Algo Mantenimiento y Pruebas Trafos

Universidad de La Salle Facultad de Ingeniera Elctrica

Diana Marcela Camargo Gonzlez

REDISEO DEL CAMPO DE PRUEBAS PARA TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION DE SIEMENS S.A. Y ASEGURAMIENTO

METROLGICO DE LA CALIDAD MEDIANTE LA IMPLEMENTACIN DE LA NORMA ISO 17025

DIANA MARCELA CAMARGO GONZALEZ

Director NELSON ALFONSO Ingeniero Electricista

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA

BOGOTA D.C. 2007



REDISEO DEL CAMPO DE PRUEBAS PARA TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION DE SIEMENS S.A. Y ASEGURAMIENTO

METROLGICO DE LA CALIDAD MEDIANTE LA IMPLEMENTACIN DE LA NORMA ISO 17025

DIANA MARCELA CAMARGO GONZALEZ

Trabajo de grado presentado para optar el ttulo de Ingeniero Electricista

Director NELSON ALFONSO Ingeniero Electricista

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA

BOGOTA D.C. 2007



Nota de aceptacin

Director

Jurado

Jurado

Bogot DC



AGRADECIMINETOS

Al Ingeniero Nelson Alfonso, gerente de transformadores de distribucin SIEMENS S.A. por la oportunidad de desarrollar este proyecto, por su tiempo, dedicacin y guiado como director, para el desarrollo del mismo.

Al Ingeniero Gustavo Romero, jefe del campo de pruebas de distribucin SIEMENS S.A. por su dedicacin, enseanzas, y ser un gran maestro en el rea de transformadores.

Al Ingeniero Javier Ricardo Pardo, ingeniero comercial fbrica, por su colaboracin en el desarrollo de este proyecto, por su amable amistad y por la oportunidad de trabajar con el.

A la FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA de la Universidad de la Salle.

A la UNIVERSIDAD DE LA SALLE y a la Comunidad Lasallista por la formacin integral que me brindaron.

A todo el rea POWER TRANSMISSION AND DISTRIBUTION de SIEMENS ANDINA S.A.



A Dios A Dios A Dios A Dios Por la prolongacin de la vida.

A mis padresA mis padresA mis padresA mis padres Por su esfuerzo, amor y confianza; Esto es de ustedes.

A mi hermana VivianaA mi hermana VivianaA mi hermana VivianaA mi hermana Viviana Por su motivacin y amistad.

A mi sobrino,A mi sobrino,A mi sobrino,A mi sobrino, Porque esa pequea gran vida es mi motivo de alegra.

A mi mejor amiga y casi hermana Karoll A mi mejor amiga y casi hermana Karoll A mi mejor amiga y casi hermana Karoll A mi mejor amiga y casi hermana Karoll Por su constante apoyo y comprensin.

Al ngel que se nos escapo de las manos porque desde el cielo me cuida todos los das.

Y a ti, aunque ests ausente. Y a ti, aunque ests ausente. Y a ti, aunque ests ausente. Y a ti, aunque ests ausente.

Fueron estas personas mi fortaleza y soporte para lograr esta meta y gran sueo de mi vida.

Diana Marcela Camargo GonzlezDiana Marcela Camargo GonzlezDiana Marcela Camargo GonzlezDiana Marcela Camargo Gonzlez



GLOSARIO

ANSI: American National Standard Institute

BS: British Standards

Calibracin: Determinacin y documentacin del desvo de la indicacin de un instrumento de medicin ( o del valor caracterstico asignado a una medida materializada) respecto del valor convencional verdadero del mesurado o magnitud medida.

Carga: Potencia aparente en megavoltamperios, kilovoltamperios o voltamperios que pueden ser transferidos por un transformador.

CIDET: Corporacin Centro de Investigacin y Desarrollo Tecnolgico.

Circuito abierto: Condicin existente cuando la corriente a travs de dos terminales es idntica a cero.

Circuito Elctrico: Interconexin de elementos elctricos en una trayectoria cerrada.

Circuito Magntico: Interconexin de flujo magntico en una trayectoria cerrada.

Consola: Centro de mando para las diferentes pruebas y lecturas de mediciones necesarias.

Corto Circuito: Condicin que existe cuando el voltaje entre dos terminales es idntica a cero.

Corriente: Razn de flujo de carga elctrica. Velocidad de cambio temporal de la carga i=dq/dt.

Energa: Capacidad para realizar un trabajo.

Exactitud: Aproximacin que se puede tener a la medida real.

ICONTEC: Instituto Colombiano de Normas Tcnicas.

IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers.



IEC: International Electrotechnical Commission.

ISO: International Organization for Standardization

JEC: Japanese Electrotechnical Committee

Laboratorios de Ensayos: Lugar donde se realizan pruebas y ensayos a sustancias, materiales o productos para la determinacin de las caractersticas, aptitudes o funcionamiento de stos.

Laboratorios de Calibraciones: Lugar donde se realizan mediciones y calibraciones de patrones, instrumentos o sistemas de medicin de magnitudes fsicas o qumicas, dentro de intervalos de medicin e incertidumbres de medida especficas.

NTC: Norma Tcnica Colombiana

Organismos de Certificacin: Son aquellos que realizan la expedicin de certificados de conformidad, dan constancia por escrito o por medio de un sello, que un sistema de gestin, un producto, un servicio, un proceso o la calificacin de una persona est conforme con un reglamento tcnico o una norma tcnica.

OBP.: Objeto Bajo Prueba.

Potencia: Energa por unidad de tiempo, P= dW/dt.

Potencial: magnitud, medida en voltios, que expresa la diferencia de tensin puntos entre dos puntos de un circuito.

Precisin: Grado hasta el cual un instrumento provee mediciones repetidas de la misma unidad, indica cuan frecuentemente se puede obtener medidas idnticas.

SAT: Siemens Andina Transformadores.

Tensin: Voltaje con que se realiza una transmisin de energa elctrica.

Trazabilidad: Proceso en el que la indicacin de un instrumento de medicin (o el valor caracterstico asignado a una medida materializada) puede, en una o ms etapas, compararse con el patrn nacional e internacional de la magnitud en cuestin. En cada una de estas etapas, se realiza la calibracin por comparacin con un patrn cuya calidad metrolgica ya se ha determinado con otro patrn de nivel superior.



TRM : es la tasa representativa del mercado que se obtiene como resultado del promedio simple de los promedios ponderados de las tasas de compra y venta de divisas del sistema financiero, excluidas las operaciones por ventanilla.

TTR: Transformer Test Ratio

Uz: Impedancia a la tensin de un transformador (Tensin de cortocircuito de un transformador). Tensin requerida para hacer circular la corriente nominal a travs de uno de los devanados especficos de un transformador cuando el otro devanado esta en cortocircuito, con los devanados conectados como para operacin a tensin nominal. Es expresada generalmente en por unidad o porcentaje de la tensin nominal del devanado en que se mide la tensin.

Variac: Transformador con relacin de transformacin variable para obtener diversos niveles de tensin en el secundario a fin de ajustar a valores requeridos.

Voltaje: Cantidad de voltios que actan en un aparato o sistema elctrico.



CONTENIDO Pg.

INTRODUCCIN 1

1. SIEMENS S.A. 3

2. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION 5

3. PRUEBAS ELCTRICAS A LOS TRANSFORMADORES 7

3.1 CLASIFICACION SEGN NORMAS ANSI 11

3.2 CLASIFICACION SEGN NORMAS IEC 12

3.3 PRUEBA DE RESISTECIA DE AISLAMIENTO 13

3.4 PRUEBA DE FACTOR DE DISIPACION DE LOS AISLAMIENTOS Y CAPACITANCIA 14

3.4.1 OBJETIVO DE LA PRUEBA 14

3.4.2 PROCEDIMIENTO 15

3.4.3 CRITERIOS DE ACEPTACION O DE RECHAZO 17

3.5 PRUEBA DE RELACION DE TRANSFORMACION Y POLARIDAD 18

3.5.1 Marcas de Polaridad 19

3.5.3 Aplicacin del equipo de prueba de la relacin de espiras de transformadores T.T.R 19

3.5.4 Interpretacin de Resultados 21

3.6 PRUEBA DE RESISTENCIA DE DEVANADOS 21


3.6.3 CARACTERISTICAS DEL EQUIPO USADO 23

3.7 PRUEBA DE PRDIDAS EN VACO Y CORRIENTE DE EXCITACIN 25



3.8 PRUEBA PRDIDAS EN CARGA E IMPEDANCIA DE CORTOCIRCUITO 27

3.8.1 OBJETIVO DE LA PRUEBA 27 3.8.2 PROCEDIMENTO 27

3.9 PRUEBA DE POTENCIAL INDUCIDO 28


3.9.2 PROCEDIMINETO 29

3.10 PRUEBA DE POTENCIAL APLICADO 31

3.11.4OBJETIVO DE LA PRUEBA 31

3.10.2 PROCEDIMINETO 31

3.11 PRUEBA DE IMPULSO ATMOSFERICO 34



3.11.3 NORMALIZACION DE LA ONDA 36

3.11.4 EQUIPO EMPLEADO (GENERADOR DE ONDA) 38

3.12.5 CRITERIOS DE ACEPTACION O RECHAZO 39

3.12 PRUEBA DE CALENTAMIENTO 40

3.12.1 OBJETIVO 40

3.12.2 MTODO DE CARGA DIRECTA 40

3.12.3 MTODO DE OPOSICIN 41

3.12.4 MTODO DE CARGA SIMULADA 41

4. REDISEO DEL CAMPO DE PRUEBAS SIEMENS S.A. 43

4.1 ESTADO ACTUAL DEL LABORATORIO DE ENSAYOS 43



4.1.1 ESTADO INICIAL DEL CAMPO DE PRUEBAS SIEMENS S.A. 43

4.1.2 PLANTA FISICA 43

4.1.3 EQUIPOS 48

4.1.1 EQUIPOS DEL LABORATORIO 49

4.3 PRESUPUESTO PARA LA ACTUALIZACION Y MODERNIZACION DE LOS EQUIPOS DE PRUEBA 59

4.4 MODERNIZACION DE LA PLANTA FISICA 61

4.4.1 OFICINA 61

4.4.2 NORMAS DE SEGURIDAD 61

4.4.3 Direccionamiento Estratgico 62

5. NORMA TCNICA COLOMBIANA ISO/ IEC 17025 REQUISITOS GENERALES DE COMPETENCIA DE LABORATORIOS DE ENSAYO Y CALIBRACIN 66

5.1 PARA QUE SIRVE? 66

5.2 REQUISITOS INICIALES NECESARIOS PARA LLEGAR A LA ACREDITACION DEL LABORATORIO DE ENSAYOS 67

5.3 ALCANCE DE LA ACREDITACIN DE SIEMENS S.A. 69

6. CONCLUSIONES 70

7. RECOMENDACIONES 72

BIBLIOGRAFA 73

ANEXOS 75



LISTA DE TABLAS

Pg.

