UNIDAD IV Otros Ensayos de Mantenimiento Objetivos: Determinar las pruebas complementarias necesarias para el mantenimiento Lección 1 : Ensayos eléctricos.

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1 UNIDAD IV Otros Ensayos de Mantenimiento Objetivos: Determinar las pruebas complementarias necesarias para el mantenimiento Lección 1 : Ensayos eléctricos. Lección 2 : Ensayos de accesorios y protecciones

2 Ensayos Eléctricos 1.1. Medición de Factor de Potencia, Pérdidas y
Capacitancia. Medición de Corrientes de Excitación por fase. Medición de Relación de Transformación (TTR). Análisis de Respuestas Frecuencias (SFRA). LECCIÓN 1

3 1.1. Medición de Factor de Potencia, Pérdidas y Capacitancia
Los bornes más antiguos o de tensión reducida generalmente no disponen de toma capacitiva, en estos casos se realiza el ensayo conocido como de collar caliente. Esta prueba es muy efectiva para detectar niveles bajos de líquido o relleno compuesto puesto que si hay aire donde se supone que debería haber líquido o relleno compuesto, la capacidad o carga total de corriente será más baja de lo normal. Esto es también muy útil para detectar fisuras en la borna LECCIÓN 1

4 La comparación de los resultados obtenidos en los ensayos dieléctricos generales a diferentes tensiones, permite establecer el nivel de gravedad del deterioro de un aislamiento. Tangente de δ Capacidad (pF) Intensidad en el Dieléctrico (mA) Potencia de Pérdidas en el Dieléctrico. Un valor significativo del denominado “tip-up”, sugiere el mal estado del aislamiento, dado que normalmente esta comprobación se realiza a tensiones de 2kV y 10kV. LECCIÓN 1

5 Representación Física de un Transformador de Dos Devanados
CH - Aislamiento entre conductores de Alta y Tierra (Núcleo más el Tanque aterrado, incluyendo Boquillas de Alta, Devanado, elementos estructurales y Aceite). CL - Aislamiento entre conductores de Baja y tierra (Núcleo más el Tanque aterrizado, incluyendo Boquillas de Baja, Devanado, elementos estructurales, y Aceite). CHL - Aislamiento entre Devanados (Barreras aislantes, Aceite). LECCIÓN 1

6 Procedimiento de prueba para dos devanados
Conexiones de prueba para una configuración Delta - Estrella. LECCIÓN 1

7 Para conexiones Delta – Estrella corto-circuitar cada bobinado, porque si los bobinados se dejan flotando, la inductancia de los mismos será introducida en el circuito. El equipo de pruebas registrará IT’ en vez de IT dando como resultado un mayor factor de potencia

8 Voltaje de prueba recomendado
Voltajes de Recomendados para Transformadores con Fluídos Aislantes Voltajes de Recomendados para Transformadores con Fluídos Aislantes probados en Ausencia del Fluído a Presión Atmosférica o Mayor.

9 Voltaje de prueba recomendado
Voltajes de Recomendados para Transformadores con Fluídos Aislantes probados en Ausencia del Fluído a Presión Atmosférica o Mayor. Voltajes de Recomendados para Transformadores Tipo Seco

10 Voltaje de prueba recomendado
Voltajes de Recomendados para Transformadores Tipo Seco

11 Representación Física del Transformador tres Devanados
CH - Aislamiento entre conductores de Alta y Tierra (Núcleo más el Tanque aterrado, incluyendo Boquillas de Alta, Devanado, elementos estructurales y Aceite). CL - Aislamiento entre conductores de Baja y tierra (Núcleo más el Tanque aterrizado, incluyendo Boquillas de Baja, Devanado, elementos estructurales, y Aceite). CHL; CLT; CHT - Aislamiento entre Devanados (Barreras aislantes, Aceite). LECCIÓN 1

12 Interpretación de resultados
Corriente de carga de CH es normalmente del orden de 10 a 20 mA Normalmente CL > CH Corriente de carga bushings 1 a 2 mA (probar bushings individuales) Cuando CHL es muy pequeña, puede haber cubierta (“shield’) entre bobinados. Guia general de interpretación referencial de resultados Capacidad Tipo Nuevo Usado KVA Distribution 1.0% 2.0% 500 KVA Power % 1.0% LECCIÓN 1

