sfra m5400 doble v2010
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Diagnóstico de Transformadores y Máquinas Rotatorias Usando
Análisis de la Respuesta en Barrido de Frecuencia (SFRA)
M5400
2 2003 12 17 Presentation
Falla de bujes….
Ingreso de humedad...
Una falla violenta destruyó
la mitad del buje. La onda
de presión ocasionó que el
buje se levantara del domo
y volviera a caer.
Se movieron o deformaron
los devanados como
consecuencia de la falla?
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Cierre en falla...
Se deformaron los devanados como consecuencia de la falla?
4 2003 12 17 Prsentation
Caida durante una reubicación...
Impacto
Solo un par de pulgadas!
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Verifique el registrador de impactos...
Sospechas?
Autotransformador
Cuando llegó al sitio
de montaje, se
encontró la pintura
descascarada.
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Retoque de pintura..Verifique el registrador...
Mas sospechas….
El
Transformador
golpeó 2
puentes
durante el
transporte!
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Pistas
Registrador de impactos.
Incremento DGA.
Operación del esquema de protección.
Resultados sospechosos en pruebas de mantenimiento.
Deformaciones de la cuba.
Altas temperaturas de operación.
Sonidos anormales.
Fragmentos de buje.
Fugas y regueros de aceite alrededor.
Fuego.
Etc etc...
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Saltó… después de una sacudida...
Apertura de la soldadura del borde de la cuba– posible pista a un nivel de seguridad...
Cierre en falla 7 años
antes, aislamiento
degradado, muestreo
DGA cada 3 meses.
REMOVIDO DE
SERVICIO
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Pistas: Esto no sería lo ideal?
Ventana
Este devanado se movió...
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Pistas - desafortunadamente:
Pero, como podemos verificar su condición?
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2003 12 17 Presentation
SFRA: DE DIAGNOSTICO
1. Determinación de movimientos de devanados:
Debido a diferente fenómenos, los devanados de un transformador pueden sufrir
movimientos los cuales si no son controlados a tiempo pueden eventualmente llevar
a falla del transformador.
2. Determinación de movimientos de núcleos:
Dependiendo de la construcción del transformador, el devanado puede tender a ser
desplazado después de fallas internas o externas al transformador.
3. Referencia antes de la prueba impulsiva de fabrica:
La prueba impulsiva de fabrica es una prueba muy fuerte para un transformador. Así
como es recomendable medir el Factor de Potencia y las descargas parciales antes
y después de esta prueba, es recomendable hacer la prueba de Barrido de
frecuencia antes y después de esta prueba.
4. Referencia antes del transporte:
Se sabe que el transporte de estos equipos es critico para la integridad del
transformador. Muchas veces los registradores de impacto instalador sobre el
transformador se pierden, no se calibran bien o los registros se pierden.
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HISTO SFRA: DE DIAGNOSTICO
5. Referencia antes de la energización:
Esta es una de las mejores indicaciones (junto con otras pruebas) de que el
transformador se esta entregando a operación en buenas condiciones de
funcionamiento.
6. Referencia después de una falla en la parte alta o baja de un transformador:
Se sabe que fallas del sistema de potencia dan origen a corrientes de gran magnitud
que pasan a través de transformadores y pueden dar origen a fuerzas mecánicas muy
grandes que tienden a desplazar los devanados y / o núcleos.
7. Determinación del alcance de una falla (determinación del devanado fallado):
Después de la falla de un transformador, se determina el alcance de la falla (en la
mayoría de las veces después de una inspección visual, la cual puede que no permita
determinar la condición real del transformador). Con la prueba de Barrido de
frecuencia se determina con bastante precisión no solo el devanado dañado si no el
devanado no dañado. Esta informaciones de gran importancia al personal de
evaluación de las propuestas de reparación, quienes pueden así delimitar el daño del
transformador y reducir entonces el costo de la reparación.
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SFRA: DE ANALISIS
1. Determinación de las frecuencias de resonancia naturales del
transformador:
Desde hace años se conoce el efecto de resonancia de devanado parcial.
