ST-CT-002 Factor de Potencia en Aislamientos

SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN Procedimiento para medición de factor de potencia en aislamiento de equipo eléctrico

Hoja 1 de 70 Clave ST-CT-002 Revisión 1 Fecha de elaboración: Dic - 2007

PROCEDIMIENTO PARA MEDICIÓN DE FACTOR DE POTENCIA EN AISLAMIENTO DE EQUIPO ELÉCTRICO

Esta edición sustituye a la versión del procedimiento SGP-A003-S 1980

1980 Tomo II

Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia



ÍNDICE

Pág. 1 Objetivo

3

2 Alcance

3

3 Teoría general del aislamiento

3

3.1 Constante dieléctrica

4

3.2 Absorción dieléctrica

4

3.3 Resistencia dieléctrica

4

3.4 Capacitancia

4

3.5 Factor de potencia

4

3.6 Modos básicos de prueba

6

4 Aplicaciones y procedimientos de prueba

7

4.1 Transformadores de potencia

7

4.2 Transformador de potencial

13

4.3 Transformadores de corriente

26

4.4 Apartarrayos

28

4.5 Cables de potencia

32

4.6 Aceite aislante

34

4.7 Boquillas

35

5 Bibliografía

1980 Tomo II

35

Anexo A Formatos de datos de prueba

37

Anexo B Operación de los equipos de medición de factor de potencia

55

Anexo C Resumen del procedimiento para la medición de factor de potencia en aislamiento de equipo eléctrico ST-CT-002

70



1 Objetivo Establecer la metodología de medición de factor de potencia en los aislamientos del equipo eléctrico primario para verificar sus características dieléctricas.

tabla 1 se presentan algunos ejemplos de materiales aislantes en los tres diferentes estados. Tabla 1 Estados de los materiales aislantes Gas

Líquido

Sólido

Aceites

Celulosa

Hidrocarburos

(papel)

Aire

Silicones

Porcelana

SF6

Agua destilada

Fenólicos

2 Alcance Este procedimiento aplica a transformadores, autotransformadores, transformadores de instrumento, apartarrayos, cables y reactores de potencia. El procedimiento contiene la teoría general, los métodos de prueba, los diagramas de conexión y los criterios de evaluación. En los anexos se presentan los formatos de prueba y se describe la operación de los equipos de medición comúnmente utilizados. 3 Teoría general del aislamiento El aislamiento es toda sustancia o material de baja conductividad eléctrica, en presencia de una tensión la corriente eléctrica que logra circular comúnmente es del orden de mili-Amperes, la cual se puede medir para efectos de diagnóstico. A la corriente que circula por el aislamiento que se refleja en forma de calor se denomina corriente de fuga.


Alto Vacío

Un dieléctrico se puede representar mediante el arreglo que tiene un capacitor. El capacitor es un dispositivo que está formado por dos conductores y separado por un dieléctrico, su capacitancia depende del arreglo, separación de los electrodos y su medio aislante. En la figura 1 se observa el diagrama esquemático de un capacitor.

IC

V

C

Los materiales aislantes se conocen también con el nombre de dieléctricos y los términos pueden ser utilizados indistintamente. Los dieléctricos perfectos tienen cero conductividad y el fenómeno de absorción dieléctrica no existe, por lo que se refiere a una condición ideal. En la práctica los dieléctricos perfectos no existen debido a que los materiales aislantes que se utilizan tienen cierto nivel de pérdidas. La conductividad eléctrica es la propiedad que presenta un material para permitir el paso de un flujo de electrones. Los aislamientos se encuentran en los tres estados: sólidos, líquidos y gaseosos. En la 1980 Tomo II

C= capacitancia (nF) IC= Corriente en el capacitor (mA)

Figura 1 Diagrama esquemático de un capacitor. La capacitancia es la propiedad de un capacitor o de un sistema de conductores y dieléctricos que permiten el almacenaje de cargas separadas eléctricamente cuando existe una diferencia de potencial entre los conductores. Los aislamientos tienen las siguientes características: constante dieléctrica, absorción dieléctrica, resistencia dieléctrica y factor de potencia.



