TABLA DE CONTENIDO

Sistema Integrado de Mejora Continua InstitucionalServicio Nacional de Aprendizaje - SENARegional Caldas.GUA DE APRENDIZAJE.Versin: 01Cdigo: F08-6060-002Pgina 1 de 46

Sistema de Gestin de CalidadServicio Nacional de AprendizajeRegional Caldas.Centro de Comercio y Servicios.GUA DE APRENDIZAJE.Versin: 004Cdigo: P03CADFO004Pgina 45 de 46

5INFORMACIN GENERAL

IDENTIFICACIN DE LA GUA : GAVVEI 30-04--2013 MAQUINAS ELECTRICAS TRAFOS

FECHA DE APLICACIN: 21-05-2013

PROGRAMA DE FORMACIN: Tecnlogo en mantenimiento elctrico industrial

ID: 396842

CENTRO: PROCESOS INDUSTRIALES

RESULTADOS DE APRENDIZAJE:Preparar acciones de mantenimiento en las maquinas elctricas rotativas de acuerdo a los protocolos del fabricante

CRITERIOS DE EVALUACIN: Planifica con pertinencia las acciones preventivas necesarias para el mantenimiento e intervencin en la maquina elctricaDefine y optimiza los procedimientos de diagnstico adecuadosDefine e integra los equipos de diagnstico adecuados.Identifica las actividades vinculadas a la orden de trabajoSelecciona los equipos de diagnstico adecuados.Utiliza las TICs en la presentacin del informe de gestin del mantenimiento.Define los informes necesarios para la intervencin en las acciones de mantenimiento

NOMBRE DEL INSTRUCTOR- TUTOR: GUILLERMO ANTONIO VALENCIA VELASQUEZ

DESARROLLO DE LA GUIA

INTRODUCCIN: Los transformadores elctricos tiene diversas formas y diseos los cuales se emplean de acuerdo a las necesidades y a los diferentes sistemas elctricos, de acuerdo a la disposicin de sus devanados en los ncleos los cuales pueden ser de varios tipos.Existen 2 tipos de ncleos fundamentales de estructura del transformador ellos son el tipo ncleo y el tipo acorazado, los cuales se detallan a continuacin. Tipo ncleo: este tipo de ncleo se representa en la fig.1, indicando el corte A-1 la seccin transversal que se designa con S (cm2). Este ncleo no es macizo, sino que esta formado por un paquete de chapas superpuestas, y aisladas elctricamente entre s. Para colocarlas y poder ubicar el bobinado terminado alrededor del ncleo, se construyen cortadas, colocandoalternadamente una seccin U con una seccin I. La capa siguiente superior cambia la posicin I con respecto a la U.

Figura 1. Vista y corte de un ncleo tipo ncleo

Figura. Laminas

La aislacin entre chapas se consigue con barnices especiales, con papel de seda,o simplemente oxidando las chapas con un chorro de vapor.Ncleo tipo acorazado: este tipo de ncleo es ms perfecto, pues se reduce la dispersin, se representa en la fig.2, en vistas. Obsrvese que las lneas de fuerza de la parte central, alrededor de la cual se colocan las bobinas se bifurcan abajo y arriba hacia los 2 costados, de manera que todo el contorno exterior del ncleo puede tener la mitad de la parte central. Esto vale para las 2 ramas laterales como tambin para las 2 cabezas. Para armar el ncleo acorazado tambin se lo construye en trozos, unos en forma de E y otros en forma de I, y se colocan alternados, para evitar que las juntas coincidan.

Figura 2. Vista de un ncleo tipo acorazado con indicacin de la longitud magntica media.

El hecho que los ncleos sean hechos en dos trozos, hace que aparezcan juntas donde los filos del hierro no coinciden perfectamente, quedando una pequea luz que llamaremos entrehierro. Obsrvese que en el tipo ncleo hay dos entrehierros en el recorrido de las fuerzas, y que el acorazado tambin, porque los dos laterales son atravesados por la mitad de lneas cada uno.Caractersticas de las chapas.Las chapas utilizadas para la construccin de los ncleos tipo anillo y tipo acorazado son generalmente de acero al silicio en proporciones de 2 a 4% de este ltimo. Los espesores de estas lminas varan entre 0,3 y 0,5 mm para frecuencias de 60 ciclos.Entre chapas debe haber aislacin elctrica lo que se consigue de diferentes formas: con una capa de barniz aplicado a una de sus caras, con una hoja de papel muy delgada encalado sobre una cara de la chapa, o para un material ms econmico, produciendo una oxidacin superficial con vapor de agua.Segn el tipo de aislacin se tienen diferentes efectos sobre el costo de la chapa y sobre la reduccin de la seccin neta del hierro. Para chapas de 0,35 a 0,5 mm de espesor, puede estimarse que la reduccin de seccin neta con aislacin de barniz o papel es de un 10%.En los transformadores pequeos se colocan las chapas una a una, alternando las juntas, para dar ms solidez al conjunto y evitar piezas de unin entre partes del ncleo. En los grandes, las dos cabezas quedan separadas, y deben sujetarse con pernos roscados.En los transformadores de gran potencia suele ser necesario formar conductos de refrigeracin en la masa del ncleo, para aumentar la superficie de disipacin del calor se colocan entonces separadores aislantes, de espesor conveniente para la circulacin del aceite.

DEVANADOSHay dos formas tpicas de bobinados para transformadores: los cilndricos y planos. Los ncleos, con su forma, son los que determinan la eleccin de uno u otro tipo, salvo que se requieran propiedades especiales, como ser baja capacidad distribuida, para uso en telecomunicaciones u otros.a. Bobinado cilndrico: este tipo se usa cuando el ncleo del transformador es del tipo ncleo.b. Bobinado plano: este tipo se usa cuando el ncleo del transformador es del tipo acorazado.Los dos bobinados primario y secundario, rara vez se apartan en dos simples grupos de espiras, encimndolas; generalmente se apartan en dos partes o ms envueltas uno encima del otro, con el embobinado de baja tensin en la parte interna. Dicha conformacin sirve para los siguientes propsitos.a. Simplifica el problema de aislar el embobinado de alto voltaje del ncleo.b. Causa mucho menos filtracin de flujo, como sera el caso si los 2embobinados estuvieran separados por alguna distancia del ncleo.c. Mejora la refrigeracin.

Los materiales aislantes para el bobinado, o para colocar entre capas, son: papel barnizado, fibra, micanita, cinta impregnada, algodn impregnado, etc., para transformadores con bobinados al aire, y para los sumergidos en baos de aceite, se utilizan los mismos materiales sin impregnarse; debe evitarse el uso del caucho en los transformadores en bao de aceite, pues este lo ataca, y tiene efectos nocivos tambin sobre la micanita y aun sobre los barnices.Las piezas separadoras entre bobinados, secciones, o entre estas y el ncleo pueden ser de madera, previamente cocida en aceite, aunque actualmente se prefieren los materiales duros a base de papel o similares (pertinax, etc.). Si se usa madera, no debe interpretarse como que se dispone de aislacin, sino solamente de un separador.En cuanto a los conductores para hacer bobinas, su tipo depende de la seccin, pues hasta 6mm pueden usarse alambre y ms arriba de ese lmite se usan cables de muchos hilos, o bien cintas planas, para facilitar el bobinaje. La aislacin para los conductores pueden ser algodn, que luego se impregnar si no se emplea bao de aceite. Para transformadores de soldadura que trabajan con tensiones muy bajas y corrientes muy fuertes, se suelen colocar las cintas de cobre sin aislacin, pues la resistencia de contacto entre ellas es suficiente para evitar drenajes de corriente. Esta situacin mejora an debido a la oxidacin superficialdel cobre.FACTOR DE APILAMIENTO DEL FeEl factor de apilamiento del Fe se define como el cociente entre el rea de la seccin recta del hierro y el rea de la seccin recta de la pila.Este factor se utiliza cuando la estructura magntica esta constituida por chapas delgadas recortadas en forma adecuada y apretadas entre s, el volumen de cada una de ellas no es igual al volumen del hierro que realmente conduce el flujo, ya que entre las lminas existen regiones de permeabilidad igual a la del aire, debido a la presencia de irregularidades o grietas en la superficie de las chapas, debido a la delgada capa de barniz aislante aplicado deliberadamente para evitar el contacto entre chapas y reducir las prdidas por corrientes de Foucault, o debido a rebabas en los cantos de las chapas, originadas al troquelarla. Esta regin conduce muy poco flujo debido a lo relativamente bajo de su permeabilidad; as, para tener en cuenta su efecto disminuyendo el volumen total de hierro, se acostumbra a expresar el rea eficaz de la seccin recta como igual al producto del rea de la seccin recta de la pila de chapas por el factor de apilamiento.El factor de apilamiento se halla comprendido entre 0,95 - 0,9 para espesores de lminas comprendidos 0,63 - 0,35 mm. Para lminas ms delgadas, de entre 0,025 - 0,12 mm de espesor, debido a la mayor dificultad existente de sujetar lminas y reducir las rebabas ya que la capa aislante es proporcionalmente ms gruesa, el factor de apilamiento se halla comprendido entre 0,4 y 0,75, pudiendo mejorarse mediante procedimiento de fabricacin especiales.La induccin magntica en el hierro es igual, al flujo total por el producto del factor de apilamiento por el rea de la seccin recta de la pila.

