Prueba de Relación de Transformación

Los transformadores están sujetos a varios esfuerzos y cambios en su vida útil, por lo que los servicios públicos y las empresas de servicios programan diferentes pruebas de transformadores para evaluar su condición durante la vida del transformador.

La condición del transformador depende mucho del rendimiento del bobinado para proporcionar la esperada relación de tensión, que está directamente relacionada con la relación de espiras (la relación de vueltas de cable en el devanado primario con el número de vueltas de cable en el devanado secundario); por lo tanto, la prueba de relación de transformación es una prueba esencial del mismo, y uno de los métodos más eficaces para la evaluación de su estado; los cambios en la relación de espiras, y las desviaciones correspondientes respecto a la relación de la placa de características, más allá de la tolerancia de error máxima, puede ser una indicación de daños o deterioro del bobinado; la prueba de relación de transformación ayuda a identificar problemas tales como espiras abiertas, espiras cortocircuitadas, conexiones incorrectas, problemas internos del núcleo magnético o del cambiador de tomas, etc.

Prueba de relación de transformación en transformadores de potencia

prueba de relación de transformación ETP-1Las normas internacionales exigen que la relación de tensión medida entre dos bobinados esté dentro del ± 0.5% de la relación indicada en la placa de características; para comprobar este requerimiento, la prueba de relación de transformación mide la relación real de tensión, que se compara con la de la placa. La prueba de relación de transformación en transformadores de potencia se realiza por inyección de baja tensión en transformadores desenergizados y la correspondiente medición de la tensión inducida en otro devanado; la prueba de relación de transformación se hace para cada fase y para cada posición de toma si el transformador tiene varias tomas para cambiar su relación de tensión.

Se utilizan generalmente equipos de prueba de relación de transformación específicamente diseñados para este tipo de pruebas; el equipo de prueba de relación de transformación trifásico hace la medición fase a fase, independientemente de la configuración, y emplea generalmente soluciones de conmutación internas para facilitar la prueba de las tres fases, teniendo en cuenta el grupo de conexión. El equipo de prueba de relación de transformación mide la relación de voltajes, la cual para los monofásicos y mayoría de los casos trifásicos, es la misma que la relación de espiras del transformador (con la diferencia del error de relación), pero en algunas configuraciones de transformadores de potencia es diferente de la relación de tensión y se calcula usando fórmulas de conversión y factores que dependen del grupo de conexión del TP.

El ETP-1 de SMC cumple todas las características requeridas como equipo trifásico de prueba de relación de transformación y medidor de corriente de excitación; el ETP-1 determina la relación en las tres fases de transformadores y autotransformadores de potencia y distribución de cualquier tipo, mediante la aplicación de una tensión de prueba en el devanado de alta tensión y la medición de la tensión resultante en el bobinado de baja tensión.

Este equipo de prueba de relación de transformación también proporciona la evaluación de otros parámetros, tales como la corriente de excitación (que da una estimación de las pérdidas sin carga), el ángulo de fase entre la tensión de prueba y la corriente de excitación (permitiendo verificar el grupo de conexión) y ángulo de fase entre la tensión de prueba y la tensión medida (desviación de fase que también permite identificar daños en los núcleos magnéticos).

El ETP-1 proporciona una prueba de relación de transformación totalmente guiada y controlada por software automático, con instrucciones al operador durante la ejecución, representación gráfica de resultados para cada toma y sin necesidad de cálculos, lo que reduce los errores humanos.

El almacenamiento de resultados en base de datos y el informe inmediato en este equipo de prueba de relación de transformación, permite el seguimiento individual de cada transformador, y compararse con los resultados previos con un software opcional de tendencias y diagnóstico. El ETP-1 es parte del sistema ETP para mantenimiento predictivo de transformadores de potencia, y puede cruzar los resultados con los de las otras unidades para proporcionar un diagnóstico completo.

Prueba de relación de transformación en transformadores de instrumentación

prueba de relación de transformación RaptorEn los transformadores de corriente, de medida y/o protección, la prueba de relación de transformación se basa principalmente en la inyección de corriente, ya que las relaciones de los TCs se expresan como relación entre la corriente primaria asignada y la corriente secundaria asignada a una carga de precisión específica. Si no es posible la prueba de relación por corriente, como en los TC situados directamente en los bujes de alta tensión de los transformadores de potencia, la prueba de relación de transformación puede hacerse por inyección de tensión, pero no debe ser un sustituto del método de corriente. La prueba de relación de transformación a corrientes nominales ofrece siempre más seguridad de su buen funcionamiento en servicio.

El Sistema Raptor ofrece varias plantillas de prueba y funciones para la prueba de transformadores de TC, TV y TP; la gran portabilidad del Raptor permite también colocar el equipo de prueba más cerca del transformador y reducir la longitud de los cables de prueba y la potencia requerida; con respecto a la prueba de relación de transformación, el Raptor incluye las siguientes plantillas:

  • Relación de TC: la prueba de relación de transformación se realiza por inyección de corriente en el primario y la medición de la corriente secundaria; la misma plantilla determina la polaridad y error de ángulo, y la carga conectada en VA a la corriente de prueba; si se introduce la relación nominal, la prueba de relación de transformación también muestra el error de relación; ya que es recomendable probar el error de relación y el ángulo de fase a diferentes porcentajes de la intensidad nominal, incluyendo la nominal y superiores, el Raptor proporciona las altas corrientes y potencias requeridas de la aplicación para cumplir con las diferentes situaciones de prueba de relación de transformación.
  • Relación de TC, por tensión: esta plantilla es una alternativa cuando, por cualquier razón, no es posible inyectar directamente corriente primaria en el TC; la prueba de relación de transformación se realiza por inyección de tensión en secundario, mientras se mide la tensión primaria; obviamente este método no ofrece información alguna sobre la influencia del núcleo magnético en la precisión total a su carga de precisión.
  • Relación de TC para transformadores Rogowski y de baja potencia: la prueba de relación de transformación se realiza a través de inyección de corriente primaria y la medición de la tensión secundaria; mide la relación de TC, polaridad y ángulo de fase de este tipo específico de transformadores o sensores de corriente, en la que la relación se define como proporción de la corriente primaria a la tensión secundaria de bajo nivel.
  • Relación de TV: esta prueba de relación de transformación de los transformadores de medida de tensión, se hace aplicando tensión en primario y midiendo la tensión secundaria, comprobando la relación del TV, polaridad y fase.
  • Relación de PT: El Raptor incluye también la prueba de relación de transformación de transformadores de potencia en monofásico, midiendo la relación de tensión entre el devanado primario y el devanado secundario relacionado del PT; si el PT es trifásico, la medición debe llevarse a cabo en cada fase; si el neutro no es accesible, se inyecta entre dos fases y se mide en el lado de baja de acuerdo a los cálculos y esquema de conexión que se necesite según el grupo de conexión del PT.

Cualquiera de los equipos de inyección primaria y secundaria de la gama de productos de SMC se puede utilizar también como fuente de corriente o tensión, siempre que se alcance el rango de inyección requerida, en combinación con un medidor externo adecuado para la prueba de relación de transformación, pero es preferible un sistema de inyección y medición integrado como el Raptor y el ETP-1, que incluyen todos los datos y resultados en el mismo informe, entre otras ventajas.

Para más información, consulte los productos de SMC para la prueba de relación de transformación, o contacte con nosotros.