Transformadores
La prueba de aceptación de transformador tipo seco enfriado por aire grande es un examen eléctrico exhaustivo de un transformador nuevo o reacondicionado antes de su primera energización en servicio. La sección 7.2.1.2 de NETA ATS-2025 especifica el alcance de la prueba: se registran los datos de identificación de placa de características y parámetros de diseño (fabricante, modelo, número de serie, calificación en kVA, tensiones primaria y secundaria, fase, conexión del devanado, porcentaje de impedancia, aumento de temperatura, clase de aislamiento, y designación del equipo); se mide la resistencia de aislamiento de los devanados e índice de polarización para confirmar que los devanados están secos e íntegros; se mide la resistencia de devanados en cada fase para detectar espiras en cortocircuito o conexiones incorrectas; se verifica la relación de transformación en todas las posiciones de cambiador de tomas desenergizado; y se registra la corriente de excitación durante la prueba de relación de transformación para revelar problemas mecánicos o magnéticos internos. Se realiza un examen mecánico de la caja, núcleo, devanados, conductos de enfriamiento, y hardware de buje junto con las pruebas eléctricas, y se aplica una prueba de rigidez dieléctrica (hipot) controlada entre los devanados y tierra para confirmar que el sistema de aislamiento puede soportar un transitorio de sobretensión sin deterioro ni falla.
Un transformador tipo seco grande se expone a esfuerzos mecánicos durante la fabricación, envío e instalación: vibración, impacto, oscilaciones de temperatura, y errores de manipulación pueden aflojar los devanados, agrietar el aislamiento, abollar el núcleo, o desalinear conexiones de tomas antes de que la unidad se energice jamás. Una prueba de aceptación detecta esos defectos e inconsistencias de diseño antes de que la unidad se ponga en servicio, de modo que una falla descubierta durante la secuencia de pruebas es una llamada para reparación, sustitución, o rechazo en lugar de un apagón y riesgo de seguridad una vez que el transformador se energiza y lleva carga. La combinación de pruebas de aislamiento, inspección mecánica, y pruebas de rigidez es la única forma práctica de confirmar que un transformador tipo seco grande, construido o ensamblado personalizadamente en el campo, está listo para la operación.
Antes de que el transformador sea energizado por primera vez en servicio. Se ejecuta la secuencia completa de prueba de aceptación en unidades nuevas como parte del proceso de entrega de fábrica o sitio, y también se realiza en transformadores reacondicionados después del rebobinado o reparación mayor para verificar que el trabajo se ha completado correctamente y que la unidad cumple con los mismos criterios de aceptación que un transformador nuevo. NETA ATS-2025 7.2.1.2 rige el plan de prueba; la aceptación está condicionada a que se cumplan todos los criterios de aceptación eléctricos y mecánicos.
Con el transformador desenergizado, aislado, y puesto a tierra según las reglas de seguridad del sitio, los datos de placa de características y diseño se fotografían o transcriben como primer paso, y se realiza la inspección mecánica para verificar daño visible, hardware suelto, o defectos de montaje. Luego, con un megohmetro (probador de resistencia de aislamiento) calibrado configurado para la tensión especificada para la clase de aislamiento (típicamente 5 kV CC para transformadores grandes modernos), se toma la lectura de resistencia de aislamiento en cada par devanado-a-tierra y se registra junto con la temperatura y humedad ambiente para que el resultado pueda ser tendido o corregido a una línea base estándar de 20 degC si es necesario. Puede seguirse una prueba de índice de polarización, manteniendo la tensión del megohmetro aplicada durante 10 minutos y registrando las lecturas de 1 minuto y 10 minutos para que la relación revele si hay absorción de humedad o envejecimiento presente. La resistencia de devanados se mide con un microohmetro de cuatro hilos para eliminar resistencia de conductores y de contacto, registrada para cada fase y comparada fase a fase para detectar espiras en cortocircuito que mostrarían un desequilibrio fase a fase. La relación de transformación se prueba en cada toma desenergizada con un equipo TTR (prueba de relación de transformación) calibrado, y se captura la corriente de excitación al mismo tiempo para señalar problemas mecánicos o magnéticos internos. Finalmente, un equipo de prueba de alta tensión aplica tensión entre el devanado primario o secundario y tierra, aumentando la tensión al nivel de rigidez especificado para la clase de aislamiento y calificación de tensión, manteniéndola durante un minuto, y observando la muestra para cualquier signo de arqueo, arco, o deterioro antes de que la tensión se reduzca. Todos los datos, números de serie y modelo de equipos de prueba, fechas de vencimiento de calibración, condiciones ambientales, y cualquier observación de preocupación se registran en el formulario de prueba de aceptación.
