2_Pruebas_transformadores

7/29/2019 2_Pruebas_transformadores

1/81

Megger

Seminario TericoSeminario Terico--PracticoPracticoPruebas de Factor de Disipacin / FactorPruebas de Factor de Disipacin / Factor

de Potencia en Transformadoresde Potencia en Transformadores

1

Buenos AiresBuenos Aires La PlataLa Plata -- MontevideoMontevideo

Mayo 2012Mayo 2012

www.artec-ingenieria.com


2/81

Factor de Potencia / Factor de Disipacin

Definicin Es una tcnica de prueba elctrica que aplica tensin AC

para medir la corriente de fuga/ prdida en el asilamientoelctrico.

Requerimiento

2

o o s s ema e a s am en o s n mpor ar su con c ntiene una cantidad medible de perdidas dielctricas.

El envejecimiento del material aislante es causa unincremento en las perdidas de dielctrico.


3/81

Caractersticas del Aislamiento

En un sistema de aislamiento ideal

conectado a una fuente de tensin AC, la

corriente es 100% capacitiva y adelanta a la

tensin en 90 grados exactamente.

3

= =

Capacitor=

Vs

Ic

Vs

Ic


4/81


No existe Aislamiento Ideal. Una pequeacantidad de corriente fluye a travs del materialaislante y se denomina corriente de fuga.

La corriente de fuga se compone de dos

elementos.

4

Corriente Capacitiva

En condiciones reales de aislamiento,adicionalmente a la corriente capacitiva, apareceuna corriente resistiva (prdidas) en fase con eltensin.


5/81


En la practica no existe aislamiento perfecto,

por ende, posee una cantidad mnima de

perdidas y la corriente total adelanta al vector

de tensin por el ngulo de fase.

Ic Ic

5

VsIR

Vs VsIR

IT


6/81

Factor de Potencia / Factor de Disipacin

tanDisipaciondeFactor

cosPotenciadeFactor

6


7/81

Que es el Factor de Potencia?

Factor de Potencia es la relacin entre el

componente resistivo de la corriente y el

vector de corriente resultante.

7

Ic

VsIR

ITFactor de Potencia= IR /IT


8/81

Que es el Factor de Disipacin?

Factor de Disipacin se define como la

relacin entre el componente resistivo

de corriente con respecto al

componente capacitivo.

8

Ic

VsIR

IT Factor de Disipacin= IR/IC


9/81

Factor de Potencia vs Factor de Disipacin

Ambos valores soncasi idnticos hastaun 10% FP y FD;

mas all del 10%los valores

15.000%

20.000%

25.000%

30.000%

F

/DF

9

discrepan en mayorgrado.

0.000%

5.000%

10.000%

75808590

Theta

cos tan Deviation


10/81

FP vs FD Rango Tpico

1.500%

2.000%

2.500%

3.000%

3.500%

PF

/D

F

10

2.13E-05

0.000%

0.500%

1.000%

.

8888.58989.590

Theta

PF DF Deviation


11/81

Medicin de Capacitancia

11


12/81

Prueba de Factor de Potencia

Se aplica tpicamente 10kV AC. No se debe exceder el valorde tensin nominal del espcimen bajo prueba.

Medicin Corriente de perdida(mA)

Perdidas de Potencia (W) Ca acitancia F

12

Los devanados se conectan en corto circuito Conecte en corto circuito todos los terminales de AT

Conecte en corto circuito todos los terminales de BT


13/81

Sistemas de Aislamiento

Papel/Aceite

Factor de Potencia no es

dependiente de la tensin

Prueba de Factor de Potencia- Aplicaciones

13

Aislamiento tipo Seco

Factor de Potencia esdependiente de la tensin


14/81

Prueba de Factor de Potencia- Resultados

Incrementos en PF significa:

Contaminacin

Deterioro Qumico

Dao por sobrecalentamiento

Humedad

14

Si el sistema de aislamiento es dependiente de la tensin, la

prueba (tip-up) puede identificar ionizacin

Variaciones en capacitancia indican:

Deformaciones mecnicas en las estructuras de ncleo/bobinas Humedad


15/81

Equipos de prueba de FP / FD Utilizacin en

Evaluacin de Aparatos Elctricos

Transformadores

Interruptores Automticos

Maquinaria de Rotacin

15

qu os s an es

Bujes de Alta tensin

Otros


16/81

Modos de Prueba

Ungrounded Specimen Test (UST)

Grounded Specimen Test (GST)

Grounded Specimen Test with Guard

Connection (GST-G)

Corriente de Excitacin

16

Prueba Tip-up


17/81

Conductores de Prueba

Delta 4000

Cuatro Hilos de Conexin Cable de Alta Tensin

Cable de Medicin y Guarda Rojo

Cable de Medicin y Guarda Azul

17

a e e erra


18/81

Factor de Potencia delAislamiento

Pruebas de FP en Transformadores

18

(Fuente: Waukesha)


19/81

Circuito Elctrico Integridad de Conductor / Devanado Tensin / Relacin de Transformacin y Polaridad (TTR) Resistencia DC de Devanados (MTO)

Circuito Elctrico Integridad del Ncleo Magntico Prueba de Circuito Abierto sin carga (Corriente de

Excitacin)

Prueba de Corto Circuito (Prdidas de Carga o Reactanciade Dispersin))

Pruebas en Transformadores - Generalidades

19

Integridad del Aislamiento Elctrico AC Factor de Potencia / Factor de Disipacin (Tangente

Delta) DC Resistencia de Aislamiento Pruebas de aislamiento del Aceite

Humedad en la Celulosa (DFR) Integridad Mecnica

SFRA


20/81

Pruebas de Fabrica en Transformadores

IEEE C57.12.90 Cdigo Estndar de Pruebas

20


21/81

Pruebas de Transformadores en Fabrica

Pruebas de Rut ina en Fabr ica:

Relacin de Transformacin y Polaridad

Resistencia de Devanados

Perdidas sin carga y Corriente de

Excitacin

21

Transformer Factory Test Floor

(Source: ABB)

Factor de Potencia del Aislamiento

Saturacin de TC, Relacin, Polaridad

Funciones de Control y cableado

Punto de Roco

Impulso Tensin Inducida

Anlisis de Gases Disueltos (DGA)


22/81

El aislamiento dielctrico esrepresentado por un modelo detipo capacitivo, es decir:

Consiste de 2 electrodosconductivos, separados a unacierta distancia.

Con un tipo especifico de

Transformador Circuito Dielctrico

22


23/81

Transformador Circuito Capacitivo

= =

23

Circuito capacitivo equivalenteTransformador de Potencia sin devanado Terciario

(Fuente: National Grid )


24/81

Modo de Prueba UST

Ungrounded Specimen Test

Esta prueba se realiza cuando ambos

terminales del espcimen de prueba

24

.

Esta prueba se realiza para mediciones

separadas en sistemas complejos de

aislamiento.


25/81

(UST) Ungrounded Specimen Test

Prueba de Factor de Potencia Configuracin

25

Medicin porConductor Rojo


26/81

Modo de Prueba GST

Grounded Specimen Test

Esta es la conexin de prueba mas

26

frecuentemente utilizada e involucra todo

el aislamiento entre el conductor de Alta

Tensin y Tierra


27/81

(GST) Grounded Specimen Test


27

Mide conductor Rojo y Tierra


28/81

Modo de Prueba GST-g


28

valores totales de la prueba GST en

pates separadas para un mejor anlisis.


29/81

GST con Guarda


29

Guarda

Mide Tierra y Guarda Rojo


30/81

GST with Guard

Modos de Prueba

GST UST

30

Guard


31/81

Configuraciones de Prueba

Ungrounded Specimen Test

Grounded Specimen Test

Ground Red Blue

Ground Red Blue

Medicin

31


Ground Red Blue


32/81

32


33/81

33


34/81

Pruebas con Equipo de Factor de Potencia

Prueba de Corriente de Excitacin

Esta prueba se utiliza para el diagnostico

de roblemas de devanados fallas en el

34

ncleo. Se aplica una tensin en el

devanado primario del transformador

(mximo hasta la tensin nominal) y se

mide en circuito abierto


35/81



35


36/81



36


37/81



37


38/81

38


39/81


Tip-up Test

Esta prueba involucra una serie de

pruebas generalmente aplicadas a

39

maquinaria de rotacion donde el FP es

medido como una funcion del Voltage de

Prueba


40/81

Prueba de Factor de Potencia - Resultados

Valores de FP y condicin del aislamiento para unidadesinmersas en aceite >500kVA

Lectura de Factor de PotenciaPosible Condicin del

Aislamiento

0.5% Bueno

> 0.5% - 0.7% Deterioro Normal

40

Mantener un registro de los resultados de la prueba de factor

de Potencia es imprescindible. Eso permite visualizar el gradoy la velocidad de deterioro del aislamiento

