4. Factor de Potencia & Disipación Para El Diagnóstico de Transformadores

7/17/2019 4. Factor de Potencia & Disipación Para El Diagnóstico de Transformadores

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FACTOR DE POTENCIA / DISIPACIÓN

TRANSFORMADORES

Jefry Arias Ochoa, IE

Septiembre de 2012



Contenido

• Generalidades

•

• Factor de perdidas / capacitancia

• Pruebas de factor de potencia• Pruebas de factor de potencia en transformadores.

• Pruebas de factor de potencia en bujes

•



Contenido

• Generalidades

•




•



Generalidades

• Definición

Técnica de rueba eléctrica ue a lica volta e ACpara medir la corriente de fuga/perdida en el

aislamiento eléctrico.

• u u

Tensión de salida: 0 – 12 kV AC.Frecuencia de salida: 0 – 505 Hz.



Generalidades

• Aplicación / Utilidad

Calidad del aislamiento

Movimiento de devanados

• Normas a licables

IEEE: C57.12.90 - 2006.

– .

IEC: 60076 – 2004.



Generalidades

• Características del Aislamiento

En un “sistema de aislamiento ideal” conectado auna fuente de voltaje AC, la corriente es 100%

ca acitiva adelanta al volta e en 90 rados

exactamente.



Generalidades

• arac er s cas e s am en o

o ex s e s am en o ea na peque a can a e

corriente fluye a través del material aislante y se

.La corriente de fu a se com one de dos elementos:

• Corriente capacitiva

• Corriente resistiva



Generalidades

Características del AislamientoCircuito equivalente paralelo

de aislamiento,

corriente capacitiva,

resistiva (pérdidas) en

.



Contenido

• Generalidades

•




•



Factor de otencia / disi ación

•

disipada en vatios y el producto de la corriente por elvoltaje, en voltio-amperios, cuando es probado con un

vo ta e s nuso a y a o con c ones prescr tas.C57.12.80 – 1978)




• ac or e s pac n

s a co angen e e ngu o en re e vo a e s nuso a

aplicado al diléctrico y la correinte resultante a través del

–.




Para valores de δ menores a 20°, tan

δ es aproximadamente igual a cos Θ.






Contenido

• Generalidades

•




•



Factor de erdidas

El factor de erdidas en una relación sindimensiones expresada en porcentaje, la cual

da una indicación de la condición del

aislamiento. Esta es medida en términos defactor de disi ación tan δ o factor de

potencia (cos Θ)



Ca acitancia

• Cambios en la capacitancia indican movimientos o cambios del

• Variaciones del 5% se deben investigar con el equipo aún funcionandoy con el 10% o más, se debe sacar el equipo de servicio



Contenido

• Generalidades

•




•



Pruebas de factor de otencia

Tensión de prueba: No debe de exceder el

prueba. Los equipos normalmente referencian

Variables medidas: Corriente (mA)

Potencia (mW)

apac anc a p

Cos Θ / Tan δ




Modos de prueba: Ungrounded Specimen Test

Grounded Specimen Test (GST)

Grounded Specimen Test withGuard Connection (GST-G)

Corriente de Excitación

-




Elementos de prueba: Unidad de control

Cable de AT

Cable de medidción y guarda rojo

Cable de tierra.

ccesor os.



Prueba de factor de otencia

Se manejan tres (3) posiciones:

1. UST ro o tierra mide azul.

Significa prueba de equipo no

puesto a tierra, como su

2. UST, azul tierra mide rojo.

3. UST, rojo y azul miden

nombre lo indica la prueba

mide la corriente del equipo

ue no circula hacia tierra.




• Modos de Prueba (GST tierra)

Significa prueba de un equipo puesto a tierra, tiene como objetivo medir

toda la corriente de fuga que circula hacia tierra y que circula hacia el

, .

posición:

1. GST rojo y azul a tierra.




Se manejan tres (3) posiciones:

1. GST, rojo guarda azul tierra.

En este modo solo se mide la

corriente de fuga hacia tierra

2. GST, azul guarda rojo tierra.

3. GST, rojo y azul guardan no aterrizado

obviando la corriente que circula

por el cable de bajo voltaje.




