Transformadores (Parte2)

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Transformador es ELE-06 Parte 2

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Tranformadores de potencia reductores

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Transformadores

ELE-06Parte 2

Page 2: Transformadores (Parte2)

Contenido

Cambios en la frecuencia y tipos de conexión.Cambios en la Frecuencia • Tipos de Conexión • Grupos de Conexión • Conexión de transformadores en paralelo.

MantenimientoMantenimiento preventivo • Parámetros operativos.

Pruebas del AceiteMantenimiento • Pruebas • Número de Neutralización • Tensión Interfacial • Indice de Calidad.

Pruebas de Aislamiento y de CampoPruebas de Campo • Pruebas de Aislamiento • Medición resistencia de aislamiento • Indice de polaridad.

Pruebas preliminares y protocolo de pruebasProtocolo de pruebas • Recomendaciones • Pruebas preliminares a entrada en operación.

Parte 2

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Cambios en la frecuencia y tipos de

conexión

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Cambios en la frecuencia

En Caño Limón, normalmente un transformador trabaja con un sistema a 60Hz. Las consecuencias de variar la frecuencia en un transformador son:• La densidad de flujo magnético disminuye al aumentar la frecuencia y viceversa.

• La corriente de excitación al ser directamente proporcional a la intensidad del campo magnético y ésta a su vez a la densidad de flujo, también disminuye cuando aumenta la frecuencia y viceversa.

• Las pérdidas en el hierro disminuyen al aumentar la frecuencia y viceversa.

• Las pérdidas en el cobre permanecen prácticamente constantes.

• La potencia del transformador disminuye proporcionalmente cuando decrece la frecuencia, al incrementarse las pérdidas sin carga.

• El rendimiento del transformador es mayor si se incrementa la frecuencia, debido a que hay menos pérdidas.

En el campo los SUT usados para las bombas ESP en los pozos, son diseñados especialmente para trabajar con frecuencia variable.

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Delta y Estrella

Estrella: Los tres devanados están conectados a un punto común (punto neutro). También se conoce como conexión en “Yé”.

Los transformadores trifásicos pueden tener sus devanados (primario - secundario) acoplados en:

•Estrella - Estrella

•Delta - Delta

•Delta - Estrella

•Estrella - Delta

Delta: Los devanados se conectan en serie entre sí formando un triángulo, nombre por el cual también se conoce este tipo de conexión.

Un transformador trifásico consta de tres transformadores monofásicos, bien separados o combinados sobre un mismo núcleo. Los primarios y secundarios de cualquier transformador trifásico pueden conectarse independientemente en Estrella ()o en Delta

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Estrella - Estrella

En una conexión Y - Y, el voltaje primario de cada fase se expresa por:

3

VV Lp

Fp

El voltaje de la primera fase se enlaza con el voltaje de la segunda fase por la relación de espiras del transformador. El voltaje de fase secundario se relaciona, entonces, con el voltaje de la línea en el secundario por:

VFp: Voltaje de Fase del PrimarioVLp: Voltaje de Línea del Primario

FsLs V3V VFs: Voltaje de Fase del SecundarioVLs: Voltaje de Línea del Secundario

aV3

V3

V

V

Fs

Fp

Ls

Lp

Por tanto, la relación del transformador (a) es :

Diagrama de conexión

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Estrella - Estrella

La conexión tipo estrella - estrella se emplea en sistemas con tensiones muy elevadas, ya que disminuye la capacidad de aislamiento. Esta conexión tiene dos serias desventajas.

Transformador de potencia usado para altos voltajes.

• Si las cargas en el circuito del transformador estan desbalanceadas, entonces los voltajes en las fases del transformador se desbalancearán seriamente.

• No presenta oposición a los armónicos impares (especialmente el tercero). Debido a esto la tensión del tercer armónico puede ser mayor que el mismo voltaje a la frecuencia fundamental.

Ambos problemas del desbalance y del tercer armónico, pueden resolverse usando alguna de las dos técnicas que se esbozan a continuación.

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Estrella - Estrella

Técnicas para resolver los inconvenientes con la conexión Y-Y:

•Conectar sólidamente a tierra el neutro primario de los transformadores. Esto permite que los componentes adicionales del tercer armónico, causen un flujo de corriente en el neutro, en lugar de causar gran aumento en los voltajes. El neutro también proporciona un recorrido de retorno a cualquier corriente desbalanceada en la carga.