Tabla 1. Descripcin de equipos requeridos y ensayos mnimos realizables en los campos de prueba. 9

Tabla 2. Clasificacin de ensayos para transformadores de distribucin segn normas ANSI 11

Tabla 3. Clasificacin de ensayos para transformadores de distribucin segn normas IEC 12

Tabla 4. Factores para correccin de resistencia de aislamiento por temperatura a 20 C 14

Tabla 5. Tiempos establecidos por las normas ANSI C57 72 para la prueba de tensin inducida 29

Tabla 6. Tensiones de prueba establecidas por el IEEE para transformadores sumergidos en aceite de acuerdo a su nivel de aislamiento. 32

Tabla7. Magnitud de las ondas de impulso normalizadas. 37

Tabla 8. Caractersticas de Equipos de prueba y de medida 50

Tabla 8.1 Tiempos de Fabricacin para transformadores especiales (en horas) 55

Tabla 8.2 Nmero de horas hombre en cada actividad 56

Tabla 8.3 Tiempos de Fabricacin para transformadores especiales (en horas) 56 Tabla 8.4 Nmero de horas hombre en cada actividad 57

Tabla 9. Listado de equipos necesarios y especificaciones tcnicas para el nuevo campo de pruebas. 59

Tabla 10. Fases del proceso de acreditacin. 69

Tabla 11. Alcance de la acreditacin 69



LISTA DE FIGURAS

Pg.

Figura 1. Principio de operacin de un transformador 5

Figura 2. Transformador monofsico con el secundario en circuito abierto. 6

Figura 3. Diagrama de conexin para prueba de resistencia de aislamiento en un transformador trifsico. 13

Figura 4. Diagrama vectorial del factor de potencia de aislamiento. 15

Figura4.1. Diagrama de conexin para prueba de factor de disipacin de los aislamientos en un transformador trifsico 16

Figura5. Diagrama para obtener de forma grafica los factores de correccin para la prueba de factor de disipacin 17

Figura 6. Secuencia de conexiones para la prueba de relacin de transformacin y polaridad, en un transformador conexin delta estrella. 20

Figura 7. Conexin para la medicin de resistencia hmica del devanado por el mtodo de cada de potencial 22

Figura 8. Esquema simplicado de los puentes (a) Wheatstone y (b) Kelvin 24

Figura 9. Puentes de Kelvin y Wheatstone conectados con el mtodo de los cuatro hilos 24

Figura 10. Conexin para la medicin de prdidas en carga y corriente de excitacin 26

Figura 11. Conexin para la medicin de

prdidas en carga y tensin de cortocircuito 28

Figura 12. Circuito elctrico para aplicar la prueba a un transformador trifsico, conectado en delta sus devanados de alta tensin y considerando que su aislamiento es uniforme. 30



Figura 13. Circuito representativo para la prueba de un transformador trifsico, conectado en delta en alta tensin. 31

Figura 14. Esquema elctrico para aplicar la prueba de potencial inducido a un transformador trifsico. 33

Figura 15. Representacin de una onda de impulso completa. 34

Figura16. Tipos de forma de onda que son aplicadas en la prueba de impulso. 36

Figura17. Esquema elctrico de un generador de impulso 38

Figura18. Esquema elctrico para efectuar una prueba de impulso 39

Figura 19. Conexin para la prueba de calentamiento 42

Figura 20. Campo de pruebas Siemens S.A., para prueba de Transformadores con ncleo apilado. 44

Figura 21. Campo de Pruebas Siemens S.A. 44

Figura 22. Transformador intermedio SIEMENS S.A 45

Figura 23. Transformador intermedio, vista lateral superior. Sobre Plano diseo Mecnico 46

Figura 24. Cercamiento de Malla metlica 47

Figura 25. rea de compensacin 47

Figura 26. Panel de Control antiguo 48

Figura 27. Panel de Control remodelado 49

Figura 28. Campo de Pruebas lnea industria 53

Figura 29. Generador 54

Figura 30. Organigrama SIEMENS ANDINA Power Transmission and Distribution 58

Figura 31. Proyeccin para el desarrollo organizacional 67



LISTA DE ANEXOS

Pg.

Anexo 1. Plano general 76

Anexo 2. Plano General campo de pruebas lnea de media portencia Siemens Andina Trasnformadores (SAT). 77

Anexo 3. Campo de Pruebas lnea de media potencia L.D.T (Vista 3D Lateral Superior) 78

Anexo4. Campo de Pruebas lnea media potencia L.D.T (Vista 3D Frontal Superior) 79

Anexo 5. Plano General campo de pruebas lnea Industria. Siemens Andina Transformadores (SAT) 80

Anexo 6. Campo de pruebas lnea industria Siemens Andina Transformadores (SAT). (Vista 3D lateral superior) 81

Anexo 7. Campo de pruebas lnea industria Siemens Andina Transformadores (SAT) .(Vista 3D frontal superior) 82

Anexo 8. Presupuesto inicial 83

Anexo 9. Presupuesto final 85


Diana Marcela Camargo Gonzlez 1

INTRODUCCIN

Hoy en da en que se requiere transportar grandes cantidades de fluido elctrico desde las fuentes de generacin hasta los centros de consumo, no sera concebible sin el desarrollo de datos, equipos elctricos como es el caso caracterstico de los transformadores.

Conforme la demanda elctrica iba en aumento, la industria elctrica, tambin fue teniendo un mayor crecimiento; luego entonces, la dificultad de trasladar este tipo de energa de un lugar a otro, fue hacindose ms evidente, pues en sus principios, se generaba corriente directa a baja tensin para alimentar los circuitos de alumbrado y de fuerza motriz; esto, haca ineficiente la transmisin de grandes bloques de energa. Se vio entonces la necesidad de elevar la tensin en los centros de generacin para llevar a cabo la transmisin de energa y reducirlo al llegar a los centros de carga o de consumo. El dispositivo ideal para llevar a cabo este proceso de transformacin es el transformador, cambindose con ello, el uso de la corriente directa a corriente alterna, dado que el transformador funciona slo con corriente alterna.

El transformador es una mquina esttica la cual mediante induccin electromagntica transforma tensiones y corrientes elctricas alternas o pulsantes entre dos o ms devanados a la misma frecuencia y usualmente a valores diferentes de tensin y corriente.

La identificacin bsica de un transformador est constituida por su potencia nominal, la tensin primaria que se aplica directamente al transformador, la tensin secundaria la cual es obtenida en los bornes de salida y el grupo de conexin.

El sistema de transmisin y distribucin por corriente alterna se ha hecho casi universal a causa de que el transformador hace posible el funcionamiento de las diferentes partes del sistema a sus tensiones mas adecuadas. Otros factores importantes que favorecen los sistemas de corriente alterna son las excelentes cualidades de los generadores sincrnicos y de los motores de induccin. No es exagerado afirmar que sin la simplicidad, manejabilidad y gran rendimiento del transformador, hubiera sido imposible el enorme desarrollo de los sistemas de transmisin y distribucin elctrica de los ltimos cincuenta aos.

Un transformador es probado para verificar si ha sido adecuadamente diseado y construido a fin de soportar la carga homologa, mientras que al mismo tiempo resista todas las situaciones peligrosas a que puede esperarse que est expuesto en operacin durante un perodo de veinte aos o ms.



En realidad, las pruebas hechas en fbrica slo son un seguro idealizado aunque basados en resultados de prueba sobre el buen estado de los materiales aislantes y de las piezas ms importantes, o sobre el de las que con ms probabilidad puedan presentar defectos de diseo o de fabricacin. Los ensayos que se realizan a los transformadores nuevos, reconstruidos o reparados se deben realizar dentro de un ambiente que garantice la veracidad de los resultados a travs de procesos, equipos y manejo de informacin; es por esto que existen estndares nacionales e internacionales que permiten una unificacin de criterios y crean unas condiciones mnimas para la realizacin de los ensayos dentro de un sitio especializado llamado LABORATORIO DE ENSAYOS ELCTRICOS.

Desde hace algunos aos, las empresas de nuestro pas han vivido un marcado inters por certificar la calidad y excelencia de los procesos que realizan ante los diferentes organismos rectores de los procesos industriales y normalizados como el ICONTEC, CIDET y la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC) como mximo rector de la industria nacional.

Este trabajo busca la utilizacin de nuevas tecnologas para la optimizacin en las pruebas realizadas a los transformadores y la implementacin de la norma ISO/IEC 17025.

La implementacin de la norma ISO/IEC 17025, (Requisitos generales para la competencia de los Laboratorios de Calibracin y Ensayo), es requisito indispensable en el proceso de acreditacin del Campo de Pruebas de Transformadores de Distribucin de Siemens S.A., el cual debido a su expansin y al aumento de la produccin, es necesario. Para lograr esto, es necesaria la implementacin de nuevas tecnologas que demuestre que Siemens est a la vanguardia de la tecnologa y de la calidad de sus productos.

