SFRA COMO HERRAMIENTA DE
EVALUACIÓN DE CONDICIÓN EN
TRANSFORMADORES
MsC Ing Javier Acevedo
jacevedo@doble.com
Tecnical Application
Engineer
Date
Doble Engineering Company
©2012 Doble Engineering Company. All Rights Reserved
1
Algo de Historia del SFRA ….
1978: Dick & Erven, Canada, primer artículo IEEE
acerca de SFRA : “Transformer Diagnostic Testing by
FRA” .
1980’s: Pruebas de Campo CEGB, UK – SFRA.
1990’s:Desarrollo de Aplicación.
1990’s: Comercialización LVI.
2000: Comercialización SFRA (Doble).
2
Doble y la técnica SFRA….
1996 Sub-Comité EuroDoble.
1999 Especificación EuroDoble SFRA.
2002 Especificacion Doble SFRA.
2006 IEEE & CIGRE
3
Falla de bushings.
Ingreso de humedad...
Una falla violenta destruyó
la mitad del buje. La onda
de presión ocasionó que
el buje se levantara del
domo y volviera a caer.
Se movieron o deformaron
los
devanados
como
consecuencia de la falla?
Como saberlo?
4
Cierre en falla...
Se deformaron los devanados como consecuencia de la
falla?
5
Algunas veces, las cosas no salen bien….
Oye, y ahora que
vamos a
hacer????
Vamos…??? Yo
me pensiono a
partir de
mañana…..
¡¡La prueba hidrostática del transformador!
6
Cuidado…Impacto!!!!
Caída durante una reubicación...
Solo fueron un par de pulgadas!!!
7
Sospechas????
Autotransformador
Cuando llegó al
sitio de montaje,
se encontró la
pintura
descascarada.
8
Mas sospechas….
Retoques de pintura??..Verifique el registrador...
El
Transformador
golpeó
dos
puentes
durante
el
transporte!
9
Cuando realizar SFRA???
Trazas anormales en el registrador de impactos.
Incremento gases disueltos (DGA).
Operación del esquema de protección.
Resultados sospechosos en pruebas eléctricas de
mantenimiento (Iexc; capacitancia devanados, Zcoci%).
Deformaciones de la cuba.
Altas temperaturas de operación.
Sonidos o vibración anormales.
Explosión de un buje.
Fugas y regueros de aceite alrededor del transformador.
10
METODOLOGIA DE PRUEBA E INSPECCIÓN….
Diagnóstico de Falla
Aseguramiento de Condición
Monitor / detección
falla
Normal ?
Inicio
No
10%
Serio ?
Si
2%
No
Hacer
Nada
Si
No
90%
8%
Técnicas sensitivas
de amplio espectro
Aplicadas rutinariamente
Hacer
algo
Técnicas cuantitativas
de enfoque
Aplicadas cuando se requiere
11
SINTOMAS DE AVERÍAS EN UN
TRANSFORMADOR….
Problema
Mecánico
Identificador
Registrador de
Impactos
Resultados de
Mantenimiento
Operación de
Protecciones
Dieléctrica
(Aislamiento)
(DGA) anual
Operación de
Protecciones
Térmica
DGA Anual
Altas Temperaturas de
Operación
Resultados anormales
en manto
Explosion de bushing
Deformación cuba
Sonido anormal
Derrame de aceite
General
Diagnóstico
Reactancia de Dispersión
SFRA
Capacitancia
I Excitación
Resistencia de Devanados
TTR
Inspección Visual
Factor de Potencia
Resistencia de Devanados
Resistencia Ohmica Devanados
(DGA)
Descargas Parciales
DGA
Seleccionar un conjunto adecuado
de herramientas de diagnóstico.
12
Saltó… después de una sacudida.
Apertura de la soldadura del borde de la cuba…¡¡¡¡ya podemos
verificar que pasó. adentro!!!!...
Cierre en falla 7 años
antes, aislamiento
degradado, muestreo
DGA cada 3 meses.
REMOVIDO DE
SERVICIO
13
Esto no sería lo ideal….?
Este devanado se movió...
Ventana
14
Desafortunadamente esta es la realidad…
Pero, como podemos verificar su condición?
?
15
Evolución de una falla en un
transformador….Un ejemplo
Oscilograma de un evento de cortocircuito que causó una posterior falla del transformador.
