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Nota de aplicación -

Medida de la resistencia dinámica (DRM) Introducción Los transformadores de potencia son activos de capital elevado y críticos para los servicios públicos, así como para la industria. El mantenimiento regular es parte crucial para la ampliación de su vida útil, ya que puede ayudar a diagnosticar los fallos cuando aún están en sus primeras fases de explotación. Los fallos pueden aparecer en todas las partes del transformador. Sin embargo, dado que los OLTC (conmutador de tomas en carga) son las únicas partes móviles de los transformadores, los fallos en los OLTC son los más frecuentes. El análisis de los datos estadísticos disponibles ha demostrado que más del 40% de todos los fallos de los transformadores tienen su origen en el conmutador de tomas. Esto hace del análisis regular y el mantenimiento del OLTC una de las partes más importantes del mantenimiento de un transformador. El análisis de la condición del OLTC solía ser un proceso complicado y costoso. Dado que los OLTC van colocados dentro del tanque del transformador, era necesario desconectar el transformador de la alimentación de la red, abrirlo y extraer el aceite del transformador. Una vez que estas acciones se habían llevado a cabo, era necesario comprobar visualmente el estado mecánico del conmutador de tomas. Este procedimiento era difícil y consumía mucho tiempo y los resultados no siempre eran fiables. Los nuevos métodos de ensayo y análisis del OLTC fueron desarrollados a fin de mejorar este procedimiento. Entre los métodos actualmente disponibles para el análisis OLTC, el DRM (medición de la resistencia dinámica) ha dado muy buenos resultados. Las mediciones se llevan a cabo rápida y fácilmente, a la vez que se pueden analizar los resultados medidos.

Medida de la resistencia dinámica (DRM) y análisis del conmutador de tomas en carga (OLTC) Hay una gran variedad de conmutadores de tomas en carga en el mercado actual. Se diferencian en el número de posiciones de las toma, número y tipo de resistencias de paso, métodos de conmutación, etc. Hasta hace muy poco, sólo se ha tenido en consideración el comportamiento estático de las resistencias de contacto en las pruebas de mantenimiento y diagnóstico de transformadores de potencia. El método DRM puede diagnosticar con éxito y analizar el estado de todos los tipos de OLTC. La DRM es en realidad la medida del cambio de la corriente de prueba durante la transición. La corriente se representa como la variación de la resistencia en el circuito durante el cambio de la posición de la toma. La corriente es inversa a la resistencia total del circuito (resistencia del devanado + resistencia de los contactos del OLTC). Los resultados se obtienen utilizando los dispositivos de la serie RMO-T junto con el software de PC DV-Win. La conexión del equipo al objeto a ensayar para la DRM se muestra en la figura 1.

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Figura 1. Conexión al objeto a ensayar

Vamos a analizar un cambiador de tomas en la siguiente figura. Se compone de la parte selectora y la parte conmutadora. Este es el tipo con dos resistencias de paso en el conmutador. Los problemas de conmutación se encuentran analizando varias características clave de la gráfica de la resistencia dinámica que se muestra en la figura 2 para una transición sencilla.

Figura 2. Comportamiento dinámico en el distribuidor del conmutador

Durante las pruebas de DRM, el RMO-T registra continuamente la corriente mientras se conmutan las posiciones de las tomas. La medida se realiza muy rápidamente. No es necesario descargar el transformador y después cargarlo de nuevo para cada cambio de toma. Una vez que el transformador está cargado, el operador tiene que cambiar la posición de toma a la siguiente y el equipo registrará la transición. MARTIN BAUR, S.A.

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La ventaja de cualquier método de ensayo es que sea simple y claro. El DRM funciona exactamente así, proporcionando un gráfico donde se evidencian los posibles problemas. Hay tres factores importantes que deben observarse en el gráfico DRM:   

Rizado de la corriente Tiempo de transición Forma de la gráfica

Rizado de la corriente El rizado de la corriente es el cambio de la corriente de ensayo (en porcentaje) durante la transición. Esto depende de la construcción del transformador / conmutador de tomas y no hay ningún valor estrictamente definido para la comparación o el criterio de pasa / no pasa. El operador tiene que comparar el valor con el siguiente cambio, los resultados de una fase con los de las otras dos fases y los resultados completos compararlos con los resultados obtenidos en la prueba anterior.

