Lisboa Julio 2013, Miguel A. De la Fuente Jornadas Técnicas Diagnóstico / Ensayos básicos. ABB Group September 30, 2011 Slide 1

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1 Lisboa Julio 2013, Miguel. De la Fuente Jornadas Técnicas Diagnóstico / Ensayos básicos BB Group September 30, 2011 Slide 1

2 Diagnóstico de transformadores Causa Cortocircuito Sobreintensidad Defectos refrigeración. Defectos incipientes Sobretensiones Falta nivel aceite Tipo efecto Mecánico Térmico Dieléctrico Diagnóstico React. dispersión FR Capacidad Corriente excitación DG nálisis papel Termografía nálisis aceite C & Tan delta FDS /DFR Medida DP Relación / Resistencia islamiento/ Resistencia de Devanados

3 Métodos de Diagnóstico Técnicas de Diagnóstico más importantes para Transformadores PROBLEMS TÉCNICS DE DGNÓSTICO CONDICIONES EQUIPO ESTDO TÉCNIC PRUEB DE EFECTIVIDD MECÁNICOS TÉRMICOS 1. Corriente de excitación 2. Impulso de baja tensión 3. nálisis de respuesta de frecuencia 4. Medida de la inductancia de fuga 5. Capacidad NÁLISIS DE GSES EN EL CEITE 6. Cromatografía de gases 7. Método del Hidrógeno Equivalente DETERIORO DEL CEITE - PPEL 8. Cromatografía líquida ( Método de descarga parcial) 9. nálisis de furánicos DETECCIÓN DE PUNTO CLIENTE 10. Sensores invasivos 11. Termografía infrarroja NÁLISIS DE CEITE 12. Humedad, resistencia eléctrica, resistividad etc. OFF-S OFF-S OFF-S OFF-S OFF-S ON ON ON ON ON ON B B B M L H M/H H H M M/H M/H L H ON M 13. Relación de transformación OFF-S L DIELÉCTRICOS MEDID DP 14. Método ultrasonido 15. Método eléctrico ON ON B B M / H M / H 16. Factor de Potencia y Capacidad 17. Respuesta Frecuencia Dieléctrica OFF-S OFF-S H H [1] OFF-S = equipo fuera de servicio in-situ, OFF-L = equipo fuera de servicio en laboratorio, ON = equipo en servicio [2] = aplicación general, B = fase de desarrollo [3] H = alta, M = media, L = baja

4 Ensayo de resistencia de bobinas Medida de la resistencia de los conductores en las bobinas del transformador. Se aplica una corriente continua menor del 15% de la I n. La resistencia se verá afectada si existen espiras cortadas, conexiones sueltas en bornas y/o cambiador de tomas o pletinas/conductores rotos. POSIBLE CRITERIO DE CEPTCION La medida debe presentar una desviación máxima del 2% sobre el valor de referencia en el protocolo de ensayo en fábrica o entre fases. Desviaciones superiores pueden indicar cortos, conexiones soldadas o deficiente resistencia de contacto en regulador. Corrección por Temperatura: R CT RM ( CF + CT) = CF + Winding Temp( o C) R CT = Resistencia corregida CF = para bobinas de cobre; 225 para bobinas de aluminio (IEEE C ) CF = 235 para bobinas de cobre; 225 para bobinas de aluminio (IEC ) CT = 75 para trafos de aumento 55 C; 85 para trafos de aumento 65 C R M = Resistencia medida

5 Ensayo de resistencia de bobinas Contactos sucios o envejecidos Verificación tras limpieza/sustitución de partes defectuosas W Winding Resistance measurement (20 C Correction) ntes 700,0 650,0 W Winding Resistence (20º Ref) mohm 600,0 Factory 1981 W Tap Up W Tap Up Resistance [mw] 650,0 630,0 610,0 590,0 570,0 550,0 530,0 510,0 490,0 470,0 450, Taps Factory ,0 500,0 W Tap Up 1 19 W Tap Down , Taps Después

6 Ensayo de relación de espiras/transformación (TTR) Np r = = Ns Ep Es r = relación de tensión E = tensión circuito abierto N = número de espiras p = primario s = secundario CRITERIO CEPTCION NORML IEEE 62: La medida debe presentar una desviación máxima del 0.5% sobre la relación teórica. CEI 076: La medida debe presentar una desviación máxima del 0.5% sobre la relación teórica o 0.1 la Zcc para esa toma. Desviaciones superiores pueden indicar cortos entre espiras, circuitos abiertos, problemas de conexión o fallos en regulador.

