Pruebas Electricas en Transformadores(ABB)

Pruebas Eléctricas a Transformadores Field Service

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SERVICE OF FIELD

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Indice.

1.

Introducción.

2.

P rueba rueba de Fact Factor or de Pot P otencia encia..

3.

P rueba rueba de Resisten Resistencia cia de Bobinados. Bobinados.

4.

Prueba de Relación de Transformación.

5.

Prueba de Corriente de Excitación.

6.

Prueba de Respuesta al Barrido de Frecuencia (SFRA).

7.

Conclusiones.

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    2    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

Indice.

1.

Introducción.

2.

P rueba rueba de Fact Factor or de Pot P otencia encia..

3.

P rueba rueba de Resisten Resistencia cia de Bobinados. Bobinados.

4.

Prueba de Relación de Transformación.

5.

Prueba de Corriente de Excitación.

6.

Prueba de Respuesta al Barrido de Frecuencia (SFRA).

7.

Conclusiones.

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1. Introduc Introduc ción Equipos de pruebas pruebas Primarias Primarias y de aislamie aislamiento nto M4100 DOBLE M5400

CPC 100 + TD1

FRAX 101

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1. Introduc Introduc ción Las Fallas en transformadores se dan por dos razones principales: principales: 1.

Calida lidad d del del aisl aisla amie miento: nto:

Component omponente e contaminado contaminado (corrosión (corrosión humedad), provocando una falla. 2.

deformado ado In t eg r i d ad Fís i c a: Algo deform que no opera dentro de las especificaciones, especificaciones, consecuent consecuentement emente e fallado fallado (defor (deform mación, ación, corto, corto, flojo). flojo).

Bajos estas condiciones se debe considerar una selección de pruebas.     4    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

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1. Introduc Introduc ción Pruebas Eléctricas y Métodos para Digan stico

PROBLEMA   

Mecánico

   

  

Dieléctrico

  

 

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Térmico



SFRA Reactancia de dispersión. Capacitancia. Corriente de excitación. Resistencia de devanados. Relación de transformación. Inspección visual o emisión acústica. Factor de potencia y capacitancia. Resistencia de aislamiento. Relación de transformación. Detección Detección de descargas parciales parciales (Método de ultrasonido ultrasonido o eléctrico). Análisis Análisis de aceite: Humedad, rigidez rigidez eléctrica, eléctrica, etc. Respuesta de Frecuencia Dieléctrica (DRF).

Análisis Análisis DGA: Cromatografía Cromatografía de gases Detecc Detecció ión n de puntos puntos calie calient ntes: es: Instal Instalaci ación ón de sensor sensores es o termo termogra grafí fíaa infrarroja. Deterioro de papel: Análisis de furanos.

Ricardo Vásquez Q.; Fields Service

Pruebas Eléctricas de Factor de Potencia     6    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

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2. Prueba de Factor de Potencia 2.1 Objetiv o 

El objetivo de esta prueba es medir la calidad del aislamiento, como aislamiento sólido y como líquido. En el se puede evidenciar presencia de humedad en el aislamiento.

2.2 Norma de referencia.



    7    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

Las presentes especificaciones están referidas a lo estipulado en las normas: IEEE C57.12.90-1993 "IEEE.

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2. Prueba de Factor de Potencia

EQUIPO

% F.P, a 20º C

Aislador tipo condens ador en aceite

0.5

 Transformadores en aceite ( en Operación)

1.0

 Transformadores nuevos en aceite

0.5

IEEE Std 62-1995 (IEEE Guide for Diagnosti c Field Testing fo r Electri c Power   App aratus Part 1: Oil Fi lled Pow er Transfo rmers , Regulato rs and Reacto rs)

NETA. (INTERNATIONAL ELECTRICAL TESTING ASSOCIATION INC).     8    p   u   o   3   r    1     G   y    B  a    B    M    A     5    ©    1

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2. Prueba de Factor de Potencia 2.2 Condi ción del aislamiento.  Ais lami ento Ideal

I(Capacitiva)

ITOTAL

    9    p   u   o   3   r    1     G   y    B  a    B    M    A     5    ©    1

I

R

=0

V(aplicada)

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2. Prueba de Factor de Potencia 2.2 Condi ción del aislamiento.  Ais lam ien to Real I(Capacitiva)

IC

    0    1    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

ITOTAL

IR

V(aplicada)

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2. Prueba de Factor de Potencia

 Ais lami ent o Real

I(capacitiva)

•En la práctica ningún aislante es perfecto

IC

I

TOTAL

•Siempre existen pérdidas resistivas •La corriente total adelanta a la tensión en un ángulo de fase  y esta retrasada respecto a la corriente capacitiva un determinado ángulo 

IR     1    1    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

V(aplicada)

Factor de potencia =

IR ITOTAL

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2. Prueba de Factor de Potencia 2.3 Que se mide?