3.1 Constante dieléctrica Si entre las placas de un condensador plano introducimos un dieléctrico, el campo eléctrico, y por tanto la diferencia de potencial disminuye como consecuencia de la polarización en su interior. Al factor de disminución se le llama constante dieléctrica, y es un número adimensional y característico de cada material. En la tabla 2 se muestran algunas constantes dieléctricas para diferentes materiales aislantes. Tabla 2 Ejemplos de constantes dieléctricas Material

Constante Dieléctrica

Aire

1.0

Aceite

2,2

Baquelita

4,5 - 5,5

Papel

2,0 – 2,6

Polietileno

2,3

Porcelana

5,7 – 6,8

3.2 Absorción dieléctrica Cuando se realiza una medición de resistencia de aislamiento con corriente directa, la resistencia inicial es baja y gradualmente aumenta a medida que se prolonga la duración de la medición. Para establecer un campo electrostático en un aislamiento se requiere energía, sin embargo, una vez que el campo se ha establecido plenamente, las cargas de corriente bajan hasta un valor que está en función de la corriente de fuga continua a través del aislamiento. Cuando se aplica corriente alterna a un aislamiento, el efecto del fenómeno de absorción dieléctrica predomina notablemente sobre el fenómeno de fugas o conductividad, porque el campo dieléctrico nunca se establece por completo con una polaridad antes de que la corriente alterna de carga se invierta y comience a cargar con la polaridad opuesta. Para todo propósito práctico, esto hace que la medición con corriente alterna a frecuencia constante de la pérdida de absorción del dieléctrico, sea independiente de la duración del potencial de prueba, siempre y cuando el aislamiento no haya 1980 Tomo II


alcanzado una posición inestable con respecto a los efectos de la temperatura. Las pérdidas de absorción del dieléctrico son sensibles a pequeños cambios en el contenido de humedad de un aislamiento y a la presencia de otras impurezas. Por ejemplo, una pequeña cantidad de humedad puede producir un gran aumento de la absorción dieléctrica. El hecho de que las pérdidas del dieléctrico con C.A. se deban casi exclusivamente al fenómeno de absorción dieléctrica, hace que la medición de pérdidas del dieléctrico y factor de potencia sea extremadamente sensible a la humedad. 3.3 Resistencia dieléctrica Es el valor máximo del campo eléctrico que impide hasta cierto límite que las moléculas de un material dieléctrico puedan llegar a ionizarse y volverse conductor, esta propiedad es característica de cada material. 3.4 Capacitancia La capacitancia C refleja la disposición física del devanado y su aislamiento. La capacitancia está definida por la forma y distancias entre devanados, entre capas de devanado y entre espiras, así como por las distancias al tanque y al núcleo. Cambios en las propiedades físicas del aislamiento y desplazamientos en los devanados, produce cambios en la capacitancia del equipo. 3.5 Factor de potencia El factor de potencia de un dieléctrico es una indicación de sus pérdidas por unidad de volumen. Este factor se incrementa debido a las siguientes condiciones: envejecimiento, contaminación, fallas, esfuerzos eléctricos, degradación, etc. El circuito equivalente de un aislamiento bajo prueba se representa en la figura 2.




Sustituyendo [2] en [1] se tiene:

V2 R Cosφ = P V IT

[3]

Teniendo en cuenta que: Cp, Capacitancia bajo prueba prueba (F) Ic, Corriente capacitiva (mA) IR, Corriente resistiva (mA) IT, Corriente total (A) Rp, Resistencia indicativa de las perdidas (Ω) V, Tensión aplicada (V)

I C= I T

[4]

Y sustituyendo [4] en [3] tenemos:

Figura 2 Circuito equivalente de un aislamiento bajo prueba. El factor de potencia en un aislamiento se define como el coseno del ángulo entre el vector del voltaje aplicado y vector de la corriente total que circula por el aislamiento bajo prueba (ver figura 3).

V2 R Cosφ = P V IC

[5]

Considerando que:

V XC

I C=

[6]

Donde:

XC =

1 2π f C

[7]

Sustituyendo [7] en [6]: IC

IC = IT

V I 2πfC

IC = 2 π f C V

[8]

Sustituyendo [8] en [5] tenemos: IR

V

Figura 3 Diagrama vectorial equivalente de un aislamiento bajo prueba. Las ecuaciones para la obtención del factor de potencia son las siguientes:

P Cosφ = VI T

[1]

Donde:

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V RP

[9]

Dado que:

I R=

V RP

[10]

Sustituyendo [8] y [10] en [9] se tiene:

cos φ = 2

P= V I R=

V2 RP cos φ = 2πfCV 2

IR IC

[11]

