DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN CAMPO DE PRUEBAS PARA TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN DE M.T Y B.T HASTA 5 MVA, SERIE 34.5 kv

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1 DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN CAMPO DE PRUEBAS PARA TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN DE M.T Y B.T HASTA 5 MVA, SERIE 34.5 kv GIOVANNY ALEXANDER LOPEZ LOPEZ LUIS VIRGILIO BARBOSA RODRIGUEZ UNIVERSIDAD DE LA SALLE BOGOTÀ D.C. 2007

2 DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN CAMPO DE PRUEBAS PARA TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN DE M.T Y B.T HASTA 5 MVA, SERIE 34.5 kv GIOVANNY ALEXANDER LOPEZ LOPEZ LUIS VIRGILIO BARBOSA RODRIGUEZ TESIS DE GRADO PARA OPTAR POR EL TITULO DE INGENÍERO ELÉCTRICISTA DIRECTOR Ing. OSCAR DAVID FLOREZ UNIVERSIDAD DE LA SALLE BOGOTÁ D.C. 2007

3 NOTA DE ACEPTACIÓN Ing. Oscar David Flores Director Firma del Jurado Firma del Jurado Bogotá D.C. Septiembre 10 de 2007

4 AGRADECIMIENTOS Los autores: Giovanny Alexander López López y Luis Virgilio Barbosa Rodríguez, expresan sus mas sinceros agradecimientos a: AWA INGENIERÍA LTDA. Por colocar a nuestra disposición toda su infraestructura humana y física para el desarrollo de nuestro proyecto. OSCAR FLORES. Ingeniero de la universidad de la salle por su interés, dedicación y experiencia en su labor de docencia e investigación como director de proyecto. NUESTRAS FAMILIAS. Que nos apoyaron y sobrellevaron las intensas jornadas de trabajo con gran entereza y cariño. A todas aquellas personas que de una u otra forma aportaron y brindaron todo su conocimiento y experiencia para el desarrollo de este proyecto.

5 DEDICATORIA GIOVANNY ALEXANDER LÓPEZ LÓPEZ A Dios por darme la vida. A mis padres por su confianza y apoyo incondicional. A mis hermanos por su ayuda y comprensión total. A mi esposa por su compañía y esfuerzo en está labor. A mi hijo por llenarme de alegría y buen ánimo para seguir adelante. A Dios por que es mi gran inspiración para llegar a cada una de las metas propuestas. A mi madre por su lucha continúa de ver a sus hijos en la cima del éxito. A mis hermanos por su forma de ver la vida con responsabilidad pero sin dejar de soñar. Son estás personas mi motivación y fortaleza para continuar día a día la búsqueda de nuevos horizontes, logros y éxitos.

6 CONTENIDO INTRODUCCIÓN Pág. 1 AWA INGENIERÍA COMO EMPRESA MISIÓN VISIÓN POLÍTICA DE CALIDAD ORGANIGRAMA 2 2 CAMPOS DE PRUEBA A TRANSFORMADORES CARACTERÍSTICAS CLASIFICACIÓN SEGURIDAD 6 3 PRUEBAS ELÉCTRICAS A TRANSFORMADORES MEDIDA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO ENSAYO DE LÌQUIDO REFRIGERANTE MEDIDA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN MEDIDA DE LA RESISTENCIA DE LOS DEVANADOS PRUEBA DE TENSIÓN APLICADA PRUEBA DE TENSIÓN INDUCIDA ENSAYO DE CORTOCIRCUITO ENSAYO DE CALENTAMIENTO 31

7 4 ESTÁDO INICIAL DEL CAMPO DE PRUEBAS PLANTA FÍSICA ESTÁDO ELÉCTRICO INFRAESTRUCTURA EQUIPOS Equipos de medida Equipos de prueba Equipos auxiliares 37 5 DISEÑO DEL CAMPO DE PRUEBAS PLANTA FÍSICA DISEÑO ELÉCTRICO MALLA DE PUESTÁ A TIERRA Procedimiento Medida de resistividad del terreno Criterios de cálculo Especificaciones y recomendaciones para el SPT ALISTAMIENTO DE EQUIPOS Y CALIBRACIÒN Modernización TIEMPOS DE EJECUCIÒN DE PRUEBAS DE RUTINA 55 6 CONCLUSIONES 57 7 RECOMENDACIONES 59 8 BIBLIOGRAFÍA 60 9 ANEXOS 62

8 LISTA DE FIGURAS Pág. 1 ALTA TENSIÓN CONTRA BAJA TENSIÓN MÀS TIERRA 10 2 BAJA TENSIÓN CONTRA ALTA TENSIÓN MÀS TIERRA 10 3 ALTA TENSIÓN CONTRA BAJA TENSIÓN 11 4 CURVA DE ABSORCIÓN DIELÉCTRICA 12 5 MEDIDOR DE RIGIDEZ DIELÉCTRICA 13 6 PRINCIPALES COMPONENTES DEL MRD 14 7 FILTRO PRENSA 15 8 ESQUEMA ELÉCTRICO DIVISOR PATRÓN 17 9 ESQUEMA ELÉCTRICO TTR TTR CONEXIÓN MEDIDA DE RESISTENCIA DE DEVANADOS CONEXIÓN ESTRELLA CONEXIÓN DELTA PUENTE DE WHEATSTONE PRUEBA DE TENSIÓN APLICADA DIAGRAMA UNÍFILAR DE PRUEBA DE POTENCIAL APLICADO TRANSFORMADOR MONOFÁSICO PRUEBA DE TENSIÓN INDUCIDA TRANSFORMADOR TRIFÁSICO PRUEBA DE TENSIÓN INDUCIDA TENSIÓN INDUCIDA ALIMENTADO POR BAJA TENSIÓN 29

9 20 PRUEBA DE POTENCIAL INDUCIDO TRANSFORMADOR TRIFÁSICO TRANSFORMADOR EN CORTOCIRCUITO DIAGRAMA UNÍFILAR DE LA PLANTA CONSOLA DE PRUEBAS MOTOR GENERADOR DISTRIBUCIÓN DE EQUIPOS DIAGRAMA UNIFILAR DEL CAMPO DE PRUEBAS DISEÑO DE PUESTÁ A TIERRA 42

