Cómo probar un transformador en una estación de prueba

Probando untransformador de potenciaen una estación de prueba (a veces llamada banco de pruebas o configuración de prueba de aceptación de fábrica) se trata de asegurarse de que la unidad sea sólida, funcione como se espera y sea segura para poner en servicio. Por lo general, sigue estándares como IEEE C57.12.00/C57.12.90 para transformadores llenos de aceite-o IEC 60076. El objetivo es detectar cualquier defecto de fabricación, confirmar los datos de la placa de identificación y verificar la resistencia del aislamiento y el rendimiento eléctrico.

Un aviso rápido pero importante-: Estas pruebas involucran voltajes y corrientes muy altos. Sólo deben realizarlos personas cualificadas y con la formación adecuada. Utilice el PPE - adecuado, guantes aislantes, ropa resistente al arco-, gafas de seguridad, casco y todo lo necesario. Siga siempre los procedimientos de bloqueo/etiquetado, conecte todo a tierra correctamente,-verifique dos veces que el transformador esté des-energizado y descargue cualquier energía almacenada antes y después de las pruebas. La seguridad es lo primero - sin atajos.

Antes de sumergirnos en las pruebas eléctricas, tómate un tiempo para realizar algunas comprobaciones básicas:

hacer un minuciosoinspección visual y mecánica. Busque daños durante el envío, fugas de aceite (en unidades llenas de líquido-), nivel de aceite correcto, conexiones apretadas, casquillos en buen estado y que todos los elementos auxiliares como ventiladores, bombas y el cambiador de tomas estén bien.

Verificar elletrerocoincide con las especificaciones que solicitó - clasificaciones de voltaje, kVA/MVA, impedancia, grupo vectorial, etc.

En el caso de transformadores-llenos de aceite, pruebe el aceite para determinar su rigidez dieléctrica, humedad, análisis de gases disueltos (DGA), acidez, etc. Asegúrate de que todo esté seco y correctamente sellado.

Configure sus medidas de seguridad: aísle la unidad, conecte a tierra todos los terminales y el núcleo/tanque, cortocircuite los secundarios del CT si es necesario y tenga listo el equipo de prueba calibrado. Tenga en cuenta la temperatura ambiente porque a menudo necesitará corregir las lecturas.

Las herramientas comunes que necesitará incluyen un multímetro, un probador de resistencia de aislamiento (Megger), un medidor de relación de vueltas (TTR), un micro{0}}óhmetro para la resistencia del devanado, un kit de factor de potencia/tan delta, equipo de medición de pérdidas y equipos de prueba de alto-voltaje para pruebas dieléctricas.

Estas son las comprobaciones estándar que se realizan en un orden lógico - normalmente pruebas de bajo-voltaje primero y luego las de alto-voltaje - para que las pruebas anteriores no arruinen los resultados posteriores.

Resistencia del devanado: Utilice un micro-óhmetro o un puente Kelvin para medir la resistencia de CC de cada devanado. Compare los valores (temperatura-corregido) con las cifras de fábrica o de la placa de identificación. Esto ayuda a detectar malas conexiones, hilos rotos u otros problemas. Los devanados de BT suelen mostrar una resistencia muy baja, mientras que los de AT son más altos.

Resistencia de aislamiento (IR) / Prueba Megger: Aplique un voltaje de CC (normalmente de 500 V a 5 kV según la clasificación) entre los devanados y tierra, y entre diferentes devanados. Realice una lectura "puntual" de 60-segundos o calcule el índice de polarización (10-min frente a 1 min). Un buen aislamiento seco proporciona lecturas altas; los números bajos a menudo significan humedad o contaminación. No olvide comprobar también el aislamiento del núcleo a tierra.

Relación de giros, polaridad y relación de fase: Utilice un medidor TTR para aplicar voltaje CA bajo a un devanado y medir el otro. Confirme que la relación coincida con la placa de identificación (normalmente dentro de ±0,5%) en todas las tomas, incluidas las posiciones del cambiador de tomas en-carga. También verifique la polaridad y el grupo de vectores (como Dyn11). A menudo también verás la corriente de excitación durante esta prueba.

