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Los transformadores de medición consisten en los oídos y ojos de las redes de suministro eléctrico. Si bien son asequibles y pueden remplazarse de forma rápida en comparación con los generadores y transformadores de potencia, sus fallas graves son probables e implican riesgos para los equipos del sistema y las personas.

Sin los dispositivos de medición algunos componentes cruciales no son funcionales, por ejemplo, líneas de transmisión y generadores, lo que causa interrupciones en el suministro y pérdidas económicas. Para evitarlos, es necesario que se prueben de manera periódica, además, permite detectar fallas potenciales derivadas de procesos de deterioro por operaciones continuas. Las mediciones de diagnóstico pueden dividirse en dos categorías principales: mediciones en el sistema de aislamiento y en el circuito electromagnético. Conocerlas es crucial para asegurar el funcionamiento de los transformadores que suelen instalarse en edificios, como hospitales, escuelas y complejos departamentales.

Mediciones en el circuito electromagnético

Incluyen los devanados primarios y secundarios, núcleo de hierro magnético. En los transformadores potenciales capacitivos, se incluyen el arreglo de condensadores y reactor de compensación. La medición de exactitud (que comprende desplazamiento de fase y error de relación) implica el circuito eléctrico del transformador.

Los dispositivos utilizados en las aplicaciones de contadores necesitan ser exactos. Los equipos de tensión capacitivos y de corriente y tensión presentan desviaciones de fase y relación tras un lapso de uso. Comúnmente no se identifican las capas capacitivas con corto circuito del transformador de tensión capacitivo y las espiras rotas de las unidades de corriente, lo que puede causar pérdidas de dinero, errores de lectura, y en ciertos casos, rupturas totales.

Existen distintas maneras de corroborar la integridad del circuito electromagnético, como el uso del método de medición convencional, o método de inyección primaria, en el que el desplazamiento de fase y error de relación son verificados mediante la inyección de una corriente primaria nominal a los transformadores  de medición, o con la aplicación de una tensión nominal. El desplazamiento de fase y la relación de transformación pueden obtenerse mientras es aplicada una carga nominal en el devanado o devanados secundarios.

Si se utilizan equipos de pruebas con componentes sofisticados y modernos puede obtenerse una segunda posibilidad con la medición del desplazamiento de fase y el error de relación dependiente de la carga, por medio del uso del método de modelado, que se como método de medición no convencional. Con su uso se considera al transformador de medición como una caja negra. Los dispositivos de prueba usan señales de corriente y tensión bajas para corroborar el diagrama del circuito eléctrico.

La determinación de los parámetros del diagrama de corto circuito equivalente se realiza con mediciones en lados primario y secundario. Los equipos de pruebas usan señales de corriente y tensión bajas, a diferencia de los valores nominales, además permite calcular la exactitud del transformador de corriente de alta eficiencia y de potencial que poseen una dependencia no lineal de la corriente, carga y tensión.

El método de modelo permite calibrar en campo tanto el transformador de corriente como el de tensión con exactitud en tiempos muy breves y con pocos riesgos, lo que disminuye los tiempos de interrupción requeridos y permite ahorrar largas horas de operación. Pueden obtenerse con él diversos parámetros relevantes, por ejemplo, inductividad principal tanto saturada como no saturada, factor de dimensionamiento de transitorios, magnetismo residual y factor de corriente simétrica de corto circuito.  Los pasos de este método son los siguientes:

  • Medición de la impedancia de cortocircuito en el devanado secundario.
  • Determinar la resistencia del devanado secundario.
  • Determinar la curva de excitación o pérdida del núcleo en el devanado secundario.
  • Parámetros del modelo que no son medibles.
  • Relación medida K=n1/n22.
  • Calcular el error de los transformadores de medición.

Medición del sistema de aislamiento

Las pruebas del aislamiento son el segundo grupo de mediciones indispensables. Deben saber que las propiedades aislantes de los transformadores  de medición son muy parecidas a las de las bornas en un transformador de tensión, debido a que la confección de sus aislamientos se lleva a cabo principalmente en las mismas empresas.

Los avances en las mediciones son notables, por lo que actualmente los propietarios disponen de métodos para determinar la cantidad de líquido en aislamientos de aceite-papel. Usan las mediciones de reacción dieléctrica, por ejemplo, la espectroscopia del dominio de frecuencia y las corrientes de polarización y despolarización, además, se trata de extensiones del método creados para el transformador de intensidad.

Un estudio minucioso de las descargas parciales permite la detección y localización de problemas de aislamiento. Las pruebas de descargas parciales son el único diagnóstico que puede aplicarse al transformador de tipo epoxi o seco de media tensión, que va de 1 hasta 75 kV. Pueden efectuarse mediciones sensibles mediante métodos sofisticados de filtrado y uso de software, inclusive en entornos de prueba con ruido. Entre las mediciones más usuales en el transformador de medición y tipos de fallas que pueden detectarse destacan las siguientes:

  • Deformaciones mecánicas, magnetostricción y conexión a tierra de núcleo flotante. Las mediciones de diagnóstico de aislamiento aplicables son la de exactitud, convencional y no convencional, y la medición de la excitación.
  • Circuitos abiertos y cortocircuitos del devanado. Las mediciones de diagnóstico recomendadas son la de exactitud convencional y no convencional, relación de transformación, resistencia del devanado y excitación.
  • Roturas parciales de capas capacitivas en el divisor de tensión capacitivo del transformador. La medición sugerida es la de exactitud en sus dos versiones, factor de potencia/disipación y capacitancia.
  • Cortocircuitos en espiras individuales en la bobina de reactancia del transformador de tensión capacitivo. La medición de diagnóstico apropiada es la de exactitud en sus dos versiones: impedancia y cortocircuito.
  • Humedad en aislamiento sólido, descargas parciales, deterioro por tiempo de uso y contaminación de los líquidos en los materiales de aislamiento. Las mediciones adecuadas son factor de potencia/disipación, capacitancia, descargas parciales, corrientes de polarización y despolarización y espectroscopia del dominio de frecuencia.

Es importante que cuenten con el equipo adecuado para realizar las pruebas o dejen la misión en manos de expertos. Lo ideal es contar con un transformador de medición de calidad y el respaldo de expertos en su venta, instalación y mantenimiento. En Asesores en Alta Tecnología encontrarán un transformador combinado de medición Arteche en aislamiento seco que tiene una excelente línea de fuga y óptima resistencia a la radiación y contaminación atmosférica.

Nuestro transformador de medición integra tanto el transformador de corriente como de potencial en un equipo compacto, por lo que no tendrán que comprar unidades por separado. Si desean más información, marquen al (81) 8357 4493, (81) 8365 0229 o envíen un correo electrónico a las direcciones ventas@altatecnologia.com.mx y ventasaat@gmail.com.

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