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FACTOR DE POTENCIA / DISIPACIÓN
TRANSFORMADORES
Jefry Arias Ochoa, IE
Septiembre de 2012
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Contenido
• Generalidades
•
• Factor de perdidas / capacitancia
• Pruebas de factor de potencia• Pruebas de factor de potencia en transformadores.
• Pruebas de factor de potencia en bujes
•
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Contenido
• Generalidades
•
• Factor de perdidas / capacitancia
• Pruebas de factor de potencia• Pruebas de factor de potencia en transformadores.
• Pruebas de factor de potencia en bujes
•
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Generalidades
• Definición
Técnica de rueba eléctrica ue a lica volta e ACpara medir la corriente de fuga/perdida en el
aislamiento eléctrico.
• u u
Tensión de salida: 0 – 12 kV AC.Frecuencia de salida: 0 – 505 Hz.
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Generalidades
• Aplicación / Utilidad
Calidad del aislamiento
Movimiento de devanados
• Normas a licables
IEEE: C57.12.90 - 2006.
– .
IEC: 60076 – 2004.
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Generalidades
• Características del Aislamiento
En un “sistema de aislamiento ideal” conectado auna fuente de voltaje AC, la corriente es 100%
ca acitiva adelanta al volta e en 90 rados
exactamente.
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Generalidades
• arac er s cas e s am en o
o ex s e s am en o ea na peque a can a e
corriente fluye a través del material aislante y se
.La corriente de fu a se com one de dos elementos:
• Corriente capacitiva
• Corriente resistiva
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Generalidades
Características del AislamientoCircuito equivalente paralelo
de aislamiento,
corriente capacitiva,
resistiva (pérdidas) en
.
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Contenido
• Generalidades
•
• Factor de perdidas / capacitancia
• Pruebas de factor de potencia• Pruebas de factor de potencia en transformadores.
• Pruebas de factor de potencia en bujes
•
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Factor de otencia / disi ación
•
disipada en vatios y el producto de la corriente por elvoltaje, en voltio-amperios, cuando es probado con un
vo ta e s nuso a y a o con c ones prescr tas.C57.12.80 – 1978)
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Factor de otencia / disi ación
• ac or e s pac n
s a co angen e e ngu o en re e vo a e s nuso a
aplicado al diléctrico y la correinte resultante a través del
–.
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Factor de otencia / disi ación
Para valores de δ menores a 20°, tan
δ es aproximadamente igual a cos Θ.
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Factor de otencia / disi ación
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Contenido
• Generalidades
•
• Factor de perdidas / capacitancia
• Pruebas de factor de potencia• Pruebas de factor de potencia en transformadores.
• Pruebas de factor de potencia en bujes
•
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Factor de erdidas
El factor de erdidas en una relación sindimensiones expresada en porcentaje, la cual
da una indicación de la condición del
aislamiento. Esta es medida en términos defactor de disi ación tan δ o factor de
potencia (cos Θ)
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Ca acitancia
• Cambios en la capacitancia indican movimientos o cambios del
• Variaciones del 5% se deben investigar con el equipo aún funcionandoy con el 10% o más, se debe sacar el equipo de servicio
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Contenido
• Generalidades
•
• Factor de perdidas / capacitancia
• Pruebas de factor de potencia• Pruebas de factor de potencia en transformadores.
• Pruebas de factor de potencia en bujes
•
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Pruebas de factor de otencia
Tensión de prueba: No debe de exceder el
prueba. Los equipos normalmente referencian
Variables medidas: Corriente (mA)
Potencia (mW)
apac anc a p
Cos Θ / Tan δ
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Pruebas de factor de otencia
Modos de prueba: Ungrounded Specimen Test
Grounded Specimen Test (GST)
Grounded Specimen Test withGuard Connection (GST-G)
Corriente de Excitación
-
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Pruebas de factor de otencia
Elementos de prueba: Unidad de control
Cable de AT
Cable de medidción y guarda rojo
Cable de tierra.
ccesor os.