REFRIGERACION Y AISLAMIENTOAISLAMIENTOLos sistemas de aislamiento usados en transformadores de potencia comprenden sistemas lquidos y sistemas gaseosos. En ambos casos se usa tambin algo de aislamiento slido. Los sistemas lquidos incluyen aceite, que es el ms usado. Los sistemas gaseososincluyen nitrgeno, aire y gases fluorados (por ejemplo, exafluoruro de azufre).Los gases fluorados se usan para evitar la combustibilidad y limitar los efectos secundarios de defectos internos.El aislamiento principal separa el devanado de alta tensin del devanado de baja tensin. Este aislamiento soporta la tensin ms elevada y ocupa el espacio ms limitado; por esta razn, generalmente funciona con las solicitaciones ms elevadas. Segn la construccin, puede utilizarse el aislamiento de capas o el aislamiento de bobinas entre las distintas secciones de los devanados. El aislamiento de espiras se aplica a cada cable del conductor o a grupos de cables que formen una espira nica.Transformadores con aislamiento de aceite. El bajo costo, la elevada rigidez dielctrica y la posibilidad de recuperacin aun despus de estar sometidos a solicitaciones dielctricas excesivas, hacen del aceite mineral el material aislante ms ampliamente usado en transformadores. El aceite se refuerza con aislamientos slidos de varias maneras. El aislamiento principal, generalmente presenta barreras de aislamiento slido alternando con espacios con aceite. El esfuerzo sobre el aceite es del 50 al 100% superior que el esfuerzo sobre el aislamiento slido, debido a la constante dielctrica relativamente baja del aceite.Por consiguiente, la solicitacin del aceite limita la rigidez de la estructura. Los pequeos conductos de aceite pueden soportar solicitaciones ms altas que los grandes conductos. As barreras slidas, convenientemente espaciadas, permiten una mejor utilizacin del espacio.El aislamiento entre bobinas adyacentes generalmente es slido, para proporcionar un soporte mecnico y dar una rigidez dielctrica relativamente elevada respecto a las tensiones transitorias elevadas de corta duracin. El aislamiento slido a veces se usa entre capas de un devanado o entre devanados.El aislamiento slido de gran espesor se usa en los terminales de alta tensin en zonas de concentracin de esfuerzos dielctricos. La constante dielctrica relativamente elevada del material slido hace que la solicitacin del slido sea slo la mitad o las dos terceras partes de la que habra si el aceite ocupara el mismo espacio.La mayora de materiales de aislamiento slido usados en los transformadores de potencia son porosos, permitiendo eliminar, mediante el vaco, los gases y agua vaporizada, as como conseguir el relleno de todas las cavidades e intersticios con aceite. Cualquier pequea cantidad de gas dejada inadvertidamente en el campo dielctrico sufre una elevada solicitacin dielctrica (dos veces la que tendra el aceite) debido a la baja constante dielctrica del gas. Como el gas encerrado, adems de estar sometido a esfuerzos dielctricos elevados, tiene una rigidez dielctrica baja como consecuencia se tiene una prdida importante de rigidez dielctrica.Los materiales slidos usados frecuentemente, incluyen el papel impregnado con aceite, el papel impregnado con resinas, el cartn prensado, el algodn, la madera tratada con aceite al vaco y los esmaltes.Transformadores aislados mediante gases de flor. Los gases de flor tienen mejor rigidez dielctrica y mayor capacidad de transferencia de calor que el nitrgeno o el aire. Tanto la rigidez dielctrica como la capacidad de transferencia de calor aumentan con la densidad y los transformadores a base de gas flor funcionan por encima de la presin atmosfrica, en algunos casos hasta una presin calibrada de 3 atmsferas. El aislamiento de gas est .reforzado con aislamiento slido usado en forma de barreras, aislamientos de capa, aislamiento de espira y aislamiento de terminales.Generalmente resulta econmico hacer funcionar los transformadores con aislamiento de gas flor a temperaturas ms elevadas que los transformadores aislados con aceite. Entre los materiales aislantes slidos adecuados, se incluyen el vidrio, el amianto, la mica, las resinas para temperaturas elevadas, la cermica, etc.

La solicitacin dielctrica sobre el gas es varias veces superior a la solicitacin sobre el aislamiento slido adyacente, en serie, de la estructura dielctrica. Se necesita un cuidado especial al proyectar para evitar someter el gas a solicitaciones excesivas. Se ha usado el exafluoruro de azufre en transformadores con potencias nominales de hasta 25000 kVA y hasta 138 kV.Los transformadores con aislamiento de nitrgeno y de aire estn generalmente limitados a tensiones de funcionamiento de 15 kV y menores. Los transformadores con aislamiento de aire en sitios limpios, frecuentemente se ventilan a la atmsfera. En atmsferas contaminadas se necesita una construccin estanca y de ordinario se usa el nitrgeno a una presin aproximadamente igual a la atmosfrica y a una temperatura de funcionamiento algo elevada.

REFRIGERACIONLa eliminacin del calor provocado por las prdidas, es necesario para evitar una temperatura interna excesiva que podra acortar la vida del aislamiento. Los siguientes temas cubren el procedimiento para calcular la temperatura interna de los transformadores de gran potencia, autorrefrigerados con aislamiento de aceite, de construccin normal de tipo columna en los que se emplean radiadores.La temperatura media de un devanado es la temperatura determinada midiendo la resistencia en c.c. del devanado y comparndola con la medida obtenida anteriormente para una temperatura conocida. El calentamiento medio de un devanado por encima de la temperatura ambiente es:U=B+E+N+T (1)

en la que B = calentamiento efectivo en C del aceite respecto del ambiente, E =calentamiento medio en C del aceite respecto a la efectiva del aceite, N =calentamiento en C de la superficie media de la bobina respecto a la temperatura media del aceite, T = calentamiento en C del conductor respecto a la superficie de la bobina, y U = calentamiento en C del conductor medio respecto al ambiente.La temperatura efectiva del aceite es la temperatura uniforme equivalente con igual capacidad para disipar el calor al aire. La temperatura efectiva del aceite es aproximadamente la media de la del aceite que entra en la parte superior del radiador y la del aceite que sale por la parte baja del radiador. La temperatura del aceite es aproximadamente la misma que la temperatura de la superficie adyacente del radiador expuesta al aire. Una superficie lisa y vertical de la cuba del transformador disipar calor al aire de la siguiente manera:DB = 1.40 * 10-3 B1.25 + 1.75 * 10-3(1 + 0.011A)B1.19 (2)

en la que A = temperatura ambiente en C, B = aumento efectivo en C del aceite respecto al ambiente, y DB = Watts por pulgada cuadrada disipados al aire, o bien expresando DB en W/cm2.

DB = (B1.25/100) + ((1 +,0,011A)B1.19/100)