Tomado de “Short Circuit Duty of power transformer, TheABB Approach; G.Bertagnolli
16
Simetría de devanados y cortocircuito.
Fuerzas axiales y de
compresión de
devanados contra el
núcleo como función
del valor de la
asimetría axial entre
devanados.
Tomado de “Short Circuit Duty
of power transformer, TheABB
Approach; G.Bertagnolli
17
SFRA Teoría y Práctica
En un dispositivo pasivo hay tres componentes
básicos:
resistencias
condensadores
bobinas
Así, si podemos medir cambios en la
respuesta en frecuencia de un
devanado
causado
por
su
desplazamiento, entonces podemos
detectar
si
presenta
algún
desplazamiento o deformación.
Cada uno de ellos tiene una respuesta diferente ante
una señal AC.
Su respuesta es bastante relacionada con su
geometría.
18
SFRA Teoría y Práctica
Medición realizada
V signal
50 Ω Coax
Cable de señal
V in
V out
Impedancia, Z
50 Ω Coax
Cable de
Medición de
Referencia
50 Ω Coax
Cable de
Medición de
Prueba
Respuesta en dB’s = 20 log10(Vout/Vin)
19
SFRA Teoría y Práctica
Haciendo los cálculos para la caída de tensión y la impedancia teniendo en
cuenta los efectos de la impedancia en los cables, la función de transferencia
resultante es:
En función de la tensión (medición):
En función de la impedancia (gráfico):
50
V
out( jω)


H ( jω ) =
H( jω) = 

Vin( jω)

Z ( jω ) + 50


50

Magnitud = 20 log
 Z ( jω ) + 50 
20
SFRA Teoría y Práctica
Haciendo los cálculos para la caída de tensión y la impedancia teniendo en
cuenta los efectos de la impedancia en los cables, la función de transferencia
resultante es:


50

Magnitude = 20 log
 Z ( jω ) + 50 
Fase = tan
−1
(V
out
V in
)
Valor de
Z (Ω )
Resultado de
la relación
Resultado
(dB)
0
1
0
450
0,1
-20
4.950
0,01
-40
49.950
0,001
-60
499.950
0,0001
-80
4.999.950
0,00001
-100
21
SFRA Teoría y práctica.
Cada caída de 20 dB significa que estamos viendo un
décimo del valor inicial de Vout/Vin
Respuesta en dB’s = 20 log10(Vout/Vin)
+20
dBs
0
Vout = 10 * Vin
-20
Vout = 0.1 * Vin
-40
Vout = 0.01 * Vin
-60
Vout = 0.001 * Vin
Vout = Vin
22
Respuesta SFRA de un Capacitor y una
Bobina.
Capacitancia
Inductancia
Capacitancia e Inductancia Combinadas
23
Un transformador es mas complejo…
Devanado de
Alta
C
H
Un transformador real
tiene muchas
capacitancias e
inductancias
CHL
CT
RH
LH
Devanado de
baja
CT
RH
LL
CT
CL
CH
LH
CHL
RL
CL
CH
CHL
RL
LL
CT
CL
Cada combinación LC da una
resonancia particular
24
Conexión del Equipo de Prueba
Pinza roja conectada a bushing
H1
A tierra
Pinza negra conectada a bushing
H0
El flange o borde metálico de los bushings
debe quedar aterrizado a través de las
pinzas negras con cinta verde
25
Conexión del Equipo de Prueba
La norma IEC 60076-18, en su anexo A,
contempla
tres
métodos
de
aterrizamiento de los flanges de
bushings. Doble ofrece cables de
prueba con facilidad de aterrizamiento
de los flanges bajo el método 1
contemplado en dicho anexo.
26
Mediciones….. Cuantas y en cuales
devanados???
Conexiones – verifique cada devanado por separado:
HV – cada fase
LV – cada fase
Medición de Cortocircuito…preferiblemente
desde devanado de alta con cada uno de los
devanados
de
baja
cortocircuitados
independientemente.
No demanda mucho tiempo...
27
Recomendaciones a tener en cuenta con
ciertos tipos de conexiones.
Si el transformador tiene un devanado terciario de
compensación (delta) con dos terminales
exteriores accesibles, estos deberán estar
cortocircuitados y aislados de tierra.
