Prueba de aumento de temperatura del transformador

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Ultima edición el 21 septiembre, 2023

La prueba de aumento de temperatura del transformador es un procedimiento fundamental en el mantenimiento y la evaluación de la salud de los transformadores eléctricos. Esta prueba se realiza para comprobar la capacidad del transformador para soportar las cargas eléctricas y térmicas a las que está sometido durante su operación normal. La prueba consiste en medir la temperatura del aceite del transformador y compararla con la temperatura ambiente durante un período específico de tiempo. En caso de que la temperatura del aceite exceda los límites de seguridad, se deben tomar medidas para evitar daños al transformador. En esta presentación, se explicará en detalle el procedimiento de la prueba de aumento de temperatura del transformador y su importancia en la evaluación de la salud de los transformadores eléctricos.

Características del transformador.

El transformador es un componente fundamental de los sistemas eléctricos, su función principal es la de transformar la energía eléctrica de un nivel de tensión a otro nivel diferente, según las necesidades del sistema. Para entender mejor las características del transformador, a continuación se detallarán algunas de las más importantes:

Número de bobinas

El transformador está compuesto por dos o más bobinas de alambre aislado, que se encuentran enrolladas alrededor de un núcleo de hierro. El número de bobinas determina la relación de transformación del transformador, y esta relación se expresa en términos de voltaje y corriente.

Relación de transformación

La relación de transformación se define como la relación entre el voltaje en el devanado primario y el voltaje en el devanado secundario. Esta relación es importante porque determina la cantidad de energía que se puede transferir de un devanado a otro. Por ejemplo, si la relación de transformación es 2:1, esto significa que el voltaje en el devanado secundario será la mitad del voltaje en el devanado primario.

Potencia nominal

La potencia nominal de un transformador es la cantidad máxima de energía que puede transferir de un devanado a otro. Se expresa en unidades de voltios-amperios (VA) o kilovoltios-amperios (kVA). La potencia nominal es importante porque determina la capacidad del transformador para manejar cargas eléctricas.

Clase de aislamiento

La clase de aislamiento se refiere al tipo de aislamiento utilizado en el devanado del transformador. La clase de aislamiento se expresa como una letra (A, B, F, H, etc.) y representa la temperatura máxima que el aislamiento puede soportar sin degradarse. Es importante seleccionar la clase de aislamiento adecuada para garantizar la seguridad y la confiabilidad del transformador.

Eficiencia

La eficiencia del transformador se define como la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada. Una alta eficiencia significa que el transformador es capaz de transferir la mayor cantidad de energía posible de un devanado a otro, con la menor cantidad de pérdidas de energía. La eficiencia es importante porque determina el costo de operación del transformador y su impacto en el medio ambiente.

Pérdidas

Las pérdidas en el transformador se dividen en dos categorías: pérdidas en el núcleo y pérdidas en el devanado. Las pérdidas en el núcleo son causadas por la corriente de Foucault y la histéresis magnética, mientras que las pérdidas en el devanado son causadas por la resistencia eléctrica del alambre. Es importante minimizar las pérdidas para mejorar la eficiencia del transformador.

Regulación

La regulación del transformador se refiere a la capacidad del transformador para mantener un voltaje constante en el devanado secundario, incluso cuando varía la carga conectada al devanado. La regulación se expresa como un porcentaje y se calcula dividiendo la diferencia entre el voltaje sin carga y el voltaje con carga por el voltaje con carga. Una baja regulación significa que el transformador es capaz de mantener un voltaje constante incluso bajo cargas variables.

Las características del transformador, como el número de bobinas, la relación de transformación, la potencia nominal, la clase de aislamiento, la eficiencia, las pérdidas y la regulación, son importantes para garantizar la seguridad, la confiabilidad y la eficiencia del transformador.

Tipos de prueba de aumento de temperatura.

La prueba de aumento de temperatura del transformador es un proceso esencial para asegurar el correcto funcionamiento de los transformadores eléctricos. Esta prueba se realiza para determinar la capacidad del transformador para soportar el calor generado cuando se encuentra en funcionamiento.

