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PRUEBAS ELECTRICAS DE RUTINA A TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION

PEDRO ALONSO ALARCON CABRA

UNIVERSIDAD DISTRITAL “FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS”

FACULTAD TECNOLÓGICA

TECNOLOGÍA EN ELECTRICIDAD

BOGOTÁ D.C

2003

PRUEBAS ELECTRICAS DE RUTINA A TRANSFORMADORES DE

DISTRIBUCION

PEDRO ALONSO ALARCON CABRA

Pasantía para optar al título de Tecnólogo en Electricidad.

Director MANUEL MORENO

Ingeniero Electricista

UNIVERSIDAD DISTRITAL “FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS”

FACULTAD TECNOLÓGICA

TECNOLOGÍA EN ELECTRICIDAD

BOGOTÁ D.C

2003

Nota de aceptación

Director

Jurado

Jurado

Bogotá, D.C., Agosto de 2003

INDICE

INTRODUCCIÓN 8

RESUMEN 9

1. GENERALIDADES 11

1.1. MARCO TEORICO 11 1.1.1. ENSAYOS TIPO 11 1.1.2. ENSAYOS ESPECIALES 11 1.1.3. PRUEBAS DE RUTINA 12 1.1.3.1. Medición de la resistencia de los devanados. 13 1.1.3.2. Medición de la relación de transformación, 15 1.1.3.2.1. Medición de la relación de transformación 15 1.1.3.2.2. Verificación de la polaridad 16 1.1.3.2.3. Verificación de relación de fase 16 1.1.3.3. Medición de las tensiones de cortocircuito. 16 1.1.3.4. Medición de las pérdidas con carga. 17 1.1.3.5. Medición de las pérdidas sin carga. 18 1.1.3.6. Ensayo de tensión aplicada 18 1.1.3.7. Ensayo de tensión inducida 19 1.1.3.8. Medición de rigidez dieléctrica del aceite. 19 1.1.3.9. Medición de la resistencia de aislamiento. 19 1.2. PROTOCOLOS 20 1.2.1. PROTOCOLO PARA ENSAYOS 20 1.2.2. PROTOCOLO DE NO CONFORMIDAD 22

2.INSTRUMENTACION 24

2.1. MEGGER 24 2.2. TTR 25 2.2.1. PRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL “TTR” 25 2.3. CHISPOMETRO 27 2.4. BANCO DE PRUEBAS 28

3. METODOLOGIA Y RESULTADOS 33

3.1. METODOLOGIA 33 3.2. RESULTADOS 39 3.3 NORMAS APLICABLES A CADA PRUEBA DE RUTINA 41

4. MANUAL DE PROCEDIMIENTOS 43


Pedro Alarcón / UNIVERSIDAD DISTRITAL Práctica Empresarial – DISICO S.A.

2

4.1. MEDICION DE LA RESISTENCIA DE LOS DEVANADOS 43 4.1.1. MÉTODO DE LA CAIDA DE TENSION 44 4.1.2. MÉTODO DEL PUENTE DE WHEATSTONE. 45 4.2. MEDICION DE RELACION DE TRANSFORMACION, VERIFICACION DE POLARIDAD 46 4.2.1. MEDICIÓN DE LA RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN 46 4.2.1.1. Método del voltímetro 46 4.2.1.2. Método del divisor patrón. 47 4.2.1.3. Método del trasformador patrón 48 4.2.2. VERIFICACIÓN DE LA POLARIDAD 49 4.2.2.1. Método de trasformador patrón. 49 4.2.2.2. Método de la descarga inductiva. 50 4.2.2.3. Método diferencial de corriente alterna. 51 4.3. MEDICIÓN DE LAS TENSIONES DE CORTOCIRCUITO 52 4.3.1 TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS. 52 4.3.2. ENSAYO DE CORTOCIRCUITO DE UN TRANSFORMADOR TRIFÁSICO CON TENSIÓN TRIFÁSICA. 54 4.3.3. ENSAYO DE CORTOCIRCUITO DE UN TRANSFORMADOR TRIFÁSICO CON TENSIÓN MONOFASICA. 55 4.3.4. ENSAYO DE TENSIÓN CORTOCIRCUITO DE UN TRANSFORMADOR DE TRES DEVANADOS. 57 4.4. MEDICION DE LAS PÉRDIDAS SIN CARGA 57 4.4.1. DETERMINACIÓN DE LAS PÉRDIDAS SIN CARGA POR EL MÉTODO DE VOLTÍMETRO DE VALOR PROMEDIO ABSOLUTO, PARA TRASFORMADORES MONOFASICOS. 57 4.4.2. DETERMINACIÓN DE LAS PÉRDIDAS SIN CARGA EN TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS 61 4.5. ENSAYO DE TENSIÓN APLICADA 64 4.6. ENSAYO DE POTENCIAL INDUCIDO 68 4.7. PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO 73 4.8. PRUEBA DE LA RIGIDEZ DIELECTRICA DE ACEITE 74

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 76

GLOSARIO 78

BIBLIOGRAFIA 82

ANEXO 1- PROTOCOLO DE ENSAYOS 83

ANEXO 2 – PROTOCOLO DE NO CONFORMIDAD 84

ANEXO 3 85

ANEXO 4 86

ANEXO 5 87



3

ANEXO 6 88

ANEXO 7 89

ANEXO 8 90

ANEXO 9 91

ANEXO 10 92

ANEXO 11 93



4

INDICE DE FIGURAS

FIGURA 1.1. DIAGRAMA SIMPLIFICADO DEL PUENTE WHEATSTONE ..................................................... 14

FIGURA 1.2.CONEXIÓN PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA OHMICA DEL DEVANADO POR EL MÉTODO

DE CAÍDA DE TENSIÓN...................................................................................................................... 15

FIGURA 1.3.ENSAYO EN CORTOCIRCUITO DE UN TRANSFORMADOR (SECUNDARIO CORTOCIRCUITAD 17

FIGURA2.1. FOTOGRAFÍA DE MEGGER. ................................................................................................ 24

FIGURA 2.2. DIAGRAMA DE LA CONEXIÓN DEL TTR CON EL TRANSFORMADOR DE PRUEBA ................ 26

FIGURA2.3. FOTOGRAFÍA DE UN TTR...................................................................................................... 26

FIGURA2.4. DIAGRAMA DE LOS PRINCIPALES COMPONENTES DE UN CHISPOMETRO............................. 27

FIGURA2.5. FOTOGRAFÍA DE UN CHISPOMETRO ..................................................................................... 28

FIGURA2.6. DIAGRAMA UNIFILAR DEL BANCO DE PRUEBAS.................................................................... 29

FIGURA2.7. FOTOGRAFÍA DEL BANCO DE PRUEBAS (SE PUEDE OBSERVAN LOS VATIMETROS,

VOLTÍMETROS, AMPERÍMETROS ENTRE OTROS INSTRUMENTOS DE MEDIADAS). ......................... 30

FIGURA 3.1. DIAGRAMA UNIFILAR DEL BANCO DE PRUEBAS PARA EL ENSAYO DE TENSIÓN INDUCIDA 35

FIGURA 3.2. DIAGRAMA UNIFILAR DEL BANCO DE PRUEBAS PARA EL ENSAYO DE TENSIÓN APLICADA 36

FIGURA 3.3. DIAGRAMA UNIFILAR DEL BANCO DE PRUEBAS PARA LA MEDICIÓN DE PERDIDAS SIN

CARGA. ............................................................................................................................................. 37

FIGURA 3.4. DIAGRAMA UNIFILAR DEL BANCO DE PRUEBAS PARA EL ENSAYO DE CORTOCIRCUITO. ... 38

FIGURA 4.1. CONEXIÓN PARA LA MEDICIÓN DE RESISTENCIA OHMICA DEL DEVANADO POR EL MÉTODO

DE LA CAÍDA DE POTENCIAL............................................................................................................ 44

FIGURA4.2. DIAGRAMA SIMPLIFICADO DEL PUENTE WHEATSTONE ....................................................... 46

FIGURA4.3. ESQUEMA DEL CIRCUITO UTILIZADO EN EL MÉTODO DEL DIVISOR PATRÓN. ..................... 47

FIGURA 4.4. DIAGRAMA DEL CIRCUITO UTILIZADO EN EL MÉTODO DEL TRANSFORMADOR PATRÓN... 48

FIGURA 4.5. CONEXIÓN PARA LA PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN Y POLARIDAD. DELTA-

ESTRELLA ........................................................................................................................................ 49



5

FIGURA4.6. ESQUEMA DEL CIRCUITO UTILIZADO EN LA DETERMINACIÓN DE LA POLARIDAD CON EL

MÉTODO DE LA DESCARGA INDUCTIVA. .......................................................................................... 51

FIGURA4.7. ESQUEMA DEL CIRCUITO UTILIZADO EN LA DETERMINACIÓN DE POLARIDAD CON EL

MÉTODO DIFERENCIAL DE CORRIENTE ALTERNA........................................................................... 52

FIGURA4.8 .DIAGRAMA PARA LA CONEXIÓN PARA EL ENSAYO DE CORTOCIRCUITO PARA

TRANSFORMADORES MONOFASICOS DE DOS DEVANADOS.............................................................. 53

FIGURA4.9.DIAGRAMA DE CONEXIÓN PARA EL ENSAYO DE CORTOCIRCUITO EN TRANSFORMADORES

TRIFÁSICOS CON TENSIÓN TRIFÁSICA. ............................................................................................ 54

FIGURA 4.10. ESQUEMA DE LA INSTALACIÓN CUANDO NO SE REQUIERE TRANSFORMADOR DE MEDIDA

.......................................................................................................................................................... 58

FIGURA 4.11. ESQUEMA DE LA CONEXIÓN CUANDO SE REQUIERE TRANSFORMADOR DE MEDIDA ........ 59

FIGURA 4 12. ESQUEMA DE LA CONEXIÓN PARA DETERMINAR LAS PÉRDIDAS CON TRES VATIMETROS 63

FIGURA 4.13. ESQUEMA DE LA CONEXIÓN PARA DETERMINAR LAS PÉRDIDAS CON DOS VATIMETROS . 63

FIGURA 4. 14. .ESQUEMA DE LA CONEXIÓN PARA DETERMINAR LAS PERDIDAS, CON NEUTRO

ARTIFICIAL....................................................................................................................................... 64