El aporte del presente trabajo es la descripcin y seleccin apropiada de los equipos necesarios para el cumplimiento de las normas, as como la implementacin de un sistema de calidad especfico para este tipo de actividades y el desarrollo de metodologas nicas para la realizacin de las pruebas en concordancia con las Normas Tcnicas Colombianas y Normas Internacionales.



1. SIEMENS S.A.

Durante 50 aos de presencia en Colombia, Siemens ha acompaado el desarrollo de los principales proyectos de modernizacin del pas en diversas reas. El balance de estas cinco dcadas de trabajo continuo en Colombia le permite a Siemens poseer un importante liderazgo del mercado y el reto de continuar generando proyectos de inversin y desarrollo que contribuyan decididamente al crecimiento del pas.

La tecnologa Siemens forma parte de los proyectos de generacin de energa ms grandes del pas como Chivor, Guavio, San Carlos, Termocartagena, Termobarranquilla, entre otros. En este campo la compaa ha trabajado con empresas como ISA en sus proyectos de interconexin elctrica con Bolivia, Per y Ecuador para competir globalmente y lograr una presencia internacional. Siemens e ISA acaban de firmar un contrato que permite completar la Autopista Energtica Nacional.

Para mejorar la confiabilidad del sistema interconectado nacional y modernizar la planta de equipos disponibles en TERMOPAIPA IV, Electrificadora de Boyac S.A., EBSA, contrat con Siemens en Colombia la fabricacin de un autotransformador de Potencia trifsico de 120/150/180 MVA 220/115/13.8 kV. El autotransformador, el ms grande de su tipo fabricado en Colombia y en la Regin Andina, ser instalado en la ciudad de Paipa, Boyac. Este equipo permitir a la compaa EBSA mejorar la confiabilidad del sistema interconectado, modernizar su planta y proveer de un mejor servicio elctrico para esta zona central del pas.

El Autotransformador desarrollado en la Fbrica de Transformadores de Siemens S.A. en Bogot, tiene un peso total instalado de 193.000 kg. (193 toneladas), con un peso de transporte terrestre de 102.000 kg. (102 toneladas), y tiene unas dimensiones totales ensamblado de 12.2 metros de largo, 8.05 metros de alto y 6.6 metros de ancho.

La fabricacin, con alto valor agregado nacional demand aproximadamente 6 meses de trabajo, incluyendo el diseo con ingeniera 100% colombiana y solo incluy la adquisicin e importacin de materiales especiales no producidos en el pas.

De igual importancia ha sido el aporte que, en materia de telecomunicaciones, ha generado la multinacional alemana. A lo largo de estos aos Siemens ha suministrado ms de dos millones de lneas telefnicas, al igual que la primera red



nacional de datos y telex de Telecom y su red troncal digital, permitiendo que miles de colombianos tengan acceso a estos servicios.

Durante este medio siglo de actividades en Colombia, la multinacional alemana ha trabajado de la mano con el Gobierno y las compaas privadas acompaando sus programas de crecimiento para llevar al pas al Siglo XXI. "Nuestro principal objetivo ha sido y ser ser un socio confiable para el desarrollo del pas. Por esta razn Siemens apoya los retos de la Administracin actual, y de todos los organismos del Estado y el sector privado para llevar al pas hacia una paz duradera y proveer calidad de vida y oportunidades para todos los colombianos.

Siemens ha sido acreditada con 6 certificaciones de Calidad Icontec - ISO 9001. La calidad de los equipos y el xito del desarrollo de soluciones y proyectos realizados por Siemens descansan en tres pilares:

innovacin, relaciones de largo plazo con los clientes competitividad global



2. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION

El Transformador es un aparato elctrico que por induccin electromagntica transfiere energa elctrica de un circuito, a uno o ms circuitos a la misma frecuencia, usualmente aumentando o disminuyendo los valores de tensin y corriente elctrica. Un transformador puede recibir energa y devolverla a una tensin mas elevada, en cuyo caso es un transformador elevador, o puede devolverla a una tensin ms baja, en cuyo caso es un transformador reductor. En el caso en que la energa suministrada tenga la misma tensin que la recibida en el transformador, se dice entonces, que este tiene una relacin de transformacin igual a la unidad. Usualmente utilizado como transformador de aislamiento.

Un transformador consiste en un ncleo de material ferromagntico que forma un circuito magntico cerrado y sobre cuyas columnas o piernas se localizan dos devanados o arrollamientos aislados elctricamente entre s. Cuando la tensin U1 se aplica a las vueltas del arrollamiento primario y por ste circula una corriente se produce la magnetizacin del ncleo, aunque la nica conexin presente entre las bobinas es el flujo magntico comn que se encuentra dentro del ncleo, se induce una tensin U2 como se muestra en la Figura 1; esta tensin resultante U2 podr tener una magnitud mayor o menor dependiendo de la relacin de espiras que conformen el arrollamiento primario con respecto al secundario. [1] Figura 1. Principio de operacin de un transformador



El transformador basa su operacin en la accin mutua entre fenmenos elctricos y magnticos, y no contienen partes mviles o movibles (a excepcin hecha de los mecanismos de derivaciones y la impulsin de ventiladores o bombas de enfriamiento utilizados grandes transformadores de potencia). La transferencia de la energa elctrica por electromagntica de un arrollamiento a otro, dispuestos en el mismo circuito se realiza con excelente rendimiento.

Las fuerzas electromotrices (f.e.m.) se inducen por la variacin del flujo magntico. Los circuitos magnticos estn en reposo uno con respecto al otro, y las f.e.m. se inducen de la magnitud del flujo con el tiempo.

El ncleo, como se representa en la figura 2, est formado de chapas de acero (grado elctrico) superpuestas y con aislamiento interlaminar propio, de forma rectangular. En uno de los lados del ncleo se monta el devanado continuo P y en el opuesto otro devanado continuo S, que puede tener la misma relacin de espiras que P, o no tenerla, tal como se representa de una manera esquemtica en la figura 2. Una fuente suministra corriente alterna al arrollamiento primario P, en el que, al estar montado sobre el ncleo, su f.m.m. produce flujo alternativo en el mismo. Las espiras del arrollamiento S abrazarn este flujo que, al ser alternativo, induce en S una f.e.m. de la misma frecuencia que el flujo. Debido a esta f.e.m inducida, el arrollamiento secundario S es capaz de suministrar corriente y energa elctrica. La energa, por lo tanto, se transfiere del primario P al secundario S por medio del flujo magntico. El arrollamiento P, que recibe la energa, se llama el primario. El arrollamiento S, suministra energa, se llama el secundario. En un transformador, cualquiera de los arrollamientos puede hacer de primario, correspondiendo al otro hacer de secundario, lo que slo depende cual de los dos es el que recibe la energa o el que la suministra a la carga.

Figura 2. Transformador monofsico con el secundario en circuito abierto.

Fuente

Ncleo



3. PRUEBAS ELCTRICAS A LOS TRANSFORMADORES

Un transformador es probado para verificar que ha sido adecuadamente diseado y construido a fin de soportar la carga homologada, as como su resistencia a las condiciones a que se espera est expuesto durante un perodo de operacin continuo; pero la nica prueba que realmente demuestra la vida til de un transformador es ponerlo en servicio durante el mayor tiempo posible.

Existen distintas formas de clasificacin de los ensayos a transformadores las cuales pueden cambiar dependiendo del tipo y de la condicin individual de los transformadores.

Las pruebas hechas en fbrica nicamente son un seguro idealizado aunque basados en resultados de prueba sobre el buen estado de los materiales aislantes, de las piezas ms importantes y de la forma como estos se ensamblaron. En general, a los transformadores se les practica una serie de ensayos que se realizan bajo estndares internacionales como ANSI, IEC, BS, JEC o nacionales que en nuestro caso corresponden a las Normas Tcnicas Colombianas NTC.

Ensayos en Fbrica Estos ensayos nos determinan la calidad de su fabricacin, adems de evaluar el estado en que se encuentra para soportar las condiciones normales de operacin y las anormales provocadas por las condiciones de falla o de sobre tensiones de tipo atmosfrico. [2]

Los ensayos son:

- Resistencia de aislamiento - Rigidez dielctrica del aceite - Relacin de transformacin y polaridad - Resistencia hmica de los devanados - Tensin aplicada - Tensin inducida - Impulso por descarga atmosfrica (prototipos) - Calentamiento (prototipos)

Ensayos que nos determinan la calidad del servicio para conocer la eficiencia de trabajo del transformador, as como su regulacin de tensin. Adems, determina si ste est dentro del porcentaje de impedancia de corriente de excitacin establecido en las normas. Estos ensayos son:

- Medicin de la tensin de corto circuito y prdidas con carga - Medicin de las prdidas y corriente sin carga (vaco).



Las pruebas en fbrica antes mencionadas se aplican al 100% de los transformadores, excepto la de impulso y calentamiento ya que estas solo se realizan en prototipos.

Para efectos del proceso de acreditacin del Laboratorio de Ensayos Elctricos de SIEMENS S.A., ante la Superintendencia de Industria y Comercio se explicarn los ensayos en fbrica que son clasificados en la norma NTC 380 en ensayos de rutina y ensayos tipo. Los equipos utilizados para la realizacin de cada uno de los ensayos deben cumplir con los requisitos establecidos en la norma NTC 2743 como se muestra en la Tabla 1.



Tabla 1. Descripcin de equipos requeridos y ensayos mnimos realizables en los campos de prueba.

