Pruebas En Los Transformadores

TEMA: PRUEBAS EN TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN

OBJETIVO GENERAL:

Conocer el uso y tipos de mantenimiento para transformadores de distribución y comprobación de su vida útil.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Determinar las pérdidas producidas en el núcleo del transformador mediante la realización de la prueba de circuito abierto o prueba en vacío, con la inyección de voltaje nominal desde el secundario del transformador.

Determinar las pérdidas en el cobre o pérdidas por cortocircuito producidas en la bobina mediante la inyección de corriente en primario del transformador por un corto periodo de tiempo.

Comprobar que la resistencia de los devanados cumpla con la resistencia mínima necesaria para proporcionar el suficiente aislamiento en un transformador con la inyección de corriente continua por los bobinados del transformador.

INTRODUCCIÓN:

Se denomina transformador a una maquina eléctrica que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna y manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al equipo en el caso de un transformador ideal, es sin perdidas y es igual a la que se obtiene a la salida. Las maquinas reales presentan un pequeño porcentaje de perdidas, dependiendo de su diseño, tamaño, etc.

Los transformadores están basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos en su forma más simple, por dos bobinados sobre un núcleo de hierro dulce o hierro al cilicio. Las bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios según corresponden a la entrada o salida del sistema respectivamente.

MARCO TEÓRICO:

Cuando dos bobinas de alambre son acopladas inductivamente, el flujo pasa a través de una bobina y entonces también pasa total o parcialmente a través de la otra, esto significa que las bobinas tienen un circuito magnético común, si el flujo crea una corriente variante, entonces el flujo mutuo cambiara; bajo esta condición se creara un voltaje inducido en la segunda bobina.

Las pruebas eléctricas en transformadores se describen en la norma NTE 2111, la cual indica los métodos de las pruebas eléctricas a que deben someterse los transformadores de potencia y distribución. Esta norma se aplica a todos los tipos de transformadores de potencia y distribución, sumergidos en líquido aislante y refrigerante, sin contenido de PCB y seco. Para los efectos de esta norma, se adoptan las definiciones contempladas en la norma NTE.

El transformador es probado para verificarse hasta dónde es posible, de que ha sido adecuadamente diseñado y construido a fin de soportar la carga homologada, mientras que a su mismo tiempo resista todas las situaciones peligrosas a que debe esperarse que esté expuesto en operación durante un periodo de veinte años o más.

La única prueba verídica que puede demostrar que un transformador durará veinte años es hacerlo funcionar veinte años. En realidad, las pruebas hechas en fábrica sólo son un seguro idealizado aunque basados en resultados de prueba sobre el buen estado de los materiales aislantes y de las piezas más importantes, o sobre el de las que con más probabilidad pueden presentar defectos de diseño o de fabricación.

En general, a los transformadores se les práctica una serie de pruebas que se inician desde las realizadas a la materia prima, hasta las de mantenimiento.

Un transformador consta de numerosas partes; las principales son las siguientes:

a) Núcleo magnético.

b) Bobinados primario, secundario, terciario, etcétera.

c) Tanque, recipiente o cubierta.

d) Boquillas terminales.

e) Medio refrigerante.

f) Conmutadores y auxiliares.

g) Indicadores.

Figura 1. Transformado de distribución.

Las pruebas a transformadores se dividen en tres grupos:

ENSAYOS TIPO

Estas pruebas nos verifican la calidad con 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 sobre tensiones de tipo atmosférico. Estas pruebas son:

Ensayo de tensión de impulso con onda completa.

Ensayo de calentamiento.

ENSAYOS ESPECIALES

Estas pruebas nos determinan la vida útil del transformador, ya que dependiendo de la rapidez con que envejezca el aislamiento, en esa misma proporción será el acortamiento de su vida útil. Estos ensayos son diferentes a los de rutina, y son acordados entre el fabricante y el comprador. Estas pruebas son:

Ensayo de tensión incluyendo ondas recortadas.

Medición de la impedancia de secuencia cero.

Medición del nivel de ruido.

Verificación de la resistencia dinámica.

Medición de las capacitancias.

Medición de las descargas parciales (efecto corona).

Ensayo de los conmutadores con carga y sin ella.

Medida de ondas armónicas (Transformadores sin carga).

PRUEBAS DE RUTINA

Son los ensayos realizados por el fabricante a cada transformador, o sobre las partes o materiales que lo conforman, con el fin de verificar que el producto cumple con las especificaciones de diseño. Estas pruebas dan a conocer la eficiencia de trabajo del transformador, así como su regulación de tensión.

Además, determina si éste está dentro del % de impedancia y corriente de excitación establecidos por las normas. Estas pruebas son:

Medición de la resistencia de los devanados.

Medición de la relación de transformación, verificación de la polaridad y relación de fase.

Medición de las tensiones de corto circuito.

Medición de las pérdidas con carga.

Medición de las corrientes y pérdidas sin carga (en vacío).

Ensayo de tensión aplicada.

Ensayo de sobre tensión inducida.

Para este informe de laboratorio se toma las pruebas de rutina, donde ingresan las pruebas de Medición de las corrientes y pérdidas sin carga (en vacío), Medición de las tensiones de corto circuito, Medición de la resistencia de los devanados.

MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA DE LOS DEVANADOS.

Esta prueba sirve, básicamente, para comprobar que todas las conexiones internas efectuadas en los devanados y guías fueron sujetadas firmemente, así como también obtener información para determinar las perdidas en el cobre (I²*R).

Existen dos métodos usados para realizar esta prueba.

Método del puente de Wheatstone o Kelvin.

Método de caída de tensión.

El método del puente de Wheatstone es el más usado por la sencillez de su manejo y por la gran exactitud que nos ofrece; además de que la corriente

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