FIGURA4.15. CONEXIONES NECESARIAS PARA REALIZAR LA PRUEBA DE POTENCIAL APLICADO ......... 67

FIGURA4.16. DIAGRAMA UNIFILAR DEL CIRCUITO UTILIZADO PARA REALIZAR LA PRUEBA DE

POTENCIAL APLICADO ..................................................................................................................... 67

FIGURA 4.17. CIRCUITOS DE PRUEBA A TRANSFORMADORES MONOFASICOS Y TRIFÁSICOS CON

AISLAMIENTOS UNIFORMES............................................................................................................. 70

FIGURA 4.18. CIRCUITO MONOFASICO DE PRUEBA PARA UN TRANSFORMADOR CONECTANDO EN DELTA

EN ALTA TENSIÓN............................................................................................................................. 71

FIGURA 4.19. CIRCUITO DE PRUEBA DE POTENCIAL INDUCIDO CON ALIMENTACIÓN EN EL DEVANADO

DE BAJA TENSIÓN. ............................................................................................................................ 71

FIGURA4.20. CIRCUITO PARA PRUEBA DE POTENCIAL INDUCIDO EN UN TRANSFORMADOR TRIFÁSICO 73

FIGURA 4.21. DIAGRAMAS DE CONEXIÓN DE UN TRANSFORMADOR PARA LA PRUEBA DE RESISTENCIA

DE AISLAMIENTO ............................................................................................................................. 74



6

FIGURA 4.22. DIAGRAMA DE LOS PRINCIPALES COMPONENTES DE UN PROBADOR DE RIGIDEZ

DIELÉCTRICA. .................................................................................................................................. 75

FOTOGRAFÍAS DE TRANSFORMADORES SOMETIDOS A PRUEBA DE TENSIÓN APLICADA......................... 93

FOTOGRAFÍAS DE TRANSFORMADORES SOMETIDOS A PRUEBA DE TENSIÓN INDUCIDA ......................... 93

FOTOGRAFÍAS DE TRANSFORMADORES SOMETIDOS A ENSAYO DE CORTOCIRCUITO ............................ 94

FOTOGRAFÍA DE TRANSFORMADOR EN PRUEBA DE PERDIDAS SIN CARGA.............................................. 95

FOTOGRAFÍA DEL CAMPO DE PRUEBAS .................................................................................................... 95

INDICE DE TABLAS

TABLA 1. RELACIÓN DE LAS NORMAS APLICABLES A CADA TIPO DE ENSAYO DE

RUTINA…………………………..………………………………………………………………..41

TABLA 2. VALORES TIPICOS PORCENTUALES DE PERDIDAS POR HISTÉRESIS Y

CORRIENTES PARASITAS….……………………………………………….............................61

TABLA 3. TENSIONES ESTABLECIDAS POR LAS NORMAS IEEE PARA

TRANSFORMADORES SUMERGIDOS EN ACEITE DE ACUERDO A SU NIVEL DE

AISLAMIENTO………………..………………………………………………………………….65

TABLA 4. TIEMPO ESTABLECIDO POR LAS NORMAS ANCI C57-72 PARA PRUEBA DE

POTENCIAL INDUCIDO…….…………………………………………………………………..68



7



8

INTRODUCCIÓN

Un transformador es probado para verificarse hasta dónde es posible, de que

ha sido adecuadamente diseñado y construido a fin de soportar la carga

homologa, mientras que a su mismo tiempo resista todas las situaciones

peligrosas a que debe esperarse que esté expuesto en operación durante un

periodo de veinte años o más.

La única prueba verídica que puede demostrar que un transformador durará

veinte años es hacerlo funcionar veinte años. En realidad, las pruebas hechas

en fábrica sólo son un seguro idealizado aunque basados en resultados de

prueba sobre el buen estado de los materiales aislantes y de las piezas más

importantes, o sobre el de las que con más probabilidad pueden presentar

defectos de diseño o de fabricación. En general, a los transformadores se les

práctica una serie de pruebas que se inician desde las realizadas a la materia

prima, hasta las de mantenimiento.



9

RESUMEN

Para brindar un buen suministro de energía eléctrica es importante contar con

un transformador eficiente.

Realizar pruebas y ensayos antes de poner en funcionamiento un equipo,

proporciona la seguridad que dicho aparato resistirá las condiciones normales

de servicio.

Para los transformadores eléctricos de distribución se han designado tres tipos

de ensayo, los cuales son: ensayos tipo, ensayos especiales, y ensayos de

rutina.

Lo que se pretende con este documento es plasmar los conocimientos y

experiencias adquiridos durante el periodo de práctica, con el fin de dar a

conocer cuales son los ensayos y cuales son las normas que controlan los

procedimientos para su ejecución.

Este documento se centra exclusivamente a la descripción de los ensayos de

rutina. Al introducirse en este trabajo se encuentra con un primer capitulo que

hace un recorrido por los diferentes tipos de ensayo y expone la importancia

que cada uno de ellos tiene, al igual que los protocolos que involucran su

ejecución.

En el segundo capitulo se hace una descripción de los equipos de medida

involucrados en las diferentes pruebas y su funcionamiento.



10

El tercer capitulo describe el procedimiento que se siguió para la ejecución de

los ensayos en la empresa, además expone los aportes que a nivel personal

dejo la ejecución de la practica.



11

1. GENERALIDADES

1.1. MARCO TEORICO

Las pruebas a transformadores se dividen en tres grupos:

1.1.1. ENSAYOS TIPO

El efectuado por el fabricante a un transformador representativo de una serie

de aparatos de valores iguales e igual construcción. Estas pruebas nos

verifican la calidad con que el transformador fue fabricado; así como también,

evaluar el estado en que se encuentra para soportar las condiciones normales

de operación y las anormales provocadas por condiciones de falla o de sobre

tensiones de tipo atmosférico. Estas pruebas son:

� Ensayo de tensión de impulso con onda completa.

� Ensayo de calentamiento.

1.1.2. ENSAYOS ESPECIALES

Estas pruebas nos determinan la vida útil del transformador, ya que

dependiendo de la rapidez con que envejezca el aislamiento, en esa misma

proporción será el acortamiento de su vida útil. Estos ensayos son diferentes a

los de rutina, y son acordados entre el fabricante y el comprador. Dichos

ensayos son:



12

� Ensayo de tensión incluyendo ondas recortadas.

� Medición de la impedancia de secuencia cero.

� Medición del nivel de ruido.

� Verificación de la resistencia dinámica.

� Medición de las capacitancias.

� Medición de las descargas parciales (efecto corona).

� Ensayo de los conmutadores con carga y sin ella.

� Medida de ondas armónicas (Transformadores sin carga).

1.1.3. PRUEBAS DE RUTINA

Son los ensayos realizados por el fabricante a cada transformador, o sobre las

partes o materiales que lo conforman, con el fin de verificar que el producto

cumple con las especificaciones de diseño. Estas pruebas dan a conocer la

eficiencia de trabajo del transformador, así como su regulación de tensión.

Además, determina si éste está dentro del % de impedancia y corriente de

excitación establecidos por las normas. Estas pruebas son:

� Medición de la resistencia de los devanados.

� Medición de la relación de transformación, verificación de la polaridad

y relación de fase.

� Medición de las tensiones de corto circuito.

� Medición de las pérdidas con carga.

� Medición de las corrientes y pérdidas sin carga (en vacío).

� Ensayo de tensión aplicada.



13

� Ensayo de sobre tensión inducida.

NOTA: Este documento se desarrollo enfocándose únicamente en los ensayos

de rutina para transformadores de distribución.

1.1.3.1. Medición de la resistencia de los devanados.

Objetivo de la prueba.

Esta prueba sirve, básicamente, para comprobar que todas las conexiones

internas efectuadas en los devanados y guías fueron sujetadas firmemente, así

como también obtener información para determinar las perdidas en el cobre

(I²*R) y calcular la temperatura de los devanados en la prueba de temperatura.

Existen dos métodos usados para realizar esta prueba.

� Método del puente de Wheatstone o Kelvin.

� Método de caída de tensión.

1.1.3.1.1. El método del puente de Wheatstone es el más usado por la sencillez

de su manejo y por la gran exactitud que nos ofrece; además de que la

corriente con la que opera es muy pequeña, por lo cual no se alteran las

lecturas por efectos de calentamiento durante la medición, la comparación se

hace directamente con resistencias patrón, cuya exactitud puede ser muy

grande.



14

Figura 1.1. Diagrama simplificado del Puente Wheatstone.

1.1.3.1.2. El método de la caída de tensión: consiste simplemente en conectar

el devanado a una fuente de corriente continua y tomar las lecturas tanto de

corriente como de tensión en el devanado, luego por medio de la ley de Ohm:

RX =IU

Siendo:

U = Tensión aplicada a los terminales del devanado, en voltios

I = Intensidad de corriente que circula por el devanado, en amperios.

Rx = Resistencia del devanado, en ohmios.

R2

R1

R

RX



15

al voltímetroInteruptor para proteger

FuenteC.D.

pruebaTransformador bajo

V

A

Figura 1.2.Conexión para la medición de resistencia Ohmica del devanado por el método de caída de tensión

1.1.3.2. Medición de la relación de transformación, verificación de la polaridad

y relación de fase.

1.1.3.2.1. Medición de la relación de transformación

Objetivo de la prueba

La prueba de la relación de transformación tiene como principal objetivo, la

determinación de la relación entre el número de vueltas del devanado primario

y el secundario, o sea, determina si la tensión suministrada puede ser

transformada a la tensión deseada.

Existen tres métodos para la medición de la relación de transformación:

1. Método del voltímetro.

2. Método del divisor patrón.

3. Método del transformador patrón (TTR)

Los procedimientos para cada uno de los métodos se hará en el cuarto capitulo

“MANUAL DE PROCEDIMIENTOS”.



16

1.1.3.2.2. Verificación de la polaridad

El objetivo de la prueba de polaridad es determinar el desplazamiento angular

expresado en grados entre el vector que representa la tensión de línea a neutro

de una fase de A.T. y el vector que representa la tensión de línea a neutro en la

fase correspondiente en B.T. La polaridad reviste una gran importancia en la

conexión de los transformadores sobre todo si éstos han de ser conectados en

paralelo o en bancos.

Los métodos para esta prueba son los siguientes.

1. Método de la descarga inductiva.

2. Método diferencial de corriente alterna.

3. Método del transformador patrón

1.1.3.2.3. Verificación de relación de fase

El desplazamiento entre las fases de los transformadores polifásicos, se debe

verificar con el método de diagrama fasorial, siempre y cuando la relación de

transformación no exceda de 30:1.

