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energética Vol. XXIX, No. 1/2008
Técnica de diagnóstico entransformadores por análisis de larespuesta en la frecuencia. Introducciónen CubaOrestes Hernández Alain CápiroDivier R. Remedios Alexander Fernández
Recibido: Octubre del 2007Aprobado: Diciembre del 2007
Resumen / Abstract
Cada día cobra más importancia en el tema de los transformadores, la necesidad de su diagnóstico y la detecciónde averías o anomalías que pudieran surgir durante su explotación o ensayos eléctricos. Dentro de los métodospara este tipo de diagnóstico, tienen mucha actualidad los de detección de fallas a través del llamado análisis dela respuesta en la frecuencia (FRA). En este trabajo se presentan los resultados obtenidos en el Centro deInvestigaciones y Pruebas Electroenergéticas de Cuba, en la implementación y aplicación de estos métodoscon el fin de detectar averías o movimientos en los devanados y circuito magnético de los transformadores,durante la explotación de los mismos o durante los ensayos de cortocircuito dinámico o de impulsos.Palabras clave: Análisis de respuesta en frecuencia, diagnóstico de transformadores, fallas en transformadores
Every day it gets paid more importance in the topic of the transformers, the necessity of the diagnosis of thesame ones and the detection of mishaps or anomalies than they could arise during their exploitation or electricrehearsals. Inside the methods for this diagnosis type, they have a lot of present time those of detection of flawsthrough the call analysis of the response in the frequency (FRA). In this report the results are presented obtainedin the Electroenergetical Research and Test Center of Cuba, in the implementation and application of thesemethods with the purpose of detecting mishaps or movements in those reeled and magnetic circuit of thetransformers, during the exploitation of the same ones or during the rehearsals of dynamic short circuit orimpulses.Key words: Answer analysis in frequency, diagnosis of transformers, flaws in transformers
TRABAJOS TEORICOEXPERIMENTALES
INTRODUCCIÓNEl método de FRA consiste en la medición de larelación entre la señal de respuesta de untransformador ante una señal de estímulo para unamplio rango de frecuencias y la comparación de losresultados con mediciones de referencia.
Existen dos formas de inyectar el rango de frecuencianecesario, una es inyectando un impulso al devanado
y la otra es haciendo un barrido de frecuencia usandouna señal sinusoidal.
La primera variante es algunas veces conocida comométodo de respuesta a impulso y la segunda comométodo de barrido de frecuencia (SFRA).
Se puede decir que la principal ventaja del método derespuesta a impulso sobre el método de barrido de
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frecuencia es un menor tiempo de medición, aunquees necesario aplicar la transformada rápida de Fourier(FFT), para llevar los resultados al dominio de lafrecuencia.
Las principales ventajas del método de barrido defrecuencia sobre el método de respuesta a impulsoson las siguientes:-Mejor señal con respecto a la relación de ruido.- Igual o casi igual exactitud y precisión en todo elrango de medición.-No hay necesidad de aplicación de la FFT.
Estos métodos se basan en asumir que cualquierdeformación mecánica puede asociarse con un cambioen el circuito equivalente capacitivo - inductivo y porconsiguiente perceptible a través de una función detransformación.
En este artículo, se presentan los primeros resultadosobtenidos en Cuba para la introducción del métodode diagnóstico de transformadores a partir de surespuesta en el dominio de la frecuencia, utilizandoel barrido de frecuencias.
Los primeros pasos para la aplicación de este métodode diagnóstico, se están llevando a cabo conequipamiento propio existente en el Centro deInvestigaciones y Pruebas Electroenergéticas(CIPEL) del Instituto Superior Politécnico JoséAntonio Echeverría (Cujae) y no a partir delequipamiento que para este fin se comercializa.
APLICACIÓN DEL MÉTODO DE SFRALa primera tarea que se abordó fue reunir lo que sepodría llamar una especie de analizador de redes conlas siguientes funciones:1. Un generador de la señal que se va a inyectar.2. Un detector de al menos dos canales que digitalicelas señales.3. Una computadora con software capaz de procesarlas mediciones y calcular la relación entre lasmagnitudes de entrada y salida, las diferencias defase entre estas y plotear los resultados en funciónde la frecuencia.