•Agregar un tercer embobinado (terciario) conectado en delta al grupo de transformadores. Esto permite que se origine un flujo de corriente circulatoria dentro del embobinado, permitiendo que se eliminen los componentes del tercer armónico del voltaje, en la misma forma que lo hace la conexión a tierra de los neutros.

De estas técnicas de corrección, una u otra deben usarse siempre que un transformador Y - Y se instale.

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Delta - Delta

En la conexión delta - delta, la relación entre las tensiones de fase y de línea entre los devanados primario y secundario es:

LpFp VV LsFs VV

Así que la relación entre los voltajes de línea primario y secundario (relación de transformación) es:

aV

V

V

V

Fs

Fp

Ls

Lp

Diagrama de conexión

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Delta - Delta

Esta conexión se utiliza frecuentemente para alimentar sistemas de alumbrado monofásicos y carga de potencia trifásica simultáneamente.

La conexión Delta - Delta es muy usada en sistemas de alumbrado

Presenta la ventaja de poder conectar los devanados primario y secundario sin desfasamiento, y no tiene problemas de cargas desbalanceadas o armónicas. Sin embargo, circulan altas corrientes a menos que todos los transformadores sean conectados con el mismo tap de regulación y tengan la misma razón de tensión.

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Delta - Estrella

En una conexión - Y, el voltaje de línea primario es igual al voltaje de fase primario:

En tanto que los voltajes secundarios se relacionan por:

FsLs V3V

3

a

V3

V

V

V

Fs

Fp

Ls

Lp

FpLp VV

Donde a es desde luego, la relación de transformación.

Diagrama de conexión

por tanto la relación de voltajes línea a línea de esta conexión es:

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Delta - Estrella

Esta conexión tiene las mismas ventajas y el mismo desplazamiento de fase que el transformador estrella - delta (Y - que se verá a continuación.

Transformador elevador usado en la planta de Fuerza de PF2

Se usa en los sistemas de transmisión en los que es necesario elevar tensiones de generación. En sistemas de distribución industrial, su uso es conveniente debido a que se tiene acceso a dos tensiones distintas, de fase y línea.

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Estrella - Delta

En esta conexión el voltaje primario de línea se relaciona con el voltaje primario de fase mediante:

Y el voltaje de línea secundario es igual al voltaje de fase secundario:

FsLs VV

a3V

V3

V

V

Fs

Fp

Ls

Lp

FpLp V3V

Diagrama de conexión

De tal manera que la relación total entre el voltaje de línea en el lado primario del grupo y el voltaje de línea en el lado secundario del grupo es:

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Estrella - Delta

La conexión Y - no tiene problema con los componentes del tercer armónico en sus voltajes, ya que ellos se consumen en la corriente circulatoria del lado delta (). Está conexión también es más estable con relación a las cargas desbalanceadas, puesto que la delta redistribuye parcialmente cualquier desbalance que se presente.

Transformador reductor en una subestación eléctrica.

Se usa en los sistemas de transmisión de las subestaciones receptoras cuya función es reducir el voltaje. En sistemas de distribución es poco usual (no tiene neutro) y se emplea en algunas ocasiones para distribución rural a 20 kV.

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Prueba de Conocimientos 1

Haga CLICK sobre el botón de la respuesta y verifique con el sonido

1. En una conexión Delta - Estrella, los voltajes en el primario son: VLínea = VFase

Vfase = 3 VLínea 3 x Vfase = VLínea

Vlínea = 3 VFase

2. Si se incrementa la frecuencia del sistema AC para un transformador, se presenta una de las siguientes condiciones: Las pérdidas en el hierro (vacío) aumentan. Las pérdidas en el cobre (carga) aumentan. El transformador es más eficiente porque hay menos pérdidas en el hierro y el cobre. Ninguna de las anteriores.

3. Una de las técnicas para resolver los inconvenientes con la conexión Y-Y es agregar un tercer devanado conectado en estrella al grupo de transformadores.

Falso

VerdaderoHaga click aquí para

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Tipos de ConexiónIndica la clase de conexión de los devanados de un transformador y el desplazamiento angular de la tensión entre el primario y el secundario por un número clave.