El primer trmino de la ecuacin (2) se refiere al calor transferido por conveccin. Generalmente el radiador consta de tubos aplanados paralelos con accesibilidad limitada para el aire de refrigeracin y, por consiguiente, es necesario multiplicar el primer trmino por un factor de rozamiento determinado experimentalmente (menor que 1). El segundo trmino de la ecuacin (2) se refiere al calor transferido por radiacin, suponiendo una emisibilidad a baja temperatura de 0,95, aplicable a la mayora de las superficies pintadas que se encuentran normalmente. Para cualquier otro valor de emisibilidad a baja temperatura, este trmino debe multiplicarse por la emisibilidad / 0,95 .Generalmente el radiador consta de tubos aplanados en paralelo que radian calor de uno a otro. La radiacin neta de calor puede determinarse considerando el transformador y los radiadores reemplazados por una superficie envolventeconvexa. Si el segundo trmino de la ecuacin (2) se multiplica por la relacin entre el rea de la superficie envolvente y el de la superficie real (menor que 1), se elimina el efecto de la reabsorcin de la radiacin. Cuando la radiacin es pequea comparada con la convencin, puede suponerse que A = 25 C y que B1.19 puede reemplazarse por 0,79B1.25, y la ecuacin (2) se convierte en:B = (100DB 0.8) / (0.44F + 0.56V)0.8 C (3)

en donde V = relacin entre el rea de la superficie envolvente y el de la superficie real y F = factor de rozamiento determinado experimentalmente.El calentamiento medio del aceite respecto al efectivo, E, normalmente se desprecia en los proyectos de transformadores. Puede llegar a ser importante si: El centro de gravedad de los radiadores no est suficientemente elevado por encima del centro de gravedad del ncleo y las bobinas, Hay prdidas poco corrientes en el espacio de aceite situado encima del ncleo, tales como las producidas por los terminales conductores de alta corriente,Un devanado tiene conductos de aceite desusadamente restringidos o Se usan bombas para hacer circular el aceite por los radiadores sin canalizar el aceite bombeado a travs de los conductores de aceite. En tales casos, E se calcula mejor por comparacin con caractersticas de funcionamiento de proyectos anteriores.El calentamiento de la superficie media de la bobina respecto al medio del aceite, N, lleva las prdidas en la bobina a travs de una pelcula de aceite fija hacia el aceite en movimiento. Para una bobina de galletas horizontales (eje vertical), la mayor parte del calor se escapa a travs de la delgada pelcula de aceite de la superficie superior y muy poco calor se escapa por la superficie inferior. En el supuesto de que todo el calor escapa por la superficie superior, el calentamiento esN = 13.2DNO.8 C (4)en donde DN = Watts por pulgada cuadrada disipados de la bobina al aceite, o bien N = 2DN0.8 expresando DN en W por cm2 Para una bobina de galletas verticales (eje horizontal), el calor sale igualmente por ambos lados, y N = 14DN C o bien N = 2,2DN en W por cm2 (5)El calentamiento del conductor respecto a la superficie de la bobina, T, lleva el calor del cobre a travs del aislamiento slido aplicado al conductor y a la bobina,T = RTtDN C (6)en donde DN = Watts por pulgada cuadrada disipados de la bobina al aceite, RT =grados centgrados por Watts por pulgada cuadrada de resistividad trmica, y t =pulgadas de longitud del camino.Los componentes del calentamiento del devanado respecto al ambiente se determinan a partir de las ecuaciones (3), (4) (5) y (6), usando los valores de los Watts por pulgada cuadrada, determinados a partir de las prdidas calculadas y de la forma geomtrica del proyecto. Entonces el calentamiento total viene determinado por la ecuacin (1).Circulacin del aceite. El aceite se mueve generalmente hacia arriba a travs de los conductos del ncleo y de las bobinas, elevndose su temperatura al ir circulando. Generalmente se mueve hacia abajo, a travs de los radiadores, disminuyendo la temperatura conforme baja.

DISIPACION DE CALORAun cuando el aire es un muy mal conductor del calor, todo cuerpo caliente sumergido en una atmsfera fra crear corrientes naturales de conveccin que ayudaran materialmente a la refrigeracin. La cantidad de calor disipada por la conveccin natural del aire es del mismo orden de magnitud que la disipada por radiacin, para diferencias de temperatura como las existentes ordinariamente en la maquinaria elctrica. Sin embargo, utilizando corrientes forzadas de aire u otros gases, o utilizando fluidos tales como el aceite y el agua que tienen una capacidad calorfica (en volumen) mucho mayor que el aire, puede incrementarse mucho la disipacin de calor.La cantidad de calor extrada por la conveccin natural en el aire es funcin no lineal del tamao, forma, material de la superficie, condicin y orientacin del cuerpo caliente; de su temperatura y de la del aire que le rodea; y del carcter de sus alrededores especialmente en lo que puede afectar a la circulacin libre de las corrientes de aire. Es evidente que no puede existir constantes de la conveccin general, ya que las relaciones no son lineales.En general, los cuerpos ms pequeos son capaces de disipar ms calor por centmetro cuadrado debido a ejercer un efecto menor sobre la temperatura del aire local por parte de otras porciones del cuerpo caliente. El aire al que se halla expuesto el centro de una placa cuadrada caliente de un metro de lado est caliente a causa de la gran superficie caliente adyacente; una superficie pequea a igual temperatura dispondra de mucho ms aire fresco para extraer el calor, siendo iguales las dems cosas.El calor extrado mediante ventilacin forzada vara casi linealmente con la velocidad, para velocidades de hasta 1500 metros por minuto, y ms despacio para velocidades mayores. En los tubos largos o conductos de refrigeracin, el aire es ms fro a la entrada y por ello la disipacin de calor por centmetro cuadrado de superficie del conducto disminuye al aumentar la longitud, siendo iguales las dems condiciones. Debido a la no linealidad de la variacin de la disipacin con la forma, tamao y longitud del conducto, as como con la velocidad, los datos de refrigeracin utilizables requieren para su presentacin adecuada varias familias de curvas. Estas pueden encontrarse en diversos libros de diseo de maquinaria elctrica.

Por aos, el mantenimiento preventivo de los transformadores ha estado basado en la determinacin de la resistencia de su aislamiento junto con la medicin de la rigidez dielctrica de su aceite. Sin embargo, se sabe ahora que pruebas como el factor de potencia del aislamiento, contenido de humedad, tensin interfacial, acidez, entre otras, son muy importantes para obtener un diagnostico ms acertado del estado del transformador.Recientemente, el anlisis de gases generados en el interior del transformador mediante cromatografa de gases se ha constituido en una herramienta poderosa a la hora de monitorear el estado en que se encuentra el transformador, sin necesidad de sacarlo de operacin.Un transformador con su sistema de aislamiento adecuadamente mantenido, ser capaz de soportar de una mejor manera problemas como: sobre voltajes debido a maniobras o a descargas atmosfricas, cortocircuitos internos, entre otros. Por lo anterior, se considerara al mantenimiento del transformador en trminos de:Los factores que influyen en el deterioro del sistema de aislamiento del transformador.- Cuales son las pruebas y actividades de rutina que permiten emitir un criterio del estado del transformador.- Que significado tienen los resultados obtenidos en las pruebas de diagnstico.- Cuando deben realizarse las pruebas de diagnstico.- Que medidas correctivas debern tomarse en el caso de que detecte alguna anormalidad en el mantenimiento preventivo peridico.

POLARIDAD EN UN TRANSFORMADOR MONOFASICO. Polaridad aditiva. Polaridad sustractiva.

La prueba de polaridad.

Cuando en un transformador no esta especificada la polaridad o se desconoce, se puededeterminar por una simple medicin de voltaje como se indica a continuacin :1. Hacer una conexin entre las terminales de alto voltaje y bajo voltaje del ladoderecho cuando se ve al transformador desde el lado de las boquillas y de bajo voltaje.2. Aplicar un voltaje bajo, por ejemplo 120 volts a las terminales de alto voltaje y medir este voltaje con un voltmetro.3. Medir el voltaje de la terminal del lado izquierdo del lado de alto voltaje al terminal del lado Iz quiero de bajo voltaje.Si el voltaje anterior es menor que el voltaje a travs de las terminales de alto voltaje, eltransformador tiene polaridad sustractiva. Si este voltaje es mayor, entonces la polaridades aditiva.Pruebas a transformadores de distribucinLas pruebas mencionadas son las siguientes: Prueba de relacin de transformacin. Medicin de resistencia de aislamiento. Prueba de rigidez dielctrica del aceite. Despus de haber revisado el equipo se llenar un informe del estado que guarde el mismo (Anexo No. 2). Finalmente con los valores de prueba obtenidos y la observacin fsica del equipo se proceder a diagnosticar la causa de falla ordenndose el tipo de reparacin que se realizar. Las pruebas que a continuacin se mencionan son las mnimas indispensables para poder saber en que condiciones se encuentra un transformador de distribucin. Existen otras pruebas ms completas entre las cuales se encuentran: Prueba de impulso, Prueba de potencial aplicado, Prueba de inducido, Prueba de temperatura, Prueba de corto circuito, Prueba de prdidas y eficiencia, Etc. Las pruebas que analizaremos son las siguientes:

A) Rigidez dielctrica del aceite. B) Resistencia de aislamiento. C) Relacin de transformacin.

- Descripcin de la prueba de rigidez dielctrica del aceite

A) Rigidez dielctrica del aceite Esta prueba al aceite es una de las ms frecuentes, ya que al conocer la tensin de ruptura que un aceite soporta es mucho ms valioso, adems, esta prueba revela cualitativamente la resistencia momentnea de la muestra del aceite al paso de la corriente y el grado de humedad, suciedad y slidos conductores en suspensin. Como es sabido en los transformadores sumergidos en aceite, ste hace dos funciones: de refrigerante y de aislante.