10 LISTA DE TABLAS Pág. 1 CLASIFICACIÓN DE LOS CAMPOS DE PRUEBA 4 2 RELACIÓN CAPACIDAD TENSIÓN DEL MEGGER 5 3 FACTOR DE CORRECCIÓN DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO 9 4 VALORES MÍNIMOS DE AISLAMIENTO 11 5 CONDICIONES DE AISLAMIENTO 12 6 TENSIÓN DE PRUEBA IEEE 25 7 TIEMPO ESTÁBLECIDO POR LA NORMA ANSI 27 8 CONSOLA DE PRUEBAS 36 9 EQUIPOS DE MEDIDA EQUIPOS DE PRUEBA DATOS MOTOR GENERADOR DATOS DE TRANSFORMADOR DATOS DE TRANSFORMADOR AUXILIAR DATOS DE AUTO TRANSFORMADOR CONSTANTES DE MATERIALES RESUMEN CÀLCULO DE LA MALLA DE PUESTÁ A TIERRA CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS RELACIÓN COSTO BENEFÍCIO TIEMPOS DE EJECUCIÓN COMPARACION DE TIEMPOS 56

11 LISTA DE ANEXOS ANEXO 1. INSTRUCTIVO DE PRUEBAS ANEXO 2. FORMATO DE REGISTRO DE DATOS F 26 ANEXO 3. FORMATO TRAZABILIDAD F 19 ANEXO 4. ANEXO 5. ANEXO 6. ANEXO 7. ANEXO 8. ANEXO 9. TARJETA DE IDENTIFICACION Y CONTROL INSTRUCTIVOS DE CALIDAD DE PRODUCTO DATASHEET TRANSFORMER TURNS RATIO. DATASHEET VOLTIMETRO, VATIMETRO Y AMPERIMETRO DATASHEET MICRO OHMMETER AEMC DATASHEET MEGGER AVO. ANEXO 10. DISTRIBUCION DE PLANTA AWA INGENIERIA LTDA.

12 GLOSARIO ARROLLAMIENTO PRIMARIO: Arrollamientos que reciben la energía del (o de los) circuito alimentador. ARROLLAMIENTO SECUNDARIO: Arrollamientos que reciben energía del arrollamiento primario, por inducción electromagnética y la entrega al circuito de carga. ARROLLAMIENTO TERCIARIO: Arrollamiento adicional en el transformador, para satisfacer todos o alguno de los siguientes propósitos: Facilitar los flujos de las corrientes de frecuencia cero. Reducir las componentes de tercer armónico en las tensiones de los arrollamientos del transformador y en la red. Estabilizar el punto neutro a la tensión de la frecuencia fundamental. ARROLLAMIENTO CON AISLAMIENTO UNIFORME: Arrollamiento en el cual el aislamiento a tierra en todos los puntos del arrollamiento soporta la prueba de la tensión aplicada, correspondiente a la tensión nominal del transformador. AISLAMIENTO CON ARROLLAMIENTO GRADUADO: Arrollamiento el cual el aislante a tierra es graduado desde un cierto valor al extremo de la línea a una cantidad menor en el lado del neutro. AUTOTRANSFORMADOR: Transformador el cual los arrollamientos primario y secundario tienen partes en común y están fijos uno respecto al otro. BOBINA DE INDUCCIÓN: Dispositivo estático con o sin núcleo ferromagnético destinado a constituir reactancia inductiva. BORNE: Parte del transformador a la cual se le hace las conexiones exteriores. CORRIENTE NOMINAL: Valor de corriente expresado en valor eficaz utilizado en las especificaciones del transformador a fin de que este cumpla con las condiciones del régimen nominal. COMPONENTE ACTIVA DE LA TENSIÓN DE CORTO CIRCUITO: Componente de la tensión de corto circuito en fase con la corriente. COMPONENTE REACTIVA DE LA TENSIÓN DE CORTO CIRCUITO: Componente de la tensión de corto circuito en fase con la corriente. DESFASAJE: Diferencia angular entre los vectores representativos de las tensiones de los bornes homólogos (marcados con la misma letra) de dos

13 arrollamientos, suponiendo concéntricos sus polígonos vectoriales y de igual secuencia y expresada con referencia a la tensión mayor. ENSAYO PROTOTIPO: Conjunto de ensayos realizados en un aparato o máquina o en partes de aparatos del mismo tipo, para asegurar que el aparato bajo prueba satisface las condiciones especificas y de trabajo, en los que respecta a diseño, dimensiones y calidad de los principales materiales de la mano de obra. ENSAYO DE TIPO: Uno de los ensayos de prototipo cuando se realiza solamente en una unidad o en unas cuantas cantidades del mismo tipo. ENSAYO INDIVIDUAL: Ensayos de calificación que son realizados en todas las unidades. ENSAYO DE RECEPCIÓN: Conjunto de ensayos realizados en presencia del representante del cliente a fin de verificar la calidad de las unidades de una orden. FRECUENCIA NOMINAL: Frecuencia para la cual se diseña el transformador. NIVELES DE AISLAMIENTO: Tensión de prueba para la cual se diseña el transformador. POTENCIA NOMINAL: Producto de la tensión nominal (kv) por la corriente nominal (A) y del factor de fase apropiado. RELACIÓN DE ESPIRAS: Relación del número de espiras de un arrollamiento al número de espiras de otro arrollamiento del mismo transformador. RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN: Relación de la tensión mayor a la tensión menor medida en los terminales de dos arrollamientos del mismo transformador, expresada en una fracción no simplificada. RÉGIMEN NOMINAL: Conjunto de las características que definen el funcionamiento en las condiciones especificadas e indicadas sobre la placa de características. TRANSFORMADOR: Dispositivo que por inducción electromagnética transforma un sistema de corrientes y tensiones variables en uno o más sistemas de corriente variables de intensidades y de tensiones generalmente diferentes y de la misma frecuencia. TRANSFORMADOR DE TIPO SECO, CON AISLAMIENTO EN AIRE: Transformador con los arrollamientos y el núcleo directamente expuestos al aire ambiente.