[2] Diciembre 2007 Manual de transformadores y reactores de potencia


Factor de disipación (FP ) = cos φ =

IR [12] IT

Donde: C, Capacitancia (F) F, Frecuencia (Hz) IC, Corriente capacitiva (mA) IR, Corriente resistiva (mA) IT, Corriente total (A) P, Potencia (VA) RP, Resistencia de prueba (Ω) V, Tensión aplicada (V) XC, Reactancia capacitiva (Ω)

FP =

FP =

El factor de disipación es la tangente del ángulo de pérdidas de un dieléctrico. Este factor es aproximadamente igual al factor de potencia del mismo y esta dado por: IR IC

(pérdidas en

Watts)(10) mA

[16]

(pérdidas en

[17]

Los valores obtenidos de factor de potencia deben de ser referenciados a una temperatura de 20°C de tal manera que se pueda evaluar a una misma temperatura y su tendencia en futuras mediciones. En la tabla 3 se muestra la comparación entre el factor de potencia y el factor de disipación en un material aislante. Tabla 3 Comparación entre FP y FD en %

La finalidad de esta medición es la detección de los parámetros eléctricos de los aislamientos tales como la capacitancia, factor de potencia y pérdidas dieléctricas. Un incremento apreciable de las pérdidas dieléctricas en C.A., (milivoltamperes) o factor de potencia de un aislamiento indica deterioro. El porciento de factor de potencia (%FP) es calculado usando la pérdida en watts de la corriente total medida, Watts) (100) FP = (Voltaje de prueba) (corriente total )

Watts ) (10 ,000 ) μA

[13]

El factor de potencia es la relación de las pérdidas del dieléctrico (watts, miliwatt), entre la carga que demanda el aislamiento bajo prueba (miliamperes, milivolt-amperes), manejado en porciento para facilidad de referencia. El valor obtenido de esta relación para un aislamiento en particular depende de las condiciones de humedad, ionización y temperatura.

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[15]

ó

vector de la corriente total

(pérdidas en

(pérdidas en Watts) (100) (kV ) (mA)

FP =

Desde las mediciones del M2H en términos equivalentes del valor de 10 kV, entonces:

φ, Ángulo entre el vector del voltaje aplicado y el

Factor de disipación (FD ) = tan δ =


[14]

Cos φ

% FP

Tan δ

% FD

0

0

0

0

89.71

0.50

0.29

0.50

87.13

5.00

2.87

5.00

84.26

10.00

5.74

10.05

81.37

15.00

8.63

15.18

53.13

60.00

36.87

75.00

45.00

70.71

45.00

100.00

90

100

90

infinito

3.6 Modos básicos de prueba Para entender la medición de factor de potencia, es conveniente considerar las condiciones de la fuente de A.C., el circuito puente, y el espécimen de prueba con respecto a tierra y la terminal de bajo voltaje. 3.6.1 Modo GST Grounded –Speciment Test En este modo, toda la corriente entre la fuente de CA y tierra es medida por el puente. El modo GST es usado cuando una de la terminal del aislamiento que va a ser medido esta



permanentemente conectado a tierra, tal como el tanque del transformador, la brida de una boquilla o la carcaza de equipos aterrizados. En este modo se conecta la terminal de bajo voltaje directamente a tierra o al punto que se quiere hacer la referencia (ver figura 4).


3.6.3 Modo UST Undergrounded Speciment Test En este modo únicamente la corriente entre la fuente de voltaje y la terminal de bajo voltaje es la que es medida, si alguna corriente fluye hacia la terminal de tierra presente esta retorna directamente a la fuente de tensión y no pasa por el circuito de medición (ver figura 6). (El modo es básicamente utilizado cuando se tienen objetos flotados o sin referencia a tierra).

Figura 4 Modo GST Grounded Speciment-Test. 3.6.2 Modo GST–G Grounded –Speciment Test with Guard

Figura 6 Modo UST Undergrounded Speciment Test.

En este modo, toda la corriente entre la fuente de CA y tierra es medida por el puente. La terminal de bajo voltaje puede ser conectada al circuito de prueba Guard (guarda), donde la corriente de prueba presente retorna directamente a la fuente de tensión, y no pasa por el circuito de medición (ver figura 5). Este modo es usado para aislar una sección individual de aislamiento. (En este modo se bypasea la terminal a guarda del circuito de medición, tal como la medición de C2, donde se pone en guarda C1 en las boquillas).

4 Aplicaciones y procedimientos de prueba

Figura 5 Guard.