•Las bobinas en el secundario están en estrella (“y”).•El uno indica el múltiplo de 30º de desfase entre los vectores secundarios respecto a los vectores primarios. Para este ejemplo los vectores de voltajes en la salida del transformador están 30º retardados (30º*1) con respecto a los vectores de voltajes en el primario.

Bornes del Primario (U, V, W) Bornes del Secundario (u, v, w)

Las 3 bobinas del primario se conectan en DELTA.

Las bobinas en el secundario se conectan en ESTRELLA

•Las bobinas en el primario están conectadas en Delta (“D”).

Las letras mayúsculas se usan para el lado primario y las minúsculas para el lado secundario. Por ejemplo, la conexión tipo Dy1 significa:

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Tipos de ConexiónPara el caso de una conexión Dy1, el símbolo usado es:

Conexión del Primario en Delta.Secundario en Estrella o “Y”.

Desfase de los vectores de tensión del primario y secundario en 30º. La representación gráfica se hace con base a una esfera horaria.

30º

Note que cada 30º de desfase indica un número clave. En este caso es el 1.

150º

Ahora tome el caso de una conexión Yd5.

Conexión del Primario en Estrella.Secundario en Delta o Triángulo.Desfase de los vectores de tensión del primario y secundario en 150º.

Los 150º son representados en el reloj como las 5.

En los transformadores trifásicos, el grupo de conexión de las bobinas primarias y secundarias puede estar representado también de manera gráfica. A continuación se mostrará como interpretar los gráficos.

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Tipos de Conexión

Hay más de 30 formas posibles de conexión de los devanados de un transformador trifásico. Las más usadas son:

Yy0: Primario en Estrella, secundario en Estrella, desfase de 0º en las tensiones.

Dy1: Primario en Delta, secundario en Estrella, desfase de 30º.

Dy5: Primario en Delta, secundario en Estrella, desfase de 150º.

Yd5: Primario en Estrella, secundario en Delta, desfase de 150º.

Yy6: Primario en Estrella, secundario en Estrella, desfase de 180º.

Dy11: Primario en Delta, secundario en Estrella, desfase de 330º.

Aparte de Estrella y Delta, las bobinas pueden no estar unidas (conexión abierta) o en zig-zag (rara vez utilizada, por lo tanto no se explica).

Una conexión Yiii0 tiene las bobinas del secundario en conexión abierta.

Una conexión Dz6 tiene las bobinas del secundario en zig-zag.

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Grupo de Conexión A

Los transformadores trifásicos más comunes se clasifican segun su conexión:

Se une U con u y se mantiene así durante la prueba.

Se energiza el primario por UVW

Se mide la tensión en Vv

Para que el transformador sea del Grupo A, las tensiones deben cumplir las siguientes relaciones:Vv = WwVv < UVVV < Vw

, Ww, UV y Vw

La localización de los pasatapas depende del tipo de Transformador.En la figura se muestra un SIEMENS cFUOM 654 de 500KVA.

V

VV

V

Grupo A: Se incluyen aqui las conexiones Dd0, Yy0 y Dz0. Para determinar si un transformador pertenece a este grupo se hace el siguiente ensayo:

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Grupo de Conexión B

Grupo B: A este grupo pertenecen las conexiones Dd6, Yy6 y Dy6. Para su comprobación se hace el mismo ensayo que con el grupo A:

Se une U con u y se mantiene así durante la prueba.

Se energiza el primario por UVW

Se mide la tensión en Vv

A diferencia del Grupo A, la relación entre las tensiones debe cumplir:Vv = WwVv > UVVv > Vw

, Ww, UV y Vw V

VV

V

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Grupo de Conexión C

Grupo C: Se incluyen aquí las conexiones Dy5, Yy5 y Yz5. Para su comprobación se hace el mismo ensayo que con los grupos anteriores, agregándole una medida más:

Se une U con u y se mantiene así durante la prueba.

Se energiza el primario por UVW

Se mide la tensión en Vv

La relación entre las tensiones debe ser:Vw = VVVw > UVWW > Wv

, Ww, UV, Vwy Wv V

VV

V

V

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Grupo de Conexión D

Grupo D: Aqui se tienen las conexiones Dy11, Yd11 y Yz11.

Para su comprobación se hace el mismo ensayo que con el grupo C:

Se une U con u y se mantiene así durante la prueba.