Fuente: NTC 2743



Tabla 1. Continuacin

Fuente: NTC 2743



3.1 CLASIFICACIN SEGN NORMAS ANSI Tabla 2. Clasificacin de ensayos para transformadores de distribucin segn normas ANSI

Fuente : Norma ANSI

ENSAYO RUTINA DISEO ESPECIAL Resistencia de Devanados * Relacin de Transformacin, polaridad y grupo vectorial * Prdidas en Vaco y corriente de excitacin * Prdidas en Carga y tensin de Cortocircuito * Tensin Aplicada * Tensin Inducida * Impulso Atmosfrico (1) * Calentamiento * Nivel de Ruido * Impedancia de Secuencia Cero * Impulso de Maniobra (2) * Capacitancia y Tangente delta * Resistencia de Aislamiento * Descargas Parciales * Capacidad de Cortocircuito * Hermeticidad *

(1) Prueba de rutina para transformadores con tensin > 69 kV

(2) Prueba de rutina para transformadores con tensin >340 kV



3.2 CLASIFICACION SEGN NORMAS IEC

Tabla 3. Clasificacin de ensayos para transformadores de distribucin segn normas IEC

Fuente: Norma ANSI

Tipo de Devanado Tensin Mxima Impulso (LI)Maniobra

(SI)

Inducida Larga

Duracin (ACLD)

Inducida corta

duracin (ACSD)

Aplicada (AC)

Aislamiento Uniforme Um



3.3 PRUEBA DE RESISTECIA DE AISLAMIENTO

La prueba de resistencia de aislamiento se realiza en fbrica, despus de que el transformador ha terminado su proceso de secado y se encuentra a una temperatura entre 0 y 40 C. Esta prueba sirve, bsicamente, para determinar la cantidad de humedad e impurezas que contienen los aislamientos del transformador.

Figura 3. Diagrama de conexin para prueba de Resistencia de aislamiento en un transformador trifsico.

La prueba se efecta con un aparato conocido como medidor de resistencia de aislamiento, a una tensin de 1000 voltios durante un minuto en el caso de

MEDIDOR RESISTENCIA DE

AISLAMIENTO

1R

1S

1T

1N

3S 3R 3N

3T

2T 2S 2R



prueba de ncleo contra tierra, segn norma ANSI. El anlisis de resultados se realiza con los valores obtenidos y corregidos a 20 C; el criterio de anlisis de resultados se realiza con los valores obtenidos y corregidos a 20 C; el criterio de aceptacin o rechazo es fijado por el fabricante. As mismo, deber analizarse el incremento de la resistencia entre el primer minuto y el dcimo minuto. El cociente de dividir el valor de resistencia de aislamiento a 10 minutos y el valor a 1 minuto, dar un nmero mayor a la unidad, que se conoce como ndice de polarizacin (Ip)

min1.min10.

ntoRdeaislmieentoRdeaislamiIp = (1)

Los resultados de la prueba de resistencia de aislamiento se ven grandemente afectados por la temperatura, por lo que se tienen que ajustar empleando ciertos factores de correccin (K), los cuales se pueden tomar de la tabla 4. Tabla 4. Factores para correccin de resistencia de aislamiento por temperatura a

20 C

TEMPERATURA FACTOR K TEMPERATURA FACTOR K

95 89.0 35 2.5 90 66.0 30 1.8 85 49.0 25 1.3 80 36.2 20 1.0 75 26.8 15 0.73 70 20.0 10 0.54 65 14.8 5 0.40 60 11.0 0 0.30 55 8.1 -5 0.22 50 6.0 -10 0.16 45 4.5 -15 0.12

3.4 PRUEBA DE FACTOR DE DISIPACION DE LOS AISLAMIENTOS Y CAPACITANCIA

3.4.1 OBJETIVO DE LA PRUEBA El objetivo principal de esta prueba es, verificar el grado de sequedad que tienen los materiales aislantes, por lo que a esta prueba se le considera complementaria, o quizs ms rigurosa a la de resistencia de aislamiento.



Otros objetivos de la prueba:

Verificar el estado del aislamiento en cuanto a humedad, horneado y efectos en el material aislante debido a su manipulacin.

Establecer un punto inicial para el estudio del envejecimiento del aislamiento.

3.4.2 PROCEDIMIENTO La prueba se realiza aplicando una tensin alterna de 2.5 kV entre el devanado de alta tensin y el de baja tensin. Con ello circular una corriente I a travs del aislamiento, formada por dos componentes.

I = Ic + Iw

Figura 4. Diagrama Vectorial del factor de potencia de aislamiento.

V

Iw I

Ic

La corriente Ic es debida a la capacitancia del aislamiento y la corriente Iw a la conductancia transversal la cual esta integrada, fundamentalmente, por corrientes superficiales: histresis (oposicin del dielctrico a ser polarizado) y por descargas parciales.

Por definicin el factor de disipacin es la tangente , luego entonces:



IcIw

=tan (2)

El ngulo es complementario al ngulo y por tanto:

)..(cos PotenciadeFactorI

Iw= (3)

Para valores pequeos de delta (), la tangente es aproximadamente igual al coseno teta (); por lo tanto, se asemejan los valores de tangente (Facto de disipacin) con el coseno (Factor de potencia tradicional).

Para juzgar la calidad de un dielctrico en diseo, no se debe considerar solo un valor de tangente a una cierta tensin, si no que debe estudiarse su variacin en funcin de la tensin y el tiempo. Para cuestiones prcticas de prueba basta solo un valor.

Esta prueba, al igual que la de resistencia de aislamiento, se debe realizar a una temperatura aproximada de 20 C, para evitar posibles errores al corregirla a dicha temperatura.

Figura 4.1. Diagrama de conexin para prueba de Factor de disipacin de los aislamientos en un transformador trifsico.



Figura 5. Diagrama para obtener de forma grafica los factores de correccin para la prueba de factor de disipacin.

Los factores de correccin (K) utilizados para corregir el factor de disipacin a 20 C, se obtienen de la grafica de la figura 5. La grafica anteriormente expuesta, ha sido obtenida experimentalmente de los aislamientos tpicos empleados en los transformadores sumergidos en aceite y son satisfactorios para fines prcticos.

La correccin se hace aplicando la ecuacin siguiente:

)(20 TC FDKFD = (4)

Donde,

FD20C : Facto de Disipacin a 20C FDT : Factor de disipacin medido a la temperatura T K: Factor de correccin, obtenido de la grfica. T: Temperatura a la cual se realiza la prueba en C

3.4.3 CRITERIOS DE ACEPTACIN O DE RECHAZO Los valores admisibles sugeridos por la mayora de los fabricantes de transformadores son de



1.0% como mximo a 20C para transformadores de distribucin y del 0.50% para los transformadores de potencia.

Los resultados de la prueba que excedan de los lmites establecidos anteriormente no sern aceptados, por lo que el transformador tendr que volver a ser procesado. Sin embargo en los casos especiales y con resultados complementarios de las pruebas de resistencia de aislamiento y rigidez dielctrica del aceite, se podran modificar los criterios establecidos.

3.5 PRUEBA DE RELACIN DE TRANSFORMACIN Y POLARIDAD La prueba de relacin de transformacin tiene como principal objetivo, la determinacin de la relacin entre el nmero de vueltas del devanado primario y el secundario, o sea, nos determina si la tensin suministrada puede ser transformada fielmente a la tensin deseada.[3]

El objetivo de la prueba de polaridad es determinar el desplazamiento angular expresado en grados entre el vector que representa la tensin de lnea a neutro de una fase de A.T. y el vector que representa la tensin de lnea a neutro en la fase correspondiente en B.T. La polaridad reviste una gran importancia en la conexin de los transformadores, sobre todo, si stos han de ser conectados en paralelo o en bancos.

Existen varios mtodos para determinar la relacin de transformacin de un transformador. Bsicamente existen tres mtodos a saber:

Mtodo de los voltmetros Mtodo de los potencimetros Mtodo del transformador patrn (TTR)

Como la intencin del documento es realizar un manual de pruebas, para su posterior acreditacin, aqu solo se mencionar el mtodo del transformador patrn (TTR); ya que, este mtodo es el mas usual y conveniente para determinar la relacin de transformacin en un transformador.

Otros objetivos de la prueba:

Confirmar la relacin requerida de espiras (AT-BT) (tolerancia permitida 0.5%) Verificar conexiones al conmutador o conexiones sueltas Verificar que el grupo vectorial y la polaridad de la conexin de bobinas

corresponden a lo requerido por el cliente y establecido en el diseo [5]



3.5.1 Marcas de Polaridad Si el devanado de alta tensin se conecta a una fuente de dc de un potencial tal que no exceda la corriente nominal y al mismo tiempo se conecta un voltmetro de cero central, se observa el sentido de deflexin de la aguja; luego las terminales del voltmetro se transfieren el devanado de baja tensin, conectando en las terminales X1 y X2 las terminales que estaban en H1 y H2, se desconectaba repentinamente la fuente de dc. y se observa el desplazamiento de la aguja del voltmetro. Si la aguja se reflecta en el mismo sentido original, la polaridad es aditiva y si se reflecta en el sentido contrario, la polaridad es substractiva.

3.5.2 Principio de Operacin del TTR El TTR opera bajo el conocido principio, de que cuando dos transformadores tienen nominalmente la misma relacin de transformacin, se conectan y se excitan en paralelo. Con la ms pequea diferencia en la relacin de algunos de ellos, se produce una corriente circulante relativamente grande entre ellos.

El transformador patrn se conecta en paralelo con el transformador bajo prueba, con un galvanmetro conectado en serie con las bobinas secundarias de ambos trasformadores. Al excitar las bobinas primarias y que el galvanmetro no detecte deflexin (que no pase corriente a travs de l), en ese momento podemos decir que todos los transformadores tiene la misma relacin de transformacin

Para obtener el equilibrio del galvanmetro en el medidor de relacin de transformacin T.T.R., es necesario ir variando la posicin de los sectores hasta lograr el equilibrio de la aguja del galvanmetro. Al mover la posicin de los sectores, lo que realmente se est haciendo es variar el nmero de vueltas del bobinado secundario de transformador patrn.