Esta es la resonancia que se sucede cuando ocurre una falla en una línea
de transmisión y la capacitancia de parte de la línea entre la falla y el
transformador resuena con el devanado del transformador. Este
fenómeno ha causado un numero de fallas de transformadores. Lo
mismo puede suceder al generarse arcos que generan un gran numero
de frecuencias. Si una de estas ocurre a una de las frecuencias
resonantes del transformador, su efecto puede ser amplificado, dando
como resultado la posibilidad de falla del transformador.
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SFRA: DE PUESTA EN SERVICIO
1. Sintonización de trampas de onda:
Por lo general las trampas de onda (inductores y capacitores en paralelo) se
sintonizan para bloquear la señal de la onda portadora utilizada en esquemas de
protección con onda portadora. Sin embargo, algunas veces la sintonización no es
muy exacta y la señal de la onda portadora no se bloquea completamente, reduciendo
así su utilidad. Con el método de Barrido de Frecuencia, se es posible hacer la prueba
con diferentes capacitares de acople hasta llegar a sintonizar el circuito LC de una
manera optima.
2. Sintonización de filtros de armónicos:
En subestaciones donde se requiere del uso de filtros de armónicos (estaciones
rectificadoras o filtraje de armónicos en instalaciones de hornos de arco) se necesita
sintonizar los filtros de 3o, 5o, 7o o 9º armónico. De nuevo, con el método de Barrido
de Frecuencia, se es posible hacer la prueba con diferentes derivaciones de los
reactores y capacitares hasta llegar a sintonizar el circuito LC de una manera óptima.
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SFRA: VENTAJAS
1. Es la prueba más sensible que se conoce para detectar deformaciones de
núcleos y bobinados. ES MUY CONFIABLE EN SUS RESULTADOS.
2. Tiene la capacidad de discriminar si la falla es por deformación del núcleo o del bobinado. ES MÁS PRECISA EN EL DIAGNÓSTICO.
3. Sirve para poner en servicio filtros de armónicos y trampas de ondas.
4. Utilizado para determinar el punto de resonancia del Transformador.
5. Recomendables para TODO TIPO DE TRANSFORMADORES (nuevos, viejos en servicio, etc.).
VENTAJA DE LA REACTANCIA DE DISPERSIÓN
• Permite determinar el valor de la Reactancia de Dispersión para compararla con los valores de placa. COMPROBACIÓN DE LOS VALORES DADOS POR EL FABRICANTE.
• Sirve como prueba complementaria para “confirmar”, en cierto grado, que los resultados con el SFRA son consistentes. Sin embargo, se debe tener en cuenta que para “pequeñas deformaciones”, este método no es conveniente.
• Es aconsejable cuando se tienen transformadores (antiguos) cuyas gráficas SFRA no han sido obtenidas y recién se van a obtener, y cuyos valores de % de Impedancia de placa son conocidos.
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Inductancia
Capacitancia
Respuesta de un Capacitor & Bobina
Capacitancia & Inductancia Combinadas
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Conexión del Equipo de Prueba
Devanado
Configurado en Y
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Experiencia: Ciertos rangos de frecuencia
indican diferentes problemas
Interpretación – POR QUÉ?
400kHz a 2MHz:
Movimiento de
cables de salida
de devanados
2kHz a 20kHz:
Desplazamiento de un
devanado respecto a
otro, estructura de
fijación
<2kHz: Núcleo
Deformación,
Circuito abierto,
Espiras en
Cortocircuito &
Magnetismo Residual
20 kHz a 400kHz:
Deformación de
devanados principales
o regulador
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Respuestas Típicas HV “Y”
Respuestas de
baja frecuencia
siguen el patrón
esperado.
Tres fases de un transformador
Respuestas en alta
frecuencia muestran
variaciones comunes entre
fases.
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2003 12 17 Presentation
Respuestas Típicas HV Delta
Respuestas en baja
frecuencia son
diferentes a las de
devanados en “Y”
Tres fases de un Transformador
Respuestas en alta
frecuencia son
similares entre fases;
esto es común-
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Deformación Radial
Claro abombamiento
en el devanado
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Desplazamiento axial de un devanado
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Piezas dispersas
bajo un devanado
colapsado
Desplazamiento axial de un devanado
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Estructura del Rotor
Polos estaban aislados
Aislamiento insertado entre la barra
secccionada
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Posibilidades….
Gracias