EQUIPO ELÉCTRICO CORRECIÓN

• Incidencia de la temperatura

POR °C

Bushings en aceite Si

Las características eléctricas de

la mayoría de los materialesTransformadores en aceite Si

Reguladores de Tensión enSi

temperatura. Por ello se hacenecesario referenciar los

Transformadores de Medidaen aceite

Si

temperatura normalizada

(usualmente 20 °C) que permita a

n errup ores y

seccionadores en vacioNo

Cables Nou uro rea zar a comparac n e

los resultados, si aplica.Máquinas rotativas No

Pararrayos No

Prueba de Collar Caliente No




• Incidencia de la tem eratura

Los factores de corrección normalmente están disponibles de los

fabricantes de los equipos, de empresas que realizan pruebas y deconsensos para los diferentes tipos de equipos y aislamientos.




• Incidencia de la tem eratura




•

Superficies expuestas pueden bajo condiciones adversase ume a re a va, a qu r r un epos o e ume a en

la superficie lo cual puede tener un efecto significativo en

resultados de la prueba. Esta condición se minimizarealizando las pruebas en condiciones climáticas

favorables (soleado y humedad relativa < 80%).

Sumado a esto se tiene la contaminación ocasionada por depósitos químicos industriales genera capas sobre las

porcelanas de los aisladores ocasionando igualmente

e ec os en os resu a os e a prue a.




• Inter retación de las mediciones.

La mejor referencia que puede existir es el registro histórico de pruebas

anteriores efectuadas al e ui o ba o rueba.




•

mediciones.

os a r cantes e equ pos e

prueba ofrecen valores de referencia

para analizar los resultados en

diferentes tipos de equipos.





Una buena referencia es los valores recomendados de acuerdo al

fabricante de los equipos eléctricos.





El valor de factor de potencia medido en la pruebas FAT

campo, al estimar la condición probable de aislamiento.

establecer valores normalizados por las siguientes razones:

• a exper enc a muestra que a var ac n e actor e

potencia con la temperatura es significativa y genera

,pueda usarse en todos los casos




•

• Los diferentes tipos de líquidos y materiales aislantes,

haya una gran variación en los valores de factor de

.

pruebas este bien documentada y se realicen de la

misma manera siempre




• ras cons erac ones

.

normalizados a 10 kV.

2. Se aplicaron factores de corrección detemperatura?

3. Cual fue el nivel de humedad?

4. Realice anotaciones referentes a conexiones

ubicación del collar caliente .



Contenido

• Generalidades

•




•



Prueba de factor de potencia en transformadores




IEEE C57.12.90

Códi o Estándar de Pruebas




El aislamiento dieléctrico es re resentado or un modelo de

tipo capacitivo, es decir:

Consiste en dos (2) electrodos conductivos separados a una ciertas anc a, con un po espec co e ma er a en re os e ec ro os




.

capacitancia de aislamiento

entre el devanado de alta ytierra (cuba del

transformador)

2. CLG: representa la

capacitancia de aislamiento

tierra.

.capacitancia de aislamiento

entre el devanado de alta y

el devanado de baja




=




Conexiones para transformadores de dos devanados

Se deben cortocircuitar los

tensión entre si, los del lado de

entre sí, si aplica.Para conexión en estrella

aterrizada es necesario

desconectar el H0 de tierra y

cor oc rcu ar es e erm na con

los demás.







Modo de Prueba:

GST, mide conductor

rojo y tierra




Modo de Prueba:

GST - g, mide tierraguarda conductor rojo




UST, mide conductorro o.







P b d f d i f d




ro oco o e prue a en rans orma or e os evana os ower e

P b d f t d t i t f d




•

Es la corriente requerida por el transformador para

.aplicando voltaje en el primario con el secundario

abierto.

a. Si el primario es estrella se realiza fase – neutro, con elneutro desconectado.

b. Si el primario es delta se realiza fase – fase.

c. El terminal que quede libre debe llevarse a tierra.

d. Si el secundario tiene neutro este debe estar conectado

de tierra.