3.5.3 Aplicacin del equipo de prueba de la relacin de espiras de transformadores T.T.R Este aparato est diseado para hacer mediciones de la relacin de transformacin en transformadores, autotransformadores y reguladores de tensin. El aparato tiene una limitante de relacin, comnmente relaciones de transformacin de 0 a 130, pero actualmente existen de mayor relacin. Si se requiere de mayor relacin, conecte en serie dos aparatos medidores de relacin de transformacin T.T.R.

El T.T.R., es un instrumento prctico y preciso para analizar las condiciones de transformadores en los siguientes casos:



Medicin de la relacin de transformacin de los equipos nuevos, reparados o rebobinados.

Identificacin y determinacin de terminales, derivaciones (taps) y sus conexiones internas.

Determinacin y comprobacin de polaridad, continuidad y falsos contactos.

Pruebas de rutina y deteccin de fallas incipientes. Identificacin de espiras en cortocircuito.

El medidor de relacin de transformacin T.T.R., es un equipo auxiliar en los siguientes casos:

En la determinacin de las condiciones reales del transformador despus de la operacin de protecciones primarias tales como: Diferencial, Buchholz, fusibles de potencia, etc.

Identificacin de espiras en cortocircuito. En la investigacin de problemas relacionados con corrientes

circulantes y distribucin de carga en transformadores en paralelo. Determinacin de la cantidad de espiras en bobinas de

transformadores (por mtodos suplementarios)

Figura 6. Secuencia de conexiones para la prueba de relacin de transformacin y polaridad, en un transformador conexin delta estrella.



3.5.4 Interpretacin de Resultados Para interpretar los resultados ser necesario calcular el porcentaje de diferencia que exista entre los valores reales y valores tericos, de acuerdo a la siguiente expresin:

100*%coValorTeri

oValorMedidcoValorTeriDiferencia = (5)

Como regla general se acepta que el por ciento de diferencia no debe ser mayor del 0.5%

3.6 PRUEBA DE RESISTENCIA DE DEVANADOS

3.6.1 OBJETIVO DE LA PRUEBA Esta prueba nos sirve bsicamente, para comprobar que todas las conexiones internas efectuadas en los devanados y guas, fueron sujetadas firmemente, as como, tambin obtener informacin para determinar las prdidas del cobre I2R y calcular la temperatura de los devanados en la prueba de temperatura.

Al desarrollar la prueba de resistencia hmica, debe medirse simultneamente la temperatura de los devanados, para lo cual es necesario tener presente los siguientes puntos:

Si el transformador es de tipo seco, la temperatura de los devanados ser determinada como el promedio de por lo menos tres termmetros colocados entre los devanados.

Si el transformador esta sumergido en lquido aislante, debe ser energizado cuando menos ocho (8) horas antes de efectuar la medicin y la temperatura del devanado ser considerada como la que tiene el propio liquido.

El lugar donde se efecten las mediciones debe estar protegido de variaciones bruscas del ambiente.

3.6.2 PROCEDIMIENTO Existen dos mtodos comnmente utilizados para realizar esta prueba:

Mtodo del puente de Whestone o Kelvin. Mtodo de la cada de potencial

El mtodo del puente es el ms usado por la sencillez de su manejo y por la gran exactitud que nos ofrece; adems de que la corriente con la



que opera es muy pequea, por lo cual no se alteran las lecturas por efectos de calentamiento durante la medicin. La norma establece este mtodo como el nico en devanados donde la corriente nominal es menor de un ampere.

El segundo mtodo 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 travs del devanado que no exceda del 15% de la corriente nominal, para evitar posibles errores originados por el calentamiento del devanado. Las lecturas de tensin y corriente son tomadas simultneamente de los aparatos, cuando estos conectados como se indica en la figura 7. La resistencia ser obtenida empleando la ley de ohm.

Figura 7. Conexin para la medicin de resistencia hmica del devanado por el mtodo de cada de potencial.

Como se observa, en la figura 7., el voltmetro debe conectarse lo ms cerca posible a las terminales del devanado, con el fin de eliminar la cada de potencial que existe en la lnea de corriente.

Para tener una mayor precisin en la medicin es conveniente tomar cinco lecturas mnimas de tensin y corrientes. El promedio de las



resistencias obtenidas ser considerado como el valor real. La resistencia de los devanados es generalmente referida a la temperatura de operacin a plena carga por medio de la siguiente ecuacin:

+

+=

2

12 TT

TTRRA

ATTI (6)

Donde:

RTI : Resistencia referida a la temperatura T1 RT2: Resistencia medida a la temperatura T2 T2 : Temperatura del devanado en el momento de la medicin de la

resistencia RT2, , en C. TA : Constante de temperatura de resistencia cero, para cobre =

234.5 y para aluminio= 225.0 T1 :Temperatura de operacin en C, determinada por la ecuacin T1 : T+20 C, donde T es la elevacin total de temperatura del

transformador

3.6.3 CARACTERSTICAS DEL EQUIPO USADO Los equipos mas 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 x 109 y el puente de Kelvin de 1 x 105 a 1 . En la figura 8 se presentan los esquemas elementales de estos puentes. Al realizar las mediciones de resistencia hmica en los devanados, es necesario eliminar los errores que se pueden introducir del cable empleado y la resistencia de contacto. Para esto se utiliza el mtodo de los cuatro hilos, figura 9, donde se emplea dos hilos para transmitir la corriente y los otros dos para medir la cada de tensin en el devanado. La ecuacin para determinar la resistencia Rx empleando el puente de Wheatstone es:

1

32 R

RRRx = (7)



Figura 8. Esquema simplicado de los puentes (a) Wheatstone y (b) Kelvin

(a)

(b)

Figura 9. Puentes de Kelvin y Wheatstone conectados con el mtodo de los cuatro hilos

() Seal de corriente



Los devanados que no estn bajo prueba debern permanecer en circuito abierto durante la medicin, con esto se logra una estabilizacin ms rpida de la corriente de alimentacin.

3.7 PRUEBA DE PRDIDAS EN VACO Y CORRIENTE DE EXCITACIN

3.7.1 OBJETIVO DE LA PRUEBA Las prdidas por histresis y por corrientes de Foucault, consideradas en conjunto, constituyen lo que se denomina prdidas en el hierro.

La funcin del ncleo del transformador es concentrar el flujo magntico y usarlo como enlace entre las bobinas de alta y baja tensin. El ncleo est formado por lminas de acero al silicio de grano orientado, con el fin de reducir la reluctancia sin embargo se presentan algunas prdidas elctricas en el ncleo causadas por la energa requerida para oriental los dominios magnticos del material; esta potencia se denomina prdida por histresis. El rea incluida en la curva de histresis es proporcional a la energa disipada en forma de calor en el proceso irreversible de magnetizacin y desmagnetizacin. Si esta rea es pequea, las prdidas de energa en cada ciclo sern pequeas.

Las prdidas por corrientes parsitas en el ncleo se presentan cuando un material conductor experimenta una variacin del campo magntico a travs del mismo. Las prdidas varan con el cuadrado del valor eficaz de la tensin de excitacin y son bsicamente independientes de la forma de onda de la tensin aplicada. Debido a que las prdidas en vaco son sensibles a las diferencias de la forma de onda stas se deben hacer con base en una onda sinusoidal de tensin y se realiza con la mxima densidad de flujo correspondiente al valor promedio absoluto de la tensin. [1]

Algunos de los objetivos especficos de la prueba son:

Registrar las magnitudes de prdidas y corrientes a una tensin y frecuencia establecidas.

Verificar la operacin del transformador a su tensin nominal Verificar la operacin del conmutador bajo carga. Verificar el cumplimiento de las prdidas en vaco ofrecidas al

cliente.



Figura 10. Conexin para la medicin de prdidas en carga y corriente de excitacin

3.9.2 PROCEDIMIENTO Durante el ensayo de vaco, se aplica la tensin nominal del transformador por cualquiera de los dos devanados, generalmente se realiza por el lado de baja tensin, si el valor promedio de la tensin se ajusta para que sea igual al valor promedio de la onda sinusoidal de tensin deseada y se mantiene la frecuencia apropiada, las prdidas por histresis deben ser las correspondientes a la onda sinusoidal deseada.

Este ensayo requiere de mediciones de tensin, corriente y potencia en cada una de las fases; luego, estos datos obtenidos son comparados con las tablas de valores de las Normas Tcnicas Colombianas NTC las cuales establecen los valores mximos permitidos de acuerdo a la clase, serie, tipo, potencia y ao de fabricacin; estos parmetros determinan el estado de prdidas de vaco del transformador.

La finalidad de realizar esta prueba, consiste en determinar las prdidas que tiene el transformador cuando se alimenta un devanado con su tensin y frecuencia nominal, y el otro devanado se encuentra abierto.



3.8 PRUEBA PRDIDAS EN CARGA E IMPEDANCIA DE CORTOCIRCUITO

3.8.1 OBJETIVO DE LA PRUEBA Este ensayo nos demuestra la capacidad del transformador para soportar su carga sin prdida excesiva de tensin o potencia y se realiza midiendo la impedancia del mismo. La impedancia consta de una componente activa la cual corresponde a las prdidas de cortocircuito y de una componente reactiva que corresponde al flujo de dispersin en los devanados [4]. En un transformador cuando circula corriente a travs del devanado primario y secundario del transformador se desarrolla una temperatura (vatios), ocasionando prdidas iguales al cuadrado de la corriente por la resistencia ohmica del devanado (I2R). Estas prdidas son conocidas como prdidas en el cobre o en la carga.


Verificar que los valores de prdidas e impedancia cumplen lo ofrecido y los valores de diseo.