En este método, el generador debe proporcionar unaonda sinusoidal cuya frecuencia pueda serprogramada desde unos pocos herzt hasta 20 MHz.En este proyecto se emplea un generador de señalesque tiene las siguientes características:- Tensión de salida: 0 - 15 V.- 130 VA de potencia de salida.- 0 - 200 kHz con variaciones continuas.
En el trabajo se presentan criterios y técnicas deevaluación y simulación de digitalizadores a ser usadosen pruebas de impulso.1-3 Se recomienda el uso de undigitalizador de al menos 10 bits de resolución y unafrecuencia de muestreo mayor a 30 MHz, pero para laimplementación final de este sistema, se dispuso deun osciloscopio Tektronix TDS 210, cuyascaracterísticas son: 8 bits de resolución, 60 MHz, tasamáxima de muestreo de 1GS/s y capacidad de 2 500muestras por canal, que para esta aplicación, demostrósatisfacer todas las exigencias.
La prueba consiste en inyectar varias señalessinusoidales de tensión, secuencialmente, a distintasfrecuencias, entre un terminal del transformador (ter-minal de entrada) y el tanque puesto a tierra y recibirsu respuesta con respecto a tierra, por otro terminal(terminal de salida), midiendo la relación entre lasamplitudes de la señal de tensión del terminal de salida(Vo) y la señal de tensión del terminal de entrada (Vi) ysus correspondientes diferencias de fase.
El barrido aplicado debe mantener el mismo nivel detensión para cada frecuencia analizada, de tal maneraque se obtengan resultados reproducibles. Por tanto,la misma precisión de las mediciones debe obtenerseen el laboratorio y en el campo.
En este método, que esencialmente es porcomparación, resulta útil tener datos de referencia:En particular sería aconsejable tener las pruebas dereferencia del transformador nuevo y comparar lasmediciones en las diferentes fases de la vida de lamáquina.
CIRCUITO DE MEDICIÓNSe utilizan tres cables coaxiales para minimizar losefectos de reflexión de ondas, estos cables deben tenerigual impedancia y la longitud adecuada para conectarel analizador de redes a los terminales deltransformador a prueba. Uno de estos cables esutilizado para llevar la señal entre el terminal de entradadel transformador y la tierra del esquema, otros doscables son usados para censar la señal de tensiónentre el propio terminal de entrada y tierra, y el tercero,para censar la señal de tensión de salida entre el ter-minal de salida del transformador y tierra.
Debe conectarse una resistencia atenuadora de1 k entre cada terminal que no se esté usando y eltanque del transformador para ayudar a atenuar lasoscilaciones de los devanados no excitados y paraminimizar las capacitancias parásitas de los bushings.
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Como protección a las señales de las líneas y lainterferencia externa de frecuencia de potencia en elcampo, la alimentación de todo el sistema deberealizarse a través de un transformador de aislamiento,apantallado. Todos los chasis de los instrumentos, elshield de los cables y la pantalla del transformador deaislamiento deben ser conectados a la tierra del tanquedel transformador a prueba.
La figura 1 muestra el equipamiento empleado.
El módulo es también llamado amplitud, relación devoltajes o ganancia de voltajes.
Usando otra vez la misma notación de la figura 1, elargumento, usualmente llamado fase, es definido por:
= < (Vo / Vi) ...(2)
Los resultados son usualmente presentados en ungráfico de amplitud y fase contra frecuencia. El gráficofase-frecuencia no contiene tanta información útil comoel gráfico amplitud-frecuencia, por lo que comúnmenteno es ploteado o analizado.4
En los gráficos es posible utilizar escala lineal ologarítmica. La escala logarítmica tiene la ventaja depermitir que toda la información sea presentada en unsolo gráfico, con escala lineal es frecuentementenecesario usar gráficos separados para cada décadaexaminada.
Un observador experimentado debe examinar las doscurvas para obtener cualquier diferencia significativa.
Usualmente, se entiende por diferencias significativaslas siguientes:-Cambio en la forma de onda de la curva.-Creación de nuevas frecuencias de resonancia.-Eliminación de alguna frecuencia de resonanciaexistente.-Desplazamientos de las frecuencias de resonanciasexistentes.