Se energiza el primario por UVW

Se mide la tensión en Vv

La relación entre las tensiones medidas, son diferentes a las del grupo C:Vw = VVVw < UVWW < Wv

, Ww, UV, Vwy Wv V

VV

V

V

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Conexión de Transformadores en Paralelo.

Para conectar transformadores en paralelo se deben tener en cuenta:

• Que tengan la misma relación de transformación en vacío, pues de lo contrario uno de los transformadores actuará como carga.

• Que sean diseñados para la misma frecuencia.

• Que las relaciones de potencia nominales no pasen (de ser posible) de 3 a 1, para que cada transformador tome una carga proporcional a su propia potencia.

• Que se consideren las polaridades, pues siempre se deben unir terminales de la misma polaridad, lo cual implica igual defasaje relativo.

• Que las tensiones de cortocircuito (con base en 75ºC) sean todas iguales en los transformadores, con lo cual la carga se reparte según la capacidad de cada transformador.

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Conexión de Transformadores en Paralelo.

Las conexiones pertenecientes a un mismo grupo pueden acoplarse en paralelo uniendo entre si los terminales designados con la misma inicial.

Para conectar en paralelo el grupo A y B se requiere un cambio de las conexiones internas de los devanados primarios o secundarios de uno de los dos grupos, pues el cambio de las conexiones a la linea no permite el acople en paralelo. Caso contrario ocurre con los grupos C y D, lo cual es posible alterando las conexiones a las lineas primarias y secundarias.

Transformadores en paralelo usados en una planta generadora en California, Estados Unidos

a cominzos del siglo XX.

El acople entre conexiones pertenecientes a dos grupos diferentes es relativo. Hayimposibilidad absoluta para acoplar en paralelo conexiones de los grupos A o B con conexiones de los grupos C o D.

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Prueba de Conocimientos 2

Haga CLICK sobre el botón de la respuesta y verifique con el sonido

1. La conexión Dy5 (muy usada en el campo) significa: Primario en Delta, Secundario en estrella con 5 bobinas conectadas. Primario en Delta, Secundario en estrella con 150º de retardo angular en las tensiones. Primario en Estrella, Secundario en delta con 150º de retardo angular en las tensiones. Primario en Delta, Secundario en estrella con 5º de retardo angular.

2. Al grupo de Conexiones “A”, pertenecen los transformadores con los siguientes tipos de conexión: Dd0, Dy0, Dz0 Dy5, Yy5, Dz5 Dd6, Yy6, Dy6 Dy11, Yd11, Yz11

3. Para conectar dos transformadores en paralelo, se debe observar entre otras cosas, que tengan exactamente la misma relación de transformación en vacío.

Falso

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Page 26: Transformadores (Parte2)

Mantenimiento y parámetros operativos

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Mantenimiento

El transformador requiere menor cuidado comparado con otros equipos eléctricos. El grado de mantenimiento e inspección necesarios para su operación depende de su capacidad, de la importancia dentro del sistema eléctrico, del lugar de instalación dentro del sistema, de las condiciones climatológicas, del ambiente y en general, de las condiciones de operación.

En esta parte se suministran las instrucciones de operación y mantenimiento. La intención es prestar la asistencia necesaria al personal de operación y mantenimiento para facilitarle una inspección periódica del transformador e indicarle los pasos que se deben seguir para efectuar un examen más detallado de la parte activa en caso de

que se requiera.

Controle los parámetros operativos en condiciones normales, si estos cambian a valores muy diferentes se hace necesario una cuidadosa verificación.

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Mantenimiento Preventivo

MANTENIMIENTO PREVENTIVOMANTENIMIENTO PREVENTIVO

ANALISIS DEL ACEITEANALISIS DEL ACEITE ANALISIS DEL PAPELANALISIS DEL PAPEL PRUEBAS ELECTRICASPRUEBAS ELECTRICAS

INSPECCION VISUALINSPECCION VISUAL ACCESORIOS DE PROTECCIONACCESORIOS DE PROTECCION

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Mantenimiento Preventivo

I - ANALISIS DEL ACEITE

II - ANALISIS DEL PAPEL

III - PRUEBAS ELECTRICAS

• Físico Químico

• Cromatográfico

• Contenido de Furfuraldehido

• Grado de Polimerización

• Factor de Potencia

• Relación de Transformación

• Resistencia de Aislamiento

• Resistencia de los Devanados

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Mantenimiento Preventivo

IV - ACCESORIOS DE PROTECCION

V - INSPECCION VISUAL

• Indicador de Nivel de Aceite• Relé Diferencial• Relé Buchholz• Relé de Flujo del Comutador• Relé de Sobrecorriente• Relé de Presión Súbita • Termómetro de los Devanados• Termómetro del Aceite• Válvula de Sobrepresión