•CH: Bujes de AT, papel, epóxicos y madera junto con el devanado de AT, aceite y conmutador de derivaciones sin tensión. •CHL: Aislamiento y apantallamiento entre devanados, aceite. •CL Bujes de BT, papel, expóxicos y madera junto con el devanado de BT, aceite, y otros.     2    1    p   u   o   3   r    1     G   y    B  a    B    M    A     5    ©    1

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2. Prueba de Factor de Potencia 2.4 Experienci a (caso 1) P r u e b a d e F a c t o r d e P o t e n c ia

12.0%     )

10.0%

    %     (    a     i    c    n    e     t    o     P    e     d    r    o     t    c    a     F

8.0%

C H+C HL CH

6.0%

CHL C L

4.0% 2.0% 0.0% 2000.0V

5000.0V

Voltaje de Prueba (V)     3    1    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

10000.0V

En la prueba de factor de potencia se obtuvieron valores muy altos, lo que evidencia el bajo aislamiento del transformador. La Norma Std 62-1995 recomienda para transformadores antiguos un facto de potencia menor a 1%

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2. Prueba de Factor de Potencia 2.4 Experiencia (caso 1)

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Se realizo el proceso de mantenimiento del transformador con el desencubado del mismo, observándose que la parte activa presentaba humedad (ver Figuras).

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2. Prueba de Factor de Potencia 2.4 Experiencia (caso 1)

    5    1    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

Como se observa en las figuras ampliadas la contaminación encontrada en los aislamientos sólidos del transformador.

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2. Prueba de Factor de Potencia 2.4 Experiencia (caso 1)

    6    1    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

•

Después del proceso de secado de la parte activa se procedió al encubado del transformador.

•

Se verificó el ajuste de toda la pernería de la parte activa.

•

Luego del montaje respectivo se procedió al llenado del aceite mediante proceso de termovacío.

Pruebas Eléctricas de Resistencia de Bobinados.

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3. Resis tencia de los bobinados. 3.1 Objetiv o 

Detectar puntos con alta resistencia óhmica en partes de conducción, como empalmes, conexiones, contactos de los conmutadores, etc. Estos son fuente de problemas en los circuitos eléctricos, ya que originan caídas de voltaje, fuentes de calor a veces con altas temperaturas, pérdidas de potencia, etc.; ésta prueba puede detectar esos puntos.

3.2 Norma de referencia. 

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Las presentes especificaciones están referidas a lo estipulado en las normas: (ANSI / IEEE C57.12.90) y IEC 60076-1.

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3. Resis tencia de bobinados. 3.3 Criterio de Medic iones y aprobación. 







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La resistencia se mide con una fuente de tensión continua (DC), la corriente de prueba no puede exceder el 10% de la corriente nominal del transformador. Cuando un transformador sale de servicio por lo general la diferencia de temperatura entre el aceite y el bobinado debe ser menor al 5° C (- ANSI / IEEE C57.12.90). Según las Normas de pruebas, la temperatura de referencia es 75°C para IEC y 85°C para ANSI. Por experiencia, una medición se puede considerar aceptable si es menor de 3% sobre el valor medido en fábrica. Valores superiores al 3% pueden ser indicativos de falsos contactos, torque no adecuado en conexiones de terminales o uniones, incluso de los contactos del cambiador, o posibles fallas internas.

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3. Resis tencia de bobinados. 3.4 Experiencia (caso 2)

R E S I S T E N C IA D E B O B I N A D O A L T A T E N S I Ó N ( W W - 0 0 ) TAP

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10  - 1 1    0    2  - 1 2   p   u   o 13   r   3    1     G   y    B  a1 4    B    M    A     5    ©    1

CONEXIÓN TENSION CORRIENTE EN BORNES (V ) (A)

WW-00 WW-00 WW-00 WW-00 WW-00 WW-00 WW-00 WW-00 WW-00 WW-00 WW-00 WW-00 WW-00 WW-00

RESISTENCIA (m  )