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Prueba de factor de otencia
Se manejan tres (3) posiciones:
1. UST ro o tierra mide azul.
Significa prueba de equipo no
puesto a tierra, como su
2. UST, azul tierra mide rojo.
3. UST, rojo y azul miden
nombre lo indica la prueba
mide la corriente del equipo
ue no circula hacia tierra.
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Prueba de factor de otencia
• Modos de Prueba (GST tierra)
Significa prueba de un equipo puesto a tierra, tiene como objetivo medir
toda la corriente de fuga que circula hacia tierra y que circula hacia el
, .
posición:
1. GST rojo y azul a tierra.
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Prueba de factor de otencia
Se manejan tres (3) posiciones:
1. GST, rojo guarda azul tierra.
En este modo solo se mide la
corriente de fuga hacia tierra
2. GST, azul guarda rojo tierra.
3. GST, rojo y azul guardan no aterrizado
obviando la corriente que circula
por el cable de bajo voltaje.
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Prueba de factor de otencia
EQUIPO ELÉCTRICO CORRECIÓN
• Incidencia de la temperatura
POR °C
Bushings en aceite Si
Las características eléctricas de
la mayoría de los materialesTransformadores en aceite Si
Reguladores de Tensión enSi
temperatura. Por ello se hacenecesario referenciar los
Transformadores de Medidaen aceite
Si
temperatura normalizada
(usualmente 20 °C) que permita a
n errup ores y
seccionadores en vacioNo
Cables Nou uro rea zar a comparac n e
los resultados, si aplica.Máquinas rotativas No
Pararrayos No
Prueba de Collar Caliente No
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Prueba de factor de otencia
• Incidencia de la tem eratura
Los factores de corrección normalmente están disponibles de los
fabricantes de los equipos, de empresas que realizan pruebas y deconsensos para los diferentes tipos de equipos y aislamientos.
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Prueba de factor de otencia
• Incidencia de la tem eratura
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Prueba de factor de otencia
•
Superficies expuestas pueden bajo condiciones adversase ume a re a va, a qu r r un epos o e ume a en
la superficie lo cual puede tener un efecto significativo en
resultados de la prueba. Esta condición se minimizarealizando las pruebas en condiciones climáticas
favorables (soleado y humedad relativa < 80%).
Sumado a esto se tiene la contaminación ocasionada por depósitos químicos industriales genera capas sobre las
porcelanas de los aisladores ocasionando igualmente
e ec os en os resu a os e a prue a.
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Prueba de factor de otencia
• Inter retación de las mediciones.
La mejor referencia que puede existir es el registro histórico de pruebas
anteriores efectuadas al e ui o ba o rueba.
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Prueba de factor de otencia
•
mediciones.
os a r cantes e equ pos e
prueba ofrecen valores de referencia
para analizar los resultados en
diferentes tipos de equipos.
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Prueba de factor de otencia
• Inter retación de las mediciones.
Una buena referencia es los valores recomendados de acuerdo al
fabricante de los equipos eléctricos.
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Prueba de factor de otencia
• Inter retación de las mediciones.
El valor de factor de potencia medido en la pruebas FAT
campo, al estimar la condición probable de aislamiento.
establecer valores normalizados por las siguientes razones:
• a exper enc a muestra que a var ac n e actor e
potencia con la temperatura es significativa y genera
,pueda usarse en todos los casos
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Prueba de factor de otencia
•
• Los diferentes tipos de líquidos y materiales aislantes,
haya una gran variación en los valores de factor de
.
pruebas este bien documentada y se realicen de la
misma manera siempre
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Prueba de factor de otencia
• ras cons erac ones
.
normalizados a 10 kV.
2. Se aplicaron factores de corrección detemperatura?
3. Cual fue el nivel de humedad?
4. Realice anotaciones referentes a conexiones
ubicación del collar caliente .
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Contenido
• Generalidades
•
• Factor de perdidas / capacitancia
• Pruebas de factor de potencia• Pruebas de factor de potencia en transformadores.
