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Curso Transformadores de Poder
Unidad IV
1
UNIDAD IV
Otros Ensayos de Mantenimiento
Objetivos:
Determinar las pruebas complementarias necesarias para el
mantenimiento
Lección 1 : Ensayos eléctricos.
Lección 2 : Ensayos de accesorios y protecciones

Unidad IV
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Ensayos Eléctricos
1.1. Medición de Factor de Potencia, Pérdidas y
Capacitancia.
1.2. Medición de Corrientes de Excitación por fase.
1.3. Medición de Relación de Transformación (TTR).
1.4. Análisis de Respuestas Frecuencias (SFRA).
LECCIÓN 1

Unidad IV
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1.1. Medición de Factor de Potencia,
Pérdidas y Capacitancia
• Los bornes más antiguos o de tensión reducida generalmente no
disponen de toma capacitiva, en estos casos se realiza el ensayo
conocido como de collar caliente.
• Esta prueba es muy efectiva para detectar niveles bajos de líquido o
relleno compuesto puesto que si hay aire donde se supone que
debería haber líquido o relleno compuesto, la capacidad o carga total
de corriente será más baja de lo normal. Esto es también muy útil para
detectar fisuras en la borna
LECCIÓN 1

Unidad IV
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La comparación de los resultados obtenidos en los ensayos
dieléctricos generales a diferentes tensiones, permite establecer el
nivel de gravedad del deterioro de un aislamiento.
• Tangente de δ
• Capacidad (pF)
• Intensidad en el Dieléctrico (mA)
• Potencia de Pérdidas en el Dieléctrico.
Un valor significativo del denominado “tip-up”, sugiere el mal estado del
aislamiento, dado que normalmente esta comprobación se realiza a
tensiones de 2kV y 10kV.
LECCIÓN 1

Unidad IV
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Representación Física de un Transformador
CH - Aislamiento entre conductores de Alta y Tierra (Núcleo más el Tanque aterrado,
incluyendo Boquillas de Alta, Devanado, elementos estructurales y Aceite).
CL - Aislamiento entre conductores de Baja y tierra (Núcleo más el Tanque aterrizado,
incluyendo Boquillas de Baja, Devanado, elementos estructurales, y Aceite).
CHL - Aislamiento entre Devanados (Barreras aislantes, Aceite).
de Dos Devanados
LECCIÓN 1

Unidad IV
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Procedimiento de prueba para dos devanados
Conexiones de prueba para una
configuración Delta - Estrella.
LECCIÓN 1

Unidad IV
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Para conexiones Delta – Estrella corto-circuitar cada bobinado,
porque si los bobinados se dejan flotando, la inductancia de los
mismos será introducida en el circuito.
El equipo de pruebas registrará IT’ en vez de IT
dando como resultado un mayor factor de
potencia

Unidad IV
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• Voltajes de Recomendados
para Transformadores con
Fluídos Aislantes
Voltaje Nominal
del Bobinado
(L-L) en kV
Voltage de
Prueba (kV)
12 y mas voltaje 10
5.04 a 8.72 5
2.4 a 4.8 2
Menor a 2.4 1
• Voltajes de Recomendados para
Transformadores con Fluídos
Aislantes probados en Ausencia
del Fluído a Presión Atmosférica
o Mayor.
Voltaje Nominal
del Bobinado Delta
(L-L) en kV
Voltage de
Prueba (kV)
161 y mas voltaje 10
115 a 138 5
34 a 69 2
12 a 25 1
12 a menos 0.5
Voltaje de prueba recomendado

Unidad IV
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para Transformadores Tipo
Seco
Voltaje Nominal
del Bobinado
Estrella (L-L) en kV
Voltage de
Prueba (kV)
12 y mas voltaje 10
Menor a 12 0.5
• Voltajes de Recomendados para
Transformadores con Fluídos
Aislantes probados en Ausencia
del Fluído a Presión Atmosférica
o Mayor.
Voltaje Nominal
del Bobinado Delta
(L-L) en kV
Voltage de
Prueba (kV)
encima de 14.4 10
12 a 14.4 5
5.04 a 8.72 2
2.4 a 4.8 1
2.4 a menos 0.5