El principal problema con este método de comparaciónes que la opinión del experto puede ser subjetiva.
Una alternativa es calcular indicadores estadísticosde la cantidad de coincidencias o no coincidenciasentre los dos grupos de mediciones. Esto extraeinformación de los resultados en todo el rango defrecuencias y es fácilmente aplicable mediante lacomputación, los métodos más usados son elcoeficiente de correlación y la desviación espectral.
Coeficiente de correlaciónLa definición matemática del coeficiente de correlaciónes la siguiente:4,5
Si se tiene dos grupos de n números, X {x1 , x 2 , x 3,... x n} y Y y1 , y2 , y3 ,…yn . El coeficiente decorrelación entre estos dos grupos de números esdefinido por:
1 11
21
1 3
n
i
n n2i
i- i -
x y
x y
Equipos de medición.
1
PROCESAMIENTO DE LAS MEDICIONES Las mediciones realizadas para cada frecuencia, sonregistradas por el osciloscopio en el dominio del tiempoy digitalizadas automáticamente, de aquí se pasan aun computador con un software que toma todos lospuntos de las curvas de los oscilogramas y obtienede cada uno su raíz media cuadrática. Posteriormenteobtiene la relación del valor efectivo de la señal desalida con respecto al valor efectivo de la señal deentrada.
Para presentar los resultados, se utilizan diferentesmétodos. Se puede mostrar la relación simple de lasmagnitudes de salida y entrada (Vo/Vi) o se puedeamplificar este resultado expresando esta relación endecibeles o como la mayoría de los autores llaman:La forma módulo-argumento.
El módulo es definido como:
K = 20 log10 (Vo / Vi), dB ...(1)
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El coeficiente de correlación se utiliza para evaluar ladiferencia entre dos trazas de FRA, representa cuánrelacionadas están dos mediciones entre sí. Es unaherramienta para cuantificar las diferencias entre dostrazas, de forma numérica y no subjetiva. Se puedecalcular para toda la traza de frecuencia obtenida opor décadas, siendo X y Y las magnitudes de entraday salida y n el número de pares de valores que semuestrean.
Para la mayoría de los devanados, los coeficientesde correlación entre los resultados de un transformadorsano, son muy cercanos a la unidad desde 1 kHzhasta 1 MHz. Algunos autores consideran que uncoeficiente de correlación de menos de 0,995 0 eneste rango de frecuencias, entre mediciones de unmismo devanado, merece investigacionesadicionales.4
Desviación espectral La desviación espectral5 se utiliza para comparar ladiferencia de dos mediciones con su media.Representa la distancia promedio de varias señales ala media entre ellas. Es un valor expresado de formaporcentual de manera que mientras más cercano estáa cero indica una mejor relación entre las trazas. En-tre dos señales se calcula según la siguiente ecuación:
2
1
100
2
ni i i i i i
i i 1 i i
x - x + y /2 y - x + y /2+
n x + y /2 x + y /2
En la referencia 5 se compara el coeficiente decorrelación con la desviación espectral y se demuestraque el coeficiente de correlación es el que presentamejores resultados.
MÉTODOS DE COMPARACIÓNLa comparación de resultados es usualmente hechaploteando un gráfico de amplitud contra frecuenciapara dos grupos de mediciones.
Resulta más conveniente realizar la comparación,utilizando mediciones hechas anteriormente en elmismo devanado. Cuando es apropiado, ambosgrupos de mediciones deben ser realizadas en lamisma posición del cambiador de derivaciones y conlos mismos accesorios, tales como aisladores,etcétera.
Si el transformador es en aceite, debe tener la mismapermitividad relativa que tenía previamente.
La permitividad relativa es influenciada por el tipo de
aceite, la humedad relativa (que a su vez es unafunción de la temperatura y de la humedad absoluta)y el envejecimiento normal.
Comparación entre fases de un mismotransformador
Si se sospecha que el aceite ha sido cambiadodespués de las mediciones previas o que hay cambiossignificativos en la humedad relativa, entonces debentomarse precauciones y puede ser prudente hacercomparaciones entre fases que complementen a lascomparaciones con las mediciones anteriores.
