Prueba de Aceptación de Cambiadores de Derivación Bajo Carga

Qué es

Una prueba de aceptación de cambiador de derivación bajo carga es un protocolo de campo que demuestra que un transformador con cambiador de derivación puede cambiar de derivación bajo carga sin interrumpir la corriente, y que su aislamiento y su líquido están en buen estado. Registra la identificación (fabricante, modelo y número de catálogo, número de serie, tipo de cambiador, potencia en kVA, tensiones de devanados, fases, conexión de devanados, impedancia, tipo de líquido, cantidad de derivaciones, y designación del equipo) con las lecturas del contador de operaciones al llegar y al retirarse. La inspección abarca los datos de placa de características contra los planos, la condición, el anclaje, la alineación y la puesta a tierra, el registrador de impactos, el retiro del arriostramiento de transporte y de los tapones de venteo, la limpieza, el ajuste de las conexiones apernadas, los dispositivos auxiliares, el motor, el tren de transmisión, y el corte automático en las posiciones extremas, el nivel de líquido en todos los tanques, las inspecciones y pruebas mecánicas del propio fabricante, la lubricación, y un estudio termográfico. El trabajo eléctrico abarca la resistencia de aislamiento y el factor de potencia fuera de la posición neutra bajo la sección de transformadores llenos de líquido, la resistencia de devanados en cada derivación, la resistencia dinámica, la reactancia de fuga opcional, la relación de transformación en todas las derivaciones, una exploración del líquido aislante y un análisis de gases disueltos, las verificaciones de interruptores de vacío cuando el diseño los usa, una prueba de excitación opcional, y la operación de los calefactores. La sección 7.12.3 de NETA ATS-2025 enumera esto como la secuencia estándar de aceptación.

Por qué se realiza

Un cambiador de derivación bajo carga es la única parte de un transformador diseñada para establecer e interrumpir corriente en servicio normal, miles de veces, dentro del mismo tanque que los devanados que regula. Por eso su prueba de aceptación se parece a una prueba de transformador con una prueba de mecanismo envuelta alrededor. El lado mecánico pregunta si el motor, el tren de transmisión, y los cortes se detendrán en las posiciones extremas en lugar de pasarse, y si el cambiador se mueve limpiamente por cada posición; la resistencia dinámica de devanados es la medición que revela un contacto de transición que se abre momentáneamente, algo que una lectura estática no puede ver. El lado del aislamiento plantea las preguntas ordinarias de un transformador, pero las lecturas se toman deliberadamente fuera de la derivación neutra para que el propio devanado de derivaciones quede en el circuito. Y el líquido lleva el historial de cada operación de conmutación: un compartimento de cambiador acumula productos de arqueo más rápido que el tanque principal, de modo que la exploración del líquido y el análisis de gases disueltos son la forma de leer el servicio de conmutación.

Cuándo se realiza

Aceptación: después de la instalación y antes de poner el transformador regulador en servicio, como parte de la secuencia estándar de aceptación, extrayendo las muestras de líquido con suficiente antelación para que los resultados de laboratorio lleguen con el registro. El mismo formulario contempla un tipo de servicio de mantenimiento, y un cambiador de derivación es un firme candidato al mantenimiento por intervalos y por conteo de operaciones, ya que sus contactos se desgastan por operación y no por año; la lectura del contador al llegar es lo que hace posible ese juicio. La relación de transformación y la resistencia de devanados se vuelven a medir después de cualquier sustitución de contactos, y el análisis de gases disueltos se repite según el intervalo del propietario porque marca tendencia en lugar de aprobar o reprobar una sola vez.