En conexiones estrella o “Y” formadas
externamente por los terminales de cada
devanado, se deberá registra la forma de
conexión del punto de la estrella al momento de
realizar la prueba.
28
Recomendaciones a tener en cuenta con
ciertos tipos de conexiones.
En devanados de baja tensión, pueden
presentarse desviaciones en las trazas entre 20
Hz y 20 kHz debido a diferencias en longitud de
terminales del devanado regulador.
Se debe tener cuidado en la polaridad de la
inyección de la señal de medición (no es lo mismo
probar H1-H2 que H2-H1) ya que pueden surgir
diferencias en las trazas en el rango superior de
frecuencias.
SFRA como herramienta de Evaluación de Condición en
Transformadores29
Interpretación – Que hacer con tantas
gráficas????
Experiencia: Ciertos rangos de frecuencia indican
diferentes problemas
<2kHz: Núcleo
Deformación, Circuito
abierto, Espiras en
Cortocircuito &
Magnetismo Residual
2kHz a 20kHz:
Desplazamiento de
un devanado respecto
a otro, estructura de
fijación
400kHz a 2MHz:
Movimiento de
cables de salida
de devanados
20 kHz a 400kHz:
Deformación de
devanados principales
o regulador
30
Respuesta Típicas de un devanado conexión
“Y”
Tres fases de un transformador
Respuestas de baja
frecuencia siguen el
patrón esperado.
Respuestas
en
alta
frecuencia
muestran
variaciones comunes entre
fases.
31
Respuestas Típicas de un devanado en
conexión ∆ “Delta”.
Tres fases de un Transformador
Respuestas
en
baja
frecuencia son diferentes a
las de devanados en “Y”
Respuestas
en
alta
frecuencia son similares
entre fases; esto es común-
32
Conexiones..SFRA en circuito abierto.
Prueba normal con devanado baja abierto.
Devanado de Alta
Señal y referencia
Devanado de Baja
R pequeña
R pequeña
Núcleo
M5100
R alta
Este modelo solo aplica para bajas
frecuencias.
33
Análisis SFRA en circuito abierto.
Asegúrese que las resonancias se igualan
razonablemente.
Esto toma práctica.
Verifique la frecuencia mas alta:
Si en el rango de 2MHz no se igualan las
trazas, verifique la puesta a tierra del
bushing.
Si la puesta a tierra del bushing no esta
bien fija, puede afectar una gran porción
de la traza.
34
La influencia de la magnetización del núcleo….
Si sospecha de la
influencia
de
magnetismo
remanente en las
trazas,
desmagnetice
el
núcleo.
No hay afectación
de índices de
correlación por
magnetización.
35
Trazas SFRA en posición neutro OLTC….
Dos resultados
SFRA en la
posición neutra
OLTC.
Desde arriba (traza en azul);
desde abajo (traza en blanco).
La respuesta varía si la posición previa del OLTC esta
hacia arriba o hacia abajo - así que es importante registrar
esta información.
36
Trazas SFRA y OLTC….
37
Análisis SFRA en circuito abierto.
Si hay magnetización, solo se verá afectada la
zona de baja frecuencia de las trazas.
No ignore los resultados de las pruebas, pero
considérelos.
Desmagnetice el transformador.
Verifique posible magnetización midiendo Iex.
(verifique cumplimiento de patrón de Iexc).
38
Conexiones..SFRA en corto-circuito.
Prueba normal con devanado en
cortocircuito.
Devanado de Alta
Señal y Referencia
Devanado de Baja
R pequeña
R pequeña
Núcleo
M5100
R alta
Este modelo solo aplica para bajas
frecuencias.
39
Análisis SFRA en corto circuito
Cortocircuitar secundarios entre sí.
No cortocircuitar secundarios múltiples o múltiples
secundarios entre sí.
Probar cada fase
Fase A
Fase B
Fase C
40
Variaciones en trazas de cortocircuito.
Se recomienda realizar una medición de impedancia
en cortocircuito trifásica.
Puede realizar una prueba equivalente monofásica
repitiendo las pruebas y solo cortocircuitando el
devanado de baja apropiado.
Puede realizar una medición de cortocircuito desde el
lado de baja (con el lado de Alta tensión
cortocircuitado).
Mediciones por fase y por el lado de baja tensión son
útiles en investigaciones y diagnósticos de condición
avanzados.
41
Análisis de trazas de cortocircuito.