La comparación entre fases es posible en untransformador trifásico. No obstante, debido a lasdiferencias en las inductancias de magnetización en-tre las tres fases, puede haber diferencias entre losresultados del FRA a bajas frecuencias. A medias yaltas frecuencias, los resultados usualmente coincidenbastante, aunque no tanto como los resultadosobtenidos en el mismo devanado.
Para algunos diseños las coincidencias entredevanados no son tan buenas, debido a diferenciasen las configuraciones de los terminales o en losespacios exteriores de los devanados.
Comparación entre transformadores gemelosEsto puede ser particularmente útil en transformadoresmonofásicos de un banco trifásico. Aquí pueden existirgrandes diferencias en los resultados a bajafrecuencia, pero a frecuencias más altas los resultadostienden a coincidir muy bien, aunque no tanto comolos resultados obtenidos en el mismo devanado.
FORMAS DE EJECUCIÓN DEL ENSAYOForma de ejecución del SFRAdesarrollado en Hydro Toronto6
Según los autores E.P. Dick y C.C. Erven se debenagrupar aquellos resultados que se esperan que seansimilares por la simetría en las fases del transformadory comparar las respuestas entre las propias fases delequipo, buscando alteraciones que denoten algúnproblema. De esta forma, proponen:-Los ensayos realizados inyectando la señal por algúnterminal del devanado de AT y obteniendo la respuestaen otro terminal del propio devanado (H-H), enfatizanlos efectos producidos por los extremos de losdevanados de AT.-Los ensayos realizados inyectando la señal por algúnterminal del devanado de BT y obteniendo la respuestaen otro terminal del propio devanado (X-X), enfatizanlos efectos producidos por los extremos de losdevanados de BT.-Los ensayos realizados inyectando la señal por elterminal neutro de un devanado de AT en Y, yobteniendo la respuesta en otro terminal del propiodevanado (Ho-H), enfatizan los efectos producidos porel interior del propio devanado de AT.
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-Los ensayos realizados inyectando la señal por elterminal neutro de un devanado de BT en Y, yobteniendo la respuesta en otro terminal del propiodevanado (Xo-X), enfatizan los efectos producidos porel interior del propio devanado de BT.-Los ensayos realizados inyectando la señal por elterminal neutro de un devanado de AT en Y, yobteniendo la respuesta en otro terminal deldevanado de BT (Ho-X), enfatizan los efectosproducidos por el acoplamiento capacitivo entre losdevanados de AT y BT.-Los ensayos realizados inyectando la señal por unterminal del devanado de AT y obteniendo la respuestapor el terminal neutro del devanado de BT enY (H -Xo), enfatizan también, los efectos producidospor el acoplamiento capacitivo entre los devanadosde AT y BT.-Los ensayos realizados inyectando la señal por unterminal del devanado de AT y obteniendo la respuestapor un terminal del devanado de BT (H-X), enfatizantambién, los efectos producidos por el acoplamientocapacitivo entre los devanados de AT y BT.
Forma de ejecución del SFRAdesar ro l l ado en ABB de I t al ia 7
Según los autores M. de Nigris y R. Passaglia, laprueba se realiza considerando dos configuracionespara el devanado que no se está probando:a) Devanado abierto y flotando. Con estaconfiguración, puede apreciarse el efecto delacoplamiento mutuo entre las bobinas de AT y la deBT y el efecto del circuito magnético.b) Devanado en cortocircuito. Con esta configuración,los efectos del acoplamiento mutuo y del circuitomagnético no son apreciables y solo será visto elefecto del devanado que se está probable.
DIAGNÓSTICO DE FALLASPara que una falla sea detectable, debe causar uncambio significativo en la inductancia o capacitanciade una parte del devanado. Las fallas que no causantales variaciones (las descargas parciales porejemplo) no son detectables. Estas fallas pudieranconvertirse en detectables si se hacen suficientementeseveras para causar daños secundarios detectables(espiras en cortocircuito, daño severo local en losdevanados, etcétera).