En cuanto a la funcin de aislante, es necesario determinar la rigidez dielctrica del aceite, para lo cual se emplea un equipo probador que se le conoce como probeta y que en cuyo interior tiene dos electrodos calibrados, a los cuales se les aplica un potencial variable que provoca que al llegar a cierto valor dicho potencial se rompa el dielctrico del aceite y se registre dicho valor de tensin aplicada.

La prueba se puede realizar con electrodos planos o semiesfricos y cuyo dimetro y separacin esta normalizado de acuerdo al tipo de prueba.

Para electrodos semiesfricos la separacin es de 1.016 mm y para planos de 2.54 mm Los electrodos y la probeta deben limpiarse perfectamente de preferencia enjuagndolos con gasolina, bencina o algn solvente adecuado, libre de toda humedad. Hasta que se encuentren libres de fibras o bien deber lavarse la copa previamente con el mismo aceite que se va a probar. El aceite se debe tomar de la parte inferior del transformador (ya que es la parte donde posiblemente tenga mayor nmero de impurezas el mismo). La evaporacin de la gasolina de los electrodos puede enfriarlos lo suficiente para que haya una condensacin de humedad en la superficie. Por esta razn despus del enjuague final con gasolina, la copa debe llenarse inmediatamente con el aceite a probar.

La temperatura de la copa de prueba y del aceite cuando se est probando debe ser igual a la del ambiente, a fin de reducir al mnimo la absorcin de humedad. La temperatura ambiente no debe ser menor de 20C. La mayora de los equipos que se tienen son de electrodos planos, por lo que la descripcin se har tomando de base este tipo de electrodos.

Descripcin de la prueba

A. Cercirese que el control gradual de potencial est en cero. B. Calibre los electrodos del probador a 2.5 mm. (0.1 pulg.). C. Conecte el probador a una fuente de alimentacin de C.A. de 127 Volts. D. Limpie perfectamente la probeta y electrodos como se menciona anteriormente. E. Tome una muestra de aceite de la parte inferior del transformador y djela en la probeta tres minutos hasta que est en completo reposo y sin burbujas (debe tenerse cuidado que el aceite cubra los electrodos). F. Tape la probeta con el cristal protector para mayor seguridad. G.Mediante el control gradual de voltaje aplique tensin a razn de 3 kV por segundo, aproximadamente hasta lograr la ruptura del dielctrico, registre la lectura correspondiente a la cual se rompi el dielctrico. H. Deje reposar mnimo durante un minuto el aceite y aplique nuevamente potencial, repitiendo la operacin anterior, registre nuevamente la lectura a que se rompi el dielctrico. I. Repita una vez la operacin del punto h). Curso: Principios Bsicos de transformadores y Diagnostico de Fallas en Transformadores de Distribucin Pgina 11 Direccin de Operacin J. Registre la temperatura ambiente del lugar donde se est haciendo la prueba. K. Vaci sus resultados obtenidos en el formato correspondiente. L. Calcule el valor promedio de tensin a que rompi el dielctrico (ese promedio ser representativo para esa primera muestra). M. Repita para otras dos muestras ms el proceso de los puntos e, f, g, h, i, j, k, l. N. El promedio de cada muestra es valido siempre que ninguna prueba sea diferente en mas de 5 kV., si existe una variacin mayor debern efectuarse mas pruebas con nuevas muestras. O. Calcule el promedio total con la base del promedio de cada una de las tres muestras (ese promedio ser el representativo de todo el aceite sujeto a prueba) y si el valor es 25 kV (mnimo), nos indicar que es de aceptarse su condicin y por lo tanto se usar.

- Descripcin de la prueba de resistencia de aislamiento

B) Resistencia de aislamiento

La medicin de la resistencia de aislamiento sirve para determinar el estado en que se encuentran los aislamientos, y con base en esto decidir si estn en condiciones de soportar los esfuerzos dielctricos originados al aplicar tensiones en prueba o trabajo. El obtener valores bajos no indica en forma decisiva que el aislamiento sea deficiente (en su diseo o aplicacin), sino que hay suciedad o humedad en los aislamientos y por ende limita la operacin correcta del equipo. La medicin de la resistencia de aislamiento se efecta con un aparato medidor de resistencia de aislamiento, conocido comnmente como Megger, que consta bsicamente de una fuente de C.D. y un indicador de Megohms. La capacidad de la fuente de C.D. generalmente es baja, ya que la finalidad es ver el estado en que se encuentra un aislamiento; es decir, esta es una prueba indicativa no destructiva, de tal forma que si un aislamiento est dbil no lo agrave.

Descripcin de la prueba a) Antes de iniciar la prueba deben observarse las precauciones siguientes: a.1) El transformador debe estar completamente desconectado de cualquier circuito. a.2) El Megger debe colocarse sobre una base firme y nivelada. Es muy conveniente, prevenir grandes masas de hierro y campos magnticos en la vecindad del aparato, ya que esto puede ser causa de lecturas incorrectas. a.3) Se deber verificar y calibrar el aparato, comprobando las posiciones de cero e infinito de la aguja. Para la verificacin de infinito, basta con operar el megger durante un tiempo con sus terminales en circuito abierto. Hasta que la aguja tome su mxima posicin, que debe ser infinito. En caso contrario, debe ajustarse a ese valor. La comprobacin de cero se hace poniendo en corto circuito las terminales. En caso de no tomar la posicin de cero, debe ajustarse. a.4) Tomar en cuenta que la terminal de prueba de lnea principalmente, se encuentra en buen estado su forro para prevenir posibles fallas en la prueba y por seguridad del personal que la efecte. b) Las resistencias de aislamiento a determinar en el transformador son: A.T. Contra B.T. A.T. Contra B.T + tanque a tierra A.T. + tanque a tierra contra B.T. B 1 Prueba de alta tensin contra baja tensin 1.- Conectar en corto circuito todas boquillas de alta tensin. 2.- Conectar a una de las boquillas de alta tensin la terminal de lnea de megger. 3.- Conectar en corto circuito todas las boquillas de baja tensin. 4.- Conectar a una de las boquillas de baja tensin la terminal de tierra del megger. 5.- Colocar el conmutador de tensin del megger de acuerdo a la tensin del devanado a probar, tomando en cuenta que el voltaje de prueba no debe exceder de voltaje de trabajo del devanado sujeto a prueba. 6.- Girar la palanca del megger a velocidad constante, (hasta llegar a unas tres revoluciones por segundo) durante aproximadamente 60 segundos, hasta que se estabilice la aguja y tomando dicha lectura, fijndose en qu escala del aparato se esta haciendo la prueba, en caso de que la escala utilizada no sea suficiente. Pasar a la escala de mayor rango. 7.- Anotar la lectura obtenida en el formato correspondiente. 8.- Anotar asimismo en el formato, en la segunda columna, la lectura multiplicada por la constante correspondiente a la escala de voltaje que se utiliz, dicho factor se encuentra en el selector de voltaje del aparato. 9.- Como la temperatura influye directamente en la resistencia de aislamiento, sta deber tomarse en cuenta al hacer la prueba y corregirse de acuerdo a los factores de correccin que se anexan en el formato correspondiente, o sea que la temperatura del transformador se deber corregir a 75C que sera la temperatura aproximada de trabajo. 10.- Anotar el factor de correccin en dicho formato y multiplicarlo por el valor multiplicado de resistencia, lo cual nos dar el dato de prueba. 11.- El valor obtenido deber de cumplir con la regla emprica de un megohms por cada kilo Volts correspondiente a la tensin del transformador. Por ejemplo, para un transformador de 23 kV primarios se deber tener como mnimo una resistencia de aislamiento de 23 megohms referidos a 75c B 2- Prueba alta tensin contra baja Tensin + tanque a tierra 1.- Conectar en corto circuito todas las boquillas de alta tensin. 2.- Conectar la terminal de lnea a unas boquillas de alta tensin. 3.- Conectar todas las boquillas de baja tensin en corto circuito y a tierra con el tanque del transformador. 4.- Conectar la terminal de tierra a unas boquillas de baja tensin. 5.- Seguir los pasos 5, 6, 7, 8, 9, 10 y 11 del punto b1. Diagramas ilustrativos para el ensayo de resistencia de aislamiento con megger. Correccin por temperatura para resistencia de aislamiento en transformadores. a 75c