Emplear la condicin de mximas prdidas para evaluar el comportamiento trmico del transformador. Dependiendo de la etapa de refrigeracin en uso.

Verificar la operacin del conmutador bajo carga.

3.8.2 PROCEDIMIENTO Para este ensayo uno de los devanados del transformador generalmente se usa el devanado de Baja Tensin; debe ponerse en cortocircuito y se aplica al otro devanado una tensin de impedancia que generalmente esta entre el 1% y el 15% de la tensin nominal, la cual se ajusta para que por los dos devanados circule la corriente nominal como se muestra en la figura 11. Durante la realizacin del ensayo se realizan mediciones de tensin y potencia; los datos obtenidos son comparados con las tablas de valores de las Normas Tcnicas Colombianas NTC 2743 [6] las cuales establecen los valores mximos permitidos de acuerdo a la clase, serie, tipo, potencia y ao de fabricacin; estos parmetros determinan el estado de prdidas de carga del transformador.



Figura 11. Conexin para la medicin de

prdidas en carga y tensin de cortocircuito

3.9 PRUEBA DE TENSIN INDUCIDA

3.9.1 OBJETIVO DE LA PRUEBA La finalidad de esta prueba consiste en comprobar si el aislamiento entre espiras, capas y secciones de los devanados del transformador es de la calidad requerida, as como, verificar el aislamiento entre bobinas y entre devanados y tierra. La prueba es al doble de la tensin nominal hasta completar 7200 ciclos.

El flujo mximo al que opera el ncleo esta determinado por la ecuacin general del transformador

fE44.4

max =

Al aplicar una tensin del 200%, el flujo aumentar en la misma proporcin, por lo que, al limitarlo se tendr que aumentar en igual forma la frecuencia. Es decir, cuando el transformador est diseado para operar a 60 Hz, la prueba se podr ejecutar a 120 Hz y su duracin ser de 60 segundos.

Cuando la prueba se realice con una frecuencia mayor a los 120 Hz. el esfuerzo dielctrico en los devanados ser mayor, por lo que la prueba se



ha limitado a 7200 ciclos. Por tal razn, el tiempo de la prueba depende de la frecuencia del generador utilizado. Con este criterio se ha formulado la tabla 5, con los valores de frecuencia ms comunes y su tiempo de duracin. [7]

Tabla 5. Tiempos establecidos por las normas ANSI C57 72 para la prueba de tensin inducida

Frecuencia (Hz)

Duracin de la Prueba (seg.)

120

180

240

360

400

60

40

30

20

18

3.9.2 PROCEDIMIENTO La prueba se inicia aplicando una tensin menor o igual a la cuarta parte del valor de la tensin de prueba, incrementndose posteriormente hasta alcanzar la tensin plena en un tiempo no mayor de 15 segundos. Se sostiene la tensin de prueba durante el tiempo especificado en la tabla 5; y para suspender la prueba, se reduce gradualmente la tensin hasta alcanzar por lo menos una cuarta parte de su valor en un tiempo no mayor de 5 segundos, despus de lo anterior se podr interrumpir su alimentacin.

Al igual que en la prueba de potencial aplicado, la prueba de potencial inducido podr ser suspendida repentinamente en caso de falla, ya que, de otra manera se pueden daar los aislamientos por transitorios de sobretensin mayores que el de prueba. Cuando los transformadores tienen un aislamiento uniforme en sus devanados se



aplica el doble de la tensin nominal, inducindose por lo tanto una tensin tal que los volts por vuelta son dos veces el nominal. Los esquemas elctricos para aplicar la prueba de potencial inducido, se presentan en la figura 12.

Figura 12. Circuito elctrico para aplicar la prueba a un transformador trifsico, conectado en delta sus devanados de alta tensin y considerando que su aislamiento es uniforme.

En caso de que la fuente de excitacin sea monofsica y el transformador al cual se someter a prueba sea trifsico, la prueba debe realizarse por fases, como lo representa la figura 13, debindose probar independientemente cada una de ellas.

En los transformadores con aislamiento reducido al neutro, y que, por lo tanto, en la prueba de potencial aplicado se prueban con la tensin correspondiente al nivel de aislamiento del propio neutro, se aplicar una tensin de tal forma que se induzca entre las terminales de mayor clase de aislamiento y tierra (no necesariamente entre terminales y neutro) una tensin igual que le corresponde en la prueba de potencial aplicado.



Figura 13. Circuito representativo para la prueba de un transformador trifsico, conectado en delta en alta tensin.

Los mtodos de prueba ms comunes para transformadores con aislamientos reducidos al neutro, son los siguientes:

Mtodo delta cerrada Mtodo delta abierta Mtodo serie

3.10 PRUEBA DE TENSIN APLICADA

3.11.4 OBJETIVO DE LA PRUEBA La prueba de tensin aplicada consiste en verificar que la clase y cantidad de material aislante sean las adecuadas, con el objeto de asegurar que el transformador resistir los esfuerzos elctricos a los que se ver sometido durante su operacin.


Verificar el aislamiento entre bobinas y de las bobinas con respecto a tierra (tierra: ncleo, tanque, TCs,...)

Verificar las distancias elctricas exteriores e interiores Detecta la presencia de aire en el aceite o en la estructura aislante

as como debilidad en el material

3.10.2 PROCEDIMIENTO La prueba se efecta aplicando una tensin a 60 Hz, durante un minuto, inicindose con un valor no mayor de un cuarto del establecido como tensin de prueba, como muestra la Tabla 3.



Posteriormente se elevar hasta alcanzar la tensin requerida en un tiempo aproximado de 15 segundos. Para suspender la tensin, se reducir gradualmente hasta alcanzar por lo menos un cuarto de la tensin mxima aplicada en un tiempo no mayor de 5 segundos.

Si la tensin se retira repentinamente por medio de un interruptor, el aislamiento puede ser daado por una tensin transitoria mayor que la de prueba. Slo en caso de falla la tensin podr ser suspendida repentinamente.

Tabla 6. Tensiones de prueba establecidas por el IEEE para transformadores sumergidos en aceite de acuerdo a su nivel de aislamiento.

Tensiones de Prueba de acuerdo al nivel de aislamiento Clase de Aislamiento

kV

Tensin de Prueba (Valor Eficaz) kV

Clase de Aislamiento kV

Tensin de Prueba (Valor Eficaz) kV

1,2

10

161

325 2,5

15

196

395 5

19

215

430 8,7

26

230

460 15

34

315

630 18

40

345

690 25

50

375

750 34,5

70

400

800 46

95

430

860 69

140

460

920 92

185

490

980 115

230

520

1040 138

275

545

1090

Fuente: Norma IEEE

Cuando el mismo devanado tiene dos clases de aislamiento o ms, como pueden ser el caso de los devanados conectados en estrella o monofsicos, que tienen aislamiento reducido progresivamente al neutro, la tensin de prueba es la correspondiente a la clase de aislamiento del neutro.



Los medios por los que se pueden detectar una falla son: Incremento brusco de corriente.

Al incrementarse la corriente repentinamente durante la prueba existe la una falla a tierra o entre los devanados de alta y baja tensin.

Ruidos dentro del tanque. Al existir un ruido amortiguado o zumbido dentro del tanque, ser debido a distancias crticas o por la existencia de humedad.

Humo y burbujas. La presencia de humos y burbujas indicar la existencia de una falla a tierra devanados de alta y baja tensin, pero si se observan burbujas sin humo, no necesariamente indicarn una falla ya que puede existir aire ocluido en el devanado; por lo que en este caso se recomienda repetir la prueba.

Figura 14. Esquema elctrico para aplicar la prueba de potencial inducido a un transformador trifsico.



3.11 PRUEBA DE IMPULSO ATMOSFRICO 3.11.1 OBJETIVO DE LA PRUEBA Como en muchas ocasiones las fallas en los

transformadores son causadas por descargas atmosfricas, es indispensable saber si el aislamiento del transformador, puede soportar dichas cargas a que est sometido durante su operacin.

Para proteger un transformador de las descargas atmosfricas es necesario ver, primeramente que tipo de onda se produce. En base a muchas experiencias y aos de estudios se determin que estas descargas son de corta duracin, ya que, desde el momento en que se inicia hasta que llega a su valor mximo, un tiempo de 1 a 20 s, y el tiempo en que su valor desciende a cero es del orden de 10 a 90 s pero la mayora de estos transitorios tardan entre 1 y 5 s en llegar a su valor mximo y entre 10y 40 s en descender a un 50% de su valor pico.

De acuerdo con estos valores, un comit de AIEE-EEI-NEMA, en coordinacin de aislamientos, emiti un reporte especificando los niveles bsicos de aislamiento. Estos niveles se establecieron tomando como patrn una onda de 1,2 / 50 s, donde 1,2 es el tiempo en s que tarda una onda normalizada en llegar a su valor de cresta y 50 s es el tiempo en que la onda decae a la mitad de su valor mximo a partir de su origen. Las partes de la onda descrita anteriormente se ilustran en la figura 15.

Figura 15. Representacin de una onda de impulso completa.



Los disturbios producidos por descargas atmosfricas pueden ser representados por tres tipos bsicos de ondas; onda completa, onda cortada y frente de onda.

3.11.2 PROCEDIMIENTO El ensayo se inicia ajustando la forma de onda de la tensin y calibracin del generador de impulso, para lo cual se utiliza una tensin de calibracin no mayor del 50% para dar la forma de onda ajustada; seguidamente se procede a las diferentes aplicaciones de los impulsos de acuerdo a lo establecido por las recomendaciones de la Norma Tcnica Colombiana, o algn tipo de acuerdo establecido entre comprador y fabricante para la realizacin del ensayo.

Al efectuar esta prueba, normalmente se omite la prueba de frente de onda y slo se aplican en el siguiente orden, una onda completa reducida, la cual debe estar entre el 50 y el 70 % del valor de la onda completa, posteriormente, se aplican dos ondas cortas, las cuales son del 115 % del valor de la onda completa, y finalmente, se aplica una onda completa.