Unidad IV
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para Transformadores Tipo
Seco
Voltaje Nominal
del Bobinado
Estrella (L-L) en kV
Voltage de
Prueba (kV)
2.4 y mas voltaje 2
Menor a 12 1

Unidad IV
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Representación Física del Transformador tres
CH - Aislamiento entre conductores de Alta y Tierra (Núcleo más el Tanque aterrado,
incluyendo Boquillas de Alta, Devanado, elementos estructurales y Aceite).
CL - Aislamiento entre conductores de Baja y tierra (Núcleo más el Tanque aterrizado,
incluyendo Boquillas de Baja, Devanado, elementos estructurales, y Aceite).
CHL; CLT; CHT - Aislamiento entre Devanados (Barreras aislantes, Aceite).
Devanados
LECCIÓN 1

Unidad IV
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Interpretación de resultados
• Corriente de carga de CH es normalmente del orden de 10 a 20
mA
• Normalmente CL > CH
• Corriente de carga bushings 1 a 2 mA (probar bushings
individuales)
• Cuando CHL es muy pequeña, puede haber cubierta (“shield’)
entre bobinados.
• Guia general de interpretación referencial de resultados
Capacidad Tipo Nuevo Usado
0 - 500 KVA Distribution 1.0% 2.0%
500 KVA Power 0.5% 1.0%
LECCIÓN 1

Unidad IV
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1.2. Medición de Corrientes de Excitación
Esta medición permite identificar los siguientes defectos:
• Defectos de fabricación (núcleo)
• Investiga el circuito magnético
• Corto circuito en aislamiento entre espiras
• Problemas en los cambiadores de voltajes
• Aterramiento anormal del Núcleo
Prueba Inicial:
• Todas las posiciones subiendo y bajando.
• Posición Neutral.
• Verificar en cada posición del cambiador de Tap sin carga (DETC)
Prueba de Rutina:
• Mínimo: 5 posiciones, incluyendo Neutral.
• Recomendado: 16L, 15L, …, 2L, 1L, N, 1R (mínimo)
•Nota: Cuidado al mover el DETC si no se usa frecuentemente.
LECCIÓN 1

Unidad IV
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.... Medición de Corrientes de Excitación
Con secundario abierto: La
corriente circulando por el
primario debe ser suficiente
para excitar el núcleo.
Con carga al secundario:
La corriente circulando por el
primario aumentará su valor
proporcionalmente a la
corriente de carga circulando
por el
secundario (más la corriente
de excitación)
LECCIÓN 1

Unidad IV
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Detección de una falla de
aislamiento entre espiras con la
prueba de Iexc .
La corriente del primario aumentará
su valor proporcionalmente al valor
de la corriente circulando entre las
espiras corto-circuitadas.
Detección de una falla entre
espiras y tierra con la prueba de Iexc
Con el neutro del secundario y la falla
a tierra, el valor de la corriente del
primario aumentará
proporcionalmente al valor de la
corriente del secundario y las dos
referencias a tierra.
LECCIÓN 1

Unidad IV
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Procedimiento de prueba:
LECCIÓN 1

Unidad IV
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Procedimiento de prueba:
LECCIÓN 1

Unidad IV
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Corriente de excitación en mA
PRUEBA
EN KV
H1 – H2
mA
H2 – H3
mA
H3 – H1
mA
Con corto en
espiras
5 32 280 40
Despues
reparación
5 16.8 36.5 36.5
Trafo similar 5 17.3 35 34.5
LECCIÓN 1

Unidad IV
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Procedimiento de prueba
LECCIÓN 1