7 Resistencia del aislamiento El ensayo de resistencia del aislamiento (Megger) determina la resistencia del sistema aislante a las fugas de corriente. Para la medida se emplea un equipo de CC de hasta 10 kv. La cuba y el núcleo deben estar conectados a tierra. Las medidas se toman entre cada bobinado y el resto puestos a tierra (T+BT/Tierra, T/Tierra+BT, BT/T+Tierra). La medición se hace a 1 minuto tras aplicar la tensión. La relación R 60 :R 15 (I abs ) está normalmente en el rango 1,2 3. La medida depende de la tensión aplicada y la Tª, por lo que para comparar con futuras medidas conviene registrar estos datos.

8 Resistencia del aislamiento - Consideraciones Precauciones de ensayo Parar el ensayo si la medida fluctúa ampliamente No hacer el ensayo en transformadores bajo vacío Tras el ensayo, poner a tierra todos los terminales para asegurar la descarga de los mismos. Índice de polarización (PI) Relación R 10min /R 1min Si existe humedad, la resistencia de aislamiento bajará con el tiempo Criterio de aceptación: PI<1: Resultado no satisfactorio PI>2: Buen estado

9 Medición de la resistencia del aislamiento del núcleo Normalmente en transformadores de columnas, las láminas del núcleo están aisladas y el núcleo está unido a tierra en un único punto. La medida de la resistencia del aislamiento permite estudiar conexiones a tierra accidentales que pueden resultar en la circulación de corrientes si existe más de una conexión núcleo tierra. Como resultado pueden aparecer puntos calientes en el núcleo y estructuras metálicas cercanas. Estos puntos calientes se pueden detectar por DG.

10 Ensayo de factor de potencia del aislamiento El factor de potencia (o de disipación) determina el estado del aislamiento entre bobinados y entre bobinados y cuba+núcleo. Una diferencia en la capacidad indicaría una deformación de la parte activa. Existen tres modos de ensayo: Ensayo con equipo aislado de tierra (UST) Ensayo con equipo conectado a tierra (GST) Ensayo con equipo conectado a tierra, modo guarda (GST/g) En los analizadores automáticos, el factor de potencia se calcula a partir de la corriente medida y la pérdida de vatios registrada en el equipo.

11 Ensayo de factor de potencia del aislamiento Principio Básico cos j = tan d = I I I I R t R c Cuando d es muy pequeño (<1º) y j es muy parecido a 90º, el factor de potencia (cosj) es prácticamente igual al factor de disipación tgd. PF = P( W ) 100 U ( V ) I ( )

12 Ensayo factor de potencia aislamiento Valores Típicos Factor de potencia de aislamiento de T a tierra en sistemas representativos con buen aislamiento

13 Ensayo factor de potencia aislamiento Diagnóstico Diagnóstico de factor de potencia para transformadores de potencia rellenos de aceite Lectura de Factor de Potencia 0.5% Posible estado del aislamiento Bueno >0.5% PERO 0.7% Deteriorado >0.7% PERO 1.0% (y aumento) Investigar >1.0% Malo QUE HCER SI C/PF ES MLO? Es necesario realizar ensayos complementarios, típicamente: Respuesta en frecuencia FR Respuesta dieléctrica en frecuencia DFR Ensayos Tip-Up

14 Ensayos Factor Potencia Tip Up Ensayo C/PF a diferentes niveles de tensión (p.e. 2 y 10kV) Típicamente se realiza sobre la sección aislante cuyo factor de potencia es sospechoso. Si la medida de FP se mantiene constante con la tensión, el problema será típicamente relativo a humedad y/o contaminación por elementos polares. Si el FP aumenta con la tensión, existe una alta probabilidad de contaminación iónica o carbonización de componentes, tanto aceite como papel. En el caso de trafos secos, sería síntoma de microhuecos en el sistema aislante.

15 Ensayos de corriente de excitación Pueden identificar problemas asociados al núcleo fundamentalmente (chapas cortadas, juntas defectuosas) o a las bobinas (espiras cortocircuitadas o en circuito abierto, conexiones defectuosas, problemas en el cambiador de tomas). La corriente de excitación de un transformador es la corriente consumida por la máquina aplicando tensión a sus terminales primarios con los secundarios abiertos (o viceversa). Es importante realizar los ensayos de corriente de excitación antes de cualquier prueba en CC, pues esta última puede dejar magnetizado el núcleo, con el consiguiente efecto sobre la corriente de magnetización.

16 nálisis por Termografía Infrarroja Termografía de terminal de borna sobrecalentado

17 nálisis por Termografía Infrarroja Termografía de banco radiador bloqueado

18 Preguntas? BB Group July 1, 2013 Slide 18

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