• Conexiones de Aterrizaje• Sílica Gel• Panel de Control• Porcelana delos Bujes• Sistema de Circulado de Aceite• Sistema de Ventilación• Fugas de Aceite

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MANTENIMIENTO PREVENTIVO

DIAGNOSTICO

• Condiciones de operación• Grado de Envejecimiento • Riesgos Operacionales• Recomendaciones de:MANTENIMIENTO CORRECTIVO

- EN SITIO- EN SITIO - EN FABRICA- EN FABRICA

PROGRAMA DE MANTENIMIENTOPREVENTIVO

Controles y CriteriosPeriodicidades

Registros OperacionalesPRIORIDADES

Mantenimiento Preventivo

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Inspección de Parámetros Operativos

Temperatura del transformadorLa temperatura del transformador esta directamente relacionada con la duración de los materiales de aislamiento, por lo que es necesario prestarles atención.

En el caso de transformadores construidos de acuerdo con normas ANSI, la temperatura máxima permitida para el aceite es de 85°C y la temperatura máxima del punto más caliente del devanado es de 120°C

Inspección del volumen de aceite

El volumen del aceite tiene siempre que ser verificado desde el punto de vista del aislamiento y de la refrigeración.

Cuando el nivel de aceite fluctúe notoriamente en relación con la

temperatura, se debe detectar la causa para un oportuno arreglo.

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Inspección de Parámetros Operativos

Ruido

En algunos casos se puede percibir algún ruido anormal cuando se esta familiarizado con el sonido que el transformador produce durante la operación normal, lo cual puede ayudar a descubrir alguna falla. Las siguientes son las causas posibles de un ruido anormal:

• Resonancia de la caja y de los radiadores debida a cambios anormales en la frecuencia de la fuente de corriente.

• Un defecto en el mecanismo de ajuste del núcleo.

• Un defecto en la estructura central, (como desajuste en el núcleo) es posible que se encuentren flojos los tornillos de sujeción de las bridas.

• Aflojamiento de las piezas de anclaje.

• Ruido anormal por descarga estática, debido a partes metálicas carentes de tierra o a imperfección de la puesta a tierra.

Estos ruidos pueden detectarse desde afuera o acercándose a la caja, aún cuando no sean muy fuertes.

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Inspección de Parámetros Operativos

Aflojamiento de las piezas de fijación y de las válvulas

Cuando encuentre los terminales de tierra flojos, si es necesario desenergice el transformador y apriételos. Los tornillos de los cimientos que estén sujetos a grandes cargas, deben ser apretados firmemente para evitar el desplazamiento del transformador.

En algunos casos las válvulas se aflojan debido a vibraciones, aprietelas nuevamente.

Fugas de aceite.

Las fugas de aceite pueden ser causadas por el deterioro de algún empaque o por mal posicionamiento; algunas tardan en descubrirse, verifique cuidadosamente las válvulas y los empaques. Si hay algún

defecto que pudiera causar una fuga, informe a mantenimiento.

Page 35: Transformadores (Parte2)

Prueba de Conocimientos 3

Haga CLICK sobre el botón de la respuesta y verifique con el sonido

1. Las temperaturas máximas para el devanado y el aceite según la norma ANSI, son: 100ºC (aceite), 85ºC (devanados) 85ºC (aceite), 100ºC (devanados) 100ºC (aceite), 120ºC (devanados) 85ºC (aceite), 120ºC (devanados)

2. ¿Cuál de los siguientes análisis NO HACE PARTE del las pruebas eléctricas que se hacen en el mantenimiento preventivo? Relación de Transformación Contenido de furfuraldehidos Resistencia de aislamiento Factor de Potencia

3. Los ruidos en un transformador son generados únicamente por los cambios en la frecuencia de la corriente.

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Page 36: Transformadores (Parte2)

Pruebas del Aceite

Page 37: Transformadores (Parte2)