Unidad IV
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1.3. Medida de Relación de Transformación (TTR)
• Verificar aislamientos menores entre espiras
• Detectar cortocircuitos internos
• Verificar conexiones al conmutador
• Detectar conexiones sueltas o posibles falsos contactos entre
espiras
• Verificar que el grupo vectorial y la polaridad de los vectores
LECCIÓN 1

Unidad IV
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PASO 1: Medir el Capacitor
PASO 2: Medir el Embobinado + Capacitor
... Medida de Relación de Transformación (TTR)
La corriente de carga (Ιc) es
proporcional al voltaje aplicado y la
capacitancia del Capacitor Doble.
Esta capacitancia es medida por el
instrumento, llamada Capacitancia
verdadera.
VC = Ic / ( V x ω)
Al colocar el Capacitor Patrón en
serie con el secundario, la reducción
en voltaje ocasionada por el número
de vueltas N también se reflejará en
la capacitancia medida, llamada
Capacitancia aparente.
N = Cverdadera / C aparente
LECCIÓN 1

Unidad IV
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.... Medida de Relación de Transformación (TTR).
La corriente de carga (Ιc) es
proporcional al voltaje
aplicado y la capacitancia del
Capacitor Patron. Esta
capacitancia es medida por el
instrumento, llamada
Capacitancia verdadera.
C = Ic / ( V x ω)
Al colocar el Capacitor en
serie con el secundario, la
reducción en voltaje
ocasionada por el número de
vueltas N también se reflejará
en la capacitancia medida,
llamada Capacitancia
aparente.
Cverdadera / Caparente = N
LECCIÓN 1

Unidad IV
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.... Medida de Relación de Transformación (TTR)
Ic = V 1 × ω Ca
Ca = Ic / V x x ω
I2 = V2 × ω × Ca
I2 = V1/N × ω × Ca
Identificando Ca / N como
capacitancia Aparente
Cverdadera Ca = N
______________ = ______
Caparente Ca / N
LECCIÓN 1

Unidad IV
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Ic = V 1 × ω Ca
Ca = Ic / V x x ω
I2 = V2 × ω × Ca
I2 = V1/N × ω × Ca
Identificando Ca / N como
capacitancia Aparente
Cverdadera Ca = N
______________ = ______
Caparente Ca / N
LECCIÓN 1

Unidad IV
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IdentificandoTransformador Trifásico Estrella-Delta
Prueba No. 1: H1-H0 a X1-X2
LECCIÓN 1

Unidad IV
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Transformador Trifásico Delta-Estrella
Prueba No.1: H1-H3 a X1-X0
LECCIÓN 1

Unidad IV
27
La corriente de carga (Ιc) es proporcional al voltaje
aplicado y la capacitancia del Capacitor Doble. Esta
capacitancia es medida por el instrumento, llamada
Capacitancia verdadera.
LECCIÓN 1

Unidad IV
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1.4. Análisis de Respuestas Frecuencias
(SFRA)
• La práctica y los estudios han demostrado que el SFRA es el
método más CONFIABLE y PRECISO para el diagnóstico del
movimiento o deformaciones del núcleo y bobinas de los
transformadores (fallas ocultas).
• El Método de SFRA aplicado al diagnóstico y análisis de
equipos de la subestación tales como transformadores de
potencia, trampas de onda y filtros de armónicos.
• Cabe destacar que el SFRA puede complementarse con los
resultados de las mediciones que relacionan a la geometría
física de los transformadores: Reactancia de Dispersión.
LECCIÓN 1

