Los transformadores de potencia son equipos clave en los sistemas eléctricos y el corazón de las subestaciones; durante su vida útil están sujetos a diversas condiciones las cuales pueden alterar su forma constructiva y capacidad de operación, como por ejemplo estar expuestos a tensiones anormales que surgen de eventos transitorios (conmutación, rayos), armónicos, corrientes de cortocircuito, estrés térmico y mecánico, sobre cargas de potencia, entre otras. Lo expuesto con anterioridad puede causar el deterioro acelerado sobre el núcleo, sistemas de conmutación y los devanados del transformador.
Las pruebas eléctricas de campo (SAT) que pueden determinar el estado del transformador de potencia se dividen en dos grandes grupos: medición de la calidad o el deterioro de los aislamientos y medición de comportamiento eléctrico.
Los parámetros eléctricos del transformador dependen de la forma y diseño constructivo de sus devanados, geometría del núcleo, puntos de conexión y propiedad de materiales. Por esto es importante que se realicen con frecuencia las pruebas eléctricas de rutina en campo, con la finalidad de registrar información sobre el comportamiento del transformador y planificar mantenimientos preventivos que optimicen su operación y garanticen la vida útil del mismo.
Las pruebas que miden el comportamiento eléctrico permiten identificar defectos en la estructura del núcleo magnético, fallas en puntos de conexión, fallas del aislamiento entre devanados y deformaciones o desplazamientos mecánicos; estas anomalías pueden estar asociadas a condiciones como corto entre espiras, conexiones deterioradas en devanados, daños en el conmutador y desplazamientos axiales o radiales de bobina, entre otros. A continuación, se describen las pruebas eléctricas de campo (SAT):
- Relación de transformación
- Resistencia a la corriente continua de los devanados
- Corriente de excitación
- Barrido de respuesta en frecuencia (SFRA)
La medición de la relación de transformación permite detectar cortocircuitos entre espiras o secciones del bobinado, también es útil para determinar el grupo de conexión y polaridad del transformador. Las mediciones de la resistencia del devanado se realizan para evaluar los posibles daños en las bobinas o problemas de contacto con el conmutador. La medición de corriente de excitación es válida para detectar deterioros y desajustes en el núcleo y contactos no deseados entre núcleo y devanados.
El análisis de la respuesta en frecuencia de barrido SFRA (Sweep Frecuency Response Analysis) tiene el objetivo de detectar deformaciones sobre el circuito equivalente del transformador (red RLC asociada) con respecto a su geometría de construcción; es por ello que la respuesta SFRA inicial de fabrica (FAT) es conocida como la huella dactilar del transformador.
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Ing. Andrés Pérez Quiroga
Líder de Transformadores
Transequipos S.A.