> 0.7% - 1% Requiere Investigacin

> 1% Deterioro Excesivo


41/81

Pruebas de Factor de Potencia en Bujes

Los bujes son el elemento de conexin entrelneas energizadas y equipos/aparatos elctricosdebidamente conectados a tierra:

Transformadores

Potencia, distribucin, reactores, autotransformadores

41

En aceite, vacio, SF6

Otros aparatos

Los bujes proveen aislamiento de una variedad de

esfuerzos elctricos que pueden variar desdepocos cientos hasta muchos miles de voltios.


42/81

42


43/81

Construccin del Buje

Condensador / Grado Capacitivo Est diseado en capas de material

aislante el cual crea capacitores entreel conductor central y tierra.

Se construyen con un punto derueba ara la ca acitancia

43

Equivalente Elctrico

Circuito

graduada. Normalmente puesto atierra en servicio.

Tap de Prueba (Tap Capacitivo)

Tap de Potencial


44/81


Condensador / Buje de Capacitancia Graduada

44


45/81


Condensador / Buje de Capacitancia Graduada

45


46/81

Pruebas en Bujes de Tipo Capacitivo

La prueba mas importante esla medicin de C1.

Se mide la calidad delaislamiento principal del buje.

AT se aplica al conductor

46

cen ra .

La medicin se realiza conrespecto al tap de prueba delbuje.

Modo de Prueba UST,Ungrounded Specimen Test.


47/81

Prueba de C1

47


48/81

C1 Resultados de las Pruebas Reglas Generales para evaluar los datos de la prueba de

Factor de Potencia en C1 un valor inicial de referencia esnormalmente provisto en los datos de placa.

Entre el valor de FP de placa y hasta 2 veces ese valorAceptable

Entre 2 3 veces el valor de FP de laca

48

Observacin Continua del buje

Valor superior a 3 veces el dato de FP de placaReemplace el Buje


49/81

C1 Resultados de la Prueba Reglas Generales para evaluar los datos de la prueba de

Capacitancia en C1 un valor inicial de referencia esnormalmente provisto en los datos de placa.

Capacitancia de Placa 5%

Aceptable

49

Capacitancia de Placa desde 5% a 10%

Observacin Continua

Capacitancia de Placa 10% o mayor

Reemplace el Buje


50/81

Pruebas en Capacitor C2

C2 Es la medicin del aislamiento entre el tapcapacitivo y la brida del buje.

Conexin inversa a la prueba de C1.

La tensin de prueba se aplica al tap capacitivo.

La medicin es con respecto a tierra (la brida).

50

El conductor central esta conectado a guarda.

El modo de prueba es GST, Grounded SpecimenTest.

Debe tomarse precauciones para no estresar elaislamiento con excesiva tensin.


51/81

Prueba en Capacitor C2

Una simple regla a seguir es: Si la tapa del tap de pruebas del buje conecta a tierra el

tap, entonces no exceda de 500 V.

Si el tap del buje no se encuentra conectado a tierramientras esta en servicio (tap aislado con respecto a

tierra, usualmente en aceite) entonces esta diseando

51

para mayores niveles de tensin, generalmente 2.5kV.

Si usted no puede encontrar las especificaciones delfabricante, aplique 500 voltios.


52/81

Prueba en C2

52


53/81

C2 Resultados de Pruebas

Reglas Generales para evaluar los datos de la prueba de Factor dePotencia en C2 un valor inicial de referencia NO es normalmenteprovisto en los datos de placa de bujes < 115kV.

Los resultados de la prueba de FP deben observarseperidicamente en cada buje.

