Pruebas en Los Transformadores

8/18/2019 Pruebas en Los Transformadores

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI

UNIDAD ACADEMICA CIENCIAS DE LA INGENIERIA YAPLICADAS

CARRERA DE ELÉCTRICA

ASIGNATURA: Instrumentación y equipos eléctricosCICLO: Cuarto

FECHA: 24 de Abril del 2013

TEMA:

INTEGRANTES:

• Ibujés Zambonino Andrés Santiao

• !oya "iedra #insop $odrio%

• &asinc'ana Casa (uis Armando%

Latacunga - Ecuad!

P!u"#a$ "n %$ t!an$&!'ad!"$


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O()ETIVO GENERAL:

• In)estiar cuales son los di*erentes tipos de pruebas en los trans*ormadores+

mediante la recopilación de in*ormación de *uentes biblior,*icas+ para

comprender la utilidad de este tipo de pruebas en estos dispositi)os%

O()ETRIVOS ESPECIFICOS:

• -eterminar los di*erentes tipos de pruebas y comprender la importancia de su

utilidad al ser aplicadas en los trans*ormadores%• Calcular y anali.ar los )alores de las manitudes electrotécnicas *undamentales

sobre las maquinas electromanéticas%• Anali.ar e interpretar los esquemas de las pruebas en los trans*ormadores%

MARCO TEORICO

-entro de las pruebas para los trans*ormadores tenemos/

"ruebas preliminares% "ruebas de rutina% "ruebas especiales%

P!u"#a$ *!"%+'+na!"$

Son aquella que son e*ectuadas durante el proceso de *abricación de un trans*ormador como parte del C%&%C%

stas se e*ectan desde el inicio 'asta el *in del proceso de ensamblaje de untrans*ormador%

stas se componen de las siuientes pruebas/

$elación de trans*ormación &&$% $esistencia de aislamiento !eer%

actor de potencia a de)anados y boquillas% $esistencia ó'mica a de)anados% "ruebas de *uncionalidad del equipo de control

P!u"#a d" !"%ac+,n d" t!an$&!'ac+,n

(a relación de trans*ormación se de*ine como la relación de espiras o de tensiones entrelos de)anados primario y secundario de los trans*ormadores%


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sta prueba nos permite mostrar que la tensión a la salida es la indicada en la placa%Cuando e5isten bobinas en cortocircuito o abiertas+ la tensión di*iere de la indicada%Adem,s de )eri*icar que las relaciones de trans*ormación para las di*erentes posicionesdel &ap de un trans*ormador est,n dentro de la tolerancia de medición% -urante la

prueba de relación de trans*ormación+ se debe )eri*icar todas las posiciones delcambiador de tomas para identi*icar espiras cortocircuitadas+ ajustes incorrectos+ erroresen el conteo de espiras+ terminales identi*icados incorrectamente y *allas en loscambiadores de tomas% sta prueba )eri*ica e5itosamente la interidad de los de)anados

del trans*ormador+ cuando éste 'a sido modi*icado o reparado% (a relación detrans*ormación no dice cu,ntas )ueltas o espiras de conductor 'ay en la bobina primariao secundaria+ sino que solamente nos indica su relación% Adem,s una medición derelación de trans*ormación puede mostrar que e5iste una *alla+ pero no indicar, sulocali.ación e5acta% "udiese requerirse una inspección interna o el desencubado paralocali.ar el problema%

Mtd$ d" '"d+c+,n

6orma A6SI7I C89%12%:0;200de la tensión nominal cuando se utilice este método% Sin embaro+ el uso de este métodoen el campo no siempre es pr,ctico%

; l método m,s conocido para )eri*icar las relaciones de trans*ormación en el campoemplea un equipo de pruebas relación de trans*ormación% l equipo consta de un

enerador interno para suministrar el potencial de prueba a un trans*ormador dere*erencia en el propio instrumento y al de)anado de baja tensión del trans*ormador

bajo prueba%

P!u"#a$ d" !ut+na

Son aquellas que son e*ectuadas al estar totalmente ensamblado el trans*ormador y enla etapa *inal del proceso de ensamblaje%

st,s se e*ectan de acuerdo a las normas )ientes como A6SI+ I y de acuerdo a

lo especi*icado por el cliente al momento de ordenar el trans*ormador%


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sta se compone de las siuientes pruebas/

!edición de la resistencia en los de)anados% !edición de relación de trans*ormación+ )eri*icación de la polaridad y relación

de *ase% !edición de )oltajes de corto circuito% !edición de pérdidas con cara% !edición de las corrientes y perdidas sin cara en )ació nsayo de )oltaje aplicado% nsayo sobre el )oltaje inducido