Las fallas que causan variaciones en las respuestasa bajas frecuencias, pueden ser fácilmente detectadasusando otros medios:-Espiras en cortocircuito, mediante la medición de lacorriente de magnetización o de la relación detransformación.-Corrientes circulantes, mediante el análisis de gasesdisueltos (DGA) o por termografía infrarroja.-Núcleo sin tierra, mediante la medición de lacapacitancia.
Las fallas que causan variaciones en las respuestasa medias y altas frecuencias, son difícilmentedetectadas usando otros medios, porque lasmediciones de relación de transformación,capacitancias e impedancia de dispersión sonefectivas en un caso y en otros no.
Fallas detectables a bajas frecuencias(menos de 10 kHz)
La respuesta en baja frecuencia está típicamentecaracterizada por un decrecimiento de la amplitud quealcanza un mínimo en resonancia a una frecuenciaigual o menor a 1 kHz. Esta resonancia es causadapor la interacción de la capacitancia paralela deldevanado con la inductancia de magnetización. Si enel núcleo existen dos rutas de flujos de diferenteslongitudes entonces puede ocurrir una dobleresonancia.
La primera frecuencia de resonancia puede variar conel estado del magnetismo remanente del núcleo. Estopuede también diferir en transformadores gemelos,donde las diferencias de fabricación de las unionesde los núcleos pueden arrojar reluctancias distintas.
Las fallas, tales como espiras cortocircuitadas,cambian la característica de magnetización deltransformador y de esta forma, la respuesta de bajafrecuencia.
Los lazos de corrientes circulantes, si sonsuficientemente grandes, reorientan el flujo dedispersión dentro del núcleo y también cambian larespuesta a baja frecuencia.
Un núcleo no aterrado, cambia la capacitancia paraleladel devanado más cercano al núcleo y también larespuesta a baja frecuencia.
Es decir, que a frecuencias menores a 10 kHz, seevidencian los fenómenos relacionados con el núcleoy los circuitos magnéticos del transformador. Elanálisis en este rango debe tener en cuenta que elmagnetismo residual puede modificar ligeramente, larespuesta obtenida de un ensayo a otro. En estafrecuencia, se pueden apreciar, fallas de bobinas,devanados abiertos y problemas en el circuitomagnético.
Fallas detectables a frecuencias medias(10 kHz a 500 kHz)
Para frecuencias medias existe un grupo deresonancias, correspondientes a la interacción de lascapacitancias paralelas y las inductancias aire-núcleode los devanados. Estas son, generalmente, las másrepetitivas. Pueden existir ligeras diferencias entretransformadores gemelos, debidas a las diferenciasde fabricación de los devanados. Diferencias mássignificativas pueden ser encontradas entre devanados
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de diferentes fases en transformadores trifásicos,debidas a diferentes configuraciones de los terminaleso espacios externos entre devanados.
La respuesta a las frecuencias medias es sensible alas fallas que causan cambios en las propiedades deldevanado completo.
Movimiento axialUn desplazamiento con aumento de las frecuenciasde resonancia a las frecuencias medias, normalmenteindica movimiento axial. También a frecuenciasmayores a 200 kHz, se evidencia movimiento axialcon la creación de nuevas resonancias.
Deformación radialEntre 10 kHz y 500 kHz, se aprecian fenómenosrelacionados con el movimiento radial entre losdevanados.
Un desplazamiento en disminución de las frecuenciasde resonancia a las frecuencias medias, normalmenteindica deformación radial del devanado más interno.
Fallas detectables a altas frecuencias(más de 500 kHz)
La respuesta a las frecuencias altas es sensible afallas que ocasionan cambios en las propiedades departes del devanado.
Daños localizados en el devanado causan cambiosaleatorios en la respuesta a las frecuencias altas,comúnmente llevan a la creación de nuevasfrecuencias de resonancia. La respuesta a lasfrecuencias altas, puede también ser afectada por elaterramiento del tanque. Un mal aterramiento deltanque es fácil de detectar, debido a que afecta atodos los devanados.
A altas frecuencias hay un grupo de resonancias másconfusas, correspondientes a la interacción de lascapacitancias paralelas y series, y las inductanciasaire-núcleo de partes de los devanados.