Para la verificación de la relación de fase se utilizan los siguientes métodos:

� Método del diagrama fasorial

� Método del indicador.

1.1.3.3. Medición de las tensiones de cortocircuito.

Con esta prueba se determina la tensión requerida para hacer circular la

corriente nominal a través de uno de los devanados especificados de un



17

transformador cuando el otro devanado esta en cortocircuito con los devanados

conectados como para operación a tensión nominal.

1.1.3.4. Medición de las pérdidas con carga.

La resistencia y la reactancia equivalentes se miden sin dificultad por medio de

un amperímetro, un voltímetro y un vatímetro, como se muestra en la figura 1.3.

Se cortocircuita el secundario y se regula la tensión V1 hasta que I1 alcance su

valor a plena carga. Entonces I2 tiene también su valor a plena carga, puesto

que 21

12

NN

II = . No hay potencia suministrada; en consecuencia, la potencia

absorbida se transforma toda en pérdidas, las cuales se reducen casi por

completo a la pérdida en el cobre, porque la pérdida en el hierro varia

aproximadamente con el cuadrado de la tensión, y el valor de V1 requerido

para hacer circular la corriente a plena carga por los arrollamientos cuando el

secundario está cortocircuitado es solo alrededor de una décima parte de la

tensión normal. En consecuencia, la perdida en el hierro es solo una centésima

parte, aproximadamente, de la normal y por lo tanto, despreciable.

Figura 1.3.Ensayo en cortocircuito de un transformador (secundario cortocircuitado).



18

1.1.3.5. Medición de las pérdidas sin carga.

Corresponde a las pérdidas en vacío y son la suma de las perdidas por

histéresis, más las pérdidas por corrientes inducidas en el núcleo (corrientes de

Foucault).

Las pérdidas por histéresis y por corriente de Foucault, consideradas en

conjunto, constituyen lo que se denomina pérdidas en el hierro. Suponiendo

que la tensión de entrada V1 se mantiene constante, el flujo φmáx. será

prácticamente constante, e independiente de la carga, porque φmáx. no puede

variar sin romper el equilibrio entre E1 y V1, permitiendo así que fluya una

corriente primaria adicional para contrarrestar la variación de flujo. Puesto que

el flujo es prácticamente independiente de la carga, la pérdida en el hierro se

supone constante para todas las cargas

1.1.3.6. Ensayo de tensión aplicada


La prueba de potencial aplicado consiste en verificar que la clase y cantidad de

material aislante sean las adecuadas, con el objeto de asegurar que el

transformador resistirá los esfuerzos eléctricos a los que se verá sometido

durante su operación.



19

1.1.3.7. Ensayo de tensión inducida

Objetivo de la prueba.

Esta prueba consiste en probar si el aislamiento entre vueltas, capas y

secciones de los devanados del transformador es de la calidad requerida, así

como verificar el aislamiento entre bobinas y entre devanados y tierra.

Existen otras pruebas que a pesar que no están registradas entre las Normas

Técnicas hacen parte de los ensayos de rutina exigidos en los protocolos.

Están pruebas son:

1.1.3.8. Medición de rigidez dieléctrica del aceite.


Esta prueba al aceite es una de las más frecuentes, ya que al conocer la

tensión de ruptura que un aceite soporta es mucho mas valioso, además esta

prueba revela cualitativamente la resistencia momentánea de la muestra del

aceite al paso de la corriente y el grado de humedad, suciedad y sólidos

conductores en suspensión. Esta prueba se le realiza únicamente a

transformadores sumergidos en aceite.

1.1.3.9. Medición de la resistencia de aislamiento.


Esta prueba sirve, básicamente, para determinar la cantidad de humedad e

impurezas que contienen los aislamientos del transformador. La prueba se

realiza tanto a transformadores tipos secos y sumergidos en aceite.



20

La medición de la resistencia del aislamiento se lleva a cabo con un Megger,

que aplica tensión continua entre los bobinados, bobinados con respecto a

tierra y con respecto al núcleo. A través de las mediciones anteriores se

obtiene los valores de la resistencia del aislamiento. Los valores típicos de

resistencia del aislamiento entre bobinados y tierra, en un transformador de

poder, es del orden de 400 Megahoms, y entre bobinados y núcleo, de 1000

Megahoms. La medición de resistencia de aislamiento con respecto al núcleo

solo se realizará si este es accesible.

1.2. PROTOCOLOS

1.2.1. Protocolo para ensayos

El protocolo para los ensayos no es más que un formato (ver anexo Nº 1) en el

cual se registran los diferentes datos necesarios para la identificación de un

transformador sometido a pruebas, además de los diferentes resultados

obtenidos a través de los diversos ensayos que se realizan.

Existen diversos estilos de de protocolo, pues cada empresa dedicada a este

tipo de ensayos elabora su propio formato, pero es indispensable que dichos

formatos cumplan con las especificaciones técnicas exigidas por las entidades

competentes, en el caso de nuestro país dichas normas son dictadas por el

ICONTEC y se encuentran en la norma NTC 1358.

En términos generales el formato empleado en DISICO S.A. (empresa donde

se desarrollo la práctica) consta de los siguientes apartes:



21

• En la primera parte del protocolo se registra la fecha durante la cual se

realizan los ensayos, además del tipo de prueba y el código de dicho

documento.

• En la segunda parte se relacionan las características técnicas del

transformador sometido a prueba tales como marca, el número, número

de fases, conexión, peso, tipo, entre otras.

• En la tercera parte se registran todos los datos obtenidos durante el

desarrollo de las diferentes pruebas, como también el nombre de la

persona encargada de realizar dichos ensayos y del responsable de la



22

supervisión.

1.2.2. Protocolo de no conformidad

Además del protocolo de ensayos también existe otro documento (formato)

conocido con el nombre de certificado de no conformidad, en el cual se registra

las fallas o pruebas que no hayan superado las especificaciones establecidas

por las normas técnicas (ver anexo Nº 2).



24

2. INSTRUMENTACION

Existen varios tipos, modelos y marcas de instrumentos utilizados para las

mediciones durante los ensayos, sin embargo para este proyecto solo se

describirán los equipos encontrados en la empresa donde se desarrollo la

pasantia.

2.1. MEGGER: Este instrumento se utiliza en la prueba de resistencia de

aislamiento. Aplica una tensión de 1000 V. a los devanados y hace una relación

interna con la corriente arrojando así un valor de resistencia.

Figura2.1. Fotografía de MEGGER.



25

2.2. TTR: Este aparato está diseñado para hacer mediciones de la relación de

transformación en transformadores, auto-transformadores y reguladores de

voltaje. El “TTR” es un instrumento práctico y preciso para analizar las

condiciones de los transformadores en los siguientes casos:

a) Medición de la relación de transformación en equipos nuevos o

reparados.

b) Identificación y determinación de terminales, derivaciones (taps) y sus

conexiones internas.

c) Determinación y comprobación de polaridad, continuidad y falsos

contactos.

d) Identificación de espiras en cortocircuito.

e) Detención de fallas incipientes.

2.2.1. Principio de operación del “TTR”

El “TTR” opera bajo el conocido principio, de que cuando dos transformadores

tienen nominalmente la misma relación de transformación, se conectan y

excitan en paralelo. Con la más pequeña diferencia en la relación de alguno de

ellos, se produce una corriente circulante relativamente grande entre ambos.

Observando la figura 2.2., cuando el transformador patrón se conecta en

paralelo con el transformador bajo prueba, con un galvanómetro conectado en

serie con las bobinas secundarias de ambos transformadores. Al excitar las



26

bobinas primarias y que el galvanómetro no detecte deflexión (que no pase

corriente a través de él), en ese momento podemos decir que los

transformadores tienen la misma relación de transformación.

Figura 2.2. Diagrama de la conexión del TTR con el transformador de prueba.

Figura2.3. Fotografía de un TTR.



27

2.3. Chispometro: Este aparato consiste en un transformador de potencial, un

regulador de tensión, un voltímetro indicador, un interruptor y la copa estándar

patrón de la prueba. Esta copa patrón, consiste en un recipiente de bakelita o

vidrio refractario, dentro de la cual se alojan dos electrodos en forma de disco

de 25.4 mm de diámetro, separados a una distancia entre sí de 2.54 mm con

las caras perfectamente paralelas, figura 2.4.

Figura2.4. Diagrama de los principales componentes de un chispometro.

Motor

Aceite bajo prueba

CopaElectrodo

Regulador deTensión Transformador

Elevador

120 / 240 V



28

Figura2.5. Fotografía de un Chispometro.

2.4. Banco de Pruebas: Este es quizás el instrumento más importante en el

desarrollo de las pruebas de rutina a transformadores. Este dispositivo esta

constituido por:

Parte interna

� Un transformador seco de 100KVA de el cual se encarga de llevar una

tensión de 220 V a 1000 V

� Dos vatímetros con una conexión ARON

� Transformadores de potencia y corriente

� Voltímetros

� Amperímetros

� Contactores que se cierran y abren de acuerdo con el tipo de prueba

que se va a ejecutar

� Generador de 30KVA, 208V (se utiliza para la prueba de potencial

inducido)



29

Parte externa

� Variac #1, se encarga de regular la tensión al transformador seco de

100KVA

� Transformador elevador, este tiene como función elevar la tensión hasta

53.2KV

Además posee un pedal de enclavamiento de seguridad, el cual es oprimido

por el operario para habilitar el banco y en caso de alguna falla, basta con

levantar el pie del pedal desernegizando el banco.

3x60ASquare D Protección

Banco de Pruebas

CE C10

C1

M G

EXC

VARIAC 1

V

C5

C2

Transformador Seco 100 kVA

220/1000 V

C9

V3

AC7

C4

VARIAC 2

A7

V8

Protección 3x100A

Transformador elevador

53.2 kV

C8 TC1 TC3 TC2

Am

W1

W2

Vm

C3

TP1 TP2

F

C11

V1,V2

A4,A5,A6

Motor 12.5 H.P, 220V, Cosϕ 0.82, 3450/1725 r.p.m

Generador 30kVA, 208V, Cosϕ 0.75, 5700/6300 r.p.m

Figura2.6. Diagrama unifilar del banco de pruebas.



30

Figura2.7. Fotografía del Banco de Pruebas (se puede observan los vatimetros, voltímetros,

amperímetros entre otros instrumentos de mediadas).