11.- Descripcin de la prueba de relacin de transformacin Relacin de transformacin (TTR) Para efectuar esta prueba se utiliza un probador de relacin de transformacin manual, pudindose utilizar tambin y con mejores resultados un equipo con transformador auxiliar. A la fecha ya existen equipos TTR digitales y ya no se requiere el auxiliar ya que se pueden medir relaciones de transformacin muy altas. Antes de proceder a realizar la prueba es necesario efectuar lo siguiente. 1.- Se ajustan los valores a cero, se ponen en corto circuito las terminales H1 y H2 se aplica tensin por medio del generador manual, hasta tener una lectura de 8 Volts. En el voltmetro. Se observa el detector D, debiendo quedar su aguja exactamente al centro de la escala. Si no toma esta posicin, debe ajustarse. 2.- Como las terminales H1 y H2 ya estn en corto circuito, hay que hacer lo mismo con X1 Curso: Principios Bsicos de transformadores y Diagnostico de Fallas en Transformadores de Distribucin Pgina 16 Direccin de Operacin y X2, las perillas tambin deben estar en cero. Nuevamente se generan 8 Volts observando ahora el galvanmetro, el cual debe medir cero, en caso contrario, se ajusta a cero por medio de la cuarta perilla. 3.- Conectar la terminal H1 (roja) con la X1 (roja) y la H2 (negra) con la X2 (negra), estando las perillas leyendo 1000. Se genera a 8 Volts, observando el galvanmetro, el cual debe medir cero, en caso contrario se ajusta la perilla cuarta hasta obtener el cero a 8 Volts. Si el cuarto volante lee menos de cero, para obtener la indicacin cero del galvanmetro, se colocan todos los volantes en 0.9999 y nuevamente se ajusta con el cuarto volante. Asimismo debe asegurarse que el transformador por probar est totalmente desconectado y desenergizado. Habiendo observado los ajustes y precauciones anteriores se procede a conectar el transformador de la siguiente forma. C1 Prueba a transformadores monofsicos de 13.2 kv/240/120 v o menor voltaje A. Las terminales de excitacin del TTR X1 (roja) y X2 (negra) se conectan al devanado de baja tensin de los dos devanados a comprobar y la terminal H1 (roja del TTR a la correspondiente X1 (roja) la H2 (negra) se conecta a la otra toma del transformador B. Las perillas del TTR deben estar en cero y se da una vuelta a la manivela del generador; si el galvanmetro deflexiona hacia la izquierda, la conexin del transformador es sustractiva. En caso de flexionar hacia la derecha la aguja del galvanmetro, la conexin del transformador ser aditiva. Con esto queda determinada la polaridad del transformador. Entonces las terminales del mismo color se conectan a las terminales de la misma polaridad. A. Calcular la relacin aproximada del transformador, de acuerdo a los datos de placa, con la finalidad de colocar las perillas de dicho valor aproximadamente y facilitar y abreviar el tiempo de prueba. por ejemplo un transformador de 13.2 kV 220/127 V. su relacin aproximada a voltaje nominal 13,200 V. ser 103.93, con lo cual la primera perilla se pondr en el valor de 1. B. Gire lentamente la manivela observando el galvanmetro, el cual debe deflexionar a la izquierda, tambin se observa el voltmetro. C. Deben seguirse dando pasos ascendentes al primer voltaje, sin dejar de accionar la manivela, hasta que la deflexin del galvanmetro sea a la derecha entonces se debe dejar en la posicin anterior a que eso suceda la primer perilla, una vez que incrementadas las revoluciones de la manivela se logre alcanzar el valor de 8 Volts en el voltmetro. D. En caso de que al iniciar la prueba como se menciona en el punto d) y al girar la manivela tome mucha corriente de excitacin y esta no se reduzca al bajar de posicin la perilla, Curso: Principios Bsicos de transformadores y Diagnostico de Fallas en Transformadores de Distribucin Pgina 17 Direccin de Operacin esto quiere decir que existe una falla en el devanado que se est probando, encontrndose ste abierto. E. Se procede a girar la manivela de nuevo para buscar la posicin de la segunda perilla, siendo esto en igual forma que la primera perilla. F. Igualmente se debe hacer lo anterior para obtener las lecturas de la tercera y cuarta perilla, siendo la lectura sobre el panel la rotacin de transformacin buscada. G. Esta operacin deber efectuarse en cada una de las posiciones de los cambiadores de derivacin para obtener la relacin de transformacin de cada una de dichas posiciones. H. Anotar los valores obtenidos de voltaje de placa del transformador. I. Obtngase la relacin de transformacin de placa. J. Colocar la diferencia en porciento de la relacin de placa contra la relacin obtenida por el TTR, tomando en cuenta que no deber variar la primera en +- 0.5 % de los datos de placa. C Prueba a transformador trifsico de 13.2 kv 220/127 o menor voltaje A. Las terminales de excitacin del TTR X1 (roja y X2 (negra) se desconectan la primera al devanado a probar (X1, X2, X3) y la segunda al neutro (X0). y las terminales H1 (roja) y H2 (negra) se conectan respectivamente al devanado a comparar fase A y fase C. B. Para comparar devanado X2 y H2, se conecta el TTR en H2 (rojo) y H1 (negro) y X0 (negra), X2 (roja). C. D. Para comprobar devanados de X3 y H3, se conecta el TTR de la siguiente manera H3 (rojo) H2 (negro) y X0 (negro), X3 (rojo). E. Una vez conectado el transformador al TTR como se indic para cada fase, se tomarn las lecturas con el procedimiento descrito en los puntos b, c, d, e, h, i, j, k, del inciso c1, para cada una de las posiciones de los cambiadores de derivacin. C 3 Prueba a transformadores trifsicos de 23 kv 220/127 v o mayor voltaje. Si la prueba se realiza con un equipo TTR con auxiliar o es un equipo digital que puede medir relaciones altas, las conexiones sern semejantes a probar un transformador trifsico de voltaje de operacin 13200-220/127 Volts. A. Para efectuar esta prueba con el equipo sin transformador auxiliar, es necesario tomar dos devanados de baja tensin contra un devanado de alta tensin, para que la relacin de transformacin sea de 1.2, con la finalidad de que se pueda obtener la lectura en el TTR, ya que este equipo solo puede dar una relacin de 129.999, siendo mayor relacin la de los transformadores con las caractersticas mencionadas. por lo tanto la lectura que se obtenga en el TTR se deber multiplicar por dos para obtener la relacin total. B. Conectar las terminales H1 (roja) y H2 (negra) a la fase A y B de A.T. respectivamente, puenteando las fases de AT. B y C, conectar las terminales del TTR X1 (roja) y X2 (negra) a la fase A y B de B. T. respectivamente. Curso: Principios Bsicos de transformadores y Diagnostico de Fallas en Transformadores de Distribucin Pgina 18 Direccin de Operacin C. Para probar la fase B, conectar las terminales H2 (roja) y H3 (negra) a las fases B y C de A. T. respectivamente, puenteando las fases A y C de A. T., conectar las terminales del TTR X2 (roja) y X3 (negra) a la fase B y C de B. T. respectivamente. D. Para probar la fase C, conectar las terminales H3 (roja) y H1 (negra) a las fases C y A de A.T. respectivamente, puenteando las fases A y B de A.T., conectar las terminales del TTR X3 (roja) y X1 (negra) a la fase C y A de B.T. E. Una vez conectado el transformador al TTR como se indic para cada fase se tomarn las lecturas con el procedimiento descrito en los puntos b, c, d, e, h, i, j, k, del inciso c1, para cada una de las posiciones de los cambiadores de derivacin. 11.- Tipos de transformadores de distribucin El transformador, es un dispositivo que no tiene partes mviles, el cual transfiere la Curso: Principios Bsicos de transformadores y Diagnostico de Fallas en Transformadores de Distribucin Pgina 19 Direccin de Operacin energa elctrica de un circuito u otro bajo el principio de induccin electromagntica. La transferencia de energa la hace por lo general con cambios en los valores de voltajes y corrientes. Transformador de Distribucin Es aquel transformador que tiene una capacidad nominal desde 5 hasta 500 kVA y una tensin elctrica nominal de hasta 34,500 Volts en el lado primario y hasta 15,000

- Descripcin de la prueba de relacin de transformacinRelacin de transformacin (TTR) Para efectuar esta prueba se utiliza un probador de relacin de transformacin manual, pudindose utilizar tambin y con mejores resultados un equipo con transformador auxiliar. A la fecha ya existen equipos TTR digitales y ya no se requiere el auxiliar ya que se pueden medir relaciones de transformacin muy altas. Antes de proceder a realizar la prueba es necesario efectuar lo siguiente. 1.- Se ajustan los valores a cero, se ponen en corto circuito las terminales H1 y H2 se aplica tensin por medio del generador manual, hasta tener una lectura de 8 Volts. En el voltmetro. Se observa el detector D, debiendo quedar su aguja exactamente al centro de la escala. Si no toma esta posicin, debe ajustarse. 2.- Como las terminales H1 y H2 ya estn en corto circuito, hay que hacer lo mismo con X1 y X2, las perillas tambin deben estar en cero. Nuevamente se generan 8 Volts observando ahora el galvanmetro, el cual debe medir cero, en caso contrario, se ajusta a cero por medio de la cuarta perilla. 3.-Conectar la terminal H1 (roja) con la X1 (roja) y la H2 (negra) con la X2 (negra), estando las perillas leyendo 1000. Se genera a 8 Volts, observando el galvanmetro, el cual debe medir cero, en caso contrario se ajusta la perilla cuarta hasta obtener el cero a 8 Volts. Si el cuarto volante lee menos de cero, para obtener la indicacin cero del galvanmetro, se colocan todos los volantes en 0.9999 y nuevamente se ajusta con el cuarto volante. Asimismo debe asegurarse que el transformador por probar est totalmente desconectado y desenergizado. Habiendo observado los ajustes y precauciones anteriores se procede a conectar el transformador de la siguiente forma.

