Mantenimiento a transformadores

ENSAYOS DE CAMPO EN TRANSFORMADORES DE POTENCIA. En función de la política de mantenimiento de la empresa propietaria, de la importancia de la máquina y de las posibilidades de parada, lo apropiado es organizar sobre cada transformador un ajustado programa de mantenimiento mediante un protocolo de ensayos previamente acordado. A continuación se va a indicar una serie de ensayos que pueden constituir este programa y que vienen a ser una continuación de los ensayos de validación del transformador en fábrica pero adaptados al trabajo en campo. Hay que tener en cuenta que en campo, en las instalaciones receptoras del transformador, habitualmente no se va a disponer de la posibilidad de uso de equipos voluminosos, lo que impone ciertas limitaciones a los ensayos de campo con respecto a los de fábrica.

ENSAYOS DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICO / MAGNÉTICO.

Se trata de la realización con instrumentación portátil (transportable en turismo/camioneta de ensayos) de una serie de medidas que permitan la obtención de los parámetros básicos del transformador. Se estudiará su estado puntual para emitir un diagnóstico y la tendencia de los parámetros para la ejecución de acciones programadas. Todos los ensayos de este grupo son off-line (fuera de servicio). Ensayos de circuito eléctrico/magnético:

Ensayo de vacío. Relación de transformación (TTR).Polaridad, grupo de conexión y corriente de excitación.

Ensayo de cortocircuito (impedancia de dispersión).

Resistencia de bobinados.

Respuesta de frecuencia (FRA).

Ensayo de vacío. Relación de transformación. Polaridad, grupo de conexión y corriente de excitación.

Este ensayo tradicionalmente conocido como “ensayo de vacío” se basa en la inserción de una tensión alterna en el devanado de alta tensión del transformador por cada una de sus fases estando el lado de baja abierto. En función de los datos recogidos se obtienen estos parámetros significativos del transformador: Relación de transformación (TTR de “Transformer Turn Ratio”): Cociente entre la Tensión en alta / tensión en baja. Se debe de corresponder con los valores del protocolo del transformador / placa de características.

- Ensayo de cortocircuito (Impedancia de dispersión).

- Este ensayo tradicionalmente conocido como “ensayo de cortocircuito” se basa en la inserción de una tensión por un devanado (el de alta) estando el otro devanado en cortocircuito. Este ensayo simula al de fábrica pero no es del todo comparable en cuanto a resultados al no circular valores nominales. Es habitual registrar las posiciones nominal y extremas si hubiera regulador.

Tensión de cortocircuito. Este parámetro normalmente dado en % e identificado en la placa de características del transformador es el resultado extrapolado por linealidad de tensiones al valor nominal y debería de aproximarse al del protocolo / placa de características del transformador. Su variación indicará irregularidades en el circuito magnético, desplazamiento de bobinados, cortocircuitos, deformaciones mecánicas...

Resistencia de bobinados (Winding Resistance).

Con esta prueba se persigue la determinación de la resistencia óhmica pura de los devanados de cada fase tanto en el lado de alta como en el de baja tensión y si existe regulador para cada posición del mismo. Lo que a primera vista puede parecer sencillo de medir, no lo es tanto, ya que es preciso hacer circular corrientes relativamente elevadas para registrar los mínimos valores de resistencia habituales µ /m con la precisión requerida. Estas corrientes han de circular a la vez a través de las inductancias equivalentes del transformador.

Técnica Barrido en frecuencia: Se utiliza un generador de barrido de baja tensión sincronizado con un medidor de nivel que para cada fase registran su curva de respuesta en frecuencia. El resultado es una curva que correlaciona frecuencias en eje horizontal y atenuaciones por fase en el eje vertical.

Técnica del pulso: Se inserta un pulso rápido de ~500V al transformador y se recoge el mismo tanto en la entrada como en la salida de cada fase.

ENSAYOS DE CAMPO DEL SISTEMA DIELÉCTRICO.

Uno de los elementos clave en la operación del transformador de potencia y el que va a determinar su vida útil remanente es su dieléctrico. El dieléctrico se divide en: dieléctrico líquido (usualmente aceite) sobre el que tendremos cierto grado de manipulación a través de posibles tratamientos y dieléctrico sólido (papel) sobre el que nuestras acciones son limitadas exclusivamente a la comprobación externa e indirecta de su estado. En función de la política de mantenimiento de la empresa propietaria, de la importancia de la máquina y del riesgo tolerable de avería, lo apropiado en su caso es realizar sobre ella ensayos según un apropiado programa y protocolo previamente acordados.

Los programas de mantenimiento darán como resultado un mayor conocimiento del estado y disponibilidad de los transformadores. A largo plazo esto se traducirá en un concepto muy importante: “Extensión de la vida de los transformadores de Potencia”. En este apartado vamos a incidir en los métodos eléctricos de detección aunque se comentará que existen otros mas, enfocados a laboratorio y relacionados con la toma de muestras de aceite. El objetivo de este artículo es afianzar el conocimiento de estas medidas tanto en caso de realizarlas en las entidades por sí mismas como si son subcontratadas a empresas externas. A continuación se resumen los ensayos de campo habituales realizados sobre el sistema dieléctrico de los transformadores de potencia.

ENSAYOS ELÉCTRICOS DEL CIRCUITO DIELÉCTRICO.

Existe un conjunto de ensayos que mediante instrumentación electrónica de medida nos puede proporcionar una evaluación en campo del estado puntual del dieléctrico del transformador de potencia. Se van a describir los ensayos más habituales. De nuevo serán todos off-line (transformador fuera de servicio) salvo las excepciones indicadas.

Ensayos del circuito dieléctrico.

Resistencia de Aislamiento e Índice de Polarización (IR, PI).

Tensión de reabsorción (RVM) y constante de tiempo.

Capacidad, Tangente de Delta y pérdidas en dieléctrico / bornes.

Descargas parciales (PD).

Ensayos físico-químicos en el aceite: Rigidez dieléctrica. Humedad disuelta. Cromatografía de gases. Cromatografía de furanos.