33

3. METODOLOGIA Y RESULTADOS

3.1. METODOLOGIA

Una vez que la empresa aceptó el desarrollo de la pasantia, y el consejo

curricular aprobó la propuesta, se procedió a efectuar la práctica de la siguiente

manera:

Se recibió una capacitación sobre el manejo de equipos, procedimientos,

métodos, normas de seguridad, y normas técnicas aplicables en el proceso de

los ensayos. Posteriormente se paso a la ejecución de las pruebas de la

siguiente forma:

Cuando el transformador se encuentra listo para ser probado, ya sea porque

fue reparado o se le va a realizar un diagnostico, se procede a efectuar las

pruebas de rutinas correspondientes.

� MEDICIÓN DE AISLAMIENTOS EN LOS DEVANADOS

Se hace un puente en los terminales de alta y baja tensión, se conectan las

dos puntas del Megger en cada uno de los devanados y posteriormente se

oprime el interruptor del Megger para energizar el circuito, se espera unos

minutos hasta que la lectura se estabilice, luego se registra este dato en el

protocolo F8202. Se efectúan pruebas en diferentes conexiones tales como:

1. Alta tensión contra tierra

2. Baja tensión contra tierra.



34

3. Alta tensión contra baja tensión.

� PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACION

Se conectan los terminales del TTR al transformador de la siguiente forma:

X1 y X2 a los terminales de baja tensión, luego H1 y H2 a los terminales de alta

tensión, se mueve la manivela del TTR y se encuentra la relación de

transformación por medio de los cuatro swites que se encuentran en la parte

posterior del instrumento, se van variando cada uno de los swites hasta que el

dial de la pantalla “NULL DETECTOR” se encuentre en el centro, en ese

momento se tiene la relación de transformación Esta prueba se realiza en cada

posición del conmutador que se encuentra por lo general a un costado del

transformador. Si el transformador es trifásico se realizan las pruebas a cada

una de las bobinas haciendo las siguientes conexiones:

1. U y V.

2. U y W.

3. V y W.

Se registra cada uno de los datos en el protocolo F 8202.

� PRUEBA DE TENSIÓN INDUCIDA

Se conectan las tres puntas que salen de la fuente del banco de pruebas a los

bornes X, Y, Z. Se presiona el pedal que da paso al control de los contactores,

se presiona en orden C1 y C2 (con lo cual se energiza el motor generador),



35

luego se oprime C3 y C7, enseguida se excita el generador por medio de la

perilla EG, hasta aplicar el 200% de porcentaje nominal del transformador por

un intervalo de 18 segundos. La información debe ser registrada en el protocolo

F8202.

C1M

EXCF

G

53.2 kV

Protección Banco de Pruebas

CE

VARIAC 1

C10

V

C5

V3

Transformador Seco 100

kVA220/1000 V

C2

C9

VARIAC 2

C7

Am

C8 TC1

C4

C3

TC3 TC2TP1

W2

W1

Protección 3x100A

A7

V8 Transformador elevador

TP2C11

Vm

A4,A5,A6A

V1,V2

PRUEBA DE TENSIÓN INDUCIDA

Figura 3.1. Diagrama Unifilar del banco de pruebas para el ensayo de tensión inducida. La línea en color indica la parte activa del banco para el desarrollo de la prueba.

� PRUEBA DE POTENCIAL APLICADO

Para terminal de alta tensión se hace un puente entre U, V, y W (terminales de

alta tensión), y otro puente entre X, Y, y Z (terminales de baja tensión) y se

aterriza. Se conectan los terminales de alta tensión al transformador de

potencial del banco de pruebas, se calcula el voltaje que debe ser suministrado

al transformador de Potencial. Se presiona el pedal que da paso al control de

los contactores del banco de pruebas. Se oprime C10 y se energiza el VARIAC

#1 incrementando el voltaje de 1 a 120 Voltios. Por medio de la perilla del



36

VARIAC #2, se eleva moderadamente el voltaje del transformador de potencial

hasta obtener una tensión de 34 Kv.

Para el terminal de baja tensión se invierten las conexiones, los terminales de

alta tensión se aterrizan y los terminales de baja tensión se conectan al

transformador de potencial, para este caso el voltaje es de 10 Kv.

En ambos casos la prueba durará 60 segundos. Los resultados se registran en

el protocolo F8202.

Figura 3.2. Diagrama unifilar del banco de pruebas para el ensayo de tensión aplicada. La línea en color indica la parte activa del banco para el desarrollo de la prueba.

� MEDICIÓN DE LAS PRUEBAS SIN CARGA

Se conectan las tres puntas del banco de pruebas a los terminales de baja

tensión del transformador a probar. Se presiona el pedal que da paso al control

de los contactores del banco de pruebas. Se presiona C10, C8 y C5, por medio

del pulsador del VARIAC #1, se aplica el voltaje nominal del transformador en

el lado de baja tensión, se toman los valores de I0 y de Pc por medio de los

vatimetros y amperímetros, las potencias registradas por los vatimetros se

suman entre sí y luego se multiplican por las relaciones de transformación de

C1M G

53.2 kV

Protección

Banco de Pruebas

CE

VVARIAC

1

C10 C5

V3Transformador Seco 100 kVA

220/1000 VC2

A

C9

VARIAC 2

C7

Am

C8 TC1

C4

C3

TC3 TC2TP1

W2

W1

Protección 3x100A

A7

V8Transformador

elevador

TP2C11

Vm

PRUEBA DE TENSIÓN APLICADA

A4,A5,A6

V1,V2

EXCF



37

los transformadores de corriente y voltaje. El total de esta operación son las

pérdidas.

Estas perdidas se comparan con las establecidas por las normas. Los

resultados deben ser registrados en el protocolo F8202.



kVA220/1000 V

C1

C2

EXCF

M G

V V3

CE C10

VARIAC 1

C5

C9

AmC3

AC7

C4

TC1C8 TC2TC3

VARIAC 2

A7

V8

W1

TP1 TP2

W2

Vm

C11


Protección 3x100A

53.2 kV

V1,V2

A4,A5,A6

PRUEBA DE PÉRDIDAS EN VACÍO

Figura 3.3. Diagrama unifilar del banco de pruebas para la medición de perdidas sin carga. La línea en color indica la parte activa del banco para el desarrollo de la prueba.

� MEDICIÓN DE LAS PERDIADS CON CARGA

Se conectan las tres puntas del banco de prueba a los terminales de alta

tensión del transformador. Se realiza un puente cortocircuitando los terminales

de baja tensión (X, Y, y Z). Se presiona el pedal que da paso al control de

contactores del banco de pruebas. Se presiona C10, C8, C7 y C5. Por medio

de pulsador del VARIAC #1 se aplica voltaje a los terminales de alta tensión del

transformador sometido al ensayo hasta que circule la corriente nominal,

ajustando la corriente por medio de los amperímetros del banco de pruebas.

Por medio de los vatimetros y voltímetros se toman los valores de Pc (potencia

de cortocircuito) y Uz (tensión de cortocircuito). Igual que en la prueba anterior

las lecturas se deben multiplicar por la relación de transformación en que se



38

encuentran los transformadores de corriente y voltaje. La potencia obtenida se

compara con las establecidas por las normas. Los resultados obtenidos se

registran en el protocolo F8202.


kVA220/1000 V

V3V

MC1

G

C2 AmC3

CE


VARIAC 1

C10 C5

VARIAC 2

C9

AC8C7

C4

A7

TC2TC3TC1

W1

W2

Protección 3x100A

C11TP1 TP2

Vm

53.2 kV


V8

V1,V2

A4,A5,A6

EXCF

PRUEBA DE PÉRDIDAS CON CARGA

Figura 3.4. Diagrama unifilar del banco de pruebas para el ensayo de cortocircuito. La línea en color indica la parte activa del banco para el desarrollo de la prueba.

� MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA OHMICA DE LOS DEVANADOS

La resistencia del devanado de alta tensión se hace directamente con un

multímetro midiendo cada una de las bobinas.

Para el devanado de baja tensión se conectan las puntas del banco de pruebas

a un puente rectificador el cual tiene en la salida una platina de cobre que tiene

una resistencia de 23 mW. Se conectan los terminales de baja tensión a la

platina. Se energiza el circuito y lentamente se gradúa el voltaje hasta tener

una tensión aproximada de 1 mV sobre la platina, obteniendo así una corriente

que no sobrepase los 50A. (ya que los diodos del rectificador se pueden



39

dañar), luego se mide el voltaje sobre las terminales de baja tensión y por Ley

de Ohm se haya la resistencia. Los datos se registran en el protocolo F8202.

� PRUEBA DE LA RIGIDEZ DIELECTRICA DEL ACEITE

Se conecta el chispometro a una fuente de alimentación monofasica, se

calibran los electrodos a una distancia de 2.54 mm entre ellos. Se llena la copa

del chispometro con la muestra de aceite dejándolo reposar por 10 minutos,

luego se presiona el interruptor del chispometro y se va incrementando el

voltaje por medio de la perilla hasta que se rompa la rigidez dieléctrica

registrando el voltaje máximo alcanzado antes de producirse el corto. Se

efectúan siete lecturas y se promedian. Estos resultados quedan registrados en

el protocolo F8202.

NOTA: Los protocolos diligenciados durante el periodo de practica ( marzo –

mayo de 2003) se encuentran en los archivos de la empresa donde fueron

realizados puesto que por cuestiones administrativas de DISICO S.A. dichos

protocolos no pueden ser copiados ni sacados de la empresa.

3.2. RESULTADOS

Durante el periodo que se realizo la practica, se realizaron todos los tipos de

pruebas de rutina a aproximadamente 30 transformadores de diferentes marca,

modelos, tipos y voltajes a los cuales se les diligencio su respectivo protocolo



40

de aceptación y en ningún caso fue necesario diligenciar el protocolo de no

aceptación.

Durante este periodo se contó con la asesoría y la colaboración de las

personas encargadas de realizar regularmente este tipo de pruebas en la

empresa.

A nivel personal se puede decir que con el desarrollo de esta práctica se

obtuvieron los siguientes resultados:

� Se ampliaron los conocimientos relacionados con transformadores en

cuanto a conexiones, aislamientos, bobinas, entre otros.

� Se conocieron y aprendió el manejo y la correcta manipulación de

algunos instrumentos de medida empleados normalmente en este tipo

de ensayos.

� Se aprendió a conocer y distinguir diferentes clases de ensayos

practicados a transformadores de distribución.