La onda reducida en este caso, slo nos sirve para compararla con la onda completa y establecer diferencias que nos puedan indicar una falla.

La aplicacin de la onda completa en el transformador, es para verificar que ste soportar los disturbios producidos en la lnea de transmisin al caer en ellas ciertas descargas atmosfricas, ya que estos disturbios viajan por dicha lnea hacia el transformador, en cuyo viaje la onda original es cambiada a causa de los efectos corona y efectos capacitivos. Cuando la onda llega al transformador tiene un tiempo aproximado de 1,2 s de frente y de 50 s de cola.

La onda cortada es aplicada, debido a que cuando la onda se aproxima al transformador, en algunas ocasiones se corta, yndose su tensin a tierra. Esto es, a causa del bajo aislamiento que existe en las subestaciones; ya que en estas partes, el aislamiento es ms dbil que en la lnea de transmisin y, adems, se encuentran instalados descargadores. Esta onda es de un 15 % mayor en magnitud que la onda completa y su tiempo de duracin es aproximadamente de 1 a 3 s [1].

La prueba de frente de onda es aplicada para predecir el comportamiento del transformador, cuando se vea sometido a una descarga atmosfrica en forma directa, ya sea que caiga sobre l o muy cerca. Esta onda sube muy rpidamente hasta producir un arco, causado



as un transitorio de pendiente pronunciada con una duracin del orden de 0.025 a 1 s y una magnitud de 50 % ms que la onda completa.

Las tres ondas mencionadas anteriormente se muestran en la figura 16.

Figura16. Tipos de forma de onda que son aplicadas en la prueba de impulso.

Fuente: Presentacin Transformadores de Distribucin SIEMENS S.A.

3.11.3 NORMALIZACION DE LA ONDA Una onda de impulso normalizada es aquella que tiene un tiempo de frente de 1.2 s con una tolerancia de 30 % un tiempo de cola de 50 s con una tolerancia de 20 % y slo un 3 % de tolerancia en su magnitud establecida.

El tiempo de frente de onda se obtiene trazando una lnea recta que pase por los puntos situados entre el 30 y 90 % de la magnitud de la onda. La lnea recta se alarga hasta cruzar el eje del tiempo y a este nuevo punto se le llama cero virtual. El tiempo de frente ser el comprendido entre el cero virtual y el punto donde la recta llega al 100 % de la magnitud de la onda.

En la Tabla 3, se especifican las magnitudes de las ondas de impulso aplicadas a los transformadores sumergidos en aceite y de acuerdo a su nivel de aislamiento (Norma ANSI/IEEE C62.11)



Tabla7. Magnitud de las ondas de impulso normalizadas. Onda completa

Onda cortada

Clase de aislamiento (kV) Nivel bsico de impulso (kV

cresta) Magnitud (kV cresta)

Tiempo de corte ( s)

1,2

30

36

1 2,5

45

54

1,5 5,0

60

69

1,5 8,7

75

88

1,6 15

95

110

1,8 18

125

145

2 ,25 25

150

175

3 34,5

200

230

3 46

250

290

3 60

300

345

3 69

350

400

3 92

450

520

3 115

550

630

3 138

650

750

3 161

750

865

3 180

825

950

3 196

900

1035

3 215

975

1120

3 230

1050

1210

3 260

1175

1350

3 287

1300

1500

3 315

1425

1640

3 345

1550

1780

3 375

1675

1925

3 400

1800

2070

3 430

1925

2220

3 460

2050

2360

3 490

2175

2500

3 520

2300

2650

3

545 2425 2800 3



3.11.4 EQUIPO EMPLEADO (GENERADOR DE ONDA) Los generadores de impulso estn formados por una serie de capacitores (C1) los cuales son cargados en paralelo y descargados en serie por medio de explosores (E). Estos capacitares se cargan a travs de una resistencia de carga (R3), los cuales deben ser de un valor mucho mas grande que las resistencias de cola (R2), para que no influyan apreciablemente en el circuito al momento de la descarga. Un arreglo completo de un generador de impulso de varios pasos se representa en la figura 17 y en la figura 18.

Figura17. Esquema elctrico de un generador de impulso



Figura18. Esquema elctrico para efectuar una prueba de impulso

Donde:

1- Regulador de tensin 2- Transformador Elevador 3- Rectificador de tensin 4- Resistencia de proteccin 5- Generador de impulsos 6- Capacitancia de precarga 7- Voltmetro de esferas 8- Explosor 9- Objeto bajo prueba. 10- Divisor de tensin. 11- Cable coaxial. 12- Osciloscopio. 13- Voltmetro.

3.12.5 CRITERIOS DE ACEPTACIN O RECHAZO Los medios de deteccin de falla en los aislamientos al ser sometidos a una prueba de impulso puede ser:

Oscilogramas de Tensin

Se Considera como falla, cualquier diferencia que exista entre la onda de tensin reducida y la onda de tensin completa. Tambin se consideran como falla las diferencias que se observen al comparar las ondas cortadas, principalmente en su parte final.



Humo y burbujas

Las burbujas y humo que suben a travs del aceite son la prueba inequvoca de falla. Sin embargo, las burbujas claras en ausencia de humo no siempre son evidencia de falla, ya que estas pueden ser originadas por aires ocluidos.

Ausencia de arqueo en el explosor

Si al efectuar la prueba de onda cortada no ocurre un arqueo en el explosor o cualquier parte externa del transformador y el oscilograma muestra una onda cortada, esto es una prueba definitiva de que el arqueo fue dentro del transformador y debe considerarse como falla.

Ruido dentro del tanque

Los ruidos dentro del tanque del transformador en el instante de la aplicacin del impulso, son indicacin de una falla.

3.12 PRUEBA DE CALENTAMIENTO

3.12.1 OBJETIVO El ensayo de calentamiento es una simulacin de las condiciones nominales de trabajo del transformador para comprobar los parmetros trmicos de diseo y las temperaturas de operacin de los devanados lo que permite demostrar que el transformador soportara su carga nominal [8]. Este ensayo realizado a transformadores tipo seco y refrigerados por aceite se puede efectuar por tres mtodos:

3.12.2 MTODO DE CARGA DIRECTA Tambin conocido como mtodo de carga real, es el ms preciso de los tres pero presenta dificultades para transformadores de gran capacidad debido a la gran cantidad de energa necesaria para ensayarlos sin embargo para transformadores de poca potencia es posible simular la carga real a travs de restatos, bancos de bombillas y dems elementos consumidores de energa.

Para obtener resultados verdicos es necesario que un devanado del transformador preferiblemente el devanado interior, est excitado a la tensin nominal con los otros conectados a una carga adecuada tal que la corriente nominal circule en ambos devanados.



3.12.3 MTODO DE OPOSICIN. El mtodo de oposicin o de carga inversa requiere de un transformador de similares caractersticas al transformador que se desea ensayar; los devanados de Alta y Baja Tensin de los dos transformadores son conectados en paralelo. Para hacer circular la corriente nominal en el transformador bajo ensayo se aplica a los devanados interiores la tensin nominal del transformador bajo ensayo.

3.12.4 METODO DE CARGA SIMULADA El incremento de la temperatura se hace por medio de los ensayos de medicin de las prdidas y corrientes sin carga (vaco) y la medicin de la tensin de cortocircuito y prdidas con carga hasta alcanzar una estabilidad trmica de temperatura ambiente para el transformador.

El ensayo de carga con la corriente nominal fluyendo en un devanado y el otro devanado en cortocircuito se inicia inmediatamente despus del ensayo de vaco, se contina hasta que se alcancen las condiciones de estado estable momento en el cual se miden los incrementos de temperatura. Se mide la resistencia de los devanados antes de iniciar el ensayo (Resistencia en fro) y despus de los ensayos de vaco y carga. La medicin de la temperatura ambiente se realiza durante toda la prueba.

El incremento total de la temperatura del transformador se obtiene a travs de la ecuacin:

8.025.1

1

+=

c

e

c

t TTTT (8)

Tt = Incremento total de temperatura de los devanados con corriente total de carga en los devanados y excitacin normal en el ncleo.

Tc= Incremento de temperatura del devanado de baja tensin, medido inmediatamente despus del ensayo de corriente nominal o carga.

Te= Incremento de temperatura del devanado de baja tensin, medido inmediatamente despus del ensayo en vaco.

Para determinar si el transformador cumple con los requisitos se comparan los datos obtenidos con los de la Norma Tcnica Colombiana NTC 801 Lmites de Calentamiento [9].



Figura 19. Conexin para la prueba de calentamiento.



4. REDISEO DEL CAMPO DE PRUEBAS SIEMENS S.A. 4.1 ESTADO ACTUAL DEL LABORATORIO DE ENSAYOS

4.1.1 ESTADO INICIAL DEL CAMPO DE PRUEBAS SIEMENS S.A. El campo de pruebas de SIEMENS S.A. fue creado en el ao de 1999 como una herramienta para el control de calidad de los productos terminados en planta, es decir, para probar los transformadores fabricados por SIEMENS S.A.

4.1.2 PLANTA FISICA El laboratorio de transformadores de Distribucin est ubicado en las instalaciones de SIEMENS S.A., en Bogot, Colombia. El actual campo de pruebas de distribucin de Siemens S.A. est diseado para cubrir la necesidad de ensayos en las tres lneas de fabricacin de transformadores, la lnea de transformadores de distribucin tipo poste, la lnea de transformadores de distribucin tipo subestacin o tipo industria y los transformadores de media potencia, lo cual diferencia la lnea de pruebas a la que deben someterse los transformadores de distribucin.