C1 Prueba a transformadores monofsicos de 13.2 kv/240/120 v o menor voltaje A. Las terminales de excitacin del TTR X1 (roja) y X2 (negra) se conectan al devanado de baja tensin de los dos devanados a comprobar y la terminal H1 (roja del TTR a la correspondiente X1 (roja) la H2 (negra) se conecta a la otra toma del transformador B. Las perillas del TTR deben estar en cero y se da una vuelta a la manivela del generador; si el galvanmetro deflexiona hacia la izquierda, la conexin del transformador es sustractiva. En caso de flexionar hacia la derecha la aguja del galvanmetro, la conexin del transformador ser aditiva. Con esto queda determinada la polaridad del transformador. Entonces las terminales del mismo color se conectan a las terminales de la misma polaridad. A. Calcular la relacin aproximada del transformador, de acuerdo a los datos de placa, con la finalidad de colocar las perillas de dicho valor aproximadamente y facilitar y abreviar el tiempo de prueba. por ejemplo un transformador de 13.2 kV 220/127 V. su relacin aproximada a voltaje nominal 13,200 V. ser 103.93, con lo cual la primera perilla se pondr en el valor de 1. B. Gire lentamente la manivela observando el galvanmetro, el cual debe deflexionar a la izquierda, tambin se observa el voltmetro. C. Deben seguirse dando pasos ascendentes al primer voltaje, sin dejar de accionar la manivela, hasta que la deflexin del galvanmetro sea a la derecha entonces se debe dejar en la posicin anterior a que eso suceda la primer perilla, una vez que incrementadas las revoluciones de la manivela se logre alcanzar el valor de 8 Volts en el voltmetro. D. En caso de que al iniciar la prueba como se menciona en el punto d) y al girar la manivela tome mucha corriente de excitacin y esta no se reduzca al bajar de posicin la perilla, encontrndose ste abierto. E. Se procede a girar la manivela de nuevo para buscar la posicin de la segunda perilla, siendo esto en igual forma que la primera perilla. F. Igualmente se debe hacer lo anterior para obtener las lecturas de la tercera y cuarta perilla, siendo la lectura sobre el panel la rotacin de transformacin buscada. G. Esta operacin deber efectuarse en cada una de las posiciones de los cambiadores de derivacin para obtener la relacin de transformacin de cada una de dichas posiciones. H. Anotar los valores obtenidos de voltaje de placa del transformador. I. Obtngase la relacin de transformacin de placa. J. Colocar la diferencia en porciento de la relacin de placa contra la relacin obtenida por el TTR, tomando en cuenta que no deber variar la primera en +- 0.5 % de los datos de placa.

C Prueba a transformador trifsico de 13.2 kv 220/127 o menor voltaje A. Las terminales de excitacin del TTR X1 (roja y X2 (negra) se desconectan la primera al devanado a probar (X1, X2, X3) y la segunda al neutro (X0). y las terminales H1 (roja) y H2 (negra) se conectan respectivamente al devanado a comparar fase A y fase C. B. Para comparar devanado X2 y H2, se conecta el TTR en H2 (rojo) y H1 (negro) y X0 (negra), X2 (roja). C. D. Para comprobar devanados de X3 y H3, se conecta el TTR de la siguiente manera H3 (rojo) H2 (negro) y X0 (negro), X3 (rojo). E. Una vez conectado el transformador al TTR como se indic para cada fase, se tomarn las lecturas con el procedimiento descrito en los puntos b, c, d, e, h, i, j, k, del inciso c1, para cada una de las posiciones de los cambiadores de derivacin.

C 3 Prueba a transformadores trifsicos de 23 kv 220/127 v o mayor voltaje. Si la prueba se realiza con un equipo TTR con auxiliar o es un equipo digital que puede medir relaciones altas, las conexiones sern semejantes a probar un transformador trifsico de voltaje de operacin 13200-220/127 Volts. A. Para efectuar esta prueba con el equipo sin transformador auxiliar, es necesario tomar dos devanados de baja tensin contra un devanado de alta tensin, para que la relacin de transformacin sea de 1.2, con la finalidad de que se pueda obtener la lectura en el TTR, ya que este equipo solo puede dar una relacin de 129.999, siendo mayor relacin la de los transformadores con las caractersticas mencionadas. por lo tanto la lectura que se obtenga en el TTR se deber multiplicar por dos para obtener la relacin total. B. Conectar las terminales H1 (roja) y H2 (negra) a la fase A y B de A.T. respectivamente, puenteando las fases de AT. B y C, conectar las terminales del TTR X1 (roja) y X2 (negra) a la fase A y B de B. T. respectivamente.C. Para probar la fase B, conectar las terminales H2 (roja) y H3 (negra) a las fases B y C de A. T. respectivamente, puenteando las fases A y C de A. T., conectar las terminales del TTR X2 (roja) y X3 (negra) a la fase B y C de B. T. respectivamente. D. Para probar la fase C, conectar las terminales H3 (roja) y H1 (negra) a las fases C y A de A.T. respectivamente, puenteando las fases A y B de A.T., conectar las terminales del TTR X3 (roja) y X1 (negra) a la fase C y A de B.T. E. Una vez conectado el transformador al TTR como se indic para cada fase se tomarn las lecturas con el procedimiento descrito en los puntos b, c, d, e, h, i, j, k, del inciso c1, para cada una de las posiciones de los cambiadores de derivacin.

Determinacin de causas de falla Con los reportes de campo y anlisis en patios, el ingeniero de distribucin ya est en condiciones de determinar la causa de falla de los transformadores; Estas causas de falla fueron clasificadas como: 12.1.1.-Corto circuito secundario 12.1.2.-Impulso por rayo maniobras 12.1.3.-Humedad en el aceite (hermeticidad. defectuosa).12.1.4. Proteccin inadecuada. 12.1.5.-Sobrecarga. 12.1.6.-Defecto de fabricacin. 12.1.7.-Reparacin defectuosa. 12.1.8.-Vandalismo o daos por terceros. 12.1.9.-Otras causas.

A continuacin se establecen algunos criterios y observaciones que nos ayudan a determinar la causa de la falla: Corto circuito secundario

El dao que presenta el transformador se debe a una corriente excesiva o de baja impedancia que circula a travs de los devanados al realizar la inspeccin se observa lo siguiente: 13.1.1. Causas externas: Cortocircuito en acometidas Conductores recocidos o colgados Conductores rotos Conductores cruzados Vientos Mala calidad del fusible 13.2.1. Inspeccin exterior: 13.2.2- Tanque: puede presentar abombamiento o ruptura. 13.2.3- Boquillas: no se observa ningn dao. 13.3.1. Inspeccin interior: 13.3.2. Ncleo: No presenta dao. 13.3.3-Herraje: No presenta dao Devanados: Se presenta desplazamiento o telescopiado de las bobinas de A.T. y B.T., aislamiento carbonizado en mnima proporcin, as como, residuos de conductor y aceite carbonizado.

Pruebas.

-Relacin de transformacin (TTR): Puede resultar correcta (Si da relacin). -Resistencia de aislamiento (MEGGER): Puede resultar correcta. -Rigidez dielctrica del aceite: Puede resultar correcta.

- Impulso por rayo o maniobras

El El dao que presenta el equipo se debe a un sobre voltaje en el devanado primario. al realizar la inspeccin se observa lo siguiente: 14.1.1. Inspeccin exterior: 14.2.2. Tanque: No presenta dao aparente, pero si la descarga es muy cercana puede deformarlo (abombarlo). 14.2.3. Boquillas: Pueden presentar flameo parcial o total e inclusive si la descarga es muy cercana al equipo, pueden presentarse destruccin de las mismas. 14.3.1. Inspeccin interior: 14.3.2. Aceite: Se aprecian residuos de carbn y con olor a quemado. 14.3.3. Ncleo: Generalmente no presenta dao, pero puede llegar a fundir parte del ncleo cuando no se aterriza correctamente. 14.3.4. Herraje: No presenta dao. 14.4.3. Devanado: Dependiendo de la Dependiendo de la intensidad del sobre voltaje, vara desde una perforacin entre espiras (bobina abierta) hasta un corto circuito entre capas "desfloramiento" del devanado de alta tensin.