� Durante este proceso fue necesario aprender e identificar las diversas

Normas Técnicas que rigen este tipo de ensayos y su correcta

interpretación o aplicación.

� En el campo laboral se adquirió experiencia y se colocó en práctica lo

aprendido académicamente.



41

3.3 NORMAS APLICABLES A CADA PRUEBA DE RUTINA

TIPO DE ENSAYO NORMA ICONTEC APLICABLEResistencia Ohmica de los Devanados NTC 375

Perdidas sin carga NTC 818 - 819 - 1031Perdiads con carga NTC 818 - 819- 1005Tensión de cortocircuito NTC 1005Tensión Aplicada NTC 837

Relación de transformación, polaridad ysecuencia de fase NTC 471

Tabla1. Relación de normas aplicables a cada tipo de ensayo de rutina.

También se recomienda consultar las normas NTC 317 – Transformadores de

Potencia y distribución. Terminología; NTC 380 – Ensayos Eléctricos.

Generalidades.



43

4. MANUAL DE PROCEDIMIENTOS

En la empresa donde se desarrolló la práctica, se tiene un sistema de

procedimientos y métodos establecidos para el desarrollo de ensayos a

transformadores, sin embargo se ha efectuado una investigación de otros

posibles métodos normalizados, con el fin de dar a conocer otras alternativas

que puedan ser usadas de acuerdo a las circunstancias, es decir de acuerdo a

los equipos de medida disponibles.

A continuación se describirán cada uno de los métodos para la ejecución de

los ensayos de rutina a transformadores de distribución.

4.1. MEDICION DE LA RESISTENCIA DE LOS DEVANADOS

La medición de la resistencia del devanado de alta tensión se puede realizar

directamente con ayuda de ohmetro o un multímetro, ya que por tener mayor

numero de espiras su resistencia es relativamente grande (en el orden de los

ohmios), y necesita poca corriente para ser excitado.

La resistencia del devanado de baja tensión es muy pequeña (en el orden de

los micro y mili-ohmios), por lo que resulta difícil realizar su medida

directamente (a menos que se disponga de un equipo capas de tomar lecturas

pequeñas). Para efectuar esta medida se utiliza el método de la caída de

tensión



44

4.1.1. MÉTODO DE LA CAIDA DE TENSION

Este método se emplea cuando la corriente necesaria para efectuar la medida,

supera un amperio. La prueba se realiza haciendo circular una corriente

directa a través del devanado que no exceda del 15% de la corriente nominal,

para evitar posibles errores originados por calentamiento del devanado. Las

lecturas de tensión y corriente son tomadas simultáneamente como se indica

en la figura 4.1 La resistencia será obtenida empleando la ley de Ohm

al voltímetroInteruptor para proteger

FuenteC.D.

pruebaTransformador bajo

V

A

Figura 4.1. Conexión para la medición de resistencia Ohmica del devanado por el método de la caída de potencial

Procedimiento

1. Conectar en serie el amperímetro con el devanado y la fuente de

corriente continua.

2. Conectar el voltímetro en paralelo con el devanado

3. Cerrar el interruptor que da paso de corriente



45

4. Incrementar lentamente el nivel de tensión hasta tener unas lecturas

propias para hacer la conversión.

5. Registrar las lecturas simultáneamente

6. Hacer la conversión

IVRx =

Rx: resistencia del devanado

V: voltaje aplicado a los terminales del devanado

I: corriente que circula por el devanado

Como se observa en la figura 4.1. el voltímetro se debe conectar lo más cerca

posible a las terminales del devanado, con el fin de eliminar la caída de tensión

que existe en la línea de corriente.

Para tener una buena precisión en la medición es conveniente tomar cinco

lecturas de tensión y corriente. El promedio de las resistencias será

considerado como el valor real.

NOTA: se debe tener mucho cuidado al realizar esta prueba ya que la corriente

que circula por el devanado es muy alta

4.1.2. MÉTODO DEL PUENTE DE WHEATSTONE.

Este método es muy sencillo de aplicar, y brinda gran confiabilidad ya que la

medición se efectúa con la comparación de resistencias conocidas de gran

exactitud.



46

Procedimiento

1 conecte los terminales de devanado al puente de Wheatstone

2 ajuste R1, R2 y R3 hasta que el medidor de corriente esté en cero

3 efectuar la comparación

RRRRx

= 1

R2

R1

R

RX

Figura4.2. Diagrama simplificado del puente wheatstone.

En transformadores monofásicos la resistencia medida entre las terminales H1

– H2 y X1 - X2, y en transformadores trifásicos entre H1 – H2, H1 – H3, H2 – H3 y

X1 – X2, X1 – X3, X2 – X3.

4.2. MEDICION DE RELACION DE TRANSFORMACION, VERIFICACION DE

POLARIDAD

4.2.1. Medición de la relación de transformación

4.2.1.1. Método del voltímetro: consiste en aplicar una tensión sinusoidal de

valor conocido al devanado de mayor tensión, midiendo esta tensión y la que



47

aparece en el otro devanado por medio de voltímetros y transformadores

apropiados. La relación de las dos tensiones será la relación de transformación.

4.2.1.2. Método del divisor patrón. Se deriva un potenciómetro de resistencia

entre los terminales de los devanados del transformador, los cuales se

conectan como se muestra en la figura 4.3.

x

uU

X

1R2R

D

Figura 4.3. Esquema del circuito utilizado en el método del divisor patrón.

Entre el punto variable del potenciómetro y uno de los terminales de los

devanados se conecta un detector D adecuado.

Cuando el detector indica cero la relación de las resistencias R1 / R2,

representan la relación de transformación.



48

4.2.1.3. Método del trasformador patrón: Consiste en comparar la tensión del

transformador bajo prueba con la de un transformador patrón calibrado, cuya

relación es ajustable en pequeños escalones. Con este método, el

transformador en prueba y el patrón se conectan en paralelo y se aplica tensión

a los devanados de alta tensión, los devanados de baja se hallan conectados a

un detector sensible cuya indicación se lleva a cero ajustando la relación de

transformación del transformador patrón. En ese punto las relaciones de los

dos transformadores son iguales.

El transformador patrón es el método que se desarrolla con ayuda del TTR, en

el capitulo anterior se describe el principio de funcionamiento y características

de este instrumento.

Figura 4.4. Diagrama del circuito utilizado en el método del transformador patrón.



49

Figura 4.5. Conexión para la prueba de relación de transformación y polaridad. Delta-Estrella.

4.2.2. VERIFICACIÓN DE LA POLARIDAD

4.2.2.1. Método de trasformador patrón. Se conecta en paralelo el devanado de

alta tensión del transformador en prueba con el devanado de alta tensión del

transformador patrón de polaridad conocida y con la misma relación de

transformación que la del transformador en prueba, uniendo entre sí los

CONEXIONES DE PRUEBA

PRUEBA

CN CR GN GR

MIDE

1 H1 H2 X0 X2 Ø2

2 H2 H3 X0 X3 Ø3

3 H3 H1 X0 X1 Ø1



50

terminales correspondientes. Análogamente se conectan también los

terminales de un lado de los devanados de baja tensión de ambos

transformadores, dejando libre los restantes. En estas condiciones se aplica

una tensión de valor reducido a los terminales de los devanados de alta tensión

y se mide la tensión entre los terminales libres del lado de baja tensión. Si el

voltímetro indica cero o un valor mínimo, la polaridad de ambos

transformadores será la misma.

4.2.2.2. Método de la descarga inductiva. Se coloca el voltímetro de corriente

continua entre los terminales del devanado de alta tensión y se hace circular

corriente por este devanado de modo que produzca una pequeña desviación

positiva de voltímetro al cerrar el circuito de excitación. Luego se transfieren los

dos cables del voltímetro a los dos terminales del devanado de baja tensión

directamente opuesto. Al abrir el circuito de excitación de corriente continua se

induce una tensión en el devanado de baja tensión lo cual produce una

desviación de la aguja del instrumento. Si la aguja se mueve en la misma

dirección anterior (positiva) la polaridad es aditiva y en caso contrario, la

polaridad es sustractiva. Ver figuras 4.6.



51

U (u , x)

X (x , u)

V

Figura4.6. Esquema del circuito utilizado en la determinación de la polaridad con el método de

la descarga inductiva.

4.2.2.3. Método diferencial de corriente alterna. Se conectan entre sí, los

terminales de los devanados de alta y baja tensión contiguos del lado izquierdo

del transformador (mirando desde el lado de baja). Se aplica cualquier tensión

conveniente de corriente alterna al devanado completo de alta tensión y se

efectúan lecturas, primeramente de la tensión aplicada y luego de la tensión

entre los terminales contiguos del lado derecho de ambos devanados. Si esta

última lectura es menor que la primera, la polaridad es sustractiva y si es de

mayor valor que la primera, la polaridad es aditiva. Ver figura 4.7.



52

U (u , x)

(x , u)X

V

Figura4.7. Esquema del circuito utilizado en la determinación de polaridad con el método diferencial de corriente alterna.

4.3. MEDICIÓN DE LAS TENSIONES DE CORTOCIRCUITO

4.3.1 Transformadores monofásicos.

Uno de los devanados del transformador debe ponerse en corto y se aplica al

otro una tensión a frecuencia nominal, la cual se ajusta para que circule

corriente nominal por los devanados (figura 4.8). En caso de que no se puedan

alcanzar los valores nominales de corriente, se puede usar una corriente no

menor del 25% de In, corrigiendo el valor obtenido. El ensayo debe realizarse

sobre la derivación principal.



53

F

A

W V

Fuen

te

Figura4.8 .Diagrama para la conexión para el ensayo de cortocircuito para transformadores monofasicos de dos devanados

Con la corriente y la frecuencia ajustadas a los valores de ensayo se toman

lecturas en el amperímetro, vatímetro, voltímetro y frecuencimetro.

Se desconecta el transformador bajo ensayo y se lee en el vatímetro la

potencia consumida, la cual representa las perdidas en el equipo de medida.

Es suficiente medir y ajustar la corriente en el devanado excitado solamente,

porque la corriente en el devanado en cortocircuito, debe estar en el valor

correcto.

Si se coloca el de medida en serie con el devanado en cortocircuito, para medir

su corriente, se puede introducir un gran error en la impedancia, debido a las

pérdidas y caída de tensión en dicho equipo.



54

4.3.2. Ensayo de cortocircuito de un transformador trifásico con tensión

trifásica.