• Pruebas de factor de potencia en bujes
•
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Prueba de factor de potencia en transformadores
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Prueba de factor de potencia en transformadores
IEEE C57.12.90
Códi o Estándar de Pruebas
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Prueba de factor de potencia en transformadores
El aislamiento dieléctrico es re resentado or un modelo de
tipo capacitivo, es decir:
Consiste en dos (2) electrodos conductivos separados a una ciertas anc a, con un po espec co e ma er a en re os e ec ro os
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Prueba de factor de potencia en transformadores
.
capacitancia de aislamiento
entre el devanado de alta ytierra (cuba del
transformador)
2. CLG: representa la
capacitancia de aislamiento
tierra.
.capacitancia de aislamiento
entre el devanado de alta y
el devanado de baja
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Prueba de factor de potencia en transformadores
=
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Prueba de factor de potencia en transformadores
Conexiones para transformadores de dos devanados
Se deben cortocircuitar los
tensión entre si, los del lado de
entre sí, si aplica.Para conexión en estrella
aterrizada es necesario
desconectar el H0 de tierra y
cor oc rcu ar es e erm na con
los demás.
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Prueba de factor de potencia en transformadores
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Prueba de factor de potencia en transformadores
Modo de Prueba:
GST, mide conductor
rojo y tierra
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Prueba de factor de potencia en transformadores
Modo de Prueba:
GST - g, mide tierraguarda conductor rojo
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Prueba de factor de potencia en transformadores
UST, mide conductorro o.
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Prueba de factor de potencia en transformadores
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Prueba de factor de potencia en transformadores
P b d f d i f d
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Prueba de factor de potencia en transformadores
ro oco o e prue a en rans orma or e os evana os ower e
P b d f t d t i t f d
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Prueba de factor de potencia en transformadores
•
Es la corriente requerida por el transformador para
.aplicando voltaje en el primario con el secundario
abierto.
a. Si el primario es estrella se realiza fase – neutro, con elneutro desconectado.
b. Si el primario es delta se realiza fase – fase.
c. El terminal que quede libre debe llevarse a tierra.
d. Si el secundario tiene neutro este debe estar conectado
de tierra.
P b d f t d t i t f d
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•
P b d f t d t i t f d
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•
Prueba de factor de potencia en transformadores
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•
Prueba de factor de potencia en transformadores
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• Transformadores tridevanados
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•
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Prueba de factor de potencia en transformadores
• u o rans orma ores
Para efectos de prueba un autotransformador se considera
como un rans orma or e os evana os, con as s gu en es
diferencias y consideraciones:
evana o e a a ens n, e ec o es a com nac n e
los devanados de alta y baja (H y L) los cuales no puedenfísicamente se ararse. Para cortocircuitar el devanado de alta,
todos los siete terminales deben unirse para la prueba: H1,
H2, H3, L1, L2, L3 y H0L0.
La prueba se hace similar a la de un transformador
bidevanado, considerando el terciario como análogo al
evana o secun ar o convenc ona .
Contenido
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Contenido
• Generalidades
•
• Factor de perdidas / capacitancia
• Pruebas de factor de potencia
• Pruebas de factor de potencia en transformadores.
• Pruebas de factor de potencia en bujes
•
Prueba de factor de potencia en bujes
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Prueba de factor de potencia en bujes
Prueba de factor de potencia en bujes
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Prueba de factor de potencia en bujes
• .
Están diseñados para reducir el tamaño físico de los bujes, se
en resina.
, ,
se coloca una serie de folios que actúan como condensadoresposicionados en intervalos definidos, con el objeto de lograr una
. ,
folios permiten que el voltaje se distribuya a lo largo del buje.
• u es po o on ensa or.
Son Bujes fabricados como una pieza de porcelana roja, como
de aislador y aceite
Prueba de factor de potencia en bujes
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Prueba de factor de potencia en bujes
Prueba de factor de potencia en bujes
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Prueba de factor de potencia en bujes
La prueba más relevante es la medida de C1, en
la cual se mide la calidad del aislamiento principaldel buje.
central, y la medición se realiza con respecto al.