Tipos de prueba de aumento de temperatura:

1. Prueba de aumento de temperatura de carga: Esta prueba se lleva a cabo con el transformador en funcionamiento. Se aplica una carga al transformador y se mide la temperatura de los distintos componentes del mismo (bobinas, núcleo, aceite, etc.) durante un período de tiempo determinado. Esta prueba se realiza para determinar si el transformador está diseñado para soportar la carga máxima para la que ha sido diseñado.

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2. Prueba de aumento de temperatura sin carga: Esta prueba se realiza sin carga en el transformador. Se aplica una fuente de calor externa y se mide la temperatura de los distintos componentes del transformador (bobinas, núcleo, aceite, etc.) durante un período de tiempo determinado. Esta prueba se realiza para determinar si el transformador está diseñado para soportar el calor generado cuando no hay carga.

3. Prueba de aumento de temperatura combinada: Esta prueba combina las dos pruebas anteriores. Se aplica una carga al transformador y se mide la temperatura de los distintos componentes durante un período de tiempo determinado. Luego, se aplica una fuente de calor externa y se mide la temperatura de los mismos componentes durante otro período de tiempo determinado. Esta prueba se realiza para determinar si el transformador está diseñado para soportar la carga máxima y el calor generado cuando no hay carga.

Es importante realizar estas pruebas de manera regular para asegurar el correcto funcionamiento del transformador y prevenir posibles fallas.

Métodos para la medición de la temperatura.

La temperatura es una medida importante en muchos campos, incluyendo la industria eléctrica. En la prueba de aumento de temperatura del transformador, se miden las temperaturas del aceite y del devanado del transformador para asegurarse de que estén dentro de los límites seguros durante su operación.

Métodos de medición de temperatura

Existen varios métodos para medir la temperatura, cada uno con sus propias ventajas y desventajas.

Termómetros de contacto

Los termómetros de contacto se utilizan para medir la temperatura de superficies sólidas. Están equipados con una sonda que se coloca en contacto con el objeto a medir.

Ejemplo: Un termómetro de contacto se podría utilizar para medir la temperatura de la carcasa del transformador.

Termómetros sin contacto

Los termómetros sin contacto utilizan la radiación infrarroja para medir la temperatura de un objeto. Esto significa que pueden medir la temperatura de objetos que son difíciles de alcanzar o que están en movimiento.

Ejemplo: Un termómetro sin contacto se podría utilizar para medir la temperatura de la superficie de los devanados del transformador.

Termopares

Los termopares miden la diferencia de temperatura entre dos puntos. Se utilizan dos metales diferentes que se unen en un punto y se mide la diferencia en la tensión producida por la diferencia de temperatura entre los dos puntos.

Ejemplo: Un termopar se podría utilizar para medir la temperatura del aceite dentro del transformador.

Termorresistencias

Las termorresistencias miden la resistencia eléctrica de un material y la correlacionan con su temperatura. El material más común utilizado en las termorresistencias es el platino.

Ejemplo: Una termorresistencia se podría utilizar para medir la temperatura de los devanados del transformador.

Conclusión

En la prueba de aumento de temperatura del transformador, es importante utilizar los métodos de medición de temperatura adecuados para garantizar la seguridad y el rendimiento del transformador. Los termómetros de contacto, los termómetros sin contacto, los termopares y las termorresistencias son algunos de los métodos de medición de temperatura más comunes utilizados en la prueba de aumento de temperatura del transformador.

Requisitos de seguridad al realizar la prueba.