53

Los valores de FP deben compararse con bujes similares (porlo general, montados en el mismo aparato elctrico).

Dependiendo del diseo del buje, el valor de FP de C2 variaentre 0.1% y 2% (referencia pg 152 in ABBs Service Handbook for Transformers)

Los estndares de IEEE no especifican limites para el valor deFP de C2 (Referencia IEEE 57.19.00-1991; IEEE 57.19.01-1991)


54/81

C2 Resultados de Pruebas

Reglas Generales para evaluar los datos de la prueba deCapacitancia en C2 en caso de tener un valor inicial dereferencia en los datos de placa.

Capacitancia de placa 5%

Aceptable

54

Capacitancia de Placa de 5% a 10%

Observacin Cercana del Buje

Capacitancia de Placa 10% o mayor

Reemplace el Buje


55/81

Pruebas de Collar Caliente en Bujes

La tcnica de pruebas de Collar caliente esespecialmente efectiva para detectar:

Contaminacin interna por humedad en el rea superior

de bujes rellenos con compuestos.

55

,cobertura epdica

Y, bajo nivel de compuesto o liquido.


56/81

Pruebas de Collar Caliente (GST)

56


57/81

Pruebas de Collar Caliente (UST)

57


58/81

Pruebas de Collar Caliente

Donde coloco el collar? Cuantas pruebas necesito realizar?

58


59/81

Pruebas de Collar Caliente

Para bujes con tres o menos faldones, realice unaprueba de collar caliente con el collar ubicado entreel primer y segundo faldn.

Para bujes con cuatro o cinco faldones, realice dos

pruebas de collar caliente. Una prueba con el collar

59

collar ubicado en el penltimo faldn hacia abajo.

Para bujes con seis o mas faldones, realice trespruebas de collar caliente. Faldn superior, inferior

e intermedio.


60/81

Resultados de la Prueba de Collar Caliente

Reglas Generales para evaluar lasprdidas (Watts) en los datos deprueba con collar caliente

Perdidas Watts < 100 mW

60

u e cep a e

Prdidas Watts 100 mW

Buje a rechazo


61/81

Resultados de la Prueba de Collar Caliente

Reglas generales para evaluar elvalor de corriente en los datos deprueba con collar caliente

Valores de Corriente dentro del 10% del

61

Buje Aceptable

Valores de Corriente mayores al 10%

del valor de otros bujes similaresBuje a Rechazo


62/81

Pruebas de Relacin de Transformacin

Para realizar la prueba de relacin detransformacin en un transformador se requierentres pasos usando el Capacitor TTR Cat. No.36610.

1. Configure su DELTA4000 en modo UST, conecte el

62

de medicin. Asegrese que el capacitor de referenciay los extremos de los cables estn suspendidos en elaire, por lo menos a dos pies de distancia con otrosobjetos. Tome la lectura a 10kV. Los resultados son el

valor de C1.


63/81


63


64/81


65/81


3. La relacin de transformacin segn placa estadado por la relacin de tensiones V1/V2. Larelacin de transformacin medida en eltransformador corresponde a la medicin deC1/C2.

65


66/81

Resultados Tpicos de la Prueba de FP

66


67/81

Otras Consideraciones

Buena Documentacin las pruebas se debenrealizar de la misma manera siempre.

Fueron los resultados de la prueba normalizados a 10kV?

67

e ap caron ac ores e correcc n e empera ura

Cual fue el nivel de humedad?

Realice anotaciones referente a conexiones (ejemplo:ubicacin del collar caliente)


68/81

Delta400012-kV Sistema de Diagnostico de Aislamiento

68

Caractersticas del Producto


69/81

Factibilidad de

Pruebas Factor de Potencia

Factor de Disipacin

Corriente de Excitacin

Tip-up Automtico

Barrido de Frecuencia

Potencia (Watts Prdidas)

Delta 4000 Caractersticas

Aplicaciones Transformadores de

Potencia

Transformadores deDistribucin

Transformadores deInstrumentacin

Maquinas Rotativas

Aislamiento Liquido

69

n uc anc a

Capacitancia

Relacin de Transformacin*

Reactancia de Dispersin*

Bujes

Cables

Bancos Capacitivos

Interruptores Automticos,

Pararrayos

* Requieres Opcional Accesorio


70/81

Diseo de dos componentes:1. Modulo de Control con circuitera de medicin, 31 lbs. o 14 kg