14 TRANSFORMADOR SUMERGIDO EN ACEITE: Transformador que tiene los arrollamientos y el núcleo sumergidos en aceite mineral natural o en líquido aislante sintético. TENSIÓN NOMINAL PRIMARIA: Es la tensión expresada en valor eficaz, aplicada a la toma principal del arrollamiento primario al régimen nominal para el cual se ha dimensionado el transformador. TENSIÓN NOMINAL SECUNDARIA: Tensión expresada en valor eficaz en los terminales del arrollamiento secundario sobre la toma principal, en vació, cuando el arrollamiento primario es alimentado a la tensión nominal. TENSIÓN MAXIMA DE LA RED: Máxima tensión eficaz de línea que ocurre bajo condiciones normales de operaciones en cualquier instante y en cualquier punto del sistema, excluyendo variaciones temporales de la tensión, debidas a fallas o desconexiones incorrectas de grandes cargas. TENSIÓN DE CORTO CIRCUITO: Voltaje que aplicado a un arrollamiento de un transformador, cuando otro está cortocircuitado, determinara que circule la corriente nominal en el arrollamiento al cual se aplique voltaje. Este valor se expresa en porcentaje dividiendo la tensión de corto circuito entre la tensión nominal correspondiente al arrollamiento. Si hay derivaciones, la tensión de cortocircuito va referida a la derivación principal. TEMPERATURA AMBIENTE: Para los transformadores a ventilación natural y para aquellos a ventilación forzada con aire proveniente del local en el cual el transformador es instalado, se considera como temperatura ambiente aquella del aire del local en el cual el transformador es instalado.

15 INTRODUCCIÓN Los transformadores a través de la historia, han demostrado ser uno de los dispositivos más importantes y eficientes dentro del sector eléctrico. La preocupación de grandes personajes por hacer que este dispositivo sea cada día mas eficiente ha logrado una gran diversidad de diseños en su construcción, permitiendo que hasta el día de hoy se sigua implementando. Para comprobar la eficiencia y garantizar el buen funcionamiento de los transformadores es necesario la realización de una serie de pruebas que nos brinden datos, con los cuales obtengamos información confiable y completa sobre el estado de la máquina. Un transformador es probado para verificar que ha sido adecuadamente diseñado y construido a fin de soportar la carga homologada, así como su resistencia a las condiciones a que se espera esté expuesto durante un periodo de operación continuo; pero la única prueba que realmente demuestra la vida útil de un transformador es ponerlo en servicio durante el mayor tiempo posible.1 La realización de estas pruebas se debe llevar a cabo dentro de un ambiente propicio que cumpla con las condiciones mínimas de seguridad. Tanto para las personas que ejecutan el proceso como para los equipos y que a la vez, garantice la veracidad de los resultados, este espacio es denominado como Campo de Pruebas para Transformadores. En este trabajo de grado se expone por medio de la implementación de un campo de pruebas realizado en una empresa Colombiana, orgullo nuestro AWA INGENIERÍA Ltda. Cada una de las normas que competen y abarcan los diferentes parámetros para su construcción 1 BEAN, Richard; CHACKAN, Nicholas; MOORE, Harold; WENTZ, Edgar. Transformadores Para la Industria Eléctrica : Compañía editorial Continental, México: p.

16 AWA INGENIERÍA LTDA. AWA Ingeniería Ltda. Constituida en 1996 como empresa de mantenimiento correctivo y preventivo en el área de transformadores de distribución de media potencia y accesorios tales como tableros de distribución, transferencias, subestaciones encapsuladas, subestaciones de pedestal. Mas adelante gracias a la experiencia de los ingenieros Rodrigo Guarín, William López y Abelardo Báez que conocen el sector eléctrico desde hace aproximadamente 35 años en el área de transformadores se adelanto el proyecto de fabricación y certificación de los transformadores secos abiertos serie 15 kv. Esta empresa continua esforzándose día a día para mejorar la calidad de sus productos y confiabilidad de estos por lo cual logra obtener la certificación Iso 9001:2000 en Mayo de En la actualidad trabajan en los lanzamientos de nuevas referencias (Transformadores inmersos en aceite) Monofásicos, trifásicos, subestaciones tipo pedestal cumpliendo con todos los estándares internacionales MISIÓN AWA Ltda. Es una empresa Colombiana dedicada a la fabricación y suministro de equipos eléctricos. Buscan niveles de productividad que aseguren su crecimiento y el bienestar de sus empleados, proveedores y socios. Hacen del factor humano y tecnológico, pilares fundamentales del éxito de la empresa VISIÓN En el año 2008 serán el mejor modelo empresarial eléctrico de Colombia, procurando ser líderes en la fabricación de transformadores de distribución tipo seco, aceite y especiales. Buscaran el desarrollo económico, ambiental y social del país, dando a conocer como un símbolo de honestidad, de capacidad y de solidez en el sector eléctrico Colombiano POLÍTICA DE CALIDAD Es política de AWA INGENIERÍA LTDA., fabricar y comercializar productos eléctricos, con especialidad en transformadores que cumplan los requisitos técnicos aplicables y de esta forma satisfacer las necesidades de sus clientes y ganar su lealtad. Su compromiso es fomentar un ambiente interno de confianza y trabajo en equipo, que les permita mejorar continuamente la eficacia de su sistema de calidad y controlar el logro de nuestras metas, mediante el monitoreo constante de los objetivos propuestos por su organización. 1

17 ORGANIGRAMA DE LA EMPRESA JUNTA DIRECTIVA GERENTE GENERAL COORDINADOR DE GESTIÒN DE CALIDAD DIRECTOR DE PRODUCCIÓN DIRECTOR DE INGENIERÍA DIRECTOR COMERCIAL DIRECTOR DE CONTABILIDAD Y COSTOS GRUPO OPERATIVO CARGOS DE APOYO TÉCNICO Y DE CALIDAD SECRETARIA Fuente: AWA Ingeniería Ltda. 2

18 2. CAMPO DE PRUEBAS A TRANSFORMADORES 2.1. CARACTERÍSTICAS. De acuerdo a la Norma Técnica Colombiana NTC 2743, se deben considerar los siguientes aspectos concernientes a los campos de prueba METROLOGÍA. Como apoyo a la labor de medición se recomienda la existencia de una sección independiente físicamente del área de ensayos donde se cumplan entre otras, las siguientes funciones, de acuerdo a los requerimientos de la categoría aplicable Existencia de patrones secundarios trazables calibrados periódicamente en laboratorios autorizados por la autoridad competente Calibración y/o confirmación metrológica de los instrumentos usados en el campo de prueba Apertura de hojas de vida para todos los instrumentos de medida empleados en el campo de pruebas y archivo de certificados de calibración o confirmación para voltímetro, amperímetro y vatímetro. En cualquier caso debe disponerse de un apoyo metrológico, el cual al menos debe consistir en mantener los instrumentos de medida que se puedan verificar (voltímetros, amperímetros, vatímetros) con certificado de calibración vigente expedido por laboratorios autorizados por la superintendencia de industria y comercio FUENTE DE TENSIÓN ALTERNA La forma de onda de tensión debe aproximarse a una sinusoidal con ambos semiciclos muy similares y con una relación del valor pico al valor eficaz igual a 2 con una tolerancia de 5 ± % El contenido de armónicos definido como: No debe ser superior a 5% A = ( A A ) 2 ( A A A ) 5 3