Sin-pérdida de carga ni corriente magnetizante (prueba de circuito abierto-): Energice el lado BT a la tensión y frecuencia nominales con el otro lado abierto. Mide la potencia (pérdidas en el núcleo/hierro), la corriente sin-carga (normalmente solo un pequeño porcentaje de la corriente nominal) y cualquier armónico. Esto dice mucho sobre la calidad del núcleo.

Pérdida de carga e impedancia (prueba de circuito-corto): Cortocircuite el lado de BT y aplique voltaje reducido al lado de AT hasta que fluya la corriente nominal. Mida la potencia (principalmente pérdidas de cobre) y la caída de voltaje para obtener el porcentaje de impedancia. Esto debería coincidir con los valores de la placa de identificación.

Prueba de factor de potencia/tan delta: Comprueba la calidad del aislamiento y las pérdidas dieléctricas. Los valores más bajos generalmente significan un aislamiento más saludable y seco.

Pruebas de resistencia dieléctrica:

Prueba de voltaje aplicado (fuente separada) - alto voltaje de CA aplicado a cada devanado a tierra durante un minuto.

Prueba de voltaje inducido - a menudo al doble del voltaje nominal pero con una frecuencia más alta para tensar el aislamiento entre espiras sin saturar el núcleo. A veces se incluye la medición de descargas parciales.

Para clases de voltaje más altas, también puede realizar pruebas de impulso de rayo (BIL) o de impulso de conmutación para simular sobretensiones.

Compruebe elgrupo de vectoresy hacer una prueba de equilibrio magnético para confirmar las relaciones de fase.

Ejecute elen-cambiador de tomas de carga (OLTC)a través de todas las posiciones - pasos de sincronización, continuidad y voltaje del reloj.

Pruebe los sistemas auxiliares: bombas/ventiladores de refrigeración, medidores de temperatura (incluidos los puntos calientes-), alarmas, relés Buchholz, dispositivos de alivio de presión, etc.

Para unidades llenas de aceite-, realice una prueba de presión/fugas en el tanque.

El análisis de respuesta de frecuencia de barrido (SFRA o FRA) es excelente para detectar cualquier cambio mecánico o deformación del devanado -, especialmente útil si tiene una huella digital de referencia.

Estos no se realizan en todas las unidades, pero pueden ser necesarios para prototipos o según las especificaciones del cliente:

Prueba de aumento de temperatura (funcionamiento de calor) para verificar el enfriamiento bajo carga completa.

Prueba de resistencia mecánica a cortocircuitos-.

Medición del nivel sonoro (ruido).

Pruebas más detalladas de descarga parcial o de impulso de onda-cortada.

La mayoría de las estaciones de prueba siguen algo como esto:

Inspección visual/mecánica + revisiones de aceite.

Resistencia al devanado.

Resistencia de aislamiento y factor de potencia.

Relación de giro y polaridad en todos los grifos.

Sin-pérdida de carga ni corriente de excitación.

Pérdida de carga e impedancia.

Ensayos de resistencia dieléctrica.

Revisiones del cambiador de tomas y equipos auxiliares.

Resistencia de aislamiento final tras las pruebas de alta-tensión.

Todos los resultados se comparan con los valores de la placa de identificación, las líneas base de fábrica y las tolerancias de los estándares. Cualquier cosa mal podría significar un defecto que necesita reparación.

Para transformadores de distribución más pequeños o unidades de tipo seco-, el proceso es similar pero reducido (sin pruebas de aceite, por ejemplo). Si estás probando un transformador antiguo o desconocido, comienza de manera conservadora con pruebas de resistencia, continuidad y relación de voltaje bajo-antes de aplicar voltaje gradualmente mientras vigilas de cerca la corriente y la temperatura.

Los voltajes exactos, los procedimientos y los límites de aceptación dependen en gran medida del tamaño, la clase de voltaje y el tipo del transformador, por lo que siempre consulte el manual específico, el plan de prueba y los estándares IEEE/IEC relevantes. En caso de duda - especialmente con unidades de -voltaje grande o alto - trabaje con el fabricante o con un laboratorio de pruebas certificado.

Si se trata de un tipo particular de transformador (unidad de energía de subestación, distribución montada en plataforma, tipo seco-, etc.), no dude en brindarnos más detalles y podré adaptar el consejo aún más.

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