Los tres terminales del devanado de alta tensión deben unirse rígidamente y

se aplica a los terminales del otro devanado, una tensión trifásica balanceada

de frecuencia nominal y valor adecuado con el fin de hacer circular corriente

nominal (figura 4.9).

El procedimiento es similar al seguido para transformadores monofásicos,

excepto que las conexiones y medidas son trifásicas

Las lecturas de los vatímetros deben ser aproximadamente iguales y deben

sumarse algebraicamente sus valores para obtener las perdidas totales.

Si las corrientes de línea no pueden ser balanceadas, se toman los valores

eficaces promedios.

F

A

W V

W v1

2

A

Figura4.9.Diagrama de conexión para el ensayo de cortocircuito en transformadores trifásicos con tensión trifásica.



55

4.3.3. Ensayo de cortocircuito de un transformador trifásico con tensión

monofasica.

El devanado al cual se le aplica la tensión debe estar conectado en 1 y con

extremo abierto. Los otros arrollamientos pueden estar conectados en 1 (en

cuyo caso no es necesario ponerlo en cortocircuito) o en Y, caso en el cual es

necesario conectar los terminales a su neutro.

Con excepción de las anteriores modificaciones el procedimiento es similar al

ensayo de tensión de cortocircuito para transformadores monofasicos.

La tensión de cortocircuito obtenida es tres veces la tensión de cortocircuito de

una fase del transformador, lo cual debe tenerse en cuenta para convertir los

valores obtenidos en un porcentaje o por unidad.

Para la conversión debe utilizarse la siguiente formula:

1003

% ×=Un

UcmUz

Donde,

Uz: tensión de cortocircuito en porcentaje

Ucm: tensión de corto circuito medida

Un: tensión nominal del devanado de excitación en 1

En este método de ensayo no se reproduce exactamente las condiciones de

impedancia trifásica y tiende a dar unas perdidas mayores por introducir

perdidas de secuencia cero en la medida (la mayor parte del tanque).

El efecto más pronunciado en transformadores del tipo columna; por

consiguiente no es adecuado para transformadores de alta reactancia.



56

Una prueba monofasica es aplicable sin tener en cuenta cual de los devanados

esta conectado en 1Y, zig-zag o cualquier combinación de los mismos. El

neutro no se utiliza y tampoco es necesario abrir un extremo de la delta.

Se ponen en cortocircuito los tres terminales de un devanado y se aplica una

tensión monofasica de la frecuencia nominal a dos terminales del otro

devanado, ajustándolo hasta que circule corriente nominal.

Se toman tres lecturas sucesivas sobre los tres terminales escogidos de dos en

dos: U y V, V y W, W y U.

Los valores tomados son:

Pérdidas de cortocircuito = 3

)(5.1 PwuPvwPuv ++

Tensión de cortocircuito = 3

)(866.0 EwuEwvEuv ++

Donde: P y E valores individuales de perdidas y tensión respectivamente

medidas de acuerdo a los subíndices indicados.

Las perdidas adicionales, se pueden obtener restando de las perdidas de

cortocircuito las perdidas I²R en el transformador. Si R1 es la resistencia

medida entre los terminales de alta tensión y R2 entre los terminales de baja

tensión, I1 e I2 las corrientes nominales respectivas. Las perdidas totales I²R de

las tres fases deberán ser:

Total I²R = 1.5 (I²1R1 + I²2R2) vatios.

La formula anterior es igualmente aplicable a devanados conectados en Y ó en

delta.



57

4.3.4. Ensayo de tensión cortocircuito de un transformador de tres

devanados.

En un transformador (monofásico o trifásico) de tres devanados se mide la

tensión de cortocircuito entre cada par de devanados, (lo cual significa tres

mediciones de tensión de cortocircuito) siguiendo el mismo proceso utilizado

para transformadores monofásicos.

Si la capacidad en kVA de los diferentes devanados no es la misma la corriente

utilizada para el ensayo de tensión de cortocircuito es la correspondiente al

devanado bajo el ensayo de menor capacidad.

Cuando los datos anteriores se convierten a valores de porcentaje deben

tomarse como base los mismos kVA de salida, preferiblemente a los

correspondientes del devanado primario.

Las perdidas totales en un transformador de tres devanados son

aproximadamente la suma de las perdidas en los tres devanados,

determinados para las condiciones de carga de los devanados.

4.4. MEDICION DE LAS PÉRDIDAS SIN CARGA

4.4.1. Determinación de las pérdidas sin carga por el método de voltímetro

de valor promedio absoluto, para trasformadores monofasicos.

La máxima densidad de flujo corresponde al valor promedio absoluto de la

tensión (no al valor eficaz) y por consiguiente, si el valor promedio de tensión

se ajusta para que sea igual al valor promedio de la onda sinusoidal de tensión



58

deseada y se mantiene la frecuencia apropiada, las perdidas por histéresis

deben ser las correspondientes a la onda sinusoidal deseada.

Si la onda de flujo tiene más de un máximo y un mínimo por ciclo, la lectura del

voltímetro promedio no es correcta y la onda de tensión no debe utilizarse.

Este método utiliza un voltímetro D´Arsonaval con un rectificador de onda

completa en serie, el cual permite leer el valor promedio de tensión. Este

instrumento se gradúa generalmente para dar la misma indicación numérica

que la de un voltímetro de valor eficaz sobre una onda sinusoidal de tensión, lo

cual significa que está graduado en valores eficaces equivalentes de la onda

sinusoidal de tensión.

WF

Fuen

te

A

VPV

F = FrecuenciometroA = Amperimetro

W = Vatimetro

V = VoltimetroVP = Voltimetro de valor promedio

Figura 4.10. Esquema de la instalación cuando no se requiere transformador de medida.



59

Cuando se usen transformadores para medir las perdidas sin carga, éstos

deben ser transformadores de medida de clase 0,5 o de mayor precisión.

Si se desea se puede utilizar resistencias multiplicadoras en serie con la bobina

de potencial del instrumento en lugar de transformadores de potencial. En tal

caso debe tenerse el cuidado para que su uso sea seguro y además dichas

resistencias debe calibrarse con el instrumento.

Se debe utilizar vatímetros de bajo factor de potencia para que los resultados

sean correctos.

A W V VP

TC

TP

F

TP - Transformador de potencial TC - Transformador de corriente

Figura 4.11. Esquema de la conexión cuando se requiere transformador de medida.



60

Puede utilizarse cualquiera de los devanados de alta o baja tensión del

transformador en prueba, pero es más conveniente utilizar el devanado de baja

tensión para esta prueba. Se debe utilizar todo el devanado para este ensayo.

Si por alguna razón solo es posible utilizar una porción del devanado, dicha

porción no debe ser inferior al 25% del devanado.

Durante el ensayo se ajusta la frecuencia al valor indicado, utilizando

frecuencimetro y la tensión del ensayo, por medio del voltímetro de valor

promedio.

Se toma lecturas simultáneas de frecuencia, tensión eficaz, potencia, tensión

promedio y corriente. Luego se desconecta el transformador bajo ensayo, se

lee en el vatimetro las perdidas de los instrumentos conectados (y el

transformador de potencial si se usa). Este valor debe restarse de la lectura

anterior del vatimetro para obtener las perdidas sin carga del transformador

bajo ensayo.

El valor correcto de las perdidas totales sin carga del transformador se puede

determinar por medio de la siguiente ecuación:

P = 21 KPP

Pm+

Donde:

P = Perdidas de excitación a la tensión Ua. corregidos para una señal

sinusoidal.

Pm = Perdidas sin carga medidas en el ensayo.

P1 = Perdidas por histéresis, por unidad, referidas a Pm.



61

P2 = Perdidas por corrientes parásitas, por unidad, referidas a Pm.

K = 2

UaUr

Donde:

Ur = Tensión de ensayo medida con el voltímetro de valor eficaz.

Ua = Tensión sinusoidal eficaz, medida con el voltímetro de un valor

promedio.

Debe utilizarse el porcentaje real de perdidas por histéresis y por corrientes

parásitas, pero a falta de valores relativos los siguientes se pueden tomar como

típicos:

Material del núcleo Pérdidas por histéresis

%

Pérdidas por corrientes

parásitas %

Acero al silicio laminado

en caliente.

80

20

Acero al silicio no

orientado y laminado en

frío

50

50

Tabla 2. Valores típicos porcentuales de pérdidas por histéresis y corrientes parásitas.

4.4.2. Determinación de las pérdidas sin carga en transformadores

trifásicos

El método descrito anteriormente para transformadores monofasicos es

aplicable en transformadores trifásicos, con las siguientes modificaciones:



62

Al medir las perdidas en el núcleo de un transformador trifásico con dos

vatímetros se deben hacer tres grupos separados de lecturas tomando cada

una de las líneas como punto común. El valor promedio de los tres grupos de

lecturas se debe tomar como el verdadero en las perdidas sin carga.

En el método de los vatímetros se debe tener cuidado de efectuar las lecturas

de éstos con exactitud. Debido al bajo factor de potencia, la lectura de un

vatimetro puede ser negativa y se debe restar de la otra. Las dos lecturas

pueden ser del mismo orden de magnitud y una pequeña inexactitud en sus

valores puede conducir a un gran error en el valor en porcentaje de sus

pequeñas diferencias. Bajo tales dificultades se puede obtener la exactitud

adecuada por el procedimiento alternativo siguiente:

Se hacen medidas con tres vatimetros, conectando cada circuito potencial

entre una línea y el neutro de las tres fases cuando se dispone de éste. Las

tres lecturas deben sumarse para obtener las perdidas sin carga. Si no se

dispone de neutro puede derivarse un neutro artificial. Si se necesita

transformador de potencial, se debe usar una conexión abierta para alimentar

los vatímetros conectados en Y.



63

3W

W1

W2

N

Pérdidas totalesP + P + P1 2 3

Figura 4 12. Esquema de la conexión para determinar las pérdidas con tres vatimetros.

Pérdidas totalesP + P 1 2

W2

W1

Figura 4.13. Esquema de la conexión para determinar las pérdidas con dos vatimetros.



64

W3

2W

W1

Pérdidas totalesP + P + P1 2 3

Figura 4. 14. .Esquema de la conexión para determinar las perdidas, con neutro artificial.