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Modo GST–G Grounded –Speciment Test with

4.1 Transformadores de potencia 4.1.1 Transformador de dos devanados Los aislamientos que constituyen a los transformadores de dos devanados se muestran esquemáticamente en la figura 7, ésta figura representa tanto a un transformador monofásico como a un trifásico, las consideraciones para ambos son las mismas.

Figura 7 Diagrama esquemático de aislamientos de un transformador de devanados.

los dos



Los aislamientos representados como CH, CX y CHX, son respectivamente los aislamientos entre el devanado de alta tensión y tierra, entre el devanado de baja tensión y tierra y el aislamiento entre los devanados de alta y baja tensión. Estos aislamientos no están compuestos de un solo dieléctrico; por ejemplo, CH incluye boquillas, el aislamiento entre el devanado de alta y tierra y el aceite entre devanado y tierra. Los valores de CH y CX se leen directamente. Cuando el devanado de alta es energizado y el devanado de baja se conecta a guarda se mide CH. Cuando el devanado de baja es energizado y el devanado de alta es conectado a guarda, se mide CX. Con un simple cálculo se puede determinar CHX, como se indica en formato de datos de prueba Estos aislamientos aunque actúan distribuidos a lo largo de los devanados, se muestran como un solo capacitor para mayor simplicidad. Pasos a seguir para efectuar la medición: a) Desenergizar y desconectar sus terminales externas desde las boquillas del transformador. b) Desconectar el neutro del devanado que se encuentra aterrizado. c) Conectar en corto circuito cada devanado en las terminales de sus boquillas. d) Verificar que el tanque esté bien aterrizado.

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e) Proceder a efectuar las conexiones de prueba de acuerdo con la figura 8 y el formato de datos de prueba ST-CT-002-A. Los valores obtenidos de acuerdo con las conexiones indicadas deben registrarse en el formato de datos de prueba correspondiente y calcular el valor de CHX con la diferencia de los mVA y mW de la Prueba 1 menos la Prueba 2. Para comprobar que las mediciones se realizaron correctamente debe efectuarse la diferencia de mVA y mW de la prueba 3 menos 4 y comparar estos valores con los obtenidos para el cálculo de CHX. Estas dos diferencias deben ser aproximadamente iguales. En caso de que estas diferencias sean bastante desiguales, se procede a efectuar una prueba en UST ya sea en el lado de alta o de baja, de acuerdo con la conexión de la figura 8. Energizar el devanado de alta o baja tensión y el devanado que no haya sido energizado se conecta con el cable de baja tensión (LV), con el selector de prueba en UST. Los valores de mVA y mW obtenidos en esta medición, deben compararse con los resultados que se obtuvieron de las diferencias de las pruebas 1 menos 2 y 3 menos 4. Los valores que no se aproximen a los obtenidos en esta última medición, deben repetirse y de persistir los mismos valores obtenidos originalmente, debe investigarse el devanado que los está originando.




Conexiones Prueba numero 1

Energice

Ground

Guard

UST

Mide

H

X

---

---

CH+CHX

2

H

---

X

---

CH

3

X

H

---

---

CX+CHX

4

X

---

H

---

CX

5

H

---

---

X

CHX

6

X

---

---

H

CHX

Figura 8 Diagrama de conexiones medición en transformadores de dos devanados. 4.1.2 Transformador de tres devanados Los aislamientos que constituyen un transformador de tres devanados, se muestran esquemáticamente en la figura 9. Ésta figura representa tanto a un transformador monofásico como trifásico; las consideraciones para ambos son las mismas. Los aislamientos representados como CH, CX y CY, son respectivamente, los aislamientos entre el 1980 Tomo II

devanado de alta tensión y tierra, el devanado de baja tensión y tierra y el aislamiento entre el terciario y tierra. Los aislamientos representados como CHX, CXY y CHY son respectivamente los aislamientos entre devanados. Estos aislamientos no están compuestos de un solo dieléctrico, por ejemplo CH, es el aislamiento entre el devanado de alta y tierra, incluye las boquillas, el aislamiento entre el



devanado de alta y tierra y el aceite entre el devanado de alta y tanque. Las lecturas de CH, CX y CY se leen directamente y se anotan en el formato de datos prueba ST-CT-002-B.