19 Para satisfacer las condiciones anteriores se recomienda disponer de una fuente de la red y de una potencia que oscile entre 3 y 10 veces la absorbida en el ensayo PERSONAL Todos los ensayos deben estar dirigidos por personal calificado, preferiblemente por un ingeniero electricista matriculado. Está persona debe firmar los certificados de ensayos expedidos por la empresa CLASIFICACIÓN De acuerdo con la potencia nominal, la refrigeración natural y tensión de serie U, los equipos utilizados y el método de ensayo, se definen 4 categorías de campos de pruebas. Véase la Tabla 1. Dentro de las cuales AWA INGENIERÌA LTDA., se encuentra en la categoría III cumpliendo con cada una de las características mencionadas. Tabla 1. Descripción de equipos requeridos y ensayos mínimos realizables en los campos de prueba. Fuente: Norma Técnica Colombiana NTC

20 Tabla 1. Descripción de equipos requeridos y ensayos mínimos realizables en los campos de prueba. Fuente: Norma Técnica Colombiana NTC La capacidad del megger debe estar de acuerdo con el nivel de tensión de serie máxima producida o reparada así: Tabla 2. Capacidad del megger en relación con el nivel de tensión. Tensión de serie (kv) Tensión de Megger Escala U <= 15 >=1 min 1000 MΩ, 1Kv 15 <U< 66 >=2 min 5000 MΩ, 2Kv U > 66 >=5 min MΩ, 5Kv Fuente: Norma Técnica Colombiana NTC Para los intervalos de fabricaron I y II en los transformadores de medida se debe calcular el error de la relación de transformación y su corrección, además se debe calcular el error del ángulo de fase para el caso de medición de potencia La prueba a los que se refiere el numeral se efectúa en condiciones ambientales normales y no en cámara acústica Donde no sea aplicable el Compendio de Normas Técnicas Colombianas para Transformadores Tomo I y II, debe utilizarse una norma internacional reconocida Los instrumentos que deben tener patrón secundario son: voltímetro, amperímetro y vatímetro. 5

21 2.3. SEGURIDAD Entre otras deben guardarse las siguientes precauciones dentro del campo de pruebas: Como mínimo dos personas del área deberán tener certificado de asistencia a cursos de primeros auxilios especialmente en temas relacionados con electricidad Las personas que laboren en el campo de pruebas deben hacerlo utilizando los elementos de seguridad industrial adecuados para este tipo de trabajo. Las características de dichos elementos de seguridad industrial se deben determinar de acuerdo con el panorama de riesgos No debe utilizarse pisos resbalosos en el área Los interruptores para la iluminación deben quedar visibles cualquiera que sea la posición de las puertas y a una altura aproximada de 1m del suelo Debe existir una luz de seguridad intermitente que muestre que se está realizando un ensayo. Está puede complementarse con una señal acústica Debe existir un teléfono provisto con la indicación de los lugares a donde se pueda llamar en caso de accidentes. Así mismo, debe indicarse como hacer uso de esté Deberá existir un extintor clase C ubicado en un lugar de fácil acceso El área de ensayos debe estar encerrada por medio de una barrera puesta a tierra, la cual impedirá el paso de personal ajeno a esta y estará enclavada con los circuitos de ensayo de manera que ningún ensayo se pueda realizar mientras la barrera no este correctamente cerrada. Se recomienda que la barrera sea de color naranja El campo de pruebas deberá tener una malla de puesta a tierra a la cual estarán sólidamente unidas todas las tierras de los aparatos eléctricos utilizados El campo de pruebas debe tener avisos donde se adviertan los peligros de alta tensión y las prohibiciones de ingreso al mismo. Cuando se realiza un ensayo de larga duración, deben colocarse los avisos indicando la situación. 2 2 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC Campos de prueba para transformadores. Requisitos mínimos y clasificación. 6

22 3 PRUEBAS ELÉCTRICAS A TRANSFORMADORES INTRODUCCIÓN La idea principal de realizarle pruebas a un transformador, es la de verificar hasta donde sea posible, que su diseño y construcción soportaran la carga estipulada por el fabricante, además de garantizar que el transformador resista situaciones peligrosas durante cierto periodo de tiempo. La única forma de comprobar que un transformador durara cierto tiempo, es hacerlo funcionar durante ese tiempo. Las pruebas hechas en fábrica solo son un seguro idealizado, basadas en las pruebas realizadas a los materiales aislantes y los elementos principales del transformador, los valores obtenidos en estas pruebas son comparados con parámetros establecidos por el fabricante o datos históricos de transformadores con características similares al que se encuentra en prueba. Está serie de pruebas se inician desde las realizadas a la materia prima empleada en la construcción del transformador hasta las realizadas a los transformadores que se encuentran en mantenimiento. Estás son algunas de las pruebas realizadas: 1. Pruebas a la Materia Prima: Materiales electrotécnicos como aislantes sólidos (cintas, papeles, cartones, madera, otros), líquidos (aceite mineral, aceites de silicones), ferromagnéticos (acero eléctrico), y los aislamientos externos (boquillas de alta tensión y baja tensión) 2. Pruebas en Fábrica: a. Pruebas que nos determinan la calidad de su fabricación. Estás pruebas nos verifican la calidad con la que el transformador fue fabricado, así como también, evaluar el estado en que se encuentra para soportar las condiciones normales de operación y las anormales provocadas por condiciones de falla o de sobretensiones de tipo atmosférico. Estás pruebas son: Resistencia de aislamiento Rigidez dieléctrica del aceite Relación de transformación y polaridad Resistencia óhmica de los devanados Potencial aplicado Prueba de cortocircuito a tensión nominal 7

23 b. Pruebas que nos determinan la calidad de servicio. Este conjunto da a conocer la eficiencia de trabajo del transformador, así como su regulación de tensión. Además determina si este está dentro del porcentaje de impedancia y de corriente de excitación establecidos en garantía. Estás pruebas son: Pérdidas en los devanados y porcentaje de impedancia Pérdidas en el núcleo y el porcentaje de corriente de excitación c. Pruebas para determinar la calidad de operación del transformador. Estás pruebas nos determina la vida útil del transformador, ya que dependiendo de la rapidez con que envejezca el aislamiento, en esa proporción será el acortamiento de su vida útil. Estás pruebas son: Temperatura Hermeticidad Descargas parciales 3. Pruebas de Embarque: a. Fugas de aceite b. Punto de roció c. Detección de impactos d. Corriente de excitación a 2500 V 4. Pruebas de Campo: a. Puesta en servicio: Punto de roció Resistencia de aislamiento Factor de disipación Resistencia de los devanados Rigidez dieléctrica del aceite Relación de transformación Corriente de excitación a 2500 V. Alambrado externo b. Mantenimiento preventivo: Punto de roció Resistencia de aislamiento Factor de disipación Rigidez dieléctrica del aceite 8

