Transformadores de Potencia Parte II

TRANSFORMADORES DE POTENCIA PARTE II


INFLUENCIA DE LA ALTURA DE INSTALACIÓNA medida que la altura sobre el nivel del mar aumenta, el aire sufre cambios en su densidad que es función directa de la presión e inversa de la temperaturaEFECTOS DEL ENRARECIMIENTO DEL AIREEl enrarecimiento del aire provoca dos efectos: Afecta la capacidad de refrigeración de los equipos, provocando una menor

efectividad en la refrigeración ya que la refrigeración depende de la densidad del aire, y en la altura el aire es menos denso.

En los transformadores se produce una disminución de la potencia a 1000 m.s.n.m. de:4% por cada 1000 m.s.n.m. adicionales en ONAN y5% por cada 1000 m.s.n.m. adicionales en ONAFSin embargo, como en la altura la temperatura ambiente es menor de la normalizada, parte se recupera y hasta 2500 m.s.n.m. no se realiza ninguna corrección efectiva. Para los transformadores fabricados para la altura, se especifica la potencia requerida a dicha altura y el fabricante deberá garantizarla.


EFECTOS DEL ENRARECIMIENTO DEL AIRE( CONTINUACION )Disminuye el nivel de aislación en aire. La menor densidad del aire provoca que exista menor cantidad de moléculas lo cual disminuye la rigidez dieléctrica del aire.Por lo tanto toda aislación que depende de la densidad del aire disminuye con la altura y se deben realizar correcciones.Para corregir el nivel de aislación debo disponer de un factor de corrección que refleje la variación del nivel de aislación con la altura. A continuación se describirá dos factores de corrección muy usados.DENSIDAD RELATIVA ( RELATIVE AIR DENSITY – RAD )

Con esta formula se calcula la densidad relativa del aire, teniendo como variables la presiónbarométrica en mm Hg y la temperatura en ºC. Este factor corrige el nivel de aislación desde los 0 metros sobre el nivel del mar. Para condiciones a nivel del mar se toma como dato la presión a 760 mm Hg y una temperatura media de 25ºC y de esta manera obtenemos RAD =1 y en la altura RAD < 0.

TRANSFORMADORES DE POTENCIA PARTE II( INFLUENCIA DE LA ALTURA )

FACTOR DE CORRECCION ( FC )


PROCEDIMIENTO DE CORRECCION DE LA AISLACIONPara elegir el BIL para los aisladores cuando la altura es mayor a los 1000 m.s.n.m. se procede delsiguiente manera :1. BIL requerido: se obtiene de las tablas de niveles normalizados:Ejemplo:550 kV de BIL para una tensión nominal de 115 kV2. Se calcula el factor de corrección FC para la altura H correspondiente:Por ejemplo para una altura de 2600 m.s.n.m.


4. BIL Elegido: se elige el BIL de tablas mas cercano al nivel corregido.Por ejemplo: elegimos BIL = 650 kV5. Nivel de Aislación Real:NA REAL = BIL ELEGIDO x FCNA REAL = 650 * 0,83 = 540 kVEntonces se tiene 540 kV de Nivel Real en los aisladores y 550 kV de BIL en la aislación delas bobinas a 2600 m.s.n.m.También se corrige la distancia entre los bushings en la altura


Todos los transformadores conexionados en estrella con neutro accesible traen un aislador de neutro, cuyo nivel de aislación será elegido según el BIL de los aisladores de fase; Hasta un nivel de aislación de 150 kV (USA) y 170 kV (Europa), el aislador neutro es igual al de fase. A partir de estos valores los aisladores de neutro permanecen con valores de 150 kV / 170 kV y no hay necesidad de que el BIL del aislador de neutro y el BIL de los aisladores de fase sean iguales .


PRUEBAS QUE SE REALIZAN EN LOS EQUIPOS ELECTRICOSPara asegurar la calidad, existen cuatro tipos de pruebas que se realizan en los equipos que salen defabrica. Estas pruebas son:a) Pruebas de tipo o prototipob) Pruebas de rutina o control de calidadc) Pruebas de aceptaciónd) Pruebas de campoLas tres primeras se realizan en fabrica y la ultima en el lugar de instalación.


PRUEBAS DE TIPO O PROTOTIPOSon las pruebas que se realizan al prototipo del equipo que se ha diseñando, estas pruebas se realizanen laboratorios independientes según normas establecidas. Las pruebas son completas y son: pruebasmecánicas, eléctricas, térmicas y electromecánicas.Podemos mencionar algunos laboratorios más conocidos para esta clase de pruebas: CESI de Italia,KEMA de Holanda, CEPEL del Brasil. Cada uno de estos laboratorios certifican las pruebas delprototipo, mediante documentos o certificados. La fabrica proporciona fotocopias de estos certificados. PRUEBAS DE RUTINA O CONTROL DE CALIDADSi el prototipo supera las pruebas, a partir de este modelo se fabricaran en serie los productos o equiposiguales al mismo. Las pruebas de rutina se realizan durante la fabricación de lo equipos en loslaboratorios de la fabrica.Generalmente cuando el comprador adquiere un lote de equipos contrata una empresa que se encargadel seguimiento de la fabricación.En las pruebas de rutina se emiten los certificados originales respectivos para cada lote o equipo. PRUEBAS DE ACEPTACIONLuego de que el equipo ha sido concluido en su fabricación, se realiza las pruebas necesarias deentrega o aceptación convenidas entre el comprador y el fabricante. Cada prueba de entrega tiene undeterminado precio. Estas pruebas se realizan en presencia del comprador o su representante. PRUEBAS DE CAMPOSon un número pequeño de pruebas que se realizan en el lugar donde el equipo ha sido instalado o hade funcionar. Se realizan las pruebas de campo para controlar lo sucedido durante el transporte y elmontaje.