  1. Protección personal: Antes de comenzar la prueba, se deben tomar medidas de seguridad para proteger a las personas involucradas en la misma. Esto incluye el uso de equipo de protección personal como guantes, gafas de seguridad y ropa adecuada.
  2. Equipo de prueba: El equipo utilizado para realizar la prueba debe ser de alta calidad y estar en buenas condiciones. Además, debe ser capaz de soportar el calor y las altas corrientes que se producen durante la prueba de aumento de temperatura del transformador.
  3. Ubicación de la prueba: La prueba debe realizarse en un lugar seguro y bien ventilado. Se debe evitar realizar la prueba en áreas cerradas o con poca ventilación, ya que esto puede aumentar el riesgo de incendio o explosión.
  4. Procedimientos de emergencia: Antes de comenzar la prueba, se deben establecer procedimientos de emergencia en caso de que algo salga mal. Esto incluye la disponibilidad de extintores de incendios y la formación de un equipo de respuesta a emergencias.
  5. Supervisión: La prueba debe ser supervisada por un técnico capacitado y experimentado en la realización de pruebas de aumento de temperatura del transformador. Además, se deben realizar pruebas de control de calidad antes y después de la prueba para asegurar que el equipo está funcionando correctamente.

Para realizar la prueba de manera segura, es importante tener en cuenta los requisitos de seguridad mencionados anteriormente.

Procedimiento para la ejecución de la prueba.

La prueba de aumento de temperatura del transformador es un procedimiento importante para determinar la capacidad de un transformador para soportar cargas y evitar fallos.

1. Preparación del transformador

Antes de realizar la prueba, es importante asegurarse de que el transformador esté preparado adecuadamente. Esto incluye:

  • Limpiar el transformador de cualquier suciedad o residuo que pueda afectar la precisión de la prueba.
  • Desconectar todas las conexiones del transformador, incluyendo las líneas de entrada y salida y las conexiones de tierra.
  • Verificar las especificaciones del transformador para determinar la corriente nominal y la tensión nominal.

2. Conexión del equipo de prueba

Una vez que el transformador está preparado, el siguiente paso es conectar el equipo de prueba. Esto incluye:

  • Conectar los sensores de temperatura en los puntos de medición designados en el transformador.
  • Conectar el generador de corriente alterna (AC) al transformador.
  • Conectar el instrumento de medición de temperatura y el instrumento de medición de corriente.
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3. Ejecución de la prueba

Una vez que todo el equipo está conectado, el siguiente paso es ejecutar la prueba de aumento de temperatura. Esto implica:

  • Aplicar una carga al transformador en un porcentaje específico de la corriente nominal.
  • Incrementar la carga en intervalos regulares y medir la temperatura del transformador en cada intervalo.
  • Registrar los datos de temperatura y corriente en cada intervalo.
  • Mantener la carga hasta que la temperatura del transformador alcance un nivel preestablecido.

4. Análisis de los resultados

Una vez que se han registrado los datos, el siguiente paso es analizar los resultados de la prueba. Esto implica:

  • Revisar los datos de temperatura y corriente registrados en cada intervalo.
  • Chequear la temperatura final del transformador para asegurarse de que no se ha sobrepasado el límite de temperatura especificado.
  • Comparar los datos de la prueba con las especificaciones del fabricante para determinar si el transformador ha pasado o no la prueba.

Siguiendo estos pasos, se puede realizar la prueba con éxito y obtener resultados precisos y confiables.

Informes de los resultados obtenidos.

Cuando se realiza una Prueba de aumento de temperatura del transformador, es fundamental contar con un informe detallado de los resultados obtenidos. Este informe permite conocer el estado en el que se encuentra el transformador y determinar si es necesario realizar alguna acción para su mantenimiento o reparación.

¿Qué debe incluir un informe de resultados de Prueba de aumento de temperatura del transformador?

Un informe completo debe contener los siguientes elementos:

  • Identificación del transformador: En este apartado se debe incluir información relevante del transformador como su modelo, número de serie y capacidad nominal.
  • Condiciones de la prueba: Es importante indicar las condiciones en las que se realizó la prueba, como la temperatura ambiente y la corriente aplicada.
  • Resultados: Se deben registrar los valores obtenidos durante la prueba, como la temperatura del aceite y los devanados, y la resistencia de los devanados. Estos valores deben ser comparados con los valores de referencia para determinar si el transformador se encuentra en buen estado.
  • Conclusiones: En este apartado se deben hacer las conclusiones y recomendaciones pertinentes en base a los resultados obtenidos. Si se detectan problemas, se deben indicar las acciones necesarias para solucionarlos.

