Las mediciones de diagnósticos son muy importantes para evaluar la confiabilidad y las condiciones de los transformadores de medición (tensión y corriente). Permiten revelar las fallas potenciales y derivadas del proceso de deterioro normal, y que se relacionan con el aislamiento (como filtración de humedad o descargas parciales) o el circuito electromagnético (como circuitos abiertos o cortos circuitos).

Existen diversos tipos de mediciones de diagnóstico de los transformadores de medición, como las pruebas del sistema de aislamiento y del circuito electromagnético. Son muchísimas y no podríamos abordar todas en esta publicación por economía textual, sin embargo, hay algunas que destacan, como la medición de la exactitud y el análisis de respuesta dieléctrica.

Medición de exactitud

Este tipo conlleva el desplazamiento de fase y la medición del error de relación. Las pérdidas de los transformadores de corriente (TC) son representadas mediante las pérdidas del núcleo, que tienen que medirse y pueden subdividirse en pérdidas en núcleo de hierro y de cobre. Las últimos son descritas como resistencia del devanado RCT de los ejemplares de corriente, en cambio, las primeras son descritas como las pérdidas de corrientes parasitadas y se representan por la resistencia parásita Reedy. Cabe mencionar que se muestran como resistencia de histéresis RH del núcleo a las pérdidas por histéresis.

Si se utilizan los valores correspondientes a las pérdidas totales del núcleo, es posible usar un modelo matemático para determinar el error de relación de corriente y el desplazamiento de fase tanto para toda corriente primaria como carga secundaria, por tal motivo es posible la determinación del total de los puntos de funcionamiento señalados en las normativas establecidas para cualquier transformador de corriente que sea indispensable en las instalaciones eléctricas.

Pueden obtenerse, de manera adicional, otros parámetros relevantes, entre los que destacan los siguientes:

• Inductancia principal saturada y no saturada.
• Factor de dimensionamiento de transitorios, conforme las normas para la determinación de comportamiento de la corriente de falla transitoria.
• Magnetismo residual.
• Factor de corriente simétrica de cortocircuito.

Hay una serie de mediciones que tienen que efectuar consecutivamente con la finalidad de medir los parámetros conforme el diagrama de circuito equivalente. Se trata de las siguientes:

• Medir la resistencia del devanado secundario.
• Medir de la curva inicial de magnetización.
• Medir de pérdidas de histéresis y pérdidas por corrientes parásitas.
• Medir de la relación de transformación N.
• Calcular el error de relación de corriente y del desplazamiento de fase con la carga y los valores de corriente primaria requeridos en el diagrama vectorial de los transformadores de corriente.

Una herramienta muy útil y poderosa es el método de modelado, que sirve para calibrar los TC de forma periódica y para las mediciones de diagnóstico.

Ahora bien, las pérdidas de dispersión primarias y secundarias deben comprenderse como las pérdidas de un transformador de tensión (TTI). Tienen que realizarse de manera consecutiva la siguiente serie de mediciones en el caso de los TTI y llevarse a cabo conforme el diagrama de circuito equivalente:

• Medir la impedancia en corto circuito.
• Medir la resistencia del devanado secundario.
• Medir la capacitancia de dispersión primaria.
• Medir la curva de magnetización inicial.
• Medir las pérdidas por histéresis y las pérdidas por corrientes parásitas.
• Medir la relación sin carga, es decir la relación de transformación.
• Calcular el error de relación de tensión y desplazamiento de fase con los valores de tensión primaria y la carga requeridos en el diagrama vectorial de un ejemplar de tensión.

Cabe mencionar que, en el transformador de tensión capacitivo, deben medir la relación de tensión del arreglo de condensadores de forma adicional.

Análisis de respuesta dieléctrica

Las fallas en el aislamiento son posibles si se presenta un alto contenido de humedad en el aislamiento de aceite y papel de los transformadores de medición. Pueden derivar en daños totales del activo, por tal motivo es importante la evaluación del contenido de agua. A diferencia del transformador de potencia, se trata de un proceso muy difícil, debido a que es muy complicada la realización de sus técnicas de medición, por ejemplo, el muestreo de aceite; debido a las pequeñas cantidades de aceite y a la falta de un acceso sencillo.

El análisis de la respuesta dieléctrica se ha posicionado en los últimos años como uno de los mejores para conocer la cantidad de agua en el aislamiento sólido de papel de los transformadores de medida. Implica la medición del factor de disipación/factor de potencia relacionada con la frecuencia. Medir la respuesta dieléctrica en un rango considerable de frecuencias, por ejemplo, desde 100 μHz hasta 5 kHz, proporciona información valiosa del estado del aislamiento y del contenido de humedad en el aislamiento sólido. Aplica especialmente para el aislamiento de papel y aceite.

Mediante la comparación de la curva modelada con la curva de respuesta dieléctrica es posible calcular el contenido de humedad. Para realizar el modelado de curvas, debe utilizarse una base de datos. Tiene que incluir las propiedades del material de celulosa con distintas temperaturas y distintos contenidos de líquido. El uso del modelo XY permite calcular una respuesta dieléctrica y con la consideración de la temperatura, geometría, aceite y contenido de agua en el aislamiento.

La alineación de la curva medida del aislamiento real y la respuesta modelada de la base se realiza con un algoritmo de coincidencia. Proporciona también y de forma automática la cantidad de agua en el material de celulosa, la conductividad del aceite y la saturación de humedad.

La configuración de prueba adecuada en un transformador de corriente depende de la presencia o ausencia de un electrodo de pantalla o si el último es o no accesible. En ocasiones se trata de información documentada en la hoja de información del transformador. Si no encuentran información sobre la pantalla, tienen que contactar a los fabricantes.

Esperamos que esta prueba les sea útil. Si desean conocer otros diagnósticos de medición para el transformador de medida, estén al pendiente de nuestras publicaciones. En caso de requerir un transformador de medición Arteche de calidad y a un excelente precio, pónganse en contacto con los Asesores en Alta Tecnología.

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