La respuesta a las altas frecuencias es afectada porlas diferencias de fabricación, configuración de losterminales y espacios externos entre devanados enmayor medida que la respuesta a las frecuenciasmedias. A las más altas frecuencias, la influencia delos cables de medición se hace importante,especialmente en grandes transformadores.
El aterramiento del transformador y las pantallas delos cables pueden tener también una influencia
importante. El límite superior de rango reproduciblees probablemente al menos 1 MHz, paratransformadores pequeños el rango puede ser mayor.
PRESENTACIÓN DE LOS RESULTADOSCaso de estudio 1 Los resultados de este caso, fueron obtenidos a partirde un transformador fabricado en el año 2002 por lafirma France Transfo, trifásico grupo de conexión-Yn-1, tipo núcleo. Sus parámetros nominales son:Potencia nominal: 315 kVA.Frecuencia nominal: 60 Hz.Tensiones nominales: 13 800 / 216 V.
El equipo se encontraba dando servicio en la redsoterrada de La Habana cuando sufrió una avería.
Las comparaciones de los resultados de FRA, serealizaron entre fases por no contar con registrosanteriores.
En la figura 2 puede observarse que la respuesta enfrecuencia que corresponde para la fase 1W, se desvíasubstancialmente de las respuestas de las otras dosfases, sobre todo, para las frecuencias entre 1 kHz y20 kHz. La respuesta a frecuencias más altas no seafecta substancialmente, lo que excluye la posibilidadde deformaciones geométricas del devanado. Talesdesviaciones grandes en frecuencias bajas, estánrelacionadas con una variación de la relación detransformación de la fase, posiblemente debido a uncortocircuito entre espiras del enrollado y/o a laapertura de alguna parte del propio devanado, afectandoel acoplamiento magnético.
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Prueba por el devanado de alta tensión con el secundarioabierto. Fase 1W (1) fallada.
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En la figura 3, para bajas frecuencias, las desviacionesson menores, debido a que con el devanado de BT encortocircuito, el acoplamiento inductivo se afectamucho y la sensibilidad para las frecuencias bajas sereduce.
Las formas de ondas de las respuestas en las figuras4 y 5, confirman que la avería solo se verifica en lafase 1W. Ambos ensayos arrojaron una perfectasuperposición de todas las ondas, corroborando la ideade un problema en el devanado de AT.
Después del ensayo de SFRA, se llevó a cabo unaserie de pruebas tradicionales; medición de relaciónde transformación, resistencia de los devanados, todaslas pruebas confirmaron la hipótesis.
Se abrió el equipo y se comprobó a simple vista queel transformador tiene evidencias de un fallo en unade las fases (específicamente en una de los extremos,la W) con daño externo en los terminales de toma deseñales de los transductores de esa fase. Loselementos de soporte superiores del devanado primariode la fase dañada y de la fase adyacente, estáncalcinados como evidencia de haber estado expuestosa altas temperaturas.
Se aprecia que el transformador estuvo expuesto aun cortocircuito monofásico y que además, el tiempode exposición que tuvo el equipo a esta contingenciafue excesivo. El devanado de AT de la fase W estuvoa punto de abrirse pues al medir su resistencia, arrojóun valor 100 veces mayor al de los otros devanados.No se apreció deformación mecánica en los enrollados.
Caso de estudio 2El segundo caso se obtuvo a partir de un transformadormarca Tesar, trifásico, grupo de conexión -Yn-11,tipo núcleo, seco, encapsulado en resina que tienedañado el aislamiento secundario y va a ser reenrolladopara otra aplicación. Sus parámetros nominalesoriginales son:Potencia nominal: 750 kVA.Frecuencia nominal: 60 Hz.Tensiones nominales: 13 800 / 480 V.
A este equipo se le pudo simular un movimiento radialde uno de sus devanados de alta tensión, retirándoselos apoyos superiores de la bobina y pegándola aldevanado de baja tensión.
Aquí también se realizaron las comparaciones de losFRA con las otras fases del transformador.
Prueba por el devanado de baja tensión con elprimario abierto. Fase 1W (1) fallada.
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Prueba por el devanado de alta tensión con elsecundario en cortocircuito. Fase 1W (1) fallada.