24 Las pruebas mencionadas anteriormente se aplican en todos los transformadores, a excepción de las de impulso y de temperatura, ya que estás solo se realizan en prototipos. La de factor de disipación se aplica por norma a todos los transformadores de potencia, los que son iguales o mayores a 500kVA; y las descargas parciales a todos los que tienen una clase de aislamiento igual o mayor a 115kV PRUEBAS DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO La prueba de resistencia de aislamiento se realiza en fábrica, después de que el transformador ha terminado su proceso de secado y se encuentra a una temperatura entre 0 y 40 C. Está prueba sirve básicamente para determinar la cantidad de humedad e impurezas que contiene el aislamiento del transformador. La prueba se un realiza con un equipo medidor de resistencia de aislamiento, conocido comúnmente como MEGGER, a una tensión de 5000 V, durante un periodo de tiempo determinado. El análisis de los resultados se realiza con los valores obtenidos y corregidos a 20 C. El criterio de aceptación o rechazo es fijado por el fabricante o comparado con más datos obtenidos de otros transformadores con características similares. Así mismo deberá analizarse el incremento de la resistencia de aislamiento entre el primer minuto y el décimo minuto. El cociente de dividir el valor de la resistencia de aislamiento a 10 minutos y el valor a un minuto, dará un número mayor a la unidad, que se conoce como índice de polarización R _ de _ aislamient o _ 10 min. I P = R _ de _ aislamient o _ 1 min. Los resultados de la prueba de resistencia de aislamiento se ven grandemente afectados por la temperatura, por lo que se tiene que ajustar empleando ciertos factores de corrección (K), el cual se puede tomar de la tabla 3. Tabla 3. Factores para corrección de resistencia de aislamiento por temperatura a 20 C TEMPERATURA FACTOR K TEMPERATURA FACTOR K NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC Campo de pruebas a transformadores. Requisitos mínimos. 9

25 Fuente: Transformadores de distribución Diagrama de Conexiones La prueba de resistencia de aislamiento de un transformador debe involucrar los siguientes esquemas de conexión: Alta Tensión Contra Baja Tensión más Tierra. Figura 1. Alta tensión contra baja tensión mas tierra Fuente: Transformadores de distribución Baja tensión Contra Alta Tensión más Tierra Figura 2. Baja tensión contra alta tensión más tierra 10

26 Fuente: Transformadores de distribución Alta Tensión Contra Baja Tensión Figura 3. Alta tensión contra baja tensión Fuente: Transformadores de distribución Criterios Para Aceptar o Rechazar las Pruebas Existen varios criterios para aceptar o rechazar una prueba de resistencia de aislamiento dependiendo de los parámetros establecidos por el fabricante o de pruebas que se hayan realizado anteriormente. En la tabla 4, se indican los valores mínimos de aceptación de resistencia para cada clase de aislamiento de acuerdo al criterio de aceptación del fabricante. Dicho criterio establece que los 11

27 valores del índice de absorción de 1.4 o mayor, son indicativos de buenas condiciones del aislamiento. Ver tabla 5. Tabla 4. Valores mínimos de aislamiento recomendados en transformadores sumergidos en aceite. Fuente: Transformadores de distribución Tabla 5. Condiciones de aislamiento basadas en la relación de índice de absorción dieléctrica y del índice de polarización Condiciones Relación 60/30 seg. Relación 10/1 min. Peligro menos de 1 Pobre 1,1 menos de1,5 Dudoso 1,1 a 1,25 1,5 a 2 Regular 1,25 a 1,4 2 a 3 Bueno 1,4 a 1,6 3 a 4 Resistencia Mínima de Aislamiento de un Transformador en Aceite A 20 C, 1 minuto 1000 volts de prueba Clases de Aislamiento [kv] Resistencia [MΩ] Clases de Aislamiento [kv] Resistencia [MΩ] 1, , , , , , , , , , , , , , , , ,

28 Excelente sobre 1,6 Sobre 4 Fuente: Transformadores de distribución La relación de absorción dieléctrica es la relación de dos lecturas de resistencia de aislamiento realizadas a diferentes intervalos de tiempo (60/30 seg.) durante la misma prueba; la relación de 10/1 min. Se conoce como índice de polarizacion. La figura 4. Representa la curva de absorción dieléctrica, característica de un transformador de potencia. 3 Figura 4. Curva de absorción dieléctrica de un transformador de potencia Fuente: Transformadores de distribución 3.2 PRUEBA DE RIGIDEZ DIELÉCTRICA DEL ACEITE Objetivo de la Prueba Está prueba al aceite es una de las más frecuentes, ya que es de gran importancia conocer la tensión de ruptura que un aceite soporta, además obtenemos datos valiosos como la resistencia del aceite al paso de una corriente, la humedad, suciedad e impurezas que se presenten. 3 AVELINO, Pérez pedro. Transformadores de distribución. México: Reverte ediciones, p 13

29 3.2.2 Procedimiento de la Prueba La prueba se efectúa en un aparato (medidor de rigidez dieléctrica, figura 5) que consiste en un transformador de potencial, un regulador de tensión, un voltímetro indicador, un interruptor y una copa estándar patrón de la prueba, está copa patrón, consiste en un recipiente de baquelita o de vidrio refractario, dentro del cual, se alojan dos electrodos en forma de disco de 25.4 mm de diámetro, separados una distancia entre si de 2.54 mm con las caras perfectamente paralelas como se muestra en la figura 6. Figura 5. Medidor de rigidez dieléctrica Fuente: AWA La prueba se lleva a cabo llenando la copa con aceite hasta que los discos o electrodos queden cubiertos completamente. Posteriormente, se cierra el interruptor del aparato, el cual previamente se habrá conectado a una fuente de 120 V. luego se va incrementando gradualmente la tensión en el aparato con el regulador de tensión, aproximadamente a una velocidad de 3 kv por segundo, hasta que el aceite contenido entre los dos electrodos falle o se produzca un arco eléctrico entre los electrodos, lo que origina un cortocircuito y esto provocará que el interruptor de alimentación de la fuente de energía eléctrica se abra. Mientras se va incrementando el potencial, el operador ira registrando las lecturas en kv alcanzadas hasta que ocurra la ruptura de aislamiento, con lo que la prueba concluye y el operador anotara en su registro el valor en kv más alto alcanzado. Al vaciar la muestra de aceite en el recipiente de prueba, está deberá dejarse reposar durante uno tres minutos antes de probarlo, con el objeto de que se escapen las burbujas de aire que se puedan contener. A cada muestra se le efectuaran tres pruebas de ruptura, agitando y dejando reposar la muestra un 14