P!u"#a d" '"d+c+,n d" !"$+$t"nc+a

sta prueba tiene la *inalidad de )eri*icar la resistencia ó'mica de los de)anados% Consu aplicación se detectan los *alsos contactos y espiras en corto circuito al compararse

con los datos de placa o con resultados anteriores% (a resistencia a corriente continuaCC de un de)anado medida con un ó'metro+ indicar, un cambio en la resistencia CCdel de)anado cuando e5ista espiras cortocircuitadas+ juntas débiles+ *alsos contactos ycambios en los de)anados debido a un cambio en la capacitancia% stos resultadosdeben ser comparados con los resultados de la prueba en *,brica o con mediciones

pre)ias en el campo% n caso que no se dispona de estos datos+ se suiere que secompare con datos de un trans*ormador idéntico al que est, en prueba% ?nos resultadosmuy altos pueden indicar un problema en las cone5iones+ que si no se le presta laatención adecuada+ puede causar problemas% Si ocurre una de*ormación del de)anado+

ello a*ectar, la capacitancia y+ a su )e.+ a*ectar, la resistencia del de)anado%

Adem,s+ resultados de*icientes pueden apuntar 'acia problemas cuando el de)anado delas cone5iones est, sometido a pruebas% (os puntos con alta resistencia en partes deconducción+ son *uente de problemas en los circuitos eléctricos+ ya que oriinan ca@dasde )oltaje+ *uentes de calor+ pérdidas de potencia+ etc% sta prueba nos detecta esos

puntos% n trans*ormadores tri*,sicos+ las mediciones se 'acen sobre de)anadosindi)iduales *ase a neutro+ siempre que sea posible% n las cone5iones delta siempre'abr, dos de)anados en serie+ que est,n en paralelo con el de)anado bajo prueba% "or esta ra.ón+ se deben reali.ar tres mediciones en el de)anado en delta para obtener

resultados m,s precisos%

Mtd d" '"d+c+,n

6orma A6SI7I C89%12%:0;200


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de la resistencia se obtiene mediante la ley de o'm+ mediante los datos de )oltaje ycorriente

La *!u"#a d" !"%ac+,n d" *%a!+dad

(as bobinas secundarias de los trans*ormadores se arrollan en el mismo sentido de la bobina primaria o en el sentido opuesto+ sen el criterio del *abricante%

-ebido a esto+ podr@a ser que la intensidad de corriente en la bobina primaria y la de la bobina secundaria circulen en un mismo sentido+ o en sentido opuesto%

P%a!+dad Ad+t+.a/- (a polaridad positi)a se da cuando en un trans*ormador el bobinado secundario est, arrollado en el mismo sentido que el bobinado primario% sto'ace que los *lujos de los dos bobinados iren en el mismo sentido y se sumen% (osterminales B1D y BE1D est,n cru.ados%

P%a!+dad Su$t!act+.a/- (a polaridad sustracti)a se da cuando en un trans*ormador el bobinado secundario esta arrollado en sentido opuesto al bobinado primario% sto 'aceque los *lujos de los dos bobinados iren en sentidos opuestos y se resten% (os

terminales B1D y BE1D est,n en l@nea%

En$a0 "n .ac1:

l ensayo en )ac@o proporciona+ a tra)és de las medidas de tensión+ intensidad y potencia en el bobinado primario+ los )alores directos de la potencia perdida en el'ierro+ y deja abierto el bobinado secundario% "or lo tanto+ este bobinado no ser,recorrido por ninuna intensidad+ y no se tendr,n en cuenta los @n*imos )alores de las

pérdidas en el cobre para este ensayo% (os principales datos que 'ay que determinar enel ensayo en )ac@o son/

• (as pérdidas en el 'ierro "*e


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• (a relación de trans*ormación m• (a impedancia Z• (a potencia aparente en )ac@o Ssap• l ,nulo de des*ase cp

ay que tener en cuenta alunas consideraciones cuando se producen pérdidas en el 'ierroo en )ac@o de un trans*ormadorF estas pérdidas tienen bastante importancia durante sue5plotación+ ya que por ella misma pro)oca un consumo de ener@a incluso cuando eltrans*ormador no tiene consumo% n los momentos que no tiene consumo e5terior+ esta ener;@a deber, ser abonada por el usuario+ debido a que los contadores de ener@a se conectansiempre en los primarios de los trans*ormadores de los centros de trans*ormación% &ambiénse 'a comprobado que las pérdidas en el 'ierro son apro5imadamente proporcionales alcuadrado de la inducción+ por lo que al usuario le interesan inducciones bajasF pero el interésde los constructores de trans*ormadores es dar un )alor tan ele)ado como puedan%