13 1.2. Medición de Corrientes de Excitación
Esta medición permite identificar los siguientes defectos: • Defectos de fabricación (núcleo) • Investiga el circuito magnético • Corto circuito en aislamiento entre espiras • Problemas en los cambiadores de voltajes • Aterramiento anormal del Núcleo Prueba Inicial: Todas las posiciones subiendo y bajando. Posición Neutral. Verificar en cada posición del cambiador de Tap sin carga (DETC) Prueba de Rutina: Mínimo: 5 posiciones, incluyendo Neutral. Recomendado: 16L, 15L, …, 2L, 1L, N, 1R (mínimo) Nota: Cuidado al mover el DETC si no se usa frecuentemente. LECCIÓN 1

14 .... Medición de Corrientes de Excitación
Con secundario abierto: La corriente circulando por el primario debe ser suficiente para excitar el núcleo. Con carga al secundario: La corriente circulando por el primario aumentará su valor proporcionalmente a la corriente de carga circulando por el secundario (más la corriente de excitación) LECCIÓN 1

15 .... Medición de Corrientes de Excitación
Detección de una falla de aislamiento entre espiras con la prueba de Iexc . La corriente del primario aumentará su valor proporcionalmente al valor de la corriente circulando entre las espiras corto-circuitadas. Detección de una falla entre espiras y tierra con la prueba de Iexc Con el neutro del secundario y la falla a tierra, el valor de la corriente del primario aumentará proporcionalmente al valor de la corriente del secundario y las dos referencias a tierra. LECCIÓN 1

16 .... Medición de Corrientes de Excitación
Procedimiento de prueba: LECCIÓN 1

17 .... Medición de Corrientes de Excitación
Procedimiento de prueba: LECCIÓN 1

18 .... Medición de Corrientes de Excitación
Corriente de excitación en mA PRUEBA EN KV H1 – H2 mA H2 – H3 H3 – H1 Con corto en espiras 5 32 280 40 Despues reparación 16.8 36.5 Trafo similar 17.3 35 34.5 LECCIÓN 1

19 .... Medición de Corrientes de Excitación
Procedimiento de prueba LECCIÓN 1

20 1.3. Medida de Relación de Transformación (TTR)
Verificar aislamientos menores entre espiras Detectar cortocircuitos internos Verificar conexiones al conmutador Detectar conexiones sueltas o posibles falsos contactos entre espiras Verificar que el grupo vectorial y la polaridad de los vectores LECCIÓN 1

21 ... Medida de Relación de Transformación (TTR)
PASO 1: Medir el Capacitor PASO 2: Medir el Embobinado + Capacitor La corriente de carga (Ιc) es proporcional al voltaje aplicado y la capacitancia del Capacitor Doble. Esta capacitancia es medida por el instrumento, llamada Capacitancia verdadera. VC = Ic / ( V x ω) Al colocar el Capacitor Patrón en serie con el secundario, la reducción en voltaje ocasionada por el número de vueltas N también se reflejará en la capacitancia medida, llamada Capacitancia aparente. N = Cverdadera / C aparente LECCIÓN 1

22 .... Medida de Relación de Transformación (TTR).
La corriente de carga (Ιc) es proporcional al voltaje aplicado y la capacitancia del Capacitor Patron. Esta capacitancia es medida por el instrumento, llamada Capacitancia verdadera. C = Ic / ( V x ω) Al colocar el Capacitor en serie con el secundario, la reducción en voltaje ocasionada por el número de vueltas N también se reflejará en la capacitancia medida, llamada Capacitancia aparente. Cverdadera / Caparente = N LECCIÓN 1

23 .... Medida de Relación de Transformación (TTR)
Ic = V 1 × ω Ca Ca = Ic / V x x ω I2 = V2 × ω × Ca I2 = V1/N × ω × Ca Identificando Ca / N como capacitancia Aparente Cverdadera Ca = N ______________ = ______ Caparente Ca / N LECCIÓN 1

24 .... Medida de Relación de Transformación (TTR).
Ic = V 1 × ω Ca Ca = Ic / V x x ω I2 = V2 × ω × Ca I2 = V1/N × ω × Ca Identificando Ca / N como capacitancia Aparente Cverdadera Ca = N ______________ = ______ Caparente Ca / N LECCIÓN 1

25 .... Medida de Relación de Transformación (TTR).
IdentificandoTransformador Trifásico Estrella-Delta Prueba No. 1: H1-H0 a X1-X2 LECCIÓN 1

26 .... Medida de Relación de Transformación (TTR).
Transformador Trifásico Delta-Estrella Prueba No.1: H1-H3 a X1-X0 LECCIÓN 1

27 .... Medida de Relación de Transformación (TTR).
La corriente de carga (Ιc) es proporcional al voltaje aplicado y la capacitancia del Capacitor Doble. Esta capacitancia es medida por el instrumento, llamada Capacitancia verdadera. LECCIÓN 1