30 minuto, después de cada prueba, los valores obtenidos se promediaran y el valor obtenido del promedio será el representativo de la muestra. Este promedio es valido siempre y cuando ninguna prueba sea diferente en más de 5kV, si existe una variación mayor deberán efectuarse más pruebas con nuevas muestras. Cuando se pruebe aceite muy sucio, deberá lavarse el recipiente con un buen solvente y secar perfectamente, posteriormente tener la precaución de enjuagar el recipiente dos o tres veces con aceite de la misma muestra. Normalmente una rigidez dieléctrica de 18 kv es considerada como baja, 25 kv o mayor es buena. Un aceite limpio, seco y nuevo soporta normalmente 35 kv. Figura 6. Diagrama de los principales componentes de un probador de rigidez dieléctrica. Fuente: Transformadores de distribución Criterio de aceptación y recomendaciones Cuando un aceite falla a menos de 22 kv, se debe proceder a su acondicionamiento por medio de un filtro prensa (figura 6) y una bomba centrífuga 15

31 para aceite, o una unidad regeneradora de aceite en vacio. Al filtrar un aceite, este debe subir su poder dieléctrico a un valor mínimo de 22 kv para transformadores de distribución. Algunas veces, puede suceder que en equipos que están fuera de servicio por mucho tiempo se encuentren húmedos tanto los devanados como el aceite. Si al filtrar el aceite no se elimina la humedad de los devanados, hay que someter las bobinas a un proceso de secado para evitar una falla de aislamiento. Aunque en el filtro prensa se elimina la humedad, así como partículas finas de sedimentos y carbón, puede ocurrir que después de pasar varias veces el acite por el filtro, no suba su poder dieléctrico al valor deseado, entonces se recomienda sustituido por aceite nuevo. 3 Figura 7. Foto de la filtroprensa Fuente: AWA 3.3 PRUEBA DE RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN Y POLARIDAD Objetivo de la Prueba 16

32 La prueba de relación de transformación tiene como principal objetivo, la determinación de la relación entre el número de vueltas del devanado primario y secundario, lo que quiere decir que nos determina si la tensión suministrada puede ser transformada a la tensión deseada. El objetivo de la pruebas de polaridad es determinar el desplazamiento angular expresado en grados entre el valor que representa la tensión de línea a neutro de una fase de alta tensión y el vector que representa la tensión de línea a neutro en la fase correspondiente en baja tensión. La polaridad reviste una gran importancia en la conexión de los transformadores, sobretodo si estos han de ser conectados en paralelo o en bancos Consideraciones Teóricas La relación de transformación resulta de dividir el número de vueltas del devanado primario entre el número de vueltas del devanado secundario, o el resultado de dividir la tensión del devanado primario entre la tensión del devanado secundario. a = N N 1 2 V 1 V 2 I I 2 1 Donde: a : relación de transformación V 1 y V 2 : tensiones en las terminales del devanado primario y secundario. I 1 y I 2 : corrientes en el devanado primario y secundario. Existen varios métodos para determinar la relación de transformación de un transformador: Método de los voltímetros Consiste en aplicar una tensión alterna sinusoidal de valor conocido al devanado de mayor tensión, midiendo está tensión y la que aparece en el otro devanado por medio de voltímetros y transformadores apropiados. La relación de las dos tensiones medidas será la relación de transformación. Los voltímetros deben leerse simultáneamente. Debe hacerse una segunda lectura intercambiando los voltímetros, se tomara el promedio de las dos lecturas para compensar el error de los instrumentos. El ensayo del transformador de potencial debe ser tal, que situé los dos voltímetros aproximadamente en la misma lectura, de otro modo la compensación del error por intercambio de los instrumentos no es satisfactoria y es necesario ampliar una conexión apropiada de 17

33 los mismos. El ensayo debe hacerse como mínimo con cuatro tensiones y escalonamiento de aproximadamente el 10%, el valor promedio debe tomarse como valor verdadero. Si los valores tomados difieren más del 1% las medidas deberán repetirse con otros voltímetros. Cuando se debe medir la relación a varios transformadores de especificaciones nominales iguales, el trabajo puede ser simplificado aplicando el sistema enunciado a una unidad y luego comparándolo los restantes con está como patrón, de acuerdo al método del transformador patrón Método del Transformador Patrón Consiste en comparar la tensión del transformador bajo ensayo con la de un transformador patrón calibrado, cuya relación es ajustable en pequeños escalones. Con este método, el transformador en ensayo y el transformador patrón se conectan en paralelo y se aplica tensión a sus devanados de alta tensión, mientras los devanados de baja se hallan conectados a un detector sensible cuya indicación se lleva a cero ajustando la relación del transformador patrón. En este punto, las relaciones de ambos transformadores son iguales Método del Divisor Patrón Se deriva un potenciómetro de resistencia entre los terminales de los devanados del transformador, los cuales se conectan como se muestra en la figura 7. Figura 8. Esquema eléctrico del método del divisor patrón. Fuente: Transformadores de distribución Entre el punto variable del potenciómetro y uno de los terminales de los devanados se conecta un detector. Cuando el detector indica cero la relación de la resistencia R 1 / R 2 representa la relación de transformación. 4 4 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 471. Transformadores. Relación de Transformación. Verificación de Polaridad y Relación de Fase. 18