2. Modulo de elevacin de AT 48 lbs. o 22 kg

Dos tipos de mdulos de Control :

Delta 4000 Caractersticas

70

Dos vas de Operacin (ambas incluidas): Automtica via PowerDB Software

Manual via Delta Control Software

D lt 4000 E ifi i T i


71/81

Delta4000 Especificaciones Tcnicas

Salida de tensin

0-12 kV

Rango de Frecuencia

1-505 Hz

71

Salida de Corriente

300 mA, 4 minutos 100 mA, continuo

Precisin de la Medicin (Capacitancia/Inductancia/FP/FD) 0.5%

S id d


72/81

El cable de AT esta conectado a tierra y apantallado en ambos

extremos

Seguridad

72

AT conector Guarda, 0VA potencial Tierra= Chasis.

F il d I t f


73/81

Fcil uso de Interface completamente automtica con PowerDBSoftware. Pruebas manuales para verificacin y validacin de resultados oanlisis adicional con Delta Control.

Automtico usando PowerDB Manual usando Delta Control

73


74/81

Accesorios Opcionales Delta 4000

Juego de Capacitores de Referencia Permite la verificacin rpida en campo

de Capacitancia y FP/FD

Permite la medicin TTR en AT

74

Inductor de Resonancia

Permite la prueba en

rangos capacitivos mayores


75/81

Accesorios Opcionales Delta 4000

Juego de accesorios y conectores

Conectores para Tap de Bujes

Correas collar caliente

Medidor de Temperatura/Humedad

75

Conductores para puentes

Celda de Pruebas de Aceite

Para pruebas de lquidos aislantes hasta

10kV


76/81

P b A t ti d P DB S ft


77/81

Prueba Automtica usando PowerDB Software

1. Seleccione la plantilla para elobjeto de prueba

2. Ingrese datos de Placa

3. Ejecute la prueba automticay observe como los datos seincorporan al reporte

4. Im rima uarde ara futuras

77

comparaciones y anlisis detendencias

** CARACTERISTICA IMPORTANTE: El usuario puede importa con

facilidad datos histricos de mediciones con equipos de lacompetencia.

Prueba Manual Usando Delta Control Software


78/81

Prueba Manual Usando Delta Control Software

Fcil Interfase permite el

control manual de laUnidad

DELTA4000 puedeusarse en modo manualusando Delta Control

78

,operador tiene controlabsoluto sobre laconfiguracin de laprueba.

C i d T t ITC


79/81

Dependencia Trmica Real del

Aislamiento con Correccin Individualde Temperatura (ITC)

La correccin de temperatura en los equipostradicionales se realiza mediante la utilizacin detablas estadsticas y curvas de correccin dadaspara diferentes tipos de materiales aislantes.

Los valores medidos se referencian a

Individual

Temperature

Correction

(patent pending)

** INDUSTRY FIRST ** Esta esla primera ocasin en la industriaque un equipo avanza

tecnolgicamente sobre el uso

Correccin de Temperatura por ITC

79

.

Con ITC nosotros estimamos la dependenciaTrmica real del objeto de prueba al medir FDsobre un rango de frecuencia determinado yluego matemticamente calculada la correccinde temperatura a 20 C., esto resulta enmediciones mas precisas y una mejorevaluacin de la condicin del material aislante.

comn de tablas y determina lacorreccin real basado en lacondicin actual del materialaislante.

* Megger es la UNICA Compaia capaz

de hacer esto! *

Tecnologa de p nta Filtrado Digital


80/81

Genera su propia Sealde PruebaIndependientemente de la frecuencia delnea, lo cual permite una seal limpia,confiable y de mayor precisin..

Tecnologa de punta Filtrado Digital

80

Alta Supresin de RuidoEl sistema puede operar con hasta 15 mA decorriente de interferencia o una relacinseal/ruido de hasta 1:20 lo cual permiteoperar de manera confiable en condicionesextremas.


81/81

81

2_Pruebas_transformadores

Documents

Transcript of 2_Pruebas_transformadores