2 5 ºC

Resistencia de devanados

7 5 ºC

3 .4 3 7 2 V

2 0 .0 0 A

1 7 1 .86 m  2 0 3 . 1 3 m 

3 .4 0 7 4 V

2 0 .0 0 A

1 7 0 .37 m  2 0 3 . 1 3 m 

3 .3 6 6 8 V

2 0 .0 0 A

1 6 8 .34 m  2 0 3 . 1 3 m 

3 .3 4 1 1 V

2 0 .0 0 A

1 6 7 .06 m  2 0 3 . 1 3 m 

3 .3 0 9 0 V

2 0 .0 0 A

1 6 5 .45 m  2 0 3 . 1 3 m 

3 .2 69 7 V

2 0 .0 0 A

1 6 3 .48 m  2 0 3 . 1 3 m 

3 .2 34 5 V

2 0 .0 0 A

1 6 1 .73 m  2 0 3 . 1 3 m 

   ) 190   m    h 170    O   m150    (   a    i 130   c   n   e 110    t   s    i   s 90   e    R 70

3 .2 09 0 V

2 0 .0 0 A

1 6 0 .45 m  2 0 3 . 1 3 m 

50

3 .1 78 3 V

2 0 .0 0 A

1 5 8 .9 2 m  2 0 3 . 1 3 m 

3 .1 54 3 V

2 0 .0 0 A

1 5 7 .7 2 m  2 0 3 . 1 3 m 

3 .1 21 1 V

2 0 .0 0 A

1 5 6 .0 6 m  2 0 3 . 1 3 m 

3 .0 94 0 V

2 0 .0 0 A

1 5 4 .7 0 m  2 0 3 . 1 3 m 

3 .0 57 0 V

2 0 .0 0 A

1 5 2 .8 5 m  2 0 3 . 1 3 m 

2 .8 89 0 V

2 0 .0 0 A

1 4 4 .4 5 m  2 0 3 . 1 3 m 

210

   1

Condiccion Anormal.

UU VV WW

3

5

7

9

   1    1    3    1    5    1    7    1    9    2    1    2    3    2    5    2    7    1

El comparativo trifásicoTaps no es el adecuado Posiciones

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3. Resis tencia de bobinados. 3.4 Experiencia (caso 2)

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Pruebas Eléctricas de Relación de  Transformación

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4. Relación de transformación. 4.1 Objetiv o 

Verificar la relación de transformación para las diferentes posiciones del conmutador de un transformador, las que deben estar todas ellas dentro de la tolerancia de medición.

4.2 Norma de referencia. 

    3    2    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

Las presentes especificaciones están referidas a lo estipulado en las normas: (ANSI / IEEE C57.12.90). y IEC 60076-1.

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4. Relación de transformación. 4.2 Procedimiento. 

La relación de transformación es el número de vueltas o espiras que tiene el devanado de alta tensión comparado con el número de vueltas del devanado de baja tensión. Para los transformadores que tienen cambiador de derivaciones (tap´s) éste sirve para cambiar esa relación de espiras o voltajes. La relación de transformación de éstos transformadores se deberá determinar para todos los tap´s y entre todos los devanados del transformador.

4.3 Criterio d e Aprob ación. 

    4    2    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

La tolerancia para la relación de transformación, medida cuando el transformador está sin carga debe ser de ±0.5% en todas sus derivaciones.

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4. Relación de transformación. 4.4 Experiencia (caso 3)

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Pruebas Eléctricas de Corriente de Excitación.

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5. Corriente de Excitación. 5.1 Objetiv o 

Esta prueba se realiza con el fin de detectar tipo de fallas como defectos en la estructura del núcleo magnético o alguna posible deformación de los bobinados aunque es menos sensible en este caso.

5.2 Criterio d e Aprob ación. 



    7    2    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

Si la corriente de excitación es inferior a 50 mA, la diferencia entre los dos más altos corrientes de un transformador trifásico debe ser inferior al 10%. Si la corriente de excitación es superior a 50 mA, la diferencia entre las dos mas altas debe ser inferior al 5%.

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5. Corriente de Excitación. 5.3 Procedimiento.

    8    2    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

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5. Corriente de Excitación.

Transformador

Monofasico

Trifásico Conexión Y

Measur

H1

H2

H2

H1

H1

H0

H2H3X1X2X3

H2

H0

H1H3X1X2X3

H3

H0

H1H2X1X2X3

H1 Trifásico Conexión D

H2 H3

    9    2    p   u   o   r   3    1     G   y    B  a    B    M     A    5    ©    1

Ground

Floating Terminals

Energ

X1X2 X1X2

H2

H3

X1X2X3

H3

H1

X1X2X3

H1

H2

X1X2X3

Normal Current Pattem

IH1H2-IH2H1

(IH1H0-IH3H0)