Las pruebas más comunes de aceptación que se realizan a los transformadores de potencia son:a) Pruebas en vacíob) Prueba de cortocircuitoc) Prueba de tensión aplicadad) Pruebas de tensión inducidae) Pruebas de impulsoPRUEBAS EN VACIOPermite conocer las perdidas en el hierro.b) PRUEBA EN CORTOCIRCUITOPermite conocer la impedancia interna de un transformador, la tensión de corto circuito y lasperdidas en el cobre.c) PRUEBA DE TENSION APLICADASe prueba con ello la aislación entre las bobinas del primario y secundario. La prueba consiste enaplicar, entre los devanados primario y secundario una tensión que es el doble de la tensión nominalprimaria durante un minuto.


d) PRUEBA DE TENSION INDUCIDAEsta prueba sirve para comprobar el aislamiento entre espiras y entre secciones de los devanados.Consiste en aplicar una tensión el doble de la tensión nominal en los bornes del primario dejando los bornes del secundario abiertos, también se puede realizar la misma prueba en los bornes del secundario. La tensión se aplica durante un minuto y la frecuencia al doble de la nominal, para evitar que el flujo magnético sature el núcleo produciendo calentamientos peligrosos


e) PRUEBA DE IMPULSOEs una prueba que solo se puede realizar si se dispone de un laboratorio de alta tensión. Consiste en aplicar sucesivamente ondas de tipo impulsivo a los arrollamientos del primario y luego al secundario, pero el numero de impulsos no es ilimitado porque la aislación en algún momentodurante la prueba puede fallar ya que es de naturaleza probabilística, por lo tanto no es una prueba destructiva.Para realizar esta prueba de impulso, la aislación de los bobinados se someten a tres tipos de onda:• Prueba de onda completa al 62,5% del BIL, es una onda completa a 1,2/50 microsegundos con un valor de cresta del 62,5% del BIL. (Reduced full wave) RFW• Prueba de onda completa al 100% del BIL, es una onda completa a 1,2/50 microsegundos con un valor de cresta al 100% del BIL. (Full wave) FW• Prueba de onda cortada, es una onda cortada a tres microsegundos y cuyo valor de cresta es 115% del valor del BIL. (Chopped wave) CWPrimero el equipo se somete a la prueba RFW, si resiste se pasa a la FW y luego se realiza la CW. Siel transformador soporta las tres pruebas, es aceptado por el comprador. Algunas normas establecen secuencias algo diferentes que incluyen también una prueba RCW (Reduced chopped wave).

TRANSFORMADORES DE POTENCIA PARTE IIPRUEBAS DE CAMPOSon pruebas que se realizan principalmente para saber si el transformador pudo haber sido afectadopor el transporte o el montaje. Se realizan las siguientes pruebas:• Prueba de aislación, se la realiza con un megaohmetro portátil el cual genera tensiones de500, 1000 y 5000 voltios. Se conectan los bornes del transformador de la siguiente manera:bornes del primario con los del secundario, bornes del primario con masa, bornes delsecundario con masa; de esta manera se mide la aislación del transformador en megaohmios.Como referencia para medir el nivel de aislación se debe tener como mínimo una resistenciade: 1MΩ / 1kV a 75ºC.Para 20ºC se hace una corrección que aproximadamente consiste en multiplicar 30 veces laresistencia requerida a 75 ºC, por ejemplo si se tiene 115 kV, a 20 ºC se exigirán 30*115 =3450 MΩ.La medición que se realiza con el megger primero debe ser de 1 minuto y luego de 10 minutos.La relación entre las resistencias a 10’ / 1’ o “ índice de polarización ” no debe ser menor a3 en transformadores nuevos y a 1.5 en muy usados (normalmente no menor a 2).


• Prueba de aceite del transformador, mediante la cual se prueba la rigidez dieléctrica del aceite.Esta prueba se realiza con un espinterometro. Se prepara una muestra de aceite del tanque del transformador, luego se somete a tensión mediante electrodos sumergidos dentro la muestra de aceite hasta que salte el arco, en ese momento se observa el voltímetro. Esta operación se repite cinco veces y se debe obtener un promedio: con electrodos planos de aproximadamente 30 kV y con electrodos semiesféricos un valor de aproximadamente 45 kV.• Prueba de acidez, es una prueba que se realiza con reactivos químicos para

cuantificar los productos de oxidación en el aceite usado.• • Análisis de gases disueltos, se realiza en laboratorio y es muy útil para vigilar el

aceite a lo largo del tiempo.• • Prueba de relación de transformación, se realiza con el TTR (transformer test

relation), y se realiza para probar el funcionamiento correcto del cambiador de Taps del transformador, el cual pudo dañarse en el transporte.

Transformadores de Potencia Parte II

Documents

Transcript of Transformadores de Potencia Parte II