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Pruebas de resistencia del transformador

Pruebas de resistencia del transformador

El deterioro de la resistencia de aislamiento es una de las causas más comunes de avería en el transformador: un transformador averiado supone una sustitución costosa en un sistema eléctrico, con el riesgo potencial de sufrir un largo período de inactividad. Si no mantiene un transformador con regularidad mediante mediciones de resistencia de aislamiento (como las que se pueden efectuar con la serie de ohmímetros para transformadores MTO de Megger), es probable que falle antes de alcanzar su máxima vida útil.

Al medirse la resistencia del bobinado de un transformador de una borna alta tensión a otro, la prueba puede revelar una gran cantidad de información acerca del transformador. Aparte, como es obvio, de un bobinado de transformador defectuoso (es decir, un bobinado abierto o en cortocircuito), pueden detectarse problemas más sutiles. La corriente CC, además de circular por el bobinado, también fluye a través del conmutador de ajuste de la relación desenergizado (DETC), el conmutador de ajuste de la relación energizado (cambiador de tomas bajo carga, OLTC), así como también a través de numerosas conexiones soldadas y mecánicas. Por lo tanto, la integridad de todos estos componentes puede comprobarse utilizando instrumentos de medida de la resistencia del transformador. Al ensayar la prueba de corriente CC a través de conmutadores OLTC en transición (cambio de toma), se valida el correcto funcionamiento de "apertura antes de cierre". Por experiencia, se sabe que un cambiador de tomas bajo carga presenta el mayor riesgo de mal funcionamiento al operar dentro de un transformador.

 

Los problemas o fallos en el transformador se producen debido a un mal diseño, montaje, manipulación, daños ambientales, sobrecarga o mantenimiento inadecuado. Medir la resistencia de los bobinados del transformador garantiza que las conexiones son correctas, y las mediciones de la resistencia indican que no hay discrepancias severas. La mayoría de los transformadores de potencia tienen tomas integradas. Estas tomas permiten aumentar o reducir la relación en fracciones de un porcentaje. Los cambios de relación implican el movimiento mecánico de un contacto de una posición a otra, y, durante la medida de resistencia del bobinado, se debe efectuar también una prueba del cambiador de tomas del transformador para confirmar el funcionamiento correcto.

 

OLTC diagnosis

Electrical field tests:

  • Exciting current; exciting current tests have the ability to detect a myriad of transformer tap changer problems (DETC and OLTC), including: misalignment, coking and wear of contacts, loose moveable contacts, improper wiring from the tap winding to the OLTC, reversed connections to the preventative autotransformer (PA) of an OLTC, open- or short-circuited turns or high resistance connections in the OLTC PA, series autotransformer or series transformer, and more.
  • DC winding resistance; a DC winding resistance test is used to detect any problem which impacts the integrity of the current carrying path between terminals of a winding, including the tap changer.  It is particularly adept in identifying partial open-circuited conditions.
  • Dynamic winding resistance; a dynamic winding resistance test is the measure of the DC current and resistance (as a function of time) as the OLTC changes tap position.  It is particularly effective at identifying problems with the diverter switch, diverter switch contacts and transition resistors of a resistive style OLTC.  Generally, the test assesses the integrity of any component which makes, carries or breaks current during an OLTC operation.
  • Sweep frequency response analysis (SFRA); the mechanical integrity of the tap windings and their leads are assessed in the mid- to upper-frequency ranges of an FRA test on a transformer

 

Oil Tests:

  • DGA; normal gassing patterns (produced as insulating materials deteriorate) vary for each family of OLTCs.  DGA on a sample of oil from the OLTC is an effective tool for identifying problems such as localised overheating or excessive arcing, which will result in a change in the OLTC’s typical gassing behaviour (for example, the ratio of the hydrocarbon gasses change).
  • Dielectric Strength; checks that the dielectric breakdown voltage of the oil in the OLTC is above a minimum threshold.  This is influenced by the relative saturation of water in oil and presence of conductive particles (number and size). 
  • Moisture; a test for excessive water in the tap changer, which reduces the dielectric breakdown strength of the oil and can accelerate aging of the contacts

 

Other Tests:

  • Infrared; checks for a temperature difference between the transformer’s main tank and tap compartment; it is atypical for the tap compartment to be as hot or hotter than the main tank,
  • Acoustics
  • Inspection