Solo analice la “caída inductiva”
Esta caída define el modelo de inductancia del devanado
primario.
Muy similar a la medición de reactancia de cortocircuito.
42
Causas de variación en trazas de cortocircuito.
Variación en resultados puede ocurrir cerca de los 20
Hz debido a variación en la resistencia de las puntas
de cortocircuito. Puede indicar la necesidad de
verificar el valor de resistencia óhmica de los
devanados.
Variación en la “caída inductiva” es debida a
variación en la impedancia del devanado.
La fase central puede ser ligeramente diferente.
Se espera que la atenuación de todas las fases
estén dentro de un rango de 0.5 dB.
43
Comparativo trazas SFRA Circuito Abierto y
Corto Cto.
Traza
(devanado
corto)
Sc
en
Traza OC
(circuito
abierto)
44
NORMA IEC 60076-18
MEDICIÓN DE RESPUESTA EN
FRECUENCIA
Date
©2012 Doble Engineering Company. All Rights Reserved
45
Alcance y Definiciones Importantes.
La norma cubre la técnica de medición y el equipo de medida
usados en la medición de respuesta en frecuencia ya sea en
fábrica o en sitio.
La norma es aplicable a las mediciones de respuesta en
frecuencia en transformadores, reactores, transformadores
reguladores o equipos similares.
Los términos SFRA y FRA son comúnmente usados y se
refieren al uso de una fuente de voltaje con barrido de
frecuencia o una fuente de impulso de tensión. Siempre y
cuando el equipo de medición cumpla con las especificaciones
del parágrafo 5 de esta norma, la norma puede aplicarse a
ambos métodos.
46
Alcance y Definiciones Importantes.
Línea base: Medición de respuesta en frecuencia
realizada a un equipo para proveer una base de
comparación para futuras mediciones sobre el mismo
equipo y en la misma configuración.
47
CIRCUITO DE MEDICIÓN.
48
MODOS DE MEDICIÓN COMUNES.
Medición final a final (end to end): Medición hecha sobre una sola
bobina (fase) con los terminales fuente y referencia (Vin) conectados a
un extremo y el terminal de respuesta (Vout) conectado al otro.
Medición final a final en corto circuito: Medición hecha sobre una sola
bobina (fase) con los terminales fuente y referencia (Vin) conectados a
un extremo del devanado y el terminal de respuesta (Vout) conectado
al otro. El otro devanado sobre la misma fase debe estar cortcircuitado.
49
MODOS DE MEDICIÓN COMUNES.
Medición capacitiva entre devanados: Esta medición se realiza sobre
dos bobinas adyacentes (de la misma fase) con los terminales fuente y
referencia conectados a un extremo de una bobina y el terminal de
respuesta (Vout) conectado a la otra bobina. Los otros terminales de
ambas bobinas permanecen flotando. Esta medición no es aplicable a
devanados que tengan un terminal común.
Medición inductiva entre devanados: Esta medición se realiza sobre dos
bobinas adyacentes (de la misma fase) con los terminales fuente y
referencia conectados a un extremo de una bobina del devanado de
mayor tensión y el terminal de respuesta (Vout) conectado un terminal
de la otra bobina. Los otros terminales de ambas bobinas permanecen
aterrizados.
50
CONDICIONES DEL EQUIPO BAJO PRUEBA.
En pruebas de fábrica, el equipo debe estar completamente
ensamblado con todos los bushings, sin embargo los radiadores y
demás equipos auxiliares no requieren estar instalados.
El equipo no debe estar conectado a ningún barraje o línea.
Los TC´s , si no están conectados al sistema de protección, deben
estar cortocircuitados y aterrizados.
Transformadores con elementos constructivos particulares como
bushings tipo aceite-SF6 que no puedan ser probados en su
configuración final en fábrica se deberán probar solo en sitio, sin
embargo, se admite realizar pruebas en fábrica y en sitio bajo
configuraciones particulares para confirmar la condición después del
transporte.
51
CONDICIONES DEL EQUIPO BAJO PRUEBA.
Si el transformador va a estar conectado a un barraje aislado en
aire o gas, se recomienda realizar dos mediciones iniciales, una
sin el barraje conectado y otra con el barraje conectado y el
seccionador de tierra final aterrizado.