Pruebas. 14.4.1-Relacin de transformacin (TTR): Normalmente marca "abierto", pero cuando el dao es muy severo puede marcar "corto circuito" entre capas 14.4.2-Resistencia de aislamiento (MEGGER): Puede dar un valor bajo debido a la carbonizacin del aceite. 14.4.3-Rigidez dielctrica del aceite: Nos da un valor bajo que depende del grado de carbonizacin del aceite. 15.- Humedad en el aceite (Hermeticidad. Defectuosa)

Esta falla se presenta por una mala hermeticidad de los empaques, o por cerrar mal el registro de mano; lo que ocasiona la disminucin de la rigidez dielctrica del aceite y dems aislamientos por la filtracin de humedad. 15.1.1 Causas externas. Empaques rotos. Boquillas rotas o fisuradas. Tortillera floja. 15.2.1. Inspeccin exterior. 15.2.2. Tanque: Se aprecian manchas o escurrimientos de aceite, empaques agrietados o deformes o fugas en vlvula de muestreo. 15.2.3. Boquillas: Se pueden encontrar conectores flojos, boquillas flojas, fisuradas, o con empaque daado. 15.3.1. Inspeccin interior. 15.3.2. Aceite: Se puede apreciar mezclado con agua (emulsionado y formacin de lodos). 15.3.3. Ncleo: Se aprecia presencia de agua y xido. 15.3.4. Herraje: Se aprecia presencia de agua, xido y lodos. 15.3.5. Devanados: En aislamiento se aprecia indicios de humedad. 15.4.1. Pruebas. 15.4.2-Relacin de transformacin (TTR): Da en corto circuito o abierto. 15.4.3-Resistencia de aislamiento (MEGGER): Da valores muy bajos y en casos extremos da un valor cero. 15.4.4-Rigidez dielctrica del aceite: Da valores demasiado bajos. 16.- Proteccin inadecuada En este grupo se clasifican los transformadores que se daan por proteccin inadecuada y puede presentar caractersticas de una segunda causa, ya que el equipo esta expuesto a daarse por no contar con proteccin. Para definir que un equipo se averi por esta causa nicamente ser conociendo el estado real del sistema de proteccin, ya que de no contar o estar en malas condiciones, no podemos atribuirle a otra el origen de la falla. En sta no es vlida la inspeccin exterior ni la interior del equipo ya que puede presentar cualquier caracterstica de falla que no fue protegida como puede ser: corto circuito, rayo, etc. por lo que solamente con el anlisis detallado efectuado en el campo se puede clasificar en este grupo.

16.1.1.-Causas externas: Fusibles de capacidad inadecuada. Sistemas de tierra inadecuados, rotos, falsos contactos, omisin de la misma. Apartarrayos inapropiados o daados. 16.2.1. Pruebas. 16.2.2-Relacin de transformacin (TTR): Puede resultar correcta o incorrecta 16.2.3-Resistencia de aislamiento (MEGGER): Puede resultar correcta o incorrecta. 16.2.4-Rigidez dielctrica del aceite: Puede resultar correcta o incorrecta 17.- Sobrecarga

Para esta causa es importante no confundirla con un corto circuito en secundario acometida lejana de alta impedancia. Ya que este dao es causado exclusivamente por un aumento anormal de la carga: 17.1.1 causas externas: Carga mayor al 120%. Desbalanceo entre fases. 17.2.1 Inspeccin exterior. 17.2.3. Tanque: No presenta dao aparente. 17.2.4. Boquillas: No presentan dao aparente. 17.3.1 Inspeccin interior. 17.3.2. Aceite: Se aprecia una degradacin acelerada del aceite con residuos de carbn y un olor ha quemado. 17.3.3-Ncleo Puede presentar carbn en su laminacin. 17.3.4. Herraje: Presenta acumulacin de carbn. 17.3.5. Devanado: Parcialmente presenta envejecimiento acelerado en el aislamiento (recalentado quemado) y residuos de carbn. 17.4.1. Pruebas. 17.4.2. Relacin de transformacin (TTR): Puede dar relacin de transformacin correcta marcar "abierto". 17.4.3-Resistencia de aislamiento (MEGGER): Da un valor bajo debido a la degradacin acelerada del aceite provocada por alta temperatura. 17.4.4-Rigidez dDielctrica del aceite: Da un valor bajo que depende del grado de carbonizacin del aceite.

22.- Recomendaciones para reducir su incidencia 22.1. Cortocircuito en secundario 1.- Reducir la longitud de los secundarios, evitando distancias mayores de 100 metros. 2.- Utilizar donde se justifique proteccin secundaria mediante la instalacin de interruptores termos magnticos. 3.- Instalar conductores adecuados a la carga. 4.- Revisar y aplicar debidamente las prcticas actuales de seleccin del fusible primario que protege al transformador. 5.- Tensionar conductores "colgados", o si se justifica instalar separadores, reemplazarlos si se encuentran daados. 6.- En reas arboladas cuando se instalen secundarios nuevos, utilizar conductores forrados y para los que estn en operacin se deber cumplir con el programa de poda. 7.- Si es posible o se justifica Relocalizar las instalaciones problema o construir por zonas no arboladas. 8.- Retirar objetos extraos de las lneas. 9.- Llevar a cabo campaas publicitarias para evitar que arrojen objetos extraos a las lneas. 10.- Eliminar falsos contactos en las lneas y en la conexin de las acometidas, as como concientizar al personal (linieros e instaladores) de la importancia que tiene el efectuar las conexiones y los puentes correctamente. 11.- Si se tiene duda sobre fusibles que no estn operando satisfactoriamente, efectuar las pruebas correspondientes. 12.- Utilizar fusibles solamente con protocolo de prueba emitido por parte de LAPEM. 22.2 Impulso por rayo o maniobras 1.-Instalar DPS a todos los transformadores 2.- Seleccionar correctamente el DPS de acuerdo con la tabla siguiente:

VOLTAJE NOMINAL DEL DPS

3.- Conectar los Apartarrayos lo ms cercano al transformador. 4.- Interconectar el bajante a tierra de los Apartarrayos, con el neutro y tanque del transformador. 5.- La resistencia del electrodo de tierra deber ser como mximo de 20 ohms en poca de estiaje y 10 ohms en poca de lluvias. 6.- Reemplazar Apartarrayos de manera que el transformador tenga siempre su proteccin completa. 7.- Concientizar al personal que efecta las revisiones de los circuitos de la importancia que tiene el reportar: Apartarrayos daados, faltantes, bajantes de tierra rotos, Apartarrayos desconectados y mal conectados. 8.- En base al punto anterior programar los trabajos de mantenimiento necesarios. 9.- Si se tiene duda sobre Apartarrayos que no estn operando correctamente efectuar las pruebas correspondientes. 22.3 humedad en el aceite (Hermeticidad Defectuosa) 1.- Verificar que los empaques de tapas y boquillas cumplan la norma de referencia NRF-025-CFE-2002. 2.- Instruir al personal que hace maniobras de transformadores, que las efecten adecuadamente, ya que de no hacerlo pueden deformar el tanque, rompindose el empaque y boquillas. 3.- Mantenimiento preventivo al transformador, cuando en inspecciones rutinarias se detecten fugas de aceite. 4.- Evitar en lo posible abrir el registro de mano para el cambio de TAPs, si no fuera posible, que el empaque del registro de mano selle adecuadamente. 5.- Es necesario que todos los transformadores de distribucin, nuevos y reparados, se les realice la prueba de hermeticidad. 22.4 Proteccin Inadecuada 1.- Seleccionar adecuadamente el fusible de acuerdo a la capacidad del transformador. 2.- Inspeccin peridica de Apartarrayos. 3.- Programas de revisin a los sistemas de tierras. 4.- Concientizar al personal de la importancia que tiene que el equipo de proteccin quede instalado correctamente 22.5 Sobrecarga 1.- Cumplir con el programa de lecturas de carga y voltaje de transformadores. 2.- Derivado del anlisis de los resultados del punto anterior, corregir: A) Desbalanceo entre fases. B) Sobrecarga de fases.3.- Revisar las solicitudes de servicios para comprobar, si existe capacidad disponible en el transformador. 4.- Evitar secundarios mayores de 100 metros y emplear conductores de calibres adecuados. 5.- Seleccionar adecuadamente el fusible de proteccin primario. 6.- Analizar debidamente las solicitudes de cargas temporales. 7.- Vigilar y eliminar acometidas de servicios fraudulentos. En reas donde predomine este tipo de ilcitos se debe emplear proteccin secundaria a base de interruptor termo magntico. 8.- Hacer campaas de revisin y correccin de las protecciones de los servicios domiciliarios 9.- Eliminar falsos contactos. 10.- Completar en reas secundarias el nmero de fases necesarias para facilitar el balanceo de cargaOtras Causas) 1.- Cumplir con los programas de mantenimiento preventivos en las redes de distribucin. 2.- Obtener la mayor informacin que permita analizar con detalle el origen de la falla, a fin de identificar la causa y poder aplicar las medidas correctivas procedentes.Otras Causas) 1.- Cumplir con los programas de mantenimiento preventivos en las redes de distribucin. 2.- Obtener la mayor informacin que permita analizar con detalle el origen de la falla, a fin de identificar la causa y poder aplicar las medidas correctivas procedentes.Calentamiento excesivo 1. Humedad en los devanados... 2. Cruzamiento del devanado secundario. 3. Conexin interna defectuosa, 4. Ncleo flojo, mal aislado o de mala calidad 5. Diseo de fabrica defectuoso 6. Voltaje de lnea alimentadora superior al sealado en placa. 7. Sobrecarga.

