Escuela Politécnica Nacional
LABORATORIO DE ALTO VOLTAJE PRÁCTICA N°6
PRUEBAS EN TRANSFORMADORES SEGÚN NORMAS Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Electrónica, Escuela P Politécnica olitécnica Nacional Johanna Barba Torres, Stefani Karolina Goyes Quito, Ecuador
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- esta práctica se realizó con el fin de conocer e identificar el beneficio que otorgan las pruebas ordinarias y especiales que son realizadas en transformadores para reconocer las fallas.
Resumen
I NFORME A. ¿Qué pruebas sugiere que se realice en un transformador previo a su instalación y por qué?
Las pruebas en transformadores se aplican para comprobar que el transformador haya sido construido correctamente cumpliendo así con los valores nominales dictados. Por lo que para esto se recomiendo realizar ciertas pruebas las cuales confirmarán el hecho de que el transformador es apto para ser instalado, entre las principales pruebas se tiene: Pruebas de Prototipo: Esta se pueda aplicar antes de la instalación a nuevos diseños para así verificar si este transformador cumple con los parámetros del usuario. Pruebas de Rutina: Estas pruebas hace el fabricante antes de entregar el transformador y ser instalado, con la finalidad de que comprobar que cumple con los requisitos de los pedido por el usuario, esta se diferencia de las pruebas de prototipo ya que se aplica a cada transformador, en cambio el prototipo es para el diseño. Pruebas Opcionales: Se recomienda esta prueba para comprobar características del transformador especial hecho entre el fabricante y el usuario, se aplica para transformadores especiales.
B. Haga un informe de las pruebas que se han realizado en la práctica.
Antes de hacer cualquier prueba, revisamos la placa del transformador. Destacando los datos más importantes y fundamentales para empezar a hacer las pruebas. PLACA DEL TRANSFORMADOR
Parámetro
Dato de placa
Potencia
5 kVA
Corriente nominal
20.83 A
Voltaje Primario
7620 / 13200 V
Voltaje secundario
0120 / 240 V
Frecuencia
60 Hz
Clase
OA
Calentamiento
65° +20
Tabla 1. Datos de placa del transformador usado en la práctica.
Resistencia de devanados Para realizar esta prueba usamos un instrumento llamado miliohmetro, ya que los devanados tienen resistencias que con un ohmetro comun pueden considerarse despreciables. Se considera que las bobinas estan en buen estado si se obtienen valores similares para los devanados de bajo voltaje y la suma de estos para el devanado
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completo de la bobina. Con el objetivo de que aquí se presenten caidas de voltaje despreciables. Z1 120
62 m
Z2 120
62.2 m
Z 240
122.9 m
Z AV
165.4 m Tabla 2. Resistencias de devanados
Relación de transformación y conexión Mediante un TTR se obtiene valores experimentales de la relación entre espiras de un devanado a otro. Los valores obtenidos en la practica son de: b1= 63.59 y b2=63.76. y el valor teórico es de 63.5. y en el lado de alta obtuvimos teoricamente un valor de 31.75 y en la practica A= 31.77. Con esta prueba comprobamos que la relacion de transformación es muy aceptable en el transformador. Ademas de notar la precisión del equipo.
PRUEBAS ORDINARIAS
Resistencia de aislamiento Esta prueba se hace a causa de que los aislamientos pueden tener fallas, lo que produciria descargas en la transformador. Causando daños en este. La prueba es realiza entre conductores aislados entre si, ya sea por aisladores cerámicos o el aceite aislante, ocupando un megaohmetro y comparando el resusltado con lo dictado en la norma.