34 3.3.6 Principio de operación del Transformer Turns Ratio (T.T.R) El TTR opera bajo el conocido principio de que cuando dos transformadores tienen nominalmente la misma relación de transformación, se conectan y se excitan en paralelo. Con la más pequeña diferencia de uno de ellos, se produce una corriente circulante relativamente grande entre ambos, Observando la figura 9, cuando el transformador patrón se conecta en paralelo con el transformador bajo prueba, con un galvanómetro conectado en serie con las bobinas secundarias de ambos transformadores, Al excitar las bobinas primarias y que el galvanómetro no detecte deflexión (que no circule corriente a través de el), en ese momento podemos decir que todos los transformadores tienen la misma relación de transformación. Para obtener el equilibrio del galvanómetro en el equipo TTR es necesario variar la posición de los selectores (S1, S2, S3 y S4) hasta lograr el equilibrio de la aguja del galvanómetro. Al mover la posición de los selectores, lo que realmente se está haciendo es variar el número de vueltas del bobinado secundario del transformador patrón. Figura 9. Diagrama esquemático de la conexión H1 H2 TRANSFORMADOR DE REFERENCIA G GALVANOMETRO A V X2 X1 S N Fuente: Transformadores de distribución Aplicación del T.T.R Este equipo está diseñado para hacer mediciones de la relación de transformación en transformadores, autotransformadores y reguladores de 19

35 tensión. El TTR es un instrumento práctico y preciso para analizar las condiciones de transformadores en los siguientes casos: Medición de la relación de transformación de los equipos nuevos, reparados o rebobinados. Identificación y determinación de terminales, derivaciones (taps) y sus conexiones internas. Determinación y comprobación de polaridad, continuidad y falsos contactos. Pruebas de rutina y detección de fallas. Identificación de espiras en cortocircuito. Figura 10. TTR análogo Fuente: AWA Ingeniería Ltda Interpretación de los Resultados 20

36 Para interpretar los resultados será necesario calcular el porcentaje de diferencia que exista entre los valores reales y valores teóricos, de acuerdo a la siguiente expresión: VALOR _ TEORICO VALOR _ MEDIDO % DIFERENCIA = * 100 VALOR _ TEORICO Como regla general se acepta que el porcentaje de diferencia no será mayor al 0.5%. 3.4 PRUEBA DE RESISTENCIA DE LOS DEVANADOS Objetivo de la Prueba Está prueba tiene como objetivo básico, comprobar que todas las conexiones internas efectuadas en los devanados y guías fueron sujetadas firmemente así como también obtener información para determinar las pérdidas en el cobre (I 2 R) y calcular la temperatura de los devanados en la prueba de temperatura. Al desarrollar la prueba de resistencia óhmica, debe medirse simultáneamente la temperatura de los devanados, para lo cual es necesario tener en cuenta los siguientes puntos: Si el transformador es de tipo seco, la temperatura de los devanados será determinada por promedio de, por lo menos, tres termómetros colocados entre los devanados. Si el transformador está sumergido en líquido aislante, debe ser desenergizado por lo menos ocho horas antes de efectuar la medición, y la temperatura del devanado será considerada como la que tiene el propio líquido. El lugar donde se efectúen las mediciones debe estar protegido de variaciones bruscas de temperatura. Existen dos métodos comúnmente usados para realizar está prueba: Método del puente de Wheatstone o Kelvin. Método de la caída de potencial El método del puente es el más usado por la sencillez de su manejo y por la gran exactitud que nos ofrece; además de que la corriente con la que opera es muy pequeña, por lo cual no se alteran las temperaturas por efecto del calentamiento 21

37 durante la medición. La norma NTC 375 establece a este método como el único en devanados donde la corriente nominal es menor de un ampere. El método de la caída de potencial solo es empleado cuando la corriente nominal del devanado bajo prueba, es mayor de un ampere. La prueba se realiza haciendo circular una corriente directa a través del devanado que no exceda el 15% de la corriente nominal, para evitar posibles errores originados por el calentamiento del devanado. Las lecturas de tensión y corriente son tomadas simultáneamente de los equipos de medida estándo estos conectados como se indica en la figura 10. La resistencia será obtenida empleando la ley de Ohm. Figura 11. Conexión para la medición de resistencia del devanado por el método de la caída de tensión. A V Interruptor para proteger al voltimetro Transformador bajo prueba Fuente: Transformadores de distribución Como se observa en la figura 10 el voltímetro debe conectarse lo más cerca posible a las terminales del devanado, con el fin de eliminar la caída de potencial que exista en la línea de corriente. Para tener una mayor precisión en la medición es necesario tomar cinco lecturas y de tensión y corriente. El promedio de las resistencias obtenidas será considerado como el valor real. La resistencia de los devanados es generalmente referida a la temperatura de operación a plena carga por medio de la siguiente ecuación: Donde: T A + T 1 R = T 1 R T 2 T A + T 2 R T1 : resistencia referida a la temperatura T 1 R T2 : resistencia referida a la temperatura T 2 T 2 : temperatura del devanado en el momento de la medición de la resistencia R T2, en C. 22

38 T A : constante de temperatura de resistencia cero, para cobre= y aluminio = C. T 1 : temperatura de operación en C, y es determinada por la ecuación T 1 = T + 20 C, donde T es la elevación total de temperatura del transformador. En transformadores monofásicos la resistencia medida entre las terminales H1 H2 y X1 X2, y en transformadores trifásico entre H1 H2, H1 H3, H2 H3, y X1 X2, X1 X3, X2 X3. Es de comprender que la medición tomada en devanados trifásicos no representa la resistencia de cada fase. En el caso de un devanado conectado en estrella cada medición será de 2R, siendo R el valor de la resistencia de fase. Pero esto no es aplicable cuando existe un desequilibrio en los valores de la resistencia. Para determinar dicha resistencia en forma correcta cuando estén desequilibradas, se emplean las siguientes ecuaciones deducidas del circuito en estrella que se muestra en la figura 12. Figura 12. Conexión en estrella a R 1 R 2 b c R 3 Fuente: Análisis de circuitos a = 0. 5 ( R 1 + R 2 R 3 ) a =. 5 ( R + R ) a = R ( R 1 + R 3 R 2 ) En el caso de un devanado conectado en delta la lectura será 2/3R, pero al igual que en el caso de la estrella, es incorrecto considerarlo así cuando existe un desequilibrio en las resistencias de fase. Por tal motivo éstas resistencias deben determinarse con las siguientes ecuaciones obtenidas del circuito en delta indicada en la figura 13. Figura 13. Conexión en delta 23

39 24 R 3 R 2 R 1 c a b Fuente: Análisis de circuitos ) ( 2 4 ) ( R R R R R R R R a + = ) ( 2 4 ) ( R R R R R R R R b + + = ) ( 2 4 ) ( R R R R R R R R c + + = Característica del equipo usado Los equipos más empleados en esta prueba son: el puente de Wheatstone y el puente de Kelvin; ambos para medir resistencias, con la diferencia de que el puente de Wheatstone se usa para resistencias de 1 a 1 *10 9 Ω y el puente de Kelvin de 1 * 10 5 a 1 Ω. En la figura 14. Se presentan los diagramas elementales de estos puentes Figura 14. a) Puente de Wheatstone Fuente: Análisis de circuitos