28 (SFRA) 1.4. Análisis de Respuestas Frecuencias
La práctica y los estudios han demostrado que el SFRA es el método más CONFIABLE y PRECISO para el diagnóstico del movimiento o deformaciones del núcleo y bobinas de los transformadores (fallas ocultas). El Método de SFRA aplicado al diagnóstico y análisis de equipos de la subestación tales como transformadores de potencia, trampas de onda y filtros de armónicos. Cabe destacar que el SFRA puede complementarse con los resultados de las mediciones que relacionan a la geometría física de los transformadores: Reactancia de Dispersión. LECCIÓN 1

29 .... Beneficios del SFRA Uno de los grandes beneficios de este método, es que se pueden “ver daños ocultos” dentro de los transformadores. De esta manera, se puede detectar problemas a tiempo antes que ellos ocasionen daños costosos. Usarlo para: Mejorar la calidad de su plan de inspección o mantenimiento regular. Evitar la apertura o destape innecesaria del tanque del transformador para efectuar inspecciones internas costosas. - Verificar la condición de nuevos transformadores. - Inspección para daños si el transformador ha experimentado tensiones mecánicas. - En caso de problemas del sistema, tal como cortocircuitos que puedan dañar a los transformadores. - Después de terremotos, relámpagos, u otros del medio ambiente LECCIÓN 1

30 .... Beneficios del SFRA El SFRA es una gran cantidad de mediciones individuales hechas a frecuencias de interés. El SFRA proporciona la curva característica propia del transformador, equivalente a la firma o huella digital de un individuo. LECCIÓN 1

31 ...Teoría del SFRA Impedancia Ideales:
En un elemento pasivo tenemos 3componentes basicos Resistores - Capacitores - Inductores Cada uno tiene diferentes respuestas en corriente alterna La respuesta esta extrechamente relacionada a su geometria: interna y en relacion a los demás componentes. LECCIÓN 1

32 ... Teoría del SFRA Resistencia = Zr = R Inductancia = Zl = w L
La respuesta es plana Inductancia = Zl = w L La respuesta aumenta con con la frecuencia; cortocircuito a baja frecuencia disminuye c Capacitancia = Zc = 1 /w La impedancia disminuye con la frecuencia LECCIÓN 1

33 ... Teoría del SFRA dB’s según aumenta la impedancia, Vout disminuye
Respuesta en dB´s = 20 log 10 (Vout / Vin). Por cada caida de 20 dB estamos mirando a 1/10 de la relación previa de Vout / Vin LECCIÓN 1

34 ... Teoría del SFRA Circuito Paralelo RLC : LECCIÓN 1

35 ... Teoría del SFRA LECCIÓN 1

36 ... Teoría del SFRA LECCIÓN 1

37 ... Teoría del SFRA Conseguimos una resonancia de la combinacion de un inductor y un capacitor (LC) Cambios en L o C nos da una nueva resonancia L y C depende de la geometria del especimen Cambios de R cambios de la resonancia LECCIÓN 1

38 Ensayos de accesorios y protecciones
2.1. Relé Buchholz. 2.2. Relé Buchholz. 2.3. Válvula de sobrepresión 2.4. Control de temperatura 2.5. Indicador de Nivel de aceite LECCIÓN 2

39 RELE A GAS BUCHHOLZ Defectos internos del transformador generan gases combustibles que son capturados por el buchholz LECCIÓN 2

40 RELE A GAS BUCHHOLZ Relé LECCIÓN 2 Red de A.T. Relé
CUBA PRINCIPAL RELÉ BUCHHOLTZ Flotador 1 Depósito conservador Red de A.T. Relé Disyuntor de A.T. muelle antagonista TRANSFORMADOR Disyuntor de B.T. Red de B.T. Alarma acústica Flotador 2 burbujas de gas eje de giro Relé LECCIÓN 2

41 RELE SOBRE PRESION Defectos internos del transformador acompañado a una sobrepresión de la cuba generan el desplazamiento de la membrana de sobrepresion y la actuación simultanea del rele de sobrepresión. LECCIÓN 2

42 RELE SOBRE PRESION LECCIÓN 2

43 CONTROL TEMPERATURA Sobrecarga del transformador o enfriamiento deficiente genera sobretemperatura que si sobrepasa los 100oC da orden de desconexión. LECCIÓN 2

44 INDICADOR DE NIVEL DE ACEITE
La pérdida de aceite del transformador genera un nivel bajo de aceite que puede generar la desconexión LECCIÓN 2

45 FIN UNIDAD IV