4.5. ENSAYO DE TENSIÓN APLICADA

La prueba se efectúa aplicando una tensión a 60 Hz, durante un minuto,

iniciándose con un valor no mayor de un cuarto del establecido como voltaje

de prueba (ver tabla 3). Posteriormente se elevará hasta alcanzar el voltaje

requerido en un tiempo aproximado de 15 segundos. Para suspender la

tensión, se reducirá gradualmente hasta alcanzar por lo menos un cuarto de la

tensión máxima aplicada en un tiempo no mayor de 5 segundos.

Si la tensión se retira repentinamente por medio de un interruptor, el

aislamiento puede ser dañado por una tensión transitoria mayor que la de la

prueba. Sólo en caso de falla la tensión podrá ser suspendida repentinamente.



65

Tabla 3.Tensiones establecidas por la IEEE para transformadores sumergidos en aceite de

acuerdo a su nivel de aislamiento.

Cuando el mismo devanado tiene dos clases de aislamiento o más, como

pueden ser el caso de los devanados conectados en estrella o monofasicos

que tienen aislamiento reducido progresivamente al neutro, la tensión de

prueba es el correspondiente a la clase de aislamiento del neutro.

Voltajes de Prueba de acuerdo al nivel de aislamiento

Clase de

Aislamiento

Kv

Tensión de Prueba

(Valor Eficaz)

Kv

Clase de

Aislamiento

Kv

Tensión de Prueba

(Valor Eficaz)

Kv

1.2

2.5

5

8.7

15

18

25

34.5

46

69

92

115

138

10

15

19

26

34

40

50

70

95

140

185

230

275

161

196

215

230

315

345

375

400

430

460

490

520

545

325

395

430

460

630

690

750

800

860

920

980

1040

1090



66

Criterios de rechazo

Los medios por los que se pueden detectar una falla son:

- Incremento brusco de corriente

Al incrementar la corriente repentinamente durante la prueba existe la

presencia de una falla a tierra o entre los devanados de alta y baja tensión.

- Ruidos dentro del tanque.

Al existir un ruido amortiguado o zumbido dentro del tanque, será debido a una

distancia crítica o un exceso de humedad

- Humo y burbujas

La presencia de humos y burbujas indicará la existencia de una falla a tierra o

entre los devanados de alta y baja tensión, pero si se observan burbujas sin

humo, no necesariamente indicarán una falla que puede existir aire ocluido en

el devanado; por lo que se recomienda repetir la prueba.

-Diagrama de conexiones

Para llevar a cabo esta prueba todas las terminales de un mismo devanado se

conectan entre sí. El devanado que se someterá a prueba se conecta a la

terminal de alta tensión del transformador de prueba y todas las otras

terminales de los devanados restantes se conectan a tierra al igual que el

tanque. (Ver figura 4.15)



67

(a) (b)

Figura4.15. Conexiones necesarias para realizar la prueba de potencial aplicado a) Transformador monofásico con su alta tensión bajo prueba. b) Transformador monofásico con su baja tensión bajo prueba

2

1

3 5

4

6x1

x1

1H

H2 1x

1H

x2

H2

A V

1. Regulador de tensión 2. Sistema de medición. 3. Transformador de pruebas. 4. Resistencia limitadora de corriente. 5. Voltímetro de esferas. 6. Transformador bajo pruebas.

Figura4.16. Diagrama unifilar del circuito utilizado para realizar la prueba de potencial aplicado.



68

4.6. ENSAYO DE POTENCIAL INDUCIDO

Este ensayo se realiza al doble de la tensión nominal.

El flujo máximo al que opera el núcleo esta determinado por la ecuación

general del transformador.

φmáx = fN

E44.4

Donde:

φmáx : Flujo máximo

E: tensión nominal

f : frecuencia

Al aplicar una tensión del 200 %, el flujo aumentará en la misma proporción,

por lo que para limitarlo, se tendrá que aumentar en igual forma la frecuencia.

Es decir, cuando el transformador este diseñado para operar a 60Hz, la prueba

se podrá ejecutar a 120Hz y su duración será de 60 segundos. Cuando la

prueba se realice con una frecuencia mayor a los 120Hz, el esfuerzo dieléctrico

en los devanados es mayor, por lo que la prueba se ha limitado a 7200 ciclos.

Por tal razón el tiempo de la prueba depende de la frecuencia del generador

utilizado. Con este criterio se ha formulado la siguiente tabla:

Tabla 4.Tiempo Establecido por las normas ANSI C57 – 72 para la prueba de potencial inducido.

Frecuencia (Hz) Duración de la prueba (seg.)

120

180

240

360

400

60

40

30

20

18



69

Procedimiento de la prueba

La prueba se inicia aplicando una tensión menor o igual a la cuarta parte del

valor de la tensión de prueba, incrementándose posteriormente hasta alcanzar

la tensión plena de un tiempo no mayor de 15 segundos .se sostiene la tensión

de prueba durante el tiempo especificado en la tabla 4, y para suspender la

prueba se reduce gradualmente la tensión hasta alcanzar por lo menos una

cuarta parte de su valor en un tiempo no mayor de 5 segundos, después de lo

cual se podrá interrumpir su alimentación.

Al igual que en la prueba de potencial aplicado la prueba solo podrá ser

suspendida repentinamente en el caso de falla, ya que de otra manera se

pueden dañar los aislamientos por transitorios de sobretensión mayores que el

de prueba.

Cuando los transformadores tienen aislamiento uniforme en sus devanados se

aplica el doble de la tensión nominal, induciéndose por lo tanto una tensión tal

que los voltios por vuelta son dos veces el nominal. Los diagramas de esta

forma de prueba se presentan en la figura 4.17



70

X1

2X

1H

H2

2V nomGGenerador deC.A.

GGenerador deC.A.

2V nom

2V nom

2V nom

X2

X1

X3

2V n

om

2V nom

2V nom

H2

H3H1

Figura 4.17. Circuitos de prueba a transformadores monofasicos y trifásicos con aislamientos uniformes.

En caso de que la fuente de excitación sea monofásica y el transformador al

cual se someterá a prueba sea trifásico la prueba debe realizarse por fase,

como se representa en la figura 4.18. debiéndose probar cada una de ellas

independientemente.

Generador deC.A. G 2V nom

X2

X1 X3

1H H3

H2

2V n

om



71

Figura 4.18. Circuito monofasico de prueba para un transformador conectando en delta en alta tensión.

En transformadores con aislamiento reducido al neutro y que por lo tanto en la

prueba de potencial aplicado se prueban con la tensión correspondiente al nivel

de aislamiento del propio neutro, se aplicará una tensión de tal forma que se

induzca entre las terminales de mayor clase de aislamiento y tierra (no

necesariamente entre terminales y neutro) una tensión igual a la que

corresponde en la prueba de potencial aplicado.

Los métodos de prueba más comunes para transformadores con aislamientos

reducidos al neutro son los siguientes:

� Método delta cerrada

� Método delta abierta

� Método serie

G F

A

V

X1

X2

H1

X3

H2

Transformador bajo prueba

Generadorde C.A.120 Hz

Regulador de tensión

F: FrecuencímetroA: AmperimetroV: Vóltimetro eficaz

Figura 4.19. Circuito de prueba de potencial inducido con alimentación en el devanado de baja tensión.



72

Criterios de aceptación o rechazo

Los medios por los que se pueden detectar fallas son los siguientes:

Incremento brusco de corriente: cuando la corriente se incrementa

bruscamente durante la prueba, existe la evidencia de falla en el devanado, ya

sea entre vueltas o entre capas.

Ruidos dentro del tanque: 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 críticas o por existencia de

humedad.

Humo y burbujas: La existencia de humo y burbujas en el aceite es prueba

inequívoca de fallas entre vueltas o entre capas del devanado. Cuando se

presentan algunas burbujas sin humo, no es posible asegurar la existencia de

falla, ya que las burbujas pueden haber estado ocluidas entre el devanado.



73

G

TC 1

TC 2

TC 3

TP3 TP2 TP1A 1

A 2

31 V2 V1

V3

F

H1

H2

H3 X 3

X 2

X 1

Generador de C.A. 120 Hz

Regulador detensión

Transformadorbajo prueba

A: AmperimetroV: VoltimetroF: Frecuencímetro

T.C: Transformador de corrienteT.P: Transformador de potencial

Figura4.20. Circuito para prueba de potencial inducido en un transformador trifásico.

4.7. PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

Esta prueba se efectúa con un aparato medidor de resistencia de aislamiento,

conocido comúnmente como “MEGGER”, a una tensión de 1000 voltios durante

10 minutos.

La prueba de resistencia de de aislamiento de un transformador debe

involucrar las siguientes maniobras de conexión:

� Alta tensión contra baja tensión más tierra.

� Baja tensión contra alta tensión más tierra.

� Alta tensión contra baja tensión.



74

a) Alta tensión contra baja tensión b) Baja tensión contra alta tensión c) Alta tensión contra baja mas tierra mas tierra tensión mas tierra.

Figura 4.21. Diagramas de conexión de un transformador para la prueba de resistencia de aislamiento.

4.8. PRUEBA DE LA RIGIDEZ DIELECTRICA DE ACEITE

La prueba se realiza, llenando la copa con aceite hasta que los dos electrodos

queden cubiertos completamente, Posteriormente, se cierra el interruptor del

aparato, el cual previamente se habrá conectado a una fuente de 120 voltios.

Luego se incrementando gradualmente la tensión en el aparato con el

regulador, aproximadamente a una velocidad de 3 Kv por segundo, hasta que

el aceite contenido en los electrodos falle; consistiendo esta falla en el brinco

de del arco eléctrico, entre los electrodos, con lo cual se cortocircuitan

abriéndose el interruptor de alimentación de la fuente de energía eléctrica.

Mientras se va incrementando el potencial el operador irá registrando

mentalmente las lecturas en kilovoltios alcanzadas hasta que ocurra la ruptura

de aislamiento, con lo que la prueba concluye y el operador anotará en su

registro el valor en Kv más alto alcanzado.



75

Al vaciar la muestra de aceite en la copa de prueba, ésta deberá dejarse

reposar 10 minutos antes de ser probado, con el propósito de que se escapen

las burbujas de aire que pueda contener.

A cada muestra se le efectuarán varias pruebas de ruptura agitando y dejando

reposar la muestra un mínimo de 7 minutos, después de cada prueba. Los

valores obtenidos se promediaran y el valor obtenido del promedio será

representativo de la muestra. Este promedio es valido siempre que ninguna

prueba sea diferente en mas de 5 Kv, si existe una variación mayor deberán

efectuarse más pruebas con nueva muestras.