40 Figura 14. b) Puente de Kelvin Fuente: Análisis de circuitos La ecuación para determinar la resistencia R X empleando el puente de Wheatstone es: R 3 R X = R 2 R 1 Para el puente Kelvin la ecuación que se emplea es: R X R 2 = ( R 3 + a ) b R Comentarios a considerar Los devanados que no están bajo prueba deberán permanecer bajo circuito abierto durante la medición, para con ello lograr una estabilización más rápida de la corriente de alimentación. Solo en el caso en el la fuente D.C. sea una maquina de conmutación, los devanados fuera de prueba deben estar en cortocircuito, para amortiguar las variación de la tensión y por lo tanto eliminar las pequeñas variaciones del voltímetro. 5 5 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 375. Transformadores. Medida de la Resistencia de los Devanados. 25

41 3.5 PRUEBA DE TENSION APLICADA Objetivo de la prueba La prueba de potencial aplicado consiste en verificar que la clase y cantidad de material aislante sean adecuadas, con el objeto de asegurar que el transformador resistirá los esfuerzos eléctricos a los que se vera sometido durante su operación. La prueba se efectúa aplicando una tensión a 60 Hz, durante un minuto, iniciándose con un valor no mayor a un cuarto del establecido como voltaje de prueba, según la tabla 6. Posteriormente se variara hasta alcanzar la tensión requerido en un tiempo aproximado de 15 segundos. Para suspender la tensión, se reducirá gradualmente hasta alcanzar por lo menos un cuarto de la tensión máxima aplicada en un tiempo no mayor a 5 segundos. Si la tensión se retira repentinamente por medio de un interruptor, el aislamiento puede ser dañado por una tensión transitoria mayor que la de la prueba. Solo en caso de falla la tensión podrá ser suspendida repentinamente. Cuando el mismo devanado tiene dos clases de aislamiento o más, como pueden ser el caso de los devanados conectados en estrella o monofásicos que tienen aislamiento reducido progresivamente al neutro, la tensión de prueba es el correspondiente a al clase de aislamiento del neutro. 6 Tabla 6. Tensiones de prueba establecidos por la IEEE para transformadores sumergidos en aceite de acuerdo a su nivel de aislamiento Voltajes de Prueba de acuerdo al Nivel de Aislamiento CLASE DE AISLAMIENTO Kv TENSION DE PRUEBA (Valor Eficaz) kv CLASE DE AISLAMIENTO Kv TENSION DE PRUEBA (Valor Eficaz) kv 1, , , , NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 837. Transformadores. Ensayo del Dieléctrico. 26

42 Fuente: Transformadores de distribución Cuando el mismo devanado tiene dos clases de aislamiento o más, como pueden ser el caso de los devanados conectados en estrella o monofásicos que tienen aislamiento reducido progresivamente al neutro, la tensión de prueba es el correspondiente a la clase de aislamiento del neutro Diagrama de conexiones Para llevar a cabo esta prueba, todas las terminales de un mismo devanado se conectan entre si, el devanado que será sometido a prueba se conectara a la terminal de alta tensión del transformador a prueba y todas las otras terminales de los devanados restantes se conectan a tierra al igual que el tanque, como se indica en la figura 15. Figura 15. a) transformador monofásico alta tensión bajo prueba b) transformador monofásico baja tensión bajo prueba Fuente: Transformadores de distribución Diagrama unifilar del circuito de prueba potencial aplicado Figura 16. Diagrama unifilar del circuito de prueba potencial aplicado 27

43 Fuente: Transformadores de distribución El esquema unifilar de la prueba de potencial aplicado es el indicado en la figura 15, donde: 1. Regulador de tensión. 2. sistema de medición. 3. transformador de pruebas. 4. resistencia limitadora de corriente. 5. voltímetro de esferas. 6. transformador bajo pruebas. 3.6 PRUEBA DE TENSIÒN INDUCIDA Objetivo de la prueba Está prueba consiste en probar si el aislamiento entre vueltas, capas y secciones los devanados del trasformador es de la calidad requerida, así como verificar el aislamiento entre bobinas y entre devanados a tierra. La prueba es a doble tensión nominal y hasta completar 7200 ciclos. Al aplicar una tensión del 200% el flujo aumentará en la misma proporción, por lo que para limitarlo, se tendrá que aumentar en igual forma la frecuencia. Es decir que cuando el transformador este diseñado para operar a 60 Hz, la prueba se podrá ejecutar a 120 Hz y su duración será de 60 segundos. Cuando la prueba se realice con una frecuencia mayor a los 120 Hz, el esfuerzo dieléctrico en los devanados es mayor, por lo que la prueba se ha limitado a 7200 ciclos, por tal razón el tiempo de la prueba depende de la frecuencia del generador utilizado. En la tabla 7. Se encuentran los valores de frecuencia más comunes y su tiempo de duración. 6 Tabla 7. Tiempo establecido por las normas ANSI C57 72 para la prueba de Tensión Inducida 28

44 FRECUENCIA (Hz) DURACIÒN DE LA PRUEBA (seg) Fuente: Transformadores de distribución Procedimiento de la Prueba La prueba se inicia aplicando una tensión menor o igual a la cuarta parte del valor de la tensión de prueba, incrementándose posteriormente hasta alcanzar la tensión plena en un tiempo no mayor de 15 segundos. Se sostiene la tensión de prueba durante el tiempo especificado en la tabla 5 y para suspender la prueba se reduce gradualmente la tensión hasta alcanzar por lo menos una cuarta parte de su valor en un tiempo no mayor de 5 segundos, después de lo cual se podrá interrumpir su alimentación. Al igual que en la prueba de potencial aplicado la prueba solo podrá ser suspendida repentinamente en caso de falla ya que de otra manera se podrán dañar los aislamientos por transitorios de sobre tensión mayores que el de la prueba. Cundo los transformadores tienen un aislamiento uniforme en sus devanados se aplica el doble de la tensión nominal, induciéndose por lo tanto una tensión tal que los voltios por vuelta son dos veces el nominal. Los diagramas de esta forma de prueba se presentan en las figuras 17 y 18 Figura 17. Circuito básico de prueba a un transformador monofásico con su aislamiento uniforme 29