8 procedimientos de prueba comunes para transformadores eléctricos

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Los transformadores que aumentan (reducen) o reducen (reducen) el voltaje eléctrico se utilizan en muchas aplicaciones industriales y de servicios públicos. donde sea que se usen, es fundamental que el equipo de instalación complete varias pruebas diferentes antes de la instalación. Las pruebas diligentes aseguran la idoneidad eléctrica, térmica y mecánica del transformador para el sistema que se atiende. La mayoría de las pruebas realizadas en transformadores de potencia se definen en estándares nacionales creados por ieee, nema y ansi.cada tipo de transformador y cada contratista o proveedor de servicios tendrán un régimen específico de pruebas recomendadas, pero es fundamental que el equipo de instalación las lleve a cabo diligentemente para garantizar un funcionamiento seguro y eficiente del sistema.

Hay 8 pruebas diferentes comúnmente aplicadas a los transformadores de potencia. La mayoría de las rutinas de prueba incluirán la mayoría de estas pruebas.

prueba de relación de vueltas

La prueba de relación de espiras del transformador se utiliza para asegurarse de que la relación entre los devanados de las bobinas primaria y secundaria siga las especificaciones adecuadas. Esta prueba asegura que el transformador proporcionará el aumento o disminución de voltaje adecuado.

la relación de vueltas se calcula dividiendo el número de vueltas en el devanado primario por el número de vueltas en la bobina secundaria. Este cálculo define la salida esperada del transformador y proporciona el voltaje correspondiente requerido en el devanado secundario. En un transformador reductor diseñado para reducir el voltaje, el número de vueltas en la bobina secundaria debe ser menor que en el primero, mientras que en el transformador elevador, la bobina secundaria debe tener más vueltas que la primera bobina.

la relación se calcula en condiciones sin carga, utilizando una herramienta conocida como probador de relación de espiras . Si se realiza correctamente, la prueba puede identificar el rendimiento del cambiador de tomas, giros cortos, bobinados abiertos, conexiones de bobinado incorrectas y otras fallas dentro de los transformadores.

las lecturas simultáneas de voltaje se llevan al área de los devanados de bajo y alto voltaje después de que el voltaje se aplica a un devanado. La relación es la división entre la lectura alta y la lectura baja. Si se trata de un transformador trifásico, cada fase se prueba individualmente.

prueba de resistencia de aislamiento

Conocida comúnmente como la prueba de megger, la prueba de resistencia de aislamiento mide la calidad del aislamiento dentro del transformador . Las pruebas generalmente se realizan con un megaohmímetro, una herramienta similar a un multímetro pero con una capacidad mucho mayor. Algunas variaciones en los resultados de las pruebas son naturales, dependiendo de la humedad, la limpieza y la temperatura del aislamiento, pero para pasar, el aislamiento debe demostrar una mayor resistencia que los estándares internacionales prescritos para el tipo de transformador.

La prueba de resistencia de aislamiento implica medir la resistencia de aislamiento de un dispositivo mientras la fase y el neutro se cortocircuitan juntos. Se recomienda que el tanque y el núcleo siempre estén conectados a tierra cuando se realice esta prueba y que cada devanado esté en cortocircuito en los terminales del buje. Las resistencias se miden entre cada devanado y entre todos los demás devanados y tierra.

prueba de factor de potencia

La prueba del factor de potencia determina la pérdida de potencia del sistema de aislamiento del transformador midiendo el ángulo de potencia entre un voltaje de CA aplicado y la corriente resultante. El factor de potencia se define como el coseno del ángulo de fase entre el voltaje y la corriente. Para un aislamiento ideal, el ángulo de fase es de 90 grados, pero en la práctica, ningún aislamiento es ideal. cuanto más cerca esté el ángulo de fase a 90 grados, mejor será el aislamiento.

la prueba se realiza con un kit de prueba de factor de potencia y las conexiones son las mismas que para la prueba de megger (la prueba de resistencia de aislamiento). Esta prueba puede repetirse durante la vida útil del transformador y verificarse con el resultado obtenido durante la fabricación, como un control para determinar si el aislamiento está funcionando mal o se está deteriorando. 

prueba de resistencia

La prueba de resistencia se lleva a cabo varias horas después de que un transformador ha dejado de conducir corriente cuando alcanza la misma temperatura que su entorno. El propósito de esta prueba es verificar las diferencias de resistencia entre devanados y aperturas en las conexiones. Esta prueba asegura que cada circuito esté correctamente cableado y que todas las conexiones estén apretadas. La prueba de resistencia se realiza utilizando un ohmímetro de transformador.

la resistencia del devanado se calcula midiendo el voltaje y la corriente simultáneamente; idealmente, la corriente medida estará lo más cerca posible de la corriente nominal. realizar esta prueba le permitirá calcular y compensar las pérdidas de carga en su conjunto.

prueba de polaridad

la polaridad se refiere simplemente a la dirección del flujo de corriente en un transformador, y se realizan pruebas para garantizar que todos los devanados estén conectados de la misma manera , y no en formas opuestas que puedan causar un cortocircuito. La polaridad es una preocupación vital si varios transformadores van a estar en paralelo o conectados a un banco.

La polaridad en un transformador se clasifica como aditiva o sustractiva, y se prueba con un voltímetro. cuando se aplica voltaje entre los bujes primarios y el voltaje resultante entre los bujes secundarios es mayor, significa que el transformador tiene polaridad aditiva. Los transformadores trifásicos también se verifican por polaridad por los mismos medios.

prueba de relación de fase

Esta prueba detectará si dos o más transformadores se han conectado en una relación de fase correcta. Esta prueba calcula el desplazamiento angular y la secuencia de fase relativa de los transformadores y puede realizarse al mismo tiempo que las pruebas de relación y polaridad. Se pueden registrar los voltajes de la fase de los devanados primario y secundario en cada transformador y hacer comparaciones para obtener la relación de fase entre ellos.

pruebas de aceite

el aceite que proporciona propiedades de aislamiento y enfriamiento para un transformador debe probarse antes de que el transformador se energice, y periódicamente como parte de un programa de mantenimiento regular. generalmente se realiza con una unidad de prueba portátil que aplica un voltaje de prueba que aumenta en intensidad hasta que se detecta un punto de ruptura del aceite. Una prueba de muestra de aceite puede detectar varias cosas en un transformador:

  • numero de acido
  • ruptura dieléctrica
  • Factor de potencia
  • contenido de humedad
  • tensión interfacial

Las pruebas de aceite son muy útiles para determinar la condición del aislamiento y el aceite. Con base en estos resultados, se puede establecer un programa de mantenimiento para el transformador.

inspección visual

Aunque esta es la más simple de todas las pruebas, una inspección visual puede revelar problemas potenciales que no pueden ser detectados por otras formas más sofisticadas de pruebas de diagnóstico. Se debe establecer un procedimiento estándar para realizar la prueba visual, identificando los elementos a ser vistos y los criterios para los juicios de aprobación / reprobación. estos pueden variar, según el tipo de transformador y las circunstancias de la instalación, pero la mayoría de las inspecciones visuales estándar buscan la presencia de etiquetas del fabricante, signos de daños físicos, el estado de las soldaduras, pérdida o pérdida de aceite, integridad de las conexiones de los cables, y la condición de las válvulas y medidores (si están presentes).