¿Cómo probar un transformador trifásico?

Un enfoque de prueba sistemático

Podemos clasificar las pruebas en tres grupos principales:

Inspecciones visuales y mecánicas

Pruebas eléctricas (des-energizado)

Pruebas Eléctricas (Energizadas)

1. Inspecciones visuales y mecánicas

Este es el primer paso y el más crucial. Se pueden encontrar muchos problemas sin ningún instrumento.

Daño físico:Compruebe si hay grietas en los casquillos, fugas en las soldaduras o juntas, abolladuras en el tanque y señales de fuga de aceite (para unidades-llenas de aceite).

Bujes y terminales:Inspeccione en busca de grietas, contaminación o marcas de seguimiento. Asegúrese de que las conexiones estén limpias y apretadas.

Datos de la placa de identificación:Verifique que los datos de la placa de identificación (kVA, voltajes, grupo de vectores -, por ejemplo, Dyn11, YNd1, corrientes, impedancia) coincidan con los requisitos de la aplicación.

Conservador y gel de sílice:Para transformadores llenos de aceite-, verifique el nivel de aceite en el conservador y asegúrese de que el gel de sílice del respiradero esté seco (normalmente azul, no rosa).

Golpes:Asegúrese de que el cambiador de tomas esté colocado en la posición correcta y que todas las conexiones estén seguras.

Toma de tierra:Confirme que el tanque y el núcleo del transformador estén sólidamente conectados a la red de tierra.

2. Pruebas eléctricas (des-energizadas)

Estas pruebas se realizan con el transformador aislado.

A. Prueba de resistencia de aislamiento (prueba de Megger)

Esta prueba comprueba la calidad del aislamiento entre devanados y entre devanados y tierra.

Cómo se hace:Un megaóhmetro (Megger) aplica un alto voltaje de CC (por ejemplo, 500 V, 1000 V, 2500 V o 5000 V, según la clasificación del transformador) y mide la resistencia del aislamiento.

Procedimiento:

AT a tierra:Conecte Megger a los casquillos HV y conecte a tierra los casquillos LV y el tanque.

BT a tierra:Conecte Megger a los casquillos LV y conecte a tierra los casquillos HV y el tanque.

AT a BT:Conecte Megger a los casquillos HV, conecte los casquillos LV entre sí y conecte a tierra el tanque.

Qué buscar:Los valores de resistencia deben ser altos (normalmente en el rango de megaohmios o gigaohmios). Compara resultados con las especificaciones del fabricante, registros anteriores o entre fases. Una resistencia baja o que cae repentinamente indica humedad, contaminación o aislamiento dañado.

B. Prueba de relación de vueltas del transformador (prueba TTR)

Esta prueba verifica que el transformador proporcione la transformación de voltaje correcta y que no haya espiras en cortocircuito.

Cómo se hace:Un probador TTR aplica un voltaje bajo a un devanado y mide el voltaje inducido en el otro devanado para cada fase. Calcula la relación.

Procedimiento:Pruebe la relación para cada fase (por ejemplo, aplique voltaje a H1 y mida X1, luego H2-X2, H3-X3). Realice esto para todas las posiciones de grifo si es posible.

Qué buscar:La relación medida debe ser muy cercana a la relación de la placa de identificación para todas las fases y posiciones de toma. Una desviación significativa indica vueltas en cortocircuito, circuitos abiertos o problemas con el cambiador de tomas.

C. Prueba de resistencia del devanado

Esta prueba verifica la integridad de las conexiones, contactos y conductores dentro de los devanados.

Cómo se hace:Un micro{0}}óhmetro o probador de resistencia de devanados aplica una corriente CC y mide la caída de voltaje para calcular la resistencia precisa (en mili-ohmios).

Procedimiento:Mida la resistencia entre fases del mismo lado (p. ej., H1-H2, H2-H3, H3-H1). Repita para el lado VI.

Qué buscar:Los valores de resistencia para las tres fases deben estar entre un 1 y un 2 % entre sí. Una resistencia más alta en una fase indica una mala conexión, un contacto flojo en el cambiador de tomas o un conductor dañado.

D. Verificación de polaridad y grupo de vectores

Esta prueba confirma el desplazamiento angular entre los devanados de alta tensión y baja tensión (por ejemplo, 30 grados para Dyn11), que es fundamental para el funcionamiento en paralelo.

Cómo se hace:Esto se puede hacer con un método de voltaje simple o usando un probador de grupo vectorial dedicado.

Método sencillo:Conecte temporalmente los neutros HV y LV (si están disponibles). Aplique un voltaje trifásico bajo al lado HV. Mida los voltajes entre varios terminales HV y LV. El patrón de voltajes confirmará el grupo de vectores (por ejemplo, Dyn11, Yyn0).

E. Prueba de absorción dieléctrica (índice de polarización - PI)

Esta es una extensión de la prueba de Megger y es mejor para detectar humedad y contaminación.

Cómo se hace:La prueba de Megger se realiza durante más tiempo, normalmente 10 minutos. El índice de polarización es la relación entre la lectura de resistencia de 10 minutos y la lectura de 1 minuto.

Qué buscar:

PI > 2,0:Buen aislamiento seco.

IP 1.0 - 2.0:Aislamiento cuestionable.

IP < 1,0:Aislamiento mojado o contaminado (requiere investigación).

3. Pruebas eléctricas (activadas/en-carga)

Estas pruebas se realizan después de pruebas exitosas sin energía y con el transformador en servicio.

A. Prueba de corriente sin carga (excitación)

Cómo se hace:Energice un devanado (normalmente BT) a la tensión y frecuencia nominales, dejando el otro devanado abierto-en circuito. Mida la corriente en cada fase.

Qué buscar:La corriente sin-carga suele ser del 0,5-3 % de la corriente de carga-completa. Las corrientes en las tres fases deberían ser aproximadamente iguales. Una corriente sin carga alta o desequilibrada puede indicar problemas como vueltas en cortocircuito, daños en el núcleo o una configuración de toma incorrecta.

B. Verificación de polaridad (método energizado)

Cómo se hace:Una prueba sencilla en la que se conecta un terminal de BT al terminal de AT correspondiente (por ejemplo, X1 a H1). Aplique un voltaje trifásico bajo al lado HV. Mida el voltaje entre los terminales HV y LV restantes desconectados.

Qué buscar:Si las lecturas de voltaje coinciden con los valores esperados para su conexión (aditiva o sustractiva), la polaridad es correcta. Esto es crucial antes de poner en paralelo transformadores.

C. Prueba de aumento de carga y temperatura

Suele ser una prueba de fábrica, pero se puede realizar en-sitio con equipo especializado.

Cómo se hace:Se aplica una carga simulada al transformador y se mide el aumento de temperatura de los devanados y del aceite hasta que se alcanza el equilibrio térmico.

Qué buscar:El aumento de temperatura no debe exceder los límites especificados por las normas (por ejemplo, 65 grados para los devanados) para garantizar la longevidad del transformador.

Tabla resumen de pruebas clave