Tiempo de transición El tiempo de transición es el tiempo necesario para cambiar la posición de las tomas desde la posición actual a la siguiente. Depende de la construcción del conmutador de tomas y normalmente tarda entre 30 y 50 milisegundos para conmutar las tomas de tipo resistivo.

Forma de la gráfica El gráfico obtenido por DV-Win puede tener diferentes formas para diferentes tipos de conmutadores de tomas. Puede estar influenciado por el número y tamaño de las resistencias utilizadas durante el cambio de posiciones de las tomas, el mecanismo del conmutador de tomas, la construcción y la condición de los contactos, etc. Haciendo un zoom sobre en el gráfico se pueden observar y diagnosticar fácilmente los malos contactos, como por ejemplo en la figura 3, donde se comparan antes y después de la reparación.

Figura 3. Contactos buenos (izquierda) y gravemente quemados (derecha)

Además de la representación gráfica, las medidas numéricas tabuladas permiten una comparación rápida del rizado, el tiempo de transición y otros parámetros utilizados para el diagnóstico de cada posición; véase la tabla 1: MARTIN BAUR, S.A.

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Configuración

Corriente [A]

R1 (25°C) [mOhm]

R1 (75°C) [mOhm]

V1 [mV]

Rizado

Posición de la toma

Tiempo de transición [ms]

1U - 1V

10,74

291,2437

347,3600

312,6641

0

1

0

1U - 1V

10,93

285,0616

339,9868

311,6955

8,5

2

46,8

1U - 1V

11,15

279,0591

332,8277

311,2185

8,5

3

48,1

1U - 1V

11,37

272,5099

325,0166

309,7266

8,4

4

46,8

1U - 1V

11,57

266,7406

318,1357

308,5091

8,4

5

45,5

1U - 1V

11,78

260,5021

310,6952

306,7431

8,8

6

45,7

1U - 1V

11,99

254,1737

303,1474

304,6654

9,5

7

44,4

1U - 1V

12,25

246,5858

294,0975

301,9804

10,4

8

50,6

1U - 1V

12,25

245,8175

293,1812

301,0838

11,2

9

48,5

1U - 1V

12,52

239,5066

285,6543

299,7603

11,0

10

50,8

Tabla 1. Presentación numérica de los parámetros medidos en las 10 primeras posiciones de las tomas.

La ventana de control independiente del DV-Win proporciona herramientas útiles, como marcadores móviles en el gráfico de la medida de los valores característicos, tiempo y amplitud. Los valores mostrados en la ventana de control son el intervalo de tiempo entre dos marcadores, y la diferencia de corriente entre los marcadores. Un diagrama típico se muestra en la figura 4. Este diagrama corresponde a un buen estado del conmutador de tomas.

Figura 4. Cambio de corriente durante una buena transición

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Figura 5. Interrupción de la corriente durante una mala transición (de apertura)

La figura 5 muestra el valor actual durante la transición con una discontinuidad. Esta es una condición de funcionamiento inaceptable del distribuidor del conmutador de tomas. El programa se detiene automáticamente cuando en la prueba se detecta la discontinuidad. Dado que los diferentes tipos de OLTC tienen diferentes gráficos de resistencia dinámica, es necesario comparar los resultados obtenidos en la medida anterior sobre el mismo conmutador de tomas. Los tres parámetros importantes que el usuario tiene que considerar son: los cambios en la forma del gráfico, la corriente de rizado y el tiempo de transición. Si aparecen diferencias significativas entre el gráfico obtenido en el ensayo del conmutador de tomas y los gráficos obtenidos anteriormente, se pone de manifiesto una clara indicación del deterioro del estado del conmutador de tomas.

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