Cómo se realiza normalmente

Con el transformador desenergizado, aislado, y puesto a tierra según los procedimientos de seguridad del sitio, se registran los datos de identificación y la lectura del contador al llegar, y se recorre la inspección, incluidos el registrador de impactos, el retiro del arriostramiento de transporte y de los tapones de venteo, los niveles de líquido en todos los tanques, los dispositivos auxiliares, y el motor, el tren de transmisión, y el corte automático ejercitados hasta las posiciones máximas de subida y de bajada. Las conexiones apernadas accesibles se verifican con una llave de torsión calibrada. Luego el cambiador se coloca en una derivación fuera de la neutra y se mide la resistencia de aislamiento de alta a tierra, de baja a tierra, y de alta a baja, corregida a una temperatura común, seguida del factor de potencia del aislamiento en esos mismos tres devanados, ambos bajo el procedimiento que da la sección de transformadores llenos de líquido. La resistencia de devanados se mide en cada posición de derivación por fase, y la resistencia dinámica de devanados se mide durante la operación de cambio para poder comparar el comportamiento de transición con el resultado de fábrica. La reactancia de fuga se mide cuando está en alcance, como equivalente trifásico y por fase. La relación de transformación se mide en todas las posiciones de derivación y se compara con la relación calculada. Se extrae una muestra de líquido aislante según la práctica normalizada de muestreo y se analiza por ruptura dieléctrica al entrehierro de electrodos especificado, color, y condición visual, y una segunda muestra va al laboratorio para análisis de gases disueltos. En diseños con interruptores de vacío se miden las presiones de los interruptores y se aplica una rigidez dieléctrica a través de los contactos abiertos de cada botella. Una prueba de excitación en todas las derivaciones y en neutro y una verificación de calefactores cierran la secuencia.

Qué se registra

La identificación (fabricante, modelo y número de catálogo, número de serie, tipo de cambiador, potencia en kVA, tensiones de devanados, fases, conexión de devanados, impedancia, tipo de líquido, cantidad de posiciones de derivación, y designación del equipo); las lecturas del contador al llegar y al retirarse; el resultado de cada punto visual y mecánico, incluidos los niveles de líquido y la termografía; la derivación fuera de la neutra probada, la tensión de prueba, y las lecturas de aislamiento medidas y corregidas; la tensión de prueba de factor de potencia y los tres resultados de devanados; la resistencia de devanados por posición de derivación con la desviación máxima respecto de los devanados adyacentes; las pruebas y los ajustes especiales realizados; la resistencia dinámica de devanados comparada con las pruebas de fábrica; la impedancia de placa, el equivalente trifásico, la reactancia de fuga por fase, y las desviaciones; la relación calculada, la relación medida por posición de derivación, y la desviación máxima; la fecha de la muestra de líquido con la tensión de ruptura dieléctrica, el entrehierro de electrodos, el color, y la condición visual; la fecha, el laboratorio, el número de informe, la norma, y los resultados del análisis de gases disueltos; las presiones de interruptores y la rigidez de las botellas de vacío; la corriente de excitación por posición de derivación; el resultado de los calefactores; y la temperatura ambiente, la humedad relativa, el equipo de prueba con su calibración, los comentarios, y las deficiencias.

Cómo se evalúan los resultados

La resistencia de aislamiento debe cumplir con los datos publicados por el fabricante o, en su ausencia, con la tabla de la norma por clase de bobina, investigando las lecturas inferiores. El factor de potencia de los devanados no debe exceder el máximo publicado por el fabricante del transformador o, en su defecto, el máximo de la tabla de factor de potencia de la norma para el líquido en uso, y las unidades de distribución se comparan con sus propios resultados anteriores. Las lecturas de resistencia de devanados que varíen respecto de las mediciones de devanados adyacentes más allá del margen publicado exigen consultar al fabricante, y la resistencia dinámica de devanados se compara con los resultados de las pruebas de fábrica. La reactancia de fuga se juzga por desviación: el equivalente trifásico contra la impedancia de placa y cada fase contra el promedio de las tres, ambas dentro de los porcentajes publicados. Los resultados de relación de transformación deben mantener una progresión normal entre escalones de tensión y quedar dentro de la fracción de porcentaje publicada respecto de la relación calculada. Los resultados del líquido aislante se juzgan contra la tabla de líquidos de la norma para el tipo de líquido y la clase de tensión, que fija una ruptura dieléctrica mínima en cada entrehierro de electrodos, un color máximo, y un requisito visual de líquido brillante y claro; el análisis de gases disueltos se evalúa contra la guía de gases en aceite para transformadores y no contra una tabla de NETA. La presión de los interruptores tiene un techo publicado y una dispersión publicada entre polos adyacentes cuando el fabricante no publica un valor, y la rigidez de la botella de vacío se aprueba solo si no aparece arqueo durante todo el tiempo de aplicación de la tensión. Los resultados de excitación se juzgan por patrón según la configuración del núcleo, los dispositivos auxiliares y los cortes del motor deben operar según la intención de diseño, los niveles de líquido deben estar dentro de las tolerancias indicadas, los calefactores deben estar operativos, y el contador debe mostrar un cambio consistente con las operaciones realizadas. Consulte la norma NETA adquirida para cada valor de tabla.