No se recomienda realizar las mediciones de SFRA en
situaciones en que la temperatura cambie rápidamente como por
ejemplo inmediatamente después de un termo-vacío o un
regeneramiento de aceite.
52
CONEXIONES Y VERIFICACIONES ANTES DE
LA PRUEBA.
Los terminales de medida (fuente + referencia y respuesta) deben
conectarse a los respectivos terminales primarios del equipo bajo prueba.
Los cables de tierra deberán estar conectados cerca a los respectivos
terminales de medición.
Si el procedimiento lo especifica, se deberá realizar un chequeo o
verificación a cero (zero check measurement) como una medición
adicional. Todas las puntas de medición deberá conectarse entre sí a uno
de los terminales primarios el equipo medido lo mismo que los terminales
de tierra. La medición así realizada indicará la respuesta en frecuencia del
circuito de medición.
La verificación a cero no es una calibración pero brinda información
acerca de la mas alta frecuencia a la que la medición es confiable.
53
CONEXIONES Y VERIFICACIONES ANTES DE
LA PRUEBA.
La norma recomienda repetir siempre la primera medición al final de la
sesión de mediciones con el fin de verificar la repetibilidad de la medición.
El desempeño adecuado del equipo puede verificarse de tres formas
distintas:
Realizando una medición con las puntas de medida en corto y otra con
las puntas en circuito abierto. En la primera, la traza obtenida no debe
desviarse mas de 0.3 dB alrededor de los 0 dB a lo largo del rango total
de frecuencia de la medición. En la segunda medición (circuito abierto),
la atenuación debe ser menor de -90 dB a lo largo del rango total de
frecuencia de la medición.
Usando una caja de calibración que a través de varias mediciones,
cubra el rango comprendido entre -10 dB y – 80 dB.
Usando un procedimiento sugerido por el fabricante siempre y cuando
cubra el rango definido anteriormente.
54
ESCOGIENDO LA CONFIGURACIÓN DE LA
MEDICIÓN.
La norma considera como “estandarizadas” las mediciones final a final en
circuito abierto. Otras mediciones como interdevanados capacitivas e
inductivas o final a final en cortocircuito son consideradas adicionales.
POSICIÓN DEL TAP DEL CAMBIADOR: En un cambiador OLTC, se
deberán realizar como mínimo dos mediciones, una en la posición con el
mayor número de vueltas y otra con el devanado regulador fuera del circuito
de medición. Para autotransformadores con devanado regulador extremo, las
mediciones deberán realizarse en:
el devanado serie con el mínimo número de vueltas del devanado
regulador incluido.
El devanado común con el máximo número de vueltas del dev regulador.
El devanado común con el mínimo número de vueltas del dev regulador.
55
ESCOGIENDO LA CONFIGURACIÓN DE LA
MEDICIÓN.
Para posiciones neutro del OLTC, la medición deberá realizarse
viniendo de la posición de menor voltaje excepto si se especifica otra
cosa.
Para transformadores con DETC, la posición para la realización de la
medida será la posición de servicio.
TRANSFORMADORES
CON
CONEXIÓN
ESTRELLA
O
AUTOTRANSFOMADORES se deberá probar energizando el terminal
de alta tensión.
Los devanados con conexión estrella y punto neutro aterrizado
internamente se deberán medir como devanados en conexión delta.
Si las fases de un devanado delta pueden independizarse
completamente, se preferirá esta configuración para la medida.
56
ESCOGIENDO LA CONFIGURACIÓN DE LA
MEDICIÓN.
Si se tiene un devanado estabilizador en conexión delta, se deberá
realizar la medición con la delta cerrada y flotante (no aterrizada).
En devanados delta, las conexiones se harán formando parejas
iniciando desde la letra menor y la letra siguiente y continuando en
rotación cíclica.
Para efectos de la medición SFRA, los reactores deberán tratarse
como un devanado conectado en estrella.
Para documentar completamente la medición, en cada una se
deberá registrar la posición del tap al momento de la medición, la
posición que tenía anteriormente y la denominación de los
terminales donde se conectaron los cables de medición.
57
CARACTERISTICAS DE LOS EQUIPOS DE
MEDICIÓN.
RANGO DE FRECUENCIA Y PUNTOS DE MEDICIÓN:
La menor frecuencia de medición debe ser igual o menor a 20 Hz.
El valor mínimo de alta frecuencia para equipos de tensión > 72.5 kV
debe ser de 1 MHz.