Ejemplo de informe de resultados de Prueba de aumento de temperatura del transformador

A continuación, se presenta un ejemplo de informe:

Identificación del transformador: Transformador de potencia marca ABC, modelo TP-200, número de serie 123456, capacidad nominal de 200 kVA.

Condiciones de la prueba: La prueba se realizó en una temperatura ambiente de 25°C y se aplicó una corriente de 100 A durante 4 horas.

Resultados: La temperatura del aceite del transformador se elevó de 30°C a 70°C y la temperatura de los devanados se elevó de 35°C a 80°C. La resistencia de los devanados se mantuvo constante en 3,5 Ohms. Los valores obtenidos se encuentran dentro de los límites aceptables según la norma IEEE C57.91.

Conclusiones: El transformador se encuentra en buen estado y no es necesario realizar ninguna acción de mantenimiento o reparación.

Aplicaciones de la prueba de aumento de temperatura.

La prueba de aumento de temperatura es una técnica utilizada en el campo de la ingeniería eléctrica para evaluar la capacidad de un transformador para soportar cargas de corriente y voltaje durante un período prolongado de tiempo. Esta prueba se realiza aplicando una carga de corriente al transformador y midiendo la temperatura que alcanza. A continuación se presentan algunas de las aplicaciones más comunes de esta prueba:

1. Evaluación de la capacidad de sobrecarga del transformador

La prueba de aumento de temperatura se utiliza para evaluar la capacidad de un transformador para soportar cargas de corriente y voltaje durante un período prolongado de tiempo. Al aplicar una carga de corriente al transformador y medir la temperatura que alcanza, se puede determinar si el transformador es capaz de soportar cargas de corriente y voltaje más altas de lo normal sin sobrecalentarse. Esta información es importante para determinar la capacidad de sobrecarga del transformador y garantizar su funcionamiento seguro y eficiente.

2. Identificación de problemas en el transformador

La prueba de aumento de temperatura también se utiliza para identificar problemas en el transformador. Si el transformador no puede soportar una carga de corriente y voltaje durante un período prolongado de tiempo sin sobrecalentarse, puede ser un indicador de que hay un problema con el transformador. Esto puede incluir problemas con el aislamiento, los devanados o los núcleos del transformador. Al identificar estos problemas temprano, se puede tomar medidas para solucionarlos antes de que causen daños mayores o fallos en el transformador.

3. Verificación del diseño del transformador

La prueba de aumento de temperatura también se utiliza para verificar el diseño del transformador. Al aplicar una carga de corriente al transformador y medir la temperatura que alcanza, se puede verificar que el diseño del transformador es adecuado para las cargas de corriente y voltaje previstas. Si el transformador no puede soportar una carga de corriente y voltaje durante un período prolongado de tiempo sin sobrecalentarse, puede ser un indicador de que el diseño del transformador no es adecuado para las cargas previstas.

4. Evaluación de la eficiencia del transformador

La prueba de aumento de temperatura también se utiliza para evaluar la eficiencia del transformador. Al aplicar una carga de corriente al transformador y medir la temperatura que alcanza, se puede determinar la cantidad de energía que se pierde en forma de calor durante el funcionamiento del transformador. Esto puede ayudar a identificar áreas en las que se pueden hacer mejoras para aumentar la eficiencia del transformador y reducir los costos de energía.

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Conclusiones

La prueba de aumento de temperatura es una técnica importante para evaluar la capacidad de un transformador para soportar cargas de corriente y voltaje durante un período prolongado de tiempo. Esta prueba se utiliza para evaluar la capacidad de sobrecarga del transformador, identificar problemas en el transformador, verificar el diseño del transformador y evaluar la eficiencia del transformador. Al utilizar esta prueba, se puede garantizar un funcionamiento seguro y eficiente del transformador.

Aplicaciones de la prueba de aumento de temperatura.