En$a0 "n c!tc+!cu+t

Con el ensayo en cortocircuito+ conseuimos las intensidades nominales en los dos bobinados+ aplicando una pequeGa tensión al primario y cortocircuitando el secundariocon un amper@metro el amper@metro tiene una resistencia pr,cticamente nula% nmuc'os ensayos en )ac@o+ la I cc supera el 28> de la intensidad nominal I n% n elensayo en cortocircuito+ como las intensidades son nominales+ se producen pérdidas enel cobre por e*ecto #oule similares a las que se dan cuando el trans*ormador est, encaraF se di*erencian en el rendimiento cuando el @ndice de cara es menor que la

unidad% (os )alores de la resistencia(Rcc ),

de la inductancia(X cc ),

y de la impedancia(Z cc ) de los circuitos en el ensayo en cortocircuito se obtendr,n mediante/


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P!u"#a d" !"$+$t"nc+a d" a+$%a'+"nt

sta prueba )eri*ica que los aislamientos del trans*ormador bajo prueba cumplen con laresistencia m@nima soportable bajo la operación a la que ser,n sometidos+ as@ como decomprobar la no inadecuada cone5ión entre sus de)anados y tierra para a)alar un buendiseGo del producto y que no e5ista de*ectos en el mismo% (as pruebas de resistencia deaislamiento deber,n reali.arse con los circuitos de iual )oltaje conectados entre s@ y los

circuitos de di*erente )oltaje deber,n ser probados por separado+ por ejemplo/

; Alta tensión )s% Haja tensión%

; Alta tensión )s% &ierra%

; Haja tensión )s% &ierra%

6eutro )s% &ierra n el caso de que el neutro no esté conectado directamente a tierra%

sta prueba se reali.a con la *inalidad de incrementar la e5actitud del estado de pruebade los aislamientos de un trans*ormador% (a prueba debe ser interrumpidainmediatamente si la lectura de la corriente comien.a a incrementarse sin estabili.arse%"odr@an presentarse descaras parciales durante las pruebas de resistencia deaislamiento que puedan causar al trans*ormador bajo prueba y también arrojar resultados erróneos en los )alores de las lecturas de medición+ para este caso se deber,'acer una pausa y continuar posteriormente con la prueba% -espués de que la prueba'aya sido completada se deber,n aterri.ar por un periodo de tiempo su*iciente paraliberar cualquier cara que 'aya quedado atrapada%

P!u"#a d" *t"nc+a% a*%+cad

Se conoce también como prueba de alto potencial o Bi;"otD% l aislamiento mayor sesomete a prueba a una tensión de baja *recuencia


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*,brica+ por eso no se recomienda+ 'acerla nue)amente+ porque el trans*ormador )a atener *allas cuando esté en *uncionamiento%

P!u"#a$ "$*"c+a%"$ *!u"#a$ d" *!tt+*

Son aquellas que son e*ectuadas al estar totalmente ensamblado el trans*ormador y en laetapa *inal del proceso de ensamblaje%

n este caso las pruebas son e*ectuadas bajo dos criterios/ Cuando el cliente as@ loespec@*ica y cuando se *abrica con un nue)o diseGo por primera )e. la unidad al iualque las rutinas son especi*icadas en las normas )ientes/

stas se componen de las siuientes pruebas/

Impedancia de secuencia cero%

6i)el de ruido audible% Impulso por maniobra% sobrecara

CRITERIO PERSONAL:

s posible determinar e5perimentalmente los )alores de las resistencias e inductanciasdel modelo del trans*ormador una apro5imación adecuada para estos )alores se puedelorar con solo dos ensayos/ la prueba de circuito abierto y la prueba de cortocircuito%(a admitancia de e5citación se obtiene de la prueba de circuito;abierto que+ en el caso

de trans*ormadores de potencia o trans*ormadores de )oltaje constante operando a una*recuencia espec@*ica+ consiste en la aplicación del )oltaje nominal a *recuencianominal+ usualmente por ra.ones de con)eniencia+ al embobinado de bajo )oltaje con elcircuito del embobinado de alto )oltaje abierto% Se 'acen mediciones de )oltaje+corriente y potencia real con instrumentos indicadores% -ebido a los pequeGos )alorescon que se trata en la mayor@a de los trans*ormadores de comunicaciones+ puentes de e;au otros aparatos adecuados% Se usan en )e. de )olt@metros+ amper@metros y at@metros%(a prueba de corto;circuito se reali.a 'aciendo corto;circuito en un embobinadousualmente el embobinado de bajo )oltaje como un 'ec'o de con)eniencia y

aplicando )oltaje a *recuencia nominal% -e tal *orma que resulte la corriente nominal%!ediciones de corriente de entrada+ potencia y )oltaje con instrumentos indicadores+e5cepto en el caso de la mayor@a de trans*ormadores de comunicación donde un métodode puente de c;a o un instrumento para medir cantidades pequeGas asociadas con talestrans*ormadores+ son usados% "ara trans*ormadores con)encionales la corriente dee5citación es pequeGa comparada con la corriente nominal y puede por lo tanto ser despreciada% J debido a que las pérdidas de ncleo son despreciables al )alor bajo deKsc la resistencia serie equi)alente es pr,cticamente iual a la resistencia de cortoL circuito% (a reactancia de dispersión equi)alente del trans*ormador es de la mismamanera%