El modo de prueba a ejecutar es UST.
Prueba de factor de potencia en bujes
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Prueba de factor de potencia en bujes
Prueba de factor de potencia en bujes
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Evaluación de resultados de C1
Reglas Generales para evaluar los datos de la prueba de
ac or e o enc a en , un va or n c a e re erenc a es
normalmente provisto en los datos de placa
Prueba de factor de potencia en bujes
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Evaluación de resultados de C1
Reglas Generales para evaluar los datos de la prueba de
apac anc a en , un va or n c a e re erenc a es
normalmente provisto en los datos de placa
Prueba de factor de potencia en bujes
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p j
C2 – Es la medición del aislamiento entre el
tap capacitivo y la brida del buje.Conexión inversa a la prueba de C1.
El voltaje de prueba se aplica al tap capacitivo, La
medición es con respecto a tierra (la brida). El
conductor central esta conectado a “guarda”.
.
Prueba de factor de potencia en bujes
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j
Prueba de factor de potencia en bujes
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Evaluación de resultados de C2
Reglas Generales para evaluar los datos de la prueba de Factor
de Potencia en C2, el valor inicial de referencia No esnormalmente provisto en los datos de placa de bujes < 115 kV.
• Los resultados de la prueba de FP deben observarse
peri dicamente en cada buje.
• Los valores de FP deben compararse con bujes similares (por
o genera , mon a os en e m smo apara o e c r co .
• Dependiendo del diseño del buje, el valor de FP de C2 varia
. .
• Los estándares de IEEE no especifican limites para el valor de
. . - . . -1991.
Prueba de factor de potencia en bujes
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Evaluación de resultados de C2
Reglas Generales para evaluar los datos de la prueba de
apac anc a en , en caso e ener un va or n c a e
referencia en los datos de placa
Prueba de factor de potencia en bujes
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efectiva para detectar:
• on am nac n n erna por ume a en e rea super or
de bujes rellenos con compuestos.
• suras, resque ra am en os en a porce ana o en a
cobertura epóxica.
• , a o n ve e compuesto o qu o.
Prueba de factor de potencia en bujes
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Se coloca la banda de
neopreno en la porción
del aislador que se
esea pro ar, a pun a
de baja tensión se
central y se energiza la
banda de neopreno.
Prueba de factor de potencia en bujes
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En este caso se miden
todas las fugas
existentes en la
super c e e a s a or ,
se coloca la banda de
central del buje y la
misma se energiza .
Prueba de factor de potencia en bujes
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Evaluación de ruebas de collar caliente.
Reglas Generales para evaluar las pérdidas (Watts) en los
a os e prue a con co ar ca en e
Prueba de factor de potencia en bujes
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Evaluación de ruebas de collar caliente.
Reglas Generales para evaluar el valor de corriente en los
a os e prue a con co ar ca en e
Contenido
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• Generalidades
•• Factor de perdidas / capacitancia
• Pruebas de factor de potencia
• Pruebas de factor de potencia en transformadores.
• Pruebas de factor de potencia en bujes
•
Prueba de factor de potencia en TC / TP
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•
Se hace necesario cortocircuitar
os pun os y e pr mar o
y aterrizar el devanado
cortocircuitado) .
e rea za un so o mo o e
prueba GST tierra y se evalua
este sea < 1%).
Prueba de factor de potencia en TC / TP
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•
Prueba de factor de potencia en TC / TP
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•
Se hace necesario cortocircuitar
los puntos H1 y H2 del primario
y aterrizar el devanado
secundario (no necesariamente.
Se realiza un solo modo de
prue a t erra.
Prueba de factor de potencia en TC / TP
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•
Prueba de factor de potencia en TC / TP
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•
(tierra interna)
Se inyecta por terminal H1,
se cor oc rcu an os
devanados secundarios
baja tensión.
prueba UST.
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Pre untas?