Pruebas de circuito abierto Esta prueba se ejecuta con el fin de encontrar las pérdidas de magnetización. Se energiza el lado de baja mientras el lado de alta queda abierto. Se toma mediciones de voltaje, corriente y potencia para encontrar Rc. En el transformador del laboratorio se obtuvo V=240.3 [V], I=1.05 [A], P=0.033 [kW], Q=0.206[kVAR]. Asi que Rc= 29.9
Resistencia entre el lado de Alta y Tanque=19.95G Resistencia entre el lado de Baja y Tanque= 1.01G Resistencia entre los lados de Alta y Baja= 2.87 G Al finalizar las mediciones tomamos el valor más bajo y este debe ser superior al valor de la tabla normalizada, siendo 420 M la medida a superar. Al pasar favorablemente esta prueba, podemos continuar con la siguiente.
Prueba dielectrica en el aceite aislante Dentro del tanque, encontramos como aislante al aceite, si el aceite se encuentra con impurezas o en mal podria causar descargas y con ello daño en elestado transformador. Para la realización de esta prueba se toma una muestra del aceite y se lo coloca en el equipo donde se lo someterá a altos voltajes, hasta que una descarga se produzca. Se realizan varias tomas y al final se promedian estos valores. V1
32 kV
V2
30 kV
V3
22 kV
V4
24 kV
V5
21 kV
Tabla 3. Voltajes de disrupción en la prueba dielectrica de aceite. Se obtuvo un promedio de 25.8 kV.
Pruebas de corto circuito Para esta prueba alimentamos el lado de alta, cortocircuitando en baja. Se procede a tomar datos que en nuestro caso son: V=245.9[V], I=20.9 [A], P=139 [kW], Q=114 [kVAR]. Los valores medidos debe ser corregidos deacuerdo con la temperatura.
Prueba de voltaje aplicado Esta prueba no fue realizada, ya que se basa en someter al transforador a altos voltajes, dependiendo la norma. En el laboratorio contamos con un solo transformador y al exponerlo asi se desgastaria.
PRUEBAS ESPECIALES Las pruebas especiales como son: prueba de voltaje inducido, prueba de elevación de temperatura y prueba de impulso de onda completa; tampoco pueden ser hechas en el laboratorio por la misma razon de otorgar más tiempo util al transformador. Ya que estas son pruebas que exigen mucho al equipo. CONCLUSIONES •
Karolina Goyes. Tanto las pruebas tipo, de rutina y especiales con de gran importancia al momento de establecer si un transformador puede o no seguir funcionando como se supone que lo debe hacer, sin presentar ningun tipo de riesgo. Es usual y de gran ayuda hacerle las pruebas de rutina cada cierto periodo al transformador ya que este tras varios años de uso tiende a desgastarse y presentar perdidas. Debido a caracteristicas
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destructivas las pruebas especiales son las menos realizadas. Conocer los parametros presentes en la placa del transformador es escencial para no causar daños si se excede a sus valores nominales. •
Johanna Barba Las pruebas que se realizaron en el laboratorio nos ayudan a conocer si un transformador se encuentra cumpliendo con los parámetros necesarios para su correcto funcionamiento, con las mediciones realizadas al transformador también se pueden encontrar las posibles fallas de un transformador, como el nivel de aislamiento, una apropiada resistencia de aislamiento muy baja, para lo que será necesario realizarle un buen mantenimiento o si el caso lo amerita cambiar de transformador.
RECOMENDACIONES •
Para la prueba dielectrica en el aceite aislante, tomar un receso de al menos un minuto depues de producirse cada descarga, para asi tener resultados más acertados. • Seguir adecuadamente la norma, realizar en orden las pruebas, ya que si una prueba no pasa se puede corregir de ser posible o terminar ahí con las pruebas.
REFERENCIAS 5, hojas guía laboratorio de alto voltaje, nuevo form ato”, Escuela Politécnica Nacional”, Quito-Ecuador, 2018 [2]Notas tomadas en clase del laboratorio de alto voltaje, Ing. J Ramírez, 2018 B. [3] normas ANSI e IEC
[1] J. Ramírez, y D. Orbe, “Practica
ANEXOS
Fig. 1 Hoja de datos
