorriente de perdida(mA) Perdidas de Potencia (W) Capacitancia (pF)Los devanados se conectan en corto circuito Conecte en corto circuito todos los terminales de AT Conecte en corto circuito todos los terminales de BT
Prueba de Factor de Potencia
Sistemas de AislamientoPapel/Aceite• Factor de Potencia no esdependiente del voltaje
Aislamiento tipo Seco•Factor de Potencia esdependiente del voltaje
Prueba de Factor de Potencia
LECTURA DEL FACTOR DE POTENCIA
POSIBLE CONDICION DE AISLAMIENTO
< = 0.5 % BUENO
> 0.5% - < = 0.7% DETERIORO NORMAL
> 0.7% - < = 0.1% REQUIERE INVESTIGACION
> 1% DETERIORO EXCESIVO
Valores de FP y condición del aislamiento para unidadesinmersas en aceite >500kVA
Mantener un record de los resultados de la prueba de factorde Potencia es imprescindible. Eso permite visualizar el grado y la velocidad de deterioro del aislamiento