Mantenimiento del Aceite

Para mantener el transformador en perfectas condiciones de operación se deben tener en cuenta los puntos anteriores, cuidando también de la operación de rutina y sin falta alguna se debe dar el tratamiento adecuado en cuanto se note algún cambio en las condiciones de servicio. Es necesario también desenergizar el transformador a intervalos regulares y llevar a cabo una inspección meticulosa. Con esta rutina e inspecciones regulares, el grado de deterioro se podrá minimizar. Ya que un transformador esta formado de muchas partes, tales como el aceite de aislamiento, los equipos de refrigeración, etc., debe ser atendido permanentemente. El aceite además de servir como medio aislante sirve para transferir el calor generado en las bobinas y el núcleo hacia las paredes del tanque y los radiadores. Por esto se requiere que cumpla con las siguientes características:

•Elevada rigidez dieléctrica.•Baja viscosidad.•Bien refinado y libre de materiales que puedan corroer las partes metálicas.•Estar libre de humedad y componentes que se polaricen.•Tener un bajo punto de fluidez.•Que tenga poca evaporación.

Page 38: Transformadores (Parte2)

Pruebas del AceiteEl aceite del transformador debe ser sometido a unas pruebas estipuladas por la ASTM para verificar su cumplimiento como aislante y refrigerante. Estas son:Análisis del aislamiento eléctrico del Aceite

•Rigidez Dieléctrica: 32.000 Voltios mínimo. (ASTM D-877)

•Contenido de humedad: 35ppm de Agua máximo. (ASTM D-1533)

•Factor de Potencia del transformador a 25ºC y 100ºC (ASTM D-3487)

•Análisis del Envejecimiento del Aceite

•Tensión Interfacial: 25 dinas/cm mínimo. (ASTM D-971)

•Número de Neutralización: 0.25 mg. KOH/gr. Aceite máximo. (ASTM D-974)

•Color (ASTM D-1500)

•Densidad (ASTM D-1298)

•La muestra de aceite debe ser de 500ml. Se debe manipular cuidadosamente y en envase hermético para evitar contaminación.

Page 39: Transformadores (Parte2)

Pruebas del Aceite

Número de Neutralización (Prueba ASTM D-974)

El número de neutralización es entonces, una de las pruebas fundamentales para monitorear el proceso de degradación del aceite aislante.

Se define como el peso en miligramos de Hidróxido de Potasio KOH (Base) que se requiere para neutralizar el ácido en un gramo de muestra de aceite.

El aceite en operación dentro de un transformador, sufre un proceso de degradación química que se va desarrollando por efecto del trabajo, la temperatura y las tensiones eléctricas a que es sometido.

Esta degradación química es sensiblemente acelerada si hay presencia de agua y oxígeno en primera instancia y en segundo lugar de otros catalizadores como el cobre, el hierro, la celulosa, etc.

Page 40: Transformadores (Parte2)

Pruebas del AceiteTensión Interfacial (Prueba ASTM D-971)Es la fuerza necesaria para separar un anillo de Platino-Iridio de la superficie de un fluido de mayor tensión superficial, es decir aplicada dicha fuerza hacia arriba de la interfase aceite-agua. Se mide en dinas/cm.

Es una prueba muy sensible a la aparición de compuestos hidrofílicos o contaminantes polares solubles, productos del proceso de oxidación que se está desarrollando en el aceite. Los compuestos hidrofílicos tienen afinidad con el agua y el aceite. Su presencia hace bajar la tensión interfacial.

Esta prueba es especialmente útil para detectar cualitativamente la presencia de alcoholes y aldehidos que no se detectan con la prueba del número de neutralización. Por tanto, mediante esta prueba se puede detectar el inicio del proceso de oxidación y su avance antes de llegar a niveles de degradación críticos.

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Pruebas del Aceite

Indice de Calidad o Indice de Myers

Estado del Aceite NN TIF Ind. Calidad Color0,00 33,00,10 45,00,05 27,10,01 29,90,11 24,00,15 27,00,16 18,00,40 23,90,41 14,00,65 17,90,66 9,01,50 13,91,51

Café

Café Oscuro

Negro

Amarillo Claro

Amarillo

Amarillo Oscuro

Ambar

Muy malo

Estremadamente Malo

En condición Pésima

300 - 1500

271 - 600

160 - 318

45 - 159

22 - 44

6 - 22

Menor a 6

Bueno (Nuevo)

En Observación

Marginal

Malo

NN: Número de Neutralización (mg KOH/g Aceite).