Tiene un rea aproximada de 288 m2, divida en secciones de acuerdo a las actividades. El laboratorio cuenta con el equipo apropiado para la realizacin tanto de pruebas como de las labores anexas de reparacin, herramienta en general, puente gras para el transporte y circulacin de transformadores, horno de secado de humedad, e insumos en general.

El rea de pruebas y ensayos est delimitada por un cerramiento de malla metlica puesta a tierra, con faros de advertencia, tambin tiene una malla de puesta a tierra la cual es la referencia y proteccin.

Las pruebas que se realizan actualmente son pruebas de rutina y prueba tipo. La planta de transformadores actualmente cuenta con equipos para realizar este tipo de pruebas. Algunos de los equipos empleados son compartidos con el laboratorio de ensayos del rea de transformadores de Potencia, debido al incremento de potencias en la construccin de nuevos transformadores.

A continuacin se presenta una relacin de las principales caractersticas fsicas iniciales del campo de pruebas.



Figura 20. Campo de pruebas Siemens S.A., para prueba de Transformadores con ncleo apilado.

Figura 21. Campo de Pruebas Siemens S.A.



Iluminacin del campo de pruebas mediante una luminaria de mercurio de 250W.

Oficinas con cuatro mdulos, distribuidos para los ingenieros del campo de pruebas y un mdulo dispuesto para interventora.

Transformador Intermedio con especificaciones:

o Potencia DV1: 500 kVA o Potencia DV2: 2.500 kVA o Potencia DV3: 3.000 kVA o Potencia DV4: 500 kVA o Refrigeracin: ONAN o Tensiones DV1 DV2: Primario 220V Secundario 3000 / 1732.1 V o Tensiones DV1- DV3: Primario 220 V Secundario 7001 / 4042 V o Tensin DV1 DV4: Primario 220 V Secundario 36001 / 20785 V o Conexin DV1 DV2: Y N 1 o Conexin DV1 DV3: Y N 1 o Conexin DV1 DV4: Y N 1 o Tipo de Refrigerante: Nynas Nytro 10GBX Granel

Figura 22. Transformador Intermedio SIEMENS S.A.



Figura 23. Transformador Intermedio, vista lateral superior. Sobre Plano diseo Mecnico

Demarcacin de la zona de seguridad tanto dentro como fuera del campo de acuerdo a lo descrito en la norma ANSI C2-2002 NATIONAL ELECTRICAL SAFETY CODE.

Seales luminosas intermitentes que indican que un ensayo se encuentra en proceso.



Figura 24. Cercamiento de Malla metlica

Figura 25. rea de compensacin



4.1.3 EQUIPOS El campo de pruebas cuenta con dos clases principales de equipos que son los equipos de medida y los equipos de prueba.

Equipos de Medida: son los equipos con que se realizan las mediciones directas y aquellos que permiten la medida de magnitudes bsicas como corrientes, tensiones y potencias activas.

Equipos de Prueba. Son aquellos que realizan pruebas por si solos y entregan un resultado y aquellos que son utilizados para realizar las pruebas.

Figura 26. Panel de Control antiguo



Figura 27. Panel de Control remodelado

4.1.1 EQUIPOS DEL LABORATORIO A continuacin en la Tabla 8. Se muestran los equipos con que cuenta el actual campo de pruebas y algunas de sus principales caractersticas.



Tabla 8. Caractersticas de Equipos de prueba y de medida

EQUIPO TIPO FABRICANTE AC Power Analyzer D5255 T NORMA AC Power Analyzer D6100 NORMA Capacitance & dissipation factor test set 672000 AVO Cronmetro HS-6 Casio Digital Trasnformer Ratiometer DTR-8500 AEMC Instruments Digital Trasnformer Ratiometer DTR-8500 AEMC Instruments Divisor de Alto Voltaje RVD-400 Hipotronics EMI TEST RECEIVER ESHS10 ROHDE & SCHWARZ Equipo de aplicada 970 Hipotronics Fuente DC TNs30-600 Heinzinger Inyector de corriente CPC 100 OMICRON ELECTRONICS Megger BM 25 AVO Micro-ohmeter 5600 AEMC Instruments Micro-Ohmmeter M400 MULTI-AMP Multimetro Digital 77 FLUKE Multimetro Digital 87 FLUKE Multimetro Digital 79 FLUKE Multimetro Digital 87 V FLUKE Multimetro Digital 87 V FLUKE Multimetro Digital 177 FLUKE Osciloscopio de impulso TDS 5054 TEKTRONIX Piezograph2

7ND2482-5DA00-0XJL SIEMENS

Puls Generator PDG82 Messwandler-Bau Pulse Limiter ESH3Z2 ROHDE & SCHWARZ Sonda de osciloscopio P5100 TEKTRONIX Sonda de osciloscopio P5100 Tektronix Stromwandler (Trafo corriente) SDD-52 BALTEAU Stromwandler (Trafo corriente) SDD-52 BALTEAU Stromwandler (Trafo corriente) SDD-52 BALTEAU Stromwandler (Trafo corriente) KIG34,5 BALTEAU Stromwandler (Trafo corriente) KIG34,5 BALTEAU Stromwandler (Trafo corriente) KIG34,5 BALTEAU Termocupla K SAT Termocupla K SAT



Termocupla K SAT Termocupla K SAT Termocupla K SAT Termocupla K ?SAT Termocupla K ?SAT Termocupla K SAT Termocupla K SAT Termocupla K SAT Termocupla K SAT Termohigrometro digital 35710-10 OAKTON Termometro Digital 52 FLUKE Transfomer Ohmmeter cat.8300280 MULTI-AMP Transformador de Corriente TW AEG Transformador de Corriente TW AEG Transformador de Corriente TW AEG Transformador de Corriente TW AEG Transformador de Corriente TW AEG Transformador de Corriente TTW AEG Transformador de Corriente Stw2 Gossen-Metrawatt Transformador de Corriente Stw2 Gossen-Metrawatt Transformador de Corriente Stw2 Gossen-Metrawatt Transformador de Corriente Stw2 Gossen-Metrawatt Transformador de Corriente N.A. Ritz Transformador de Corriente N.A. NORMA Transformador de Corriente N.A. NORMA Transformador de Corriente GSW10 Ritz Transformador de Corriente GSW10 Ritz Transformador de Corriente GSW10 Ritz Transformador de Corriente GSW72.5 Ritz Transformador de Corriente GSW72.5 Ritz Transformador de Corriente GSW72.5 Ritz Transformador de Corriente (Impulso) N.A. Equipos elctricos y electrnicos Transformador de Potencial UE V110 SIEMENS Transformador de Potencial 2261 Yokogawa Transformador de Potencial 2261 Yokogawa Transformador de Potencial 2261 Yokogawa Transformador de Potencial GSE 10 Ritz Transformador de Potencial GSE 10 Ritz



Transformador de Potencial GSE 10 Ritz Transformador de Potencial VE-46 BALTEAU Transformador de Potencial VE-46 BALTEAU Transformador de Potencial VE-46 BALTEAU Transformador de Potencial GSE72.5 Ritz Transformador de Potencial GSE72.5 Ritz Transformador de Potencial GSE72.5 Ritz Transformer polarity tester N.A AVO Triaxial- Shunt A 6414 01030 NORMA Triaxial- Shunt A 6414 01030 NORMA Triaxial- Shunt A 6414 01030 NORMA Vatimetro B4305 SIEMENS Vatimetro B4305 SIEMENS Vatimetro B4305 SIEMENS Vatimetro B4305 SIEMENS Voltimetro 170400242 SIEMENS Voltimetro de Impulso(Peak Voltmmeter) 64M HAEFELY Voltimetro Pico SM76 MWB



Figura 28. Campo de Pruebas lnea industria

Actualmente, el campo de pruebas de la lnea industria realiza la prueba de tensin aplicada, bajo estas condiciones, despreciando las distancias elctricas, y eliminado accesorios del equipo con el que se realiza la prueba, se esta disminuyendo el nivel de calidad de esta prueba. Aunque el proceso es lineal, este se ve afectado, cuando es necesaria la realizacin de una interventora, ya que el reducido espacio no permite tener zona para realizar este tipo de actividades.

Debido a este problema en el rediseo que se plantea en este documento se diseo un campo de pruebas para lnea industria, contando con nuevas reas para la baha de pruebas e intervetorias as como zona de riesgos. Es por eso que es necesario para el nuevo campo de pruebas una nueva distribucin que permita mayor agilidad en el proceso de pruebas, y que cuente con un mayor espacio para la realizacin de pruebas a una mayor cantidad de transformadores, permitiendo as tener tambin espacio para las intervetorias y zonas de dificultades. Ver Anexo 4



Figura 29. Generador

Las condiciones en las que esta operando el generador que alimenta al transformador intermedio, se encuentra en un bajo nivel de ventilacin, adems de el reducido espacio en el que se encuentra dificulta su manteniendo y acceso.



4.1.2 TIEMPOS ACTUALES DE CONSTRUCCION Y PRUEBAS

Actualmente existe un proceso de construccin y pruebas para los transformadores de distribucin ubicados en la misma nave, la cual se encuentra divida en tiempos de fabricacin y pruebas por transformador, Tabla 8.1 y nmero de horas hombre en cada actividad, Tabla 8.2.

Con la expansin del campo de pruebas se pretende disminuir al mximo estos tiempos, pero sobre todo, el propsito de la expansin es incrementar el volumen de la produccin, y con la tecnologa que se plantea incrementar, lograran en la baha de pruebas someter mas de dos transformadores lnea LDT, empleando el mismo tiempo, en ocasiones mas, debido a la prueba de calentamiento que emplea de 12 a 18 horas.

Estos tiempos fueron tomados, teniendo en cuenta que no se presenta ninguna clase de dificultad e imprevisto a la hora de la fabricacin y de las pruebas.

Para la lnea industria se espera ensayar ms de cuatro transformadores que es la cantidad que actualmente se maneja en la baha de pruebas. Quedando tentativamente de la siguiente

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