Identificación de placa de características: fabricante, número de modelo/catálogo, número de serie, calificación en kVA, tensión primaria, tensión secundaria, fase (monofásica o trifásica), conexión de devanado (p.ej. delta-estrella), porcentaje de impedancia, calificación de aumento de temperatura, clase de aislamiento, y designación del equipo. Resistencia de aislamiento: fase A-a-tierra, B-a-tierra, y C-a-tierra, en megaohmios, con temperatura ambiente. Índice de polarización (si se realiza): las lecturas de megaohmios de 1 minuto y 10 minutos y la relación calculada. Resistencia de devanados: fases A, B, y C, en ohmios, medidas con configuración de cuatro hilos. Relación de transformación: relaciones medidas y calculadas para cada posición de toma en cada fase. Corriente de excitación: la corriente medida en cada posición de toma para cada fase. Inspección mecánica: observaciones sobre la caja, marco del núcleo, devanados, conductos de enfriamiento, hardware de buje, y condición mecánica del cambiador de tomas. Prueba de rigidez a alta tensión: la tensión aplicada (kV), duración (minutos), y resultado (aprobado - sin deterioro ni falla observado, o rechazado - arqueo o arco observado). Identificación del equipo de prueba: marca, modelo, número de serie, y fecha de vencimiento de calibración para cada instrumento utilizado.
Todas las secciones de la prueba de aceptación tipo seco se rigen por NETA ATS-2025 7.2.1.2, que especifica criterios de aceptación para resistencia de aislamiento, equilibrio de resistencia de devanados, relación de transformación, y tensión de rigidez. Los mínimos de resistencia de aislamiento se establecen por clase de aislamiento y están destinados a señalar humedad o deterioro que empeoraría una vez que la unidad se energice; la norma enumera umbrales específicos de clase por debajo de los cuales se requiere investigación antes de la aceptación. El equilibrio de resistencia de devanados se acepta típicamente si las tres fases están dentro del uno por ciento una de la otra, alertando al ingeniero de prueba de cualquier espira en cortocircuito o cableado incorrecto que causaría desequilibrio. La relación de transformación se acepta si el valor medido no se desvía por más de media por ciento de la relación calculada o adyacente en cada posición de toma. La corriente de excitación fuera del rango normal puede indicar un problema de núcleo o movimiento mecánico interno. El resultado de la prueba de rigidez a alta tensión es aprobado-rechazado: cualquier arqueo, arco, o deterioro visible durante o después del mantenimiento de un minuto a la tensión especificada es motivo de rechazo de la unidad pendiente de investigación. Los defectos mecánicos que se descubren durante la inspección visual se evalúan contra la intención de diseño del equipo y caso de uso; algunos daños menores pueden ser aceptables, mientras que otros desencadenan un requisito para desensamblar e inspeccionar o reemplazar componentes afectados. Consulte la norma NETA ATS-2025 adquirida para las tablas completas de criterios de aceptación, mínimos de resistencia específicos de clase de aislamiento, y cronogramas de tensión de rigidez.
Páginas de referencia de las pruebas que incluye este formulario.
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