TIF: Tensión Interfacial (Dinas/cm).

NNTIF

CalidadIndice

Es la relación entre la tensión interfacial y el número de neutralización. Es una relación importantísima para clasificar los aceites en operación.

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Pruebas de Aislamiento y de

Campo

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Pruebas de Campo

A continuación se indican las pruebas de campo más comunes que se utilizan para evaluar las condiciones del estado de aislamiento y de las bobinas de un transformador; correlacionando debidamente estas pruebas con las del aceite, se puede conseguir un conocimiento correcto del estado interno del transformador.

Estas pruebas son:

•Medición del Factor de Potencia del aislamiento.

•Medición del Factor de Potencia del aceite.

•Medición de la corriente de excitación.

•Medición de la resistencia de aislamiento.

•Medición de la relación de transformación (TTR).

•Medición de la resistencia de los devanados.

A continuación se explicará la prueba de resistencia de aislamiento en los devanados.

Page 44: Transformadores (Parte2)

• El sistema básico de aislamiento del transformador está formado fundamentalmente, por el ACEITE AISLANTE y los materiales CELULOSICOS (Papel Aislante).

PAPEL AISLANTE Aislamiento sólido.Aislamiento líquido. ACEITE MINERAL

Pruebas de Aislamiento

• De estos dos elementos el más importante es el PAPEL AISLANTE pues constituye el aislamiento primario del sistema y su proceso de degradación es irreversible.

Page 45: Transformadores (Parte2)

Pruebas de Aislamiento

Medición de la Resistencia de Aislamiento

Sirve para "tener una idea" del estado en que se encuentran los aislamientos, y con base en esto decidir si están en condiciones de soportar los esfuerzos dieléctricos que se originan al aplicar tensiones en prueba o de trabajo. El obtener valores bajos no indica en forma decisiva que el aislamiento sea deficiente (en su diseño o aplicación), sino que puede contener suciedad o humedad en los aislamientos.

La medición de la resistencia de aislamiento se efectúa por lo general con un equipo denominado Megger que consta básicamente, de una fuente DC y un indicador de resistencia en megohms (millones de ohmnios). La capacidad de la fuente generalmente es baja ya que la finalidad es ver el estado en que se encuentra un aislamiento, es decir, esta es una prueba indicativa no destructiva, de tal forma que si un aislamiento esta débil no lo agrave.

Page 46: Transformadores (Parte2)

Pruebas de Aislamiento

Las resistencias de aislamiento a determinar en un transformador son:

Conviene anotar siempre los voltios del megger empleado. Los valores típicos son 500, 1.000, 2.500 o 5.000 Voltios DC.

• Devanado de Alta Tensión vs. devanado de baja tensión.• Devanado de Alta Tensión vs. devanado de baja tensión unido a tanque

a tierra.• Devanado de Alta Tensión unido a tanque a tierra vs. devanado de baja tensión.

El secundario en contacto con el

tanque a tierra en este ensayo.El primario en

contacto con el tanque a tierra para el

caso del último ensayo.

• La resistencia de un devanado con respecto a otro• La que presenta un devanado con respecto al núcleo• La resistencia de un devanado con respecto al tanque

Las lecturas de resistencia de aislamiento que se deben tomar son:

Page 47: Transformadores (Parte2)

Pruebas de Aislamiento

Indice de Polarización

Ind. Pol. = 3

Seco y limpio

Ind. Pol. = 1

Sucio y húmedo

El índice de polarización se define como la relación entre la resistencia de aislamiento durante 10 minutos y la resistencia de aislamiento en 1 minuto. La medida que es adimensional, ayuda a comparar los aislamientos de los devanados.Un índice de polarización mayor que 2.0 es normal para bobinados impregnados de barniz o asfalto. Para bobinas con sistema aislamiento más recientes, los índices de polarización son generalmente mayores a 3.0.Si el índice es menor a 1.0 indica que el devanado puede estar mojado o sucio y éste debe ser revisado.

Un índice de polarización mayor a 5.0 es bastante anormal. En un transformador con más de 20 años de servicio significa que el aislamiento está intacto pero se encuentra frágil y disecado.