Prueba por el devanado de baja tensión con el primario encortocircuito. Fase 1W (1) fallada.
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Las diferencias en las formas de ondas estánrelacionadas con las variaciones geométricas en laestructura interior de la máquina, causando unavariación en las capacitancias de acoplamiento longi-tudinal y transversal del transformador.
Los valores más notables de diferencias sonapreciados en la figura 6, para las frecuencias de5 kHz y 8 kHz, donde aparecen resonancias que noexisten en los otros devanados.
Prueba por alta tensión con el devanado secundarioabierto. Fase 3U (3) fallada.
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Prueba por alta tensión con el devanado secundarioabierto. Fase 2V (2) fallada.
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Prueba por alta tensión con el devanado secundariocortocircuitado. Fase 2V (2) fallada.
Después en los 50 kHz, desaparece una resonanciaque existía.
En la figura 7, alrededor de los 140 kHz aparece unaresonancia que no existía.
Caso de estudio 3En este caso se empleó el mismo transformador an-terior pero ahora se le practicó un orificio en la bobinade alta tensión de la fase 2V para llegar a susconductores y provocar la ruptura de uno de estos.
En las figuras 8 y 9 pueden verse que las respuestasde frecuencia que corresponden para la fase 2V, sedesvían substancialmente de las respuestas de lasotras dos fases, entre 2 kHz y 20 kHz, a partir de estafrecuencia hay coincidencia en el espectro.
Tales desviaciones grandes en frecuencias bajas,están relacionadas con una variación de la relaciónde transformación de la fase, es decir, debido a laapertura del propio devanado, afectando elacoplamiento magnético.
Prueba por alta tensión con el devanado secundario encortocircuito. Fase 3U (3) fallada.
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La respuesta a frecuencias más altas no se afectaprácticamente, lo que excluye la posibilidad dedeformaciones geométricas del devanado.
CONCLUSIONESEste artículo muestra los resultados preliminares dela introducción de esta técnica de diagnóstico en Cuba.
Resta un período experimental importante para podergeneralizar los resultados y comprobar su repetitividad.
Ya en estos momentos, la sensibilidad del método hapodido ser confirmada.
La disponibilidad de oscilogramas de referencia paraun tipo dado de construcción sería ideal, aunque sepueden utilizar como registros de referencia los deequipos gemelos o los de las otras fases del mismotransformador.
El análisis de las variaciones de los espectros puedehacerse visualmente o mediante métodosmatemáticos. Hay autores que plantean que lasvariaciones de amplitudes superiores a 5 dB en losrangos específicos de frecuencia, podrían indicar lapresencia de defectos críticos en la máquina, aunquelos resultados también pueden emitirse usandoindicadores estadísticos como el coeficiente decorrelación.
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Transactions on Power Apparatus and Systems,Vol. 97, pp. 2144-2153, Nov.-Dic., 1978.7. De Nigris, M.; R. Passaglia; R. Berti; L. Bergonziand R. Maggi: "Application of Modern Techniques forthe Condition Assessment of Power Transformers",ABB T&D Div. Transformatori, Italy, 2004.
AUTORESOrestes Hernández AreuIngeniero Electricista, Doctor en Ciencias Técnicas,Investigador, Centro de Investigaciones y PruebasElectroenergéticas (CIPEL), Instituto SuperiorPolitécnico José Antonio Echeverría, Cujae, Ciudadde La Habana, Cubae-mail:[email protected]
Alain Cápiro ValdésIngeniero Electricista, CIPEL, Instituto SuperiorPolitécnico José Antonio Echeverría, Cujae, Ciudadde La Habana, Cubae-mail:[email protected]
Divier R. Remedios SuárezIngeniero Electricista, CIPEL, Instituto SuperiorPolitécnico José Antonio Echeverría, Cujae, Ciudadde La Habana, Cubae-mail:[email protected]
Alexander Fernández CorreaIngeniero en Electrónica, Doctor en Ciencias Técnicas,CIPEL, Instituto Superior Politécnico José AntonioEcheverría, Cujae, Ciudad de La Habana, Cubae-mail:[email protected]