Cuando se prueba aceite muy sucio deberá lavarse la copa con un buen

solvente y secarla perfectamente; posteriormente, tener la precaución al

obtener una muestra de enjuagar la copa dos o tres veces con el mismo aceite

por probar.

Figura 4.22. Diagrama de los principales componentes de un probador de rigidez dieléctrica.

Motor

Aceite bajo prueba

Copa Electrodo

Regulador detensión Transformador

elevador

120 / 240 V



76

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

A un transformador es importante hacerle pruebas antes de ponerlo en

funcionamiento con el fin de garantizar el mínimo de fallas durante su

operación y que soportara y resistirá lo establecido en las

especificaciones dadas por el fabricante.

Existen diversas formas de efectuar ensayos a transformadores pero la

gran diversidad de modelos, diseños especiales y funcionalidad con la

que son fabricados estos aparatos, no permite que sean aplicables todos

los métodos de prueba a un transformador específicamente, sino que

dichas pruebas deben ser aplicadas en función de las características

propias de cada uno de estos equipos.

En la actualidad se puede garantizar que un transformador tendrá el

mismo funcionamiento en cualquier lugar del planeta, sin importar el

lugar en el cual a sido fabricado o reparado; lo importante es que en

dicho proceso se hayan tenido en cuenta las normas establecidas

internacionalmente para el desarrollo de las diferentes pruebas de

control, es por ello que en cada país del mundo existen organismos de

control como es el caso de el ICONTEC (en Colombia) quienes han

establecido la normatividad técnica para los diferentes procesos que se

deben realizar en la ejecución de pruebas y ensayos.

Aunque que se cuente con toda la normatividad, y con el mejor equipo

disponible en el mercado, sin lugar a duda el factor más importante en la



77

elaboración de pruebas a transformadores, es el factor humano, pues de

un personal altamente calificado depende que dichas pruebas se

elaboren como es debido con el profesionalismo y la entereza que

requiere la ejecución de este tipo de ensayos.

En el desarrollo de ensayos se debe tener cuidado en la selección de

conectores y conductores con los que se realiza las diferentes

conexiones al transformador que es sometido a prueba, ya que en

algunos ensayos se manejan corrientes y tensiones altas y pueden

ocasionar lecturas erróneas.

Es importante contar con un área despejada y preferiblemente cubierta

para efectuar los ensayos con el fin de evitar fallas (disrupciones, arcos

voltaicos, etc.) y accidentes por condiciones ambientales.

Tener un registro del resultado de los ensayos ayuda a conocer más el

desempeño en el funcionamiento de un transformador.



78

GLOSARIO

� Aparatos: es una designación especial para equipos eléctricos grandes

tales como generadores, motores, transformadores, interruptores, etc.

� Cambiador de derivación, para operación sin tensión: interruptor

selector usado para cambiar las derivaciones del transformador, con el

transformador desenergizado.

� Carga (salida): la potencia aparente de megavoltamperios o voltamperios

que pueden ser transferidos por el transformador.

� Contactor: dispositivo para la conexión y desconexión repetidamente de un

circuito de potencia eléctrico.

� Corriente parásita: las corrientes que so inducidas en el cuerpo de una

masa conductora por la variación en el tiempo del flujo magnético.

� Definición de la secuencia de fase: el orden en que las tensiones

alcanzan sucesivamente sus valores máximos positivos.

� Desplazamiento angular de un transformador polifásico: el ángulo de

fase expresado en grados entre la tensión nominal línea-neutro del terminal

de referencia indicado como de alta tensión y la tensión-línea del terminal

correspondiente identificando como la baja tensión.

� Ensayos de rutina: ensayos realizados por el fabricante, para control de

calidad, sobre cada dispositivo a muestras representativas, o sobre partes o

materiales. Con el fin de verificar durante la producción que el producto

cumple con las especificaciones de diseño.



79

� Equipo: término general que incluye materiales, herramientas, dispositivos,

aplicaciones, brazos, aparatos y todo aquello que hace parte de una

instalación eléctrica.

� Frecuencia: el número de períodos que ocurren por unidad de tiempo.

� Hertz: la unidad de frecuencia (Ciclos por segundo).

� Kva nominales de un transformador: la salida que puede ser entregada

por un tiempo especificado a una tensión nominal, en el secundario y a

frecuencia nominal, sin exceder las limitaciones de incremento de

temperatura especificadas, bajo condiciones prescritas

� Núcleo: elemento hecho de un material magnético, que sirve como parte

de una malla de un flujo magnético.

� Perdidas totales (transformador o regulador): la suma de las pérdidas de

carga y las pérdidas sin carga excluyendo los debidos accesorios.

� Pérdidas sin carga (excitación): pérdida que inciden en la excitación del

transformador. Las pérdidas sin carga (excitación) incluyen pérdidas en el

núcleo, pérdidas dieléctricas, pérdidas en el conductor del devanado

debido a la corriente de excitación y pérdidas en el conductor debido a la

corriente de circulación en los devanados paralelos. Estas perdidas

cambian con la tensión de excitación.

� Pérdidas con carga: pérdidas que se presentan al suministrar una carga

especificada. Las pérdidas con carga incluyen las I² R en los devanados

debido a las corrientes de carga y a las parásitas; pérdidas adicionales

debidas a flujos de dispersión en los devanados, soportes del núcleo y



80

otras partes, y las perdidas debidas a las corrientes circulantes en

devanados paralelos (si los hay), o en conductores conectores en paralelo

en un devanado.

� Pérdidas en el núcleo: la potencia disipada en un núcleo magnético sujeto

a esfuerzos de magnetización variantes con el tiempo. Las pérdidas en el

núcleo incluyen las pérdidas por histéresis y las parásitas del núcleo.

� Pérdidas por corrientes parásitas: las pérdidas de energía resultantes por

el flujo de las corrientes parásitas en un material metálico.

� Pérdidas por Histéresis (Magnéticas): la pérdida de energía en un

material magnético resultante de un campo magnético alterno, tal como, en

los imanes elementales dentro del material que buscan alinearse ellos

mismos cuando se invierte el campo magnético.

� Polaridad de un terminal: designación de la dirección relativa instantánea

de las corrientes en los terminales de un transformador. Se dice que los

terminales primarios y secundarios tienen la misma polaridad cuando, en

un instante dado, la corriente entra al terminal primario en cuestión y sale

por el terminal secundario en cuestión, en la misma dirección como si los

terminales formaran un circuito continuo.

� Regulador de inducción de tensión: transformador regulador que tiene el

devanado primario en paralelo y el devanado secundario en serie con el

circuito, para ajustar gradualmente la tensión o la relación de fase de un

circuito o ambos, cambiando el acople magnético entre el devanado de

excitación (primario) y el devanado serie (secundario).



81

� Relación de transformación de un transformador: la relación de el

número de espiras del devanado de alta tensión alas del devanado de baja

tensión.

� Tensión nominal de un devanado: la tensión a la cual están referidas las

condiciones de operación y funcionamiento.

� Transformador: dispositivo eléctrico estático que consta de un devanado, o

dos o más devanados con o sin un núcleo magnético para introducir un

acoplamiento mutuo entre circuitos eléctricos.

� Transformador de distribución: transformador para transferir energía de

un circuito de distribución primario hasta un circuito de distribución

secundario o circuito de servicio al consumidor.

� Transformador sumergido en líquido: transformador en el cual el núcleo

y las bobinas están sumergidas en un líquido aislante.

� Transformador tipo seco: transformador en el cual el núcleo y las bobinas

están en un medio de composición aislante seco o gaseoso.

� Transformadores de corriente: Transformador de mediada diseñado para

tener su devanado primario conectado en serie con el conductor que llevará

la corriente a ser medida o controlada. (en transformadores de corriente tipo

ventana el devanado primario es provisto por el conductor de línea y no es

una parte integral del transformador.



82

BIBLIOGRAFIA

� CONSTITUCIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR Siemens � FUENTES DE ALIMENTACIÓN ELECTRÓNICAS Y LINEALES R. Damaye C. Gagne � NORMAS TECNICAS

• Norma Técnica Colombiana 317 • Norma Técnica Colombiana 375 • Norma Técnica Colombiana 380 • Norma Técnica Colombiana 471 • Norma Técnica Colombiana 818 • Norma Técnica Colombiana 819 • Norma Técnica Colombiana 837 • Norma Técnica Colombiana 1005 • Norma Técnica Colombiana 1031.

� TRANSFORMADORES DE ALTA TENSIÓN. Miguel Ángel Pérez García

� TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN: TEORÍA, CÁLCULO,

CONSTRUCCIÓN Y PRUEBAS. Pérez Pedro Avelino

� TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS: ENSAYOS Y APLICACIONES Alberto Galindo Polanco.

� TRANSFORMADORES DE POTENCIA, DE MEDIDA Y PROTECCIÓN Enrique Ras Oliva



83

ANEXO 1- PROTOCOLO DE ENSAYOS



84

ANEXO 2 – PROTOCOLO DE NO CONFORMIDAD

INFORME DE NO CONFORMIDAD

FECHA: 05/FEB/2003 VERSION: 2 CÓDIGO: F8301 PÁG 1 DE 1

LOCALIZACIÓN Detectada por: Cargo Reporte N°

Detectada en: Recepción Proceso Auditoria Interventoria

Fecha

aa mm dd

IDENTIFICACIÓN

Descripción

Norma afectada:

ACCIÓN REMEDIAL

ACTIVIDAD RESPONSABLE FECHA

Requiere acción correctiva? SI NO Reporte N°

SEGUIMIENTO Cierre de no conformidad Fecha

aa mm dd

Responsable



85

ANEXO 3



86

ANEXO 4



87

ANEXO 5



88

ANEXO 6



89

ANEXO 7



90

ANEXO 8



91

ANEXO 9



92

ANEXO 10



93

ANEXO 11

a) b)

Fotografías de transformadores sometidos a prueba de tensión aplicada (a- aplicada por el terminal de alta tensión, b- aplicada por el terminal de baja tensión)

a) b)

Fotografías de transformadores sometidos a prueba de tensión inducida (a- con un devanado de baja tensión. b- con dos devanados de baja tensión)



94

a) b)

c)

Fotografías de transformadores sometidos a ensayo de cortocircuito (a- con un devanado de baja tensión. b- transformador tipo seco. c- Transformador de doble devanado en baja

tensión)



95

Fotografía de transformador en prueba de perdidas sin carga

Fotografía del campo de pruebas

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