El valor mínimo de alta frecuencia para equipos de tensión < 72.5 kV
debe ser de 2 MHz.
Por simplicidad y para efectos de comparación se recomienda que la
mayor frecuencia sea 2 MHz.
Debajo de 100 Hz las mediciones se deben realizar cada 10 Hz. Por
encima de 100 Hz las mediciones deben hacerse en un número
mínimo de 200 por cada década espaciadas lineal o logarítmicamente.
Si el operador no desea incluir la zona de baja frecuencia para efectos
de diagnóstico de la condición del núcleo, se puede escoger una
frecuencia mínima de 5 KHz.
58
CARACTERISTICAS DE LOS EQUIPOS DE
MEDICIÓN.
RANGO DE MEDICIÓN: +10 A -90 dB del máximo nivel de tensión de
la señal de la fuente y con una relación señal / ruido de 6dB sobre el
rango total de la frecuencia.
EXACTITUD DE LA MEDICIÓN DE AMPLITUD: +/- 0.3 dB entre +10
dB y -40 dB y +/- 1 dB entre - 40 dB y - 80 dB.
EXACTITUD DE MEDICIÓN EN FASE: Mejor que +/- 1° entre + 10 dB
y – 40 dB.
RANGO DE MEDICIÓN DE FRECUENCIA: Entre 20 Hz y 2 MHz.
RESOLUCIÓN DE ANCHO DE BANDA: 10 Hz debajo de 100 Hz y
menor de 10% de la frecuencia de medición o la mitad del intervalo
entre frecuencias adyacentes (la que sea menor).
59
CARACTERISTICAS DE LOS EQUIPOS DE
MEDICIÓN.
PROCESAMIENTO INTERNO DE LOS DATOS: Los datos obtenidos no
deberá ser “suavizados” por métodos que usen técnicas de frecuencias
adyacentes pero se acepta el uso de técnicas de promediado u otras
técnicas que usen múltiples mediciones dentro del ancho de banda de
resolución de la medición.
CALIBRACIÓN: El equipo de medición deberá ser trazable con una
referencia estandarizada a intervalos regulares.
CABLES DE MEDICIÓN: Se deberán usar cables separados para las
señales de fuente, referencia y respuesta. La impedancia característica
deberá ser de 50 ohmios y cada punta deberá causar una atenuación
menor de 0.3 dB a 2 MHz . La máxima longitud de los cables para un
sistema de tipo pasivo será de 30 metros.
IMPEDANCIA: La impedancia de medida para la medida del voltaje de
respuesta deberá ser de 50 ᾨ +/- 2%.
60
INFORMACION A REGISTRAR SOBRE EL
EQUIPO MEDIDO.
Los datos deberán registrarse en un archivo de cada medición bajo formato
XML 1.0. Deberán incluirse los siguientes datos:
Identificador del equipo (secuencia de letras y números).
Fecha de la medición (en formato AAAA – MM - DD).
Hora de la medición (formato 24 horas HHhMM).
Fabricante.
Numero de serie del equipo bajo prueba.
Identificación del equipo de medición usado.
Voltaje pico usado en la medición.
Terminal donde se conectó el cable de señal de referencia.
Terminal donde se conectó el cable de señal de respuesta.
Terminales cortocircuitados (identificación) en formato A-B-C.
61
INFORMACION A REGISTRAR SOBRE EL
EQUIPO MEDIDO.
Continuación:
Terminales aterrizados (identificación).
Posición OLTC al momento de la medición.
Posición previa del OLTC desde la cual se movió a la actual.
Posición del DTEC al momento de la medición.
Temperatura del equipo durante la medición (temperatura del aceite
en la parte superior).
Presencia de aislamiento líquido durante la medición (si el equipo
estaba lleno de aceite al momento de la medición).
Comentarios relacionados con circunstancias que rodearon la
medición (uso de bushings diferentes durante el transporte, si el
barraje princia estuvo conectado, si fue probado en plataforma o
vagón de transporte).
62
INFORMACION A REGISTRAR SOBRE EL
EQUIPO MEDIDO.
Continuación:
Longitud de la conexión adicional en las puestas a tierra (cuando el cable
original de las conexiones de puesta a tierra en los bordes de los
bushings del equipo no alcance).
Resultados de la medición.