La prueba de aumento de temperatura es una técnica utilizada en el campo de la ingeniería eléctrica para evaluar la capacidad de un transformador para soportar cargas de corriente y voltaje durante un período prolongado de tiempo. Esta prueba se realiza aplicando una carga de corriente al transformador y midiendo la temperatura que alcanza. A continuación se presentan algunas de las aplicaciones más comunes de esta prueba:

1. Evaluación de la capacidad de sobrecarga del transformador

La prueba de aumento de temperatura se utiliza para evaluar la capacidad de un transformador para soportar cargas de corriente y voltaje durante un período prolongado de tiempo. Al aplicar una carga de corriente al transformador y medir la temperatura que alcanza, se puede determinar si el transformador es capaz de soportar cargas de corriente y voltaje más altas de lo normal sin sobrecalentarse. Esta información es importante para determinar la capacidad de sobrecarga del transformador y garantizar su funcionamiento seguro y eficiente.

2. Identificación de problemas en el transformador

La prueba de aumento de temperatura también se utiliza para identificar problemas en el transformador. Si el transformador no puede soportar una carga de corriente y voltaje durante un período prolongado de tiempo sin sobrecalentarse, puede ser un indicador de que hay un problema con el transformador. Esto puede incluir problemas con el aislamiento, los devanados o los núcleos del transformador. Al identificar estos problemas temprano, se puede tomar medidas para solucionarlos antes de que causen daños mayores o fallos en el transformador.

3. Verificación del diseño del transformador

La prueba de aumento de temperatura también se utiliza para verificar el diseño del transformador. Al aplicar una carga de corriente al transformador y medir la temperatura que alcanza, se puede verificar que el diseño del transformador es adecuado para las cargas de corriente y voltaje previstas. Si el transformador no puede soportar una carga de corriente y voltaje durante un período prolongado de tiempo sin sobrecalentarse, puede ser un indicador de que el diseño del transformador no es adecuado para las cargas previstas.

4. Evaluación de la eficiencia del transformador

La prueba de aumento de temperatura también se utiliza para evaluar la eficiencia del transformador. Al aplicar una carga de corriente al transformador y medir la temperatura que alcanza, se puede determinar la cantidad de energía que se pierde en forma de calor durante el funcionamiento del transformador. Esto puede ayudar a identificar áreas en las que se pueden hacer mejoras para aumentar la eficiencia del transformador y reducir los costos de energía.

Conclusiones

La prueba de aumento de temperatura es una técnica importante para evaluar la capacidad de un transformador para soportar cargas de corriente y voltaje durante un período prolongado de tiempo. Esta prueba se utiliza para evaluar la capacidad de sobrecarga del transformador, identificar problemas en el transformador, verificar el diseño del transformador y evaluar la eficiencia del transformador. Al utilizar esta prueba, se puede garantizar un funcionamiento seguro y eficiente del transformador.

En conclusión, la prueba de aumento de temperatura del transformador es una herramienta esencial para garantizar el correcto funcionamiento de los transformadores. Esta prueba permite determinar si el transformador está operando dentro de los límites seguros de temperatura y detectar cualquier problema que pueda estar afectando su rendimiento. Es importante recordar que esta prueba debe ser realizada por profesionales capacitados y con la debida experiencia para garantizar resultados precisos y confiables. En resumen, la prueba de aumento de temperatura del transformador es una prueba vital para el mantenimiento y la eficiencia de los equipos eléctricos.

La prueba de aumento de temperatura del transformador es una herramienta esencial para garantizar su correcto funcionamiento y evitar fallas prematuras. Esta prueba permite determinar la capacidad de disipación de calor del transformador y verificar que sus componentes internos estén en buen estado. Es importante realizar esta prueba con regularidad y seguir los procedimientos adecuados para obtener resultados precisos y confiables. La prueba de aumento de temperatura del transformador es una medida preventiva que puede ayudar a evitar costosas reparaciones y minimizar el riesgo de interrupciones en el suministro eléctrico.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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