Page 48: Transformadores (Parte2)

Pruebas preliminares y

protocolo de pruebas

Page 49: Transformadores (Parte2)

Pruebas de Rutina (Protocolo de Pruebas)

Cuando se adquiere un transformador nuevo, deben realizarse unas pruebas acordes con las normas ICONTEC y consignarse en un formulario conocido como protocolo de pruebas. Las pruebas son:

• Medición de la relación de transformación (TTR).

• Tensión aplicada a los devanados por un minuto.

• Tensión inducida con el doble de la tensión y frecuencia nominal (por un minuto).

• Pérdidas sin carga (pérdida del hierro) aplicando tensión y frecuencia nominal.

• Medición de la tensión de corto circuito.

• Medición de la resistencia de los devanados.

• Pérdidas con carga (pérdidas en el cobre).

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Recomendaciones para poner en servicio el Transformador

• Nunca confie la instalación del transformador a personas inexpertas.

• La posición del transformador debe ser vertical y nunca debe almacenarce o instalarse en posición inclinada. No maniobre el transformador apoyándose en los aisladores, al hacerlo afecta la hermeticidad de los sellos y permite la entrada de húmedad. Esto puede producir daño mecánico al aislador.

• Si el transformador lleva más de cuatro meses almacenado se debe tomar muestra de aceite y proceder a verificar su rigides dieléctrica.

• Antes de ser instalado se debe verificar el ajuste de todos los tornillos externos. Verifique el sitema de refrigeración, que se encuentren abiertas todas las válvulas de los radiadores y si el control del sistema de enfriamiento forzado funciona correctamente (Ventiladores, bombas de recirculación).

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Recomendaciones para poner en servicio el Transformador

Antes de ser energizado se debe medir la resistencia de aislamiento y compararla con las registradas en el protocolo de pruebas.

Antes de energizar el transformador se debe dejar en reposo durante un mínimo de 12 horas a fin de que las burbujas de aire que se hayan podido formar durante el transporte y montaje puedan ser evacuadas.

Antes de energizar se debe verificar:

•Funcionamiento del conmutador.

•Conexión a tierra del tanque del tranformador.

•Funcionamiento y/o estado de los elementos de vigilancia y protección.

•Nivel del aceite.

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Pruebas preliminares a la entrada en operación

Una vez concluído el montaje y sin haber energizado aún el transformador, realice los siguientes ensayos previos a su entrada en operación:• Medida de relación de transformación (TTR). Si hay conmutadores en carga o en vacío se hará la medida de la relación de transformación en todas las posiciones. Los resultados se compararán con los protocolos de prueba enviados por el fabricante.

• Medida de resistencia de los devanados. Tenga presente que la resistencia de devanados varía con la temperatura. Los resultados se compararan con los protocolos de prueba.

• Control de la secuencia de fases, grupo de conexión.

• Resistencia de aislamiento.

• Pruebas de aceite.

Antes de la puesta en servicio del transformador, se tomará una muestra de aceite para someterla al ensayo de rigidez; si el ensayo no cumple con las especificaciones del aceite, habrá que secarlo y desgasificarlo, haciéndolo circular por un equipo de tratamiento de aceite.

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Pruebas preliminares a la entrada en operación

Una vez finalizadas todas las inspecciones y pruebas preliminares el transformador se encuentra para entrar en servicio tenga en cuenta:

• Coloque la posición de tomas del comutador conforme a la tensión de línea.

• Como medida de segurida retire al personal del área cercana del transformador, este puede fallar y el aceite podría salir incediado. Este tipo de accidente ha ocurrido.

• Aplique tensión al transformador sin carga.

• Manténgalo bajo observación durante un cierto tiempo/ (24 horas) y asegúrese de que este en condiciones normales.

• Observar el transformador durante una hora después de que ha sido cargado.

• El Transformador una vez energizado y cargado debe ser periódicamente inspeccionado.

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Prueba de Conocimientos 4

Haga CLICK sobre el botón de la respuesta y verifique con el sonido

1. La rigidez dieléctrica que debe tener un aceite debe ser (como mínimo): 15kV 20kV 32kV 50kV

2. Si el índice de polarización en un transformador es menor que 1, indica que: Los devanados se encuentran limpios y secos. El aislamiento está intacto pero los devanados están frágiles y disecados. Los devanados están sucios y húmedos. El devanado esta en perfecto estado.

3. Uno de los ensayos que hay que realizar en el protocolo de pruebas es la medición de la relación de transformación (TTR).

Falso

VerdaderoHaga click aquí para

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FIN