•





•





•





• Transformadores tridevanados





•





• u o rans orma ores

Para efectos de prueba un autotransformador se considera

como un rans orma or e os evana os, con as s gu en es

diferencias y consideraciones:

evana o e a a ens n, e ec o es a com nac n e

los devanados de alta y baja (H y L) los cuales no puedenfísicamente se ararse. Para cortocircuitar el devanado de alta,

todos los siete terminales deben unirse para la prueba: H1,

H2, H3, L1, L2, L3 y H0L0.

La prueba se hace similar a la de un transformador

bidevanado, considerando el terciario como análogo al

evana o secun ar o convenc ona .

Contenido



Contenido

• Generalidades

•


• Pruebas de factor de potencia

• Pruebas de factor de potencia en transformadores.


•

Prueba de factor de potencia en bujes








• .

Están diseñados para reducir el tamaño físico de los bujes, se

en resina.

, ,

se coloca una serie de folios que actúan como condensadoresposicionados en intervalos definidos, con el objeto de lograr una

. ,

folios permiten que el voltaje se distribuya a lo largo del buje.

• u es po o on ensa or.

Son Bujes fabricados como una pieza de porcelana roja, como

de aislador y aceite









La prueba más relevante es la medida de C1, en

la cual se mide la calidad del aislamiento principaldel buje.

central, y la medición se realiza con respecto al.

El modo de prueba a ejecutar es UST.








p j

Evaluación de resultados de C1

Reglas Generales para evaluar los datos de la prueba de

ac or e o enc a en , un va or n c a e re erenc a es

normalmente provisto en los datos de placa




p j



apac anc a en , un va or n c a e re erenc a es

normalmente provisto en los datos de placa




p j

C2 – Es la medición del aislamiento entre el

tap capacitivo y la brida del buje.Conexión inversa a la prueba de C1.

El voltaje de prueba se aplica al tap capacitivo, La

medición es con respecto a tierra (la brida). El

conductor central esta conectado a “guarda”.

.




j





Reglas Generales para evaluar los datos de la prueba de Factor

de Potencia en C2, el valor inicial de referencia No esnormalmente provisto en los datos de placa de bujes < 115 kV.

• Los resultados de la prueba de FP deben observarse

peri dicamente en cada buje.

• Los valores de FP deben compararse con bujes similares (por

o genera , mon a os en e m smo apara o e c r co .

• Dependiendo del diseño del buje, el valor de FP de C2 varia

. .

• Los estándares de IEEE no especifican limites para el valor de

. . - . . -1991.






apac anc a en , en caso e ener un va or n c a e

referencia en los datos de placa




efectiva para detectar:

• on am nac n n erna por ume a en e rea super or

de bujes rellenos con compuestos.

• suras, resque ra am en os en a porce ana o en a

cobertura epóxica.

• , a o n ve e compuesto o qu o.




Se coloca la banda de

neopreno en la porción

del aislador que se

esea pro ar, a pun a

de baja tensión se

central y se energiza la

banda de neopreno.




En este caso se miden

todas las fugas

existentes en la

super c e e a s a or ,

se coloca la banda de

central del buje y la

misma se energiza .




Evaluación de ruebas de collar caliente.

Reglas Generales para evaluar las pérdidas (Watts) en los

a os e prue a con co ar ca en e




Evaluación de ruebas de collar caliente.

Reglas Generales para evaluar el valor de corriente en los

a os e prue a con co ar ca en e

Contenido



• Generalidades

•• Factor de perdidas / capacitancia

• Pruebas de factor de potencia

• Pruebas de factor de potencia en transformadores.


•

Prueba de factor de potencia en TC / TP



•

Se hace necesario cortocircuitar

os pun os y e pr mar o

y aterrizar el devanado

cortocircuitado) .

e rea za un so o mo o e

prueba GST tierra y se evalua

este sea < 1%).




•




•

Se hace necesario cortocircuitar

los puntos H1 y H2 del primario

y aterrizar el devanado

secundario (no necesariamente.

Se realiza un solo modo de

prue a t erra.




•




•

(tierra interna)

Se inyecta por terminal H1,

se cor oc rcu an os

devanados secundarios

baja tensión.

prueba UST.



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