Variacin de voltaje

1. Corto circuito en el devanado de alta tensin. 2. Corto circuito en el devanado de baja tensin. 3. Conexiones inadecuadas, ya sea en alta o en baja tensin. 4. Variacin en la red alimentadora

Tensin primaria:es la tensin a la cual se debe alimentar el transformador, dicho en otras palabras, latensin nominal(V1n) de su bobinado primario. En algunos transformadores hay ms de un bobinado primario, existiendo en consecuencia, ms de una tensin primaria. Tensin mxima de servicio: es la mxima tensin a la que puede funcionar el transformador de manera permanente. Tensin secundaria: si la tensin primaria es la tensin nominal del bobinado primario del transformador, la tensin secundaria es la tensin nominal (V2n) del bobinado secundario. Potencia nominal: es lapotencia aparentemxima que puede suministrar el bobinado secundario del transformador. Este valor se mide en kilovoltioamperios (kVA). Relacin de transformacin(Rt): es el resultado de dividir la tensin nominal primaria entre la secundaria. Intensidad nominalprimaria (I1n): es la intensidad que circula por el bobinado primario, cuando se est suministrando la potencia nominal del transformador. Dicho en otras palabras, es la intensidad mxima a la que puede trabajar el bobinado primario del transformador. Intensidad nominal secundaria(I2n): al igual que ocurra con la intensidad primaria, este parmetro hace referencia a la intensidad que circula por el bobinado secundario cuando el transformador est suministrando la potencia nominal. Tensin de cortocircuito(Vcc): hace referencia a la tensin que habra que aplicar en el bobinado primario para que, estando el bobinado secundario cortocircuitado, circule por ste la intensidad secundaria nominal. Se expresa en porcentaje.En relacin a este parmetro nos extenderemos un poco ms que su mera definicin. Por lo que acabamos de decir, la expresin resultante ser:

Y como la impedancia tiene un componente real y otro imaginario, tambin esta tensin los tendr:

Antes de continuar conviene aclarar que la impedancia de cortocircuito Zccla obtenemos, como cualquier otra impedancia, por la expresin ya conocida:

Solo resta hablar de la forma en que se suele dar el valor de la tensin de cortocircuito y que es en porcentaje, para ello usaremos la primera expresin de las que citamos a continuacin. Las dems muestran la relacin que hay entre las tensiones de R y X, que son iguales que las que hay en un tringulo de impedancias.

Intensidad de cortocircuito(Icc): si aplicamos al primario la tensin V1nestando el secundario cortocircuitado, circular una corriente muy elevada pues estamos en una situacin de avera elctrica. Puesto que la potencia de la red elctrica podemos considerarla infinita y la tensin del primario no vara y teniendo como nica carga en el circuito la impedancia de cortocircuito, tendremos:

y de la tensin de cortocircuito sabemos:

Por lo que si despejamos Zcc en ambas expresiones e igualamos, tendremos:

Esta expresin nos muestra la corriente de cortocircuito en el primario; la del secundario la obtendremos multiplicando por la relacin de transformacin. Cada de tensin: a efectos prcticos se considera que la tensin primaria es constante, y que la cada de tensin va referida al secundario. As definimos la cada de tensin como la diferencia entre la tensin del primario y la del secundario referido al primario.

si sustituimos el valor de cada trmino en la expresin anterior nos quedar:

Y recordando el concepto de reduccin al primario que ya hemos estudiado, la expresin anterior quedar simplificada de la siguiente manera:

FORMULACIN DE ACTIVIDADES:

Seor aprendiz, usted debe resolver el siguiente cuestionario, el cual debe entregar en forma escrita manualmente el da 28 de mayo de 2013, el ser socializado en clase, para la solucin de este se pueden apoyar en los documentos suministrado por el instructor y la bibliografa recomendada.

1.Cules son las partes fundamentales de un transformador?.2.Cuntos tipos de ncleos se utilizan en la construccin de los transformadores?.3. Por qu los amperes vueltas del secundario deben ser prcticamente iguales al aumento de los amperes vueltas del primario?.4. En qu principio se basa el funcionamiento del transformador?. Explique detalladamente la accin de autorregulacin del transformador. Qu se garantiza con esto?.5. Cules son las regulaciones de voltaje para el primario y el secundario de un transformador?. Qu significa cada trmino?.6. Cmo se refiere la fem del secundario al primario?. Qu significa fsicamente referir el devanado secundario al devanado primario?.7. Cules son los tipos de prdidas que aparecen en la operacin en vaco de un transformador?.8. Cmo varan las prdidas de vaco de un transformador en funcin del voltaje aplicado al lado primario?.9. Qu parmetros se obtienen en la prueba de vaco?.10. Defina la relacin de transformacin de un transformador.11. Cules son las dos misiones que desempea la corriente de vaco?. Cul es el orden de su magnitud y el del ngulo de desfasaje?.12.En qu se emplea la potencia activa que consume el transformador en vaco?.13. Cmo se realiza la prueba de vaco de un transformador?.14.Por qu en la prueba de cortocircuito se aplica un voltaje pequeo para obtener la corriente nominal?.15. En qu rango vara la corriente de cortocircuito de un transformador en rgimen de servicio?.16. Cmo se realiza la prueba de cortocircuito de un transformador?. Qu parmetros se obtienen en esta prueba?.17. Defina el trmino tensin de cortocircuito de un transformador.18. Qu se entiende por regulacin de tensin de un transformador?.19. Qu se entiende por factor de carga de un transformador?.20.Por qu a la tensin de cortocircuito tambin se le dice por ciento de impedancia?. Demustrelo.21. Puede la eficiencia ser medida en forma directa en los transformadores midiendo potencia de entrada y de salida?. Por qu?.22. Cul es la expresin para calcular la eficiencia de un transformador?. Cul es el orden de magnitud de la eficiencia de un transformador?.23. Cul es la condicin de mxima eficiencia de un transformador?. Qu valor toma el coeficiente de carga para esta condicin?.24. Desde el punto de vista del consumidor. Cul de los siguientes transformadores es mejor?. Por qu?. Transformador A: 5% de impedancia. Transformador B: 10% de impedancia.a. La empresa de suministro elctrico tendr el mismo criterio?.25. Explique cmo se realiza la prueba de vaco en el caso de un transformador trifsico. Cmo se determinan los parmetros?.26. Explique cmo se realiza la prueba de cortocircuito en el caso de un transformador trifsico. Cmo se determinan los parmetros?.27. Cmo se clasifican los transformadores segn el circuito magntico?.28. Qu tipos de conexiones son las que se utilizan en los transformadores trifsicos?.29.En qu se diferencia un autotransformador de un transformador ordinario?. Dnde se emplean los primeros?. Por qu no es posible emplearlos para grandes relaciones de transformacin?.30.Defina qu se entiende por potencia inductiva o electromagntica y por potencia conductiva o elctrica en un autotransformador. Diga sus significados fsicos.31 Qu se entiende por kVA nominales del transformador?.

BIBLIOGRAFIA DE ANEXOS:Mquinas elctricas de Stephen J Chapman 3e.Otros documentos tcnicos ver plataforma Senasofa en el LMS.- Transformadores Industriales, Francisco L. Singer, Neotcnica, BuenosAires 1976.- Principios Bsicos de transformadores y Diagnostico de Fallas en Transformadores de Distribucin

EVALUACIN: Cuestionario.