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ANALISIS TECNICO:

nsayo en )ac@o%

(a potencia absorbida por el trans*ormador trabajando en )ac@o es apro5imadamente

iual a las pérdidas en el 'ierro las nominales si se aplica la tensión nominal en el primario y se desprecian las pequeGas pérdidas que puede 'aber en el cobre% (a

potencia "0

que absorbe el trans*ormador en )ac@o la indica el )at@metro M% (a lectura

del amper@metro A proporciona la corriente I0

absorbida desde el primario y los

)olt@metros K1

y K2

indican+ respecti)amente+ la tensión Ko1

a la que 'emos conectado

el trans*ormador y la tensión Ko2

de circuito abierto en el secundario% Al reali.ar elensayo de )ac@o+ la intensidad que circula por el primario se cierra por la admitancia de)ac@o% -e esta *orma queda determinada la admitancia de )ac@o re*erida al secundario%

nsayo de cortocircuito%

Se reali.a poniendo el trans*ormador en cortocircuito por uno de los dos arrollamientos%-espués aplicamos al otro lado una tensión reducida 'asta que pase por este lado deltrans*ormador la corriente nominal+ pueden 'allarse *,cilmente las constantes m,s

importantes de los de)anados+ como son sus tensiones+ resistencias+ reactancias dedispersión+ la reactancia de cortocircuito y las pérdidas en las bobinas incluidas lasadicionales por e*ecto super*icial% ?n trans*ormador podr, entonces trabajar

permanentemente y en condiciones nominales de potencia+ tensión+ corriente y*recuencia+ sin peliro de deterioro por sobrecalentamiento o de en)ejecimiento deconductores y aislantes% n el trans*ormador ideal no 'ay dispersión de *lujo manético+

por lo que el *lujo se cierra @nteramente sin ninn tipo de di*icultad% (as tensionescambian de )alor sin producirse ninuna ca@da de tensión+ puesto que no se producenresistencias en los bobinados primario y secundario% n la pr,ctica+ en un trans*ormador en )ac@o conectado a una red eléctrica esto no es as@% (as bobinas o*recen unadeterminada resistencia al paso de la corriente eléctrica+ pro)ocando una ca@da detensión que se deber, tener en cuenta en ambos bobinados (R1 y R2 ). n lostrans*ormadores+ al iual que en cualquier dispositi)o eléctrico+ se producen pérdidas de

potenciaF una parte de éstas se producen ya en )ac@o y se mantienen constantes ein)ariables en cara% (a otra parte de las pérdidas de potencia se producen en losconductores de los bobinados primario y secundario+ sometidos a la intensidad nominal%Con el ensayo en cortocircuito+ conseuimos las intensidades nominales en los dos

bobinados+ aplicando una pequeGa tensión al primario y cortocircuitando el secundario%

CONCLUCIONES:


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• "ara la cone5ión en )ac@o o circuito abierto se deja abierto el de)anado

secundario del trans*ormador y el de)anado secundario se conecta al )oltajenominal%

• n la prueba de corto circuito los terminales del secundario del trans*ormador se

cortocircuitan y los del primario se conectan a una *uente de )oltaje%• n la prueba en )ac@o el )oltaje de entrada se ajusta 'asta que la corriente de los

de)anados cortocircuitados sea iual a su )alor nominal%• "uesto que el )oltaje de entrada es tan pequeGo durante la prueba+ la corriente

que *luye por la rama de e5citación es despreciable%• Si las pruebas se 'acen en el lado secundario+ los resultados dar,n las

impedancias del circuito equi)alente+ re*eridas al secundario del trans*ormador y no al primario%

RECOMENDACIONES:

• n la prueba de cortocircuito debemos aseurarnos de mantener el )oltaje

primario en un ni)el seuro%• 6o es buena idea quemar los de)anados del trans*ormador mientras se intenta

probarlo%• s importante reali.ar estas pruebas para tener un mantenimiento pre)enti)o de

los trans*ormadores%• "ara reali.ar la prueba en )ac@o y en corto circuito quitar la alimentación del

equipo pre)iamente%• "ara reali.ar cualquier tipo de pruebas reirse a los est,ndares ya establecidos%

(I(LIOGRAFIA:

• Step'en #% C'apman+ !,quinas eléctricas+ &ercera edición+ p,ina =

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