63
EVALUACIÓN DE TRAZAS
(ANEXO B DE LA NORMA).
Comparación
línea base.
con
Comparación
unidad gemela.
con
64
EVALUACIÓN DE TRAZAS
(ANEXO B DE LA NORMA).
Comparación
con
unidades hermanas.
Comparación
fases.
entre
65
EVALUACIÓN DE TRAZAS
(ANEXO B DE LA NORMA).
66
EFECTO DE UN DEVANADO TERCIARIO DE
ESTABILIZACIÓN.
67
Casos de Estudio
Date
©2012 Doble Engineering Company. All Rights Reserved
68
CASO DE ESTUDIO # 1
ESPIRA EN CORTO
69
Respuesta Normal
Tres respuestas normales a circuito abierto
Las tres fases
responden diferente
a bajas frecuencias
Resultados como se esperaban y aceptables
70
Espira en Cortocircuito.
Después de un incidente – un año después...
Una fase tiene
una clara caída
inductiva
asociada con
la medición en
cortocircuito.
La variación es un claro indicador de una
espira en cortocircuito en la fase A
71
Otro caso de Cortocircuito.
Un cortocircuito se ve
desde todos los
devanados
72
CASO DE ESTUDIO # 2
DEFORMACIÓN RADIAL
73
Deformación radial
Claro desfasaje a
la izquierda a
frecuencia crítica
74
Deformación Radial
Mire cambios en “f” y en “dB”
Efecto similar en
unidad hermana
con la misma
avería.
75
Deformación Radial.
Claro abombamiento
en el devanado
76
Deformación Radial.
Falla por compresión del devanado, también conocida
como deformación radial.
Incremento esperado en la combinación LC del devanado visto como un desfasaje a la izquierda de la resonancia en
el rango de media frecuencia.
Consecuente incremento en la impedancia del devanadovisto en resultados de prueba de cortocircuito.
77
Caso de Estudio # 3
Colapso Axial
78
Desplazamiento axial de un devanado
0
Amplitude in dB
-10
Fase en buen
estado!
-20
-30
-40
-50
-60
-70
0
0.5
1
Frequency in MHz
22/11/94
8/11/01
79
Desplazamiento axial de un devanado
Ratcliffe SGT3 T4681 AEI A phase N to LV Tap 15
0
No tan Buena!
Amplitude in dB
-10
-20
-30
-40
-50
-60
Ligero desplazamiento a la derecha
-70
0
0.5
1
Frequency in MHz
22/11/94
8/11/01
80
Desplazamiento axial de un devanado
81
Desplazamiento axial de un devanado
Piezas dispersas
bajo un devanado
colapsado
82
Desplazamiento axial de un devanado.
Un buen devanado muestra poca variación cerca a 1 MHz.
Devanados fallados muestran un claro desplazamiento a la
derecha de las frecuencias – como se esperaba.
Se necesitan claros resultados para detectar problemas a
frecuencias > 1 MHz.
83
Caso de Estudio # 4
Falla de bushing de baja tensión
(habrá fallado el devanado
interno???)
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Descripción del caso.
Pararrayos falla cerca del bushing X2.
Bushing X2 es de una marca y tipo diferente de los
bushings X1 and X3
La falla del pararrayo causó fundición del cobre del
conductor que cayó sobre el bushing X2. Al momento de la
prueba el cobre no había sido removido.
No hay trazas de pruebas anteriores.
El operador esta bien entrenado en la ejecución de pruebas
(no hay lugar a errores de ejecución).
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Trazas obtenidas.
Efecto del cobre
derretido sobre X2
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Otros casos
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Transformador con aceite y sin aceite.
Lleno de aceite
Sin aceite
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Transformador con núcleo y tanque
aterrizados y sin aterrizar.
En fábrica con conexión de
puesta a tierra segura
En la plataforma de tren sin
aterrizaje permanente
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CONCLUSIONES
M5K SFRA fué capaz de detectar un número de condiciones
defectuosas que incluyen:
• Corto entre espiras
• Deformación radial de devanados
• Colapso axial de devanados.
• Defectos en puesta a tierra interna de núcleos y tanque.
• Fallas externas sin afectación interna de devanados.
Doble continua trabajando en la identificación de patrones que faciliten y
confirmen la ocurrencia de deformaciones mecánicas en devanados de
transformadores y máquinas rotativas.
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Gracias
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