Unidad IV
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.... Beneficios del SFRA
Uno de los grandes beneficios de este método, es que se pueden
“ver daños ocultos” dentro de los transformadores. De esta
manera, se puede detectar problemas a tiempo antes que ellos
ocasionen daños costosos. Usarlo para:
- Mejorar la calidad de su plan de inspección o mantenimiento regular.
- Evitar la apertura o destape innecesaria del tanque del transformador
para efectuar inspecciones internas costosas.
- Verificar la condición de nuevos transformadores.
- Inspección para daños si el transformador ha experimentado tensiones
mecánicas.
- En caso de problemas del sistema, tal como cortocircuitos que puedan
dañar a los transformadores.
- Después de terremotos, relámpagos, u otros del medio ambiente
LECCIÓN 1

Unidad IV
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.... Beneficios del SFRA
• El SFRA es una gran cantidad de mediciones individuales hechas a
frecuencias de interés.
• El SFRA proporciona la curva característica propia del transformador,
equivalente a la firma o huella digital de un individuo.
LECCIÓN 1

Unidad IV
31
...Teoría del SFRA
Impedancia Ideales:
En un elemento pasivo tenemos 3componentes basicos
- Resistores - Capacitores - Inductores
- Cada uno tiene diferentes respuestas en corriente alterna
- La respuesta esta extrechamente relacionada a su geometria:
interna y en relacion a los demás componentes.
LECCIÓN 1

Unidad IV
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Resistencia = Zr = R
La respuesta es plana
Inductancia = Zl = w L
La respuesta aumenta con con
la frecuencia; cortocircuito a
baja frecuencia disminuye c
Capacitancia = Zc = 1 /w
La impedancia disminuye con
la frecuencia
... Teoría del SFRA
LECCIÓN 1

Unidad IV
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dB’s según aumenta la impedancia, Vout disminuye
Respuesta en dB´s = 20 log 10 (Vout / Vin).
Por cada caida de 20 dB estamos mirando a 1/10 de la
relación previa de Vout / Vin
LECCIÓN 1

Unidad IV
34
Circuito Paralelo RLC :
LECCIÓN 1

Unidad IV
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LECCIÓN 1

Unidad IV
36
LECCIÓN 1

Unidad IV
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• Conseguimos una resonancia de la combinacion de un
inductor y un capacitor (LC)
• Cambios en L o C nos da una nueva resonancia
• L y C depende de la geometria del especimen
• Cambios de R cambios de la resonancia
LECCIÓN 1

Unidad IV
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Ensayos de accesorios y protecciones
2.1. Relé Buchholz.
2.2. Relé Buchholz.
2.3. Válvula de sobrepresión
2.4. Control de temperatura
2.5. Indicador de Nivel de aceite
LECCIÓN 2

Unidad IV
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RELE A GAS BUCHHOLZ
Defectos internos del transformador
generan gases combustibles que son
capturados por el buchholz
LECCIÓN 2

Unidad IV
40
Relé
CUBA PRINCIPAL
RELÉ BUCHHOLTZ
Flotador 1
Depósito conservador
Red de A.T.
Relé
Disyuntor de A.T.
muelle antagonista
TRANSFORMADOR
Disyuntor de B.T.
Relé
Red de B.T.
Alarma acústica
Flotador 2
burbujas
de gas
eje de giro
RELE A GAS BUCHHOLZ
LECCIÓN 2

Unidad IV
41
RELE SOBRE PRESION
Defectos internos del
transformador
acompañado a una
sobrepresión de la cuba
generan el
desplazamiento de la
membrana de
sobrepresion y la
actuación simultanea del
rele de sobrepresión.
LECCIÓN 2

Unidad IV
42
RELE SOBRE PRESION
LECCIÓN 2

Unidad IV
43
CONTROL TEMPERATURA
Sobrecarga del transformador o
enfriamiento deficiente genera
sobretemperatura que si sobrepasa
los 100oC da orden de desconexión.
LECCIÓN 2

Unidad IV
44
INDICADOR DE NIVEL DE ACEITE
La pérdida de aceite
del transformador
genera un nivel bajo de
aceite que puede
generar la desconexión
LECCIÓN 2

Unidad IV
45
FIN
UNIDAD IV

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