La prueba marcada en el formato de datos de prueba como No. 7, sirve para verificar las pruebas 2, 4 y 6 cuya suma de mVA y mW debe ser igual a las obtenidas en la prueba 7. Pasos a seguir para efectuar la medición: a) Se procede a desenergizar y desconectar el transformador de la misma manera como se procedió para el transformador de dos devanados, incluyendo los pasos que ahí se indican. b) En este transformador de tres devanados se efectúan las conexiones de acuerdo con los circuitos de medición de la figura 10. 4.1.3 Autotransformador

Figura 9 Diagrama esquemático de aislamientos de un transformador de devanados.

los tres

Cuando el devanado de alta es energizado y los devanados de baja y terciario son conectados a guarda, se mide el aislamiento CH. Cuando el devanado de baja es energizado y los devanados de alta y terciario son conectados a guarda, se mide el aislamiento CX. Cuando el devanado terciario es energizado y los devanados de alta y baja son conectados a guarda, se mide el aislamiento CY. Los aislamientos entre devanado CHX, CHY y CXY son determinados por un cálculo, al obtener las diferencias de los valores de mVA y mW de la siguiente manera: CHX, se obtiene de la diferencia de los mVA y mW, de la prueba 1 menos la prueba 2. CXY, se obtiene de la diferencia de los mVA y mW, de la prueba 3 menos la prueba 4.

Un autotransformador consiste de un devanado primario con derivación (devanados interconectados) y un devanado terciario por separado. Tal transformador será probado conectando juntas todas las terminales de los devanados interconectados y considerando esta combinación como un solo devanado. El terciario se considera como un segundo devanado, por lo tanto, las mediciones se efectúan de la misma manera que para un transformador de dos devanados de acuerdo con el formato de datos prueba ST-CT-002-C. Cuando por alguna razón de fabricación las terminales del terciario no son accesibles únicamente se hace una medición, ésta se efectuará poniendo en corto circuito todas las terminales en las boquillas y considerando como si fuera un solo devanado; se podrá hacer únicamente entre este devanado y tierra, de acuerdo con el formato de datos de prueba ST-CT-002-C. Los diagramas de conexión se muestran en la figura 11.

CHY, se obtiene de la diferencia de los mVA y mW de la prueba 5 menos la prueba 6.

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Conexiones Prueba número 1 2 3 4 5 6 7

Energizar H H X X Y Y H, X, Y

Ground X --Y --H -----

Guard Y X, Y H H, Y X H, X ---

Mide CH+CHX CH CX+CXY CX CY+CHY CY CH+CX+CY

Figura 10 Diagramas de conexión para mediciones en transformadores de tres devanados.

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Conexiones Prueba número

Energizar

Ground

Guard

UST

Mide

1

H+X

Y

---

---

CH+CHY

2

H+X

---

Y

---

CH

3

Y

H+X

---

---

CY+CHY

4

Y

---

H+Y

---

CY

5

H+X

---

---

Y

CHY

6

Y

---

---

H+Y

CYH

Nota: Para la conexión de autotransformadores con terciario no accesible, se puede emplear la conexión de la prueba 2, sin la conexión del terciario a la guarda.

Figura 11 Diagramas de conexión para autotransformadores.

4.1.4 Reactores Este equipo cuenta solamente con un devanado en reactores monofásicos y en reactores trifásicos se considera para efectos de la prueba igualmente como un solo devanado. Por lo tanto, una sola medición podrá efectuarse entre el devanado y tierra, de acuerdo con el formato de datos de prueba ST-CT-002-D. El diagrama de conexión se observa en la figura 12.

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Energizar

Ground

Guard

Mide

1

H

Tanque

---

CH

Figura 12 Circuito de prueba para reactores. 4.1.5 Criterios para la evaluación de valores de prueba de los transformadores de potencia Para un transformador nuevo, es decir que entra por primera vez en operación, el criterio que se considera para un valor de factor de potencia aceptable es que sea menor a 0.5 % (a 20 °C). Los valores aceptables de factor de potencia en porciento a 20 °C, de transformadores que se encuentran en operación, deberán considerarse del orden de 0.5 a 1.0%. Para valores mayores al 1% se recomienda que se investigue dicho valor, el cual puede ser originado por condiciones de deterioro del aceite aislante, o bien algún posible daño en alguna de las boquillas, así como algún agente externo que pudiera estar influenciando la elevación de dicho valor. En el último de los casos se debe recurrir a revisar las estadísticas de valores obtenidos en años anteriores, con el objeto de ver el comportamiento de dicho valor. Si se detecta que este valor se ha estado incrementando, el transformador debe programarse para efectuarle un mantenimiento mayor. Para realizar la comparación con mediciones anteriores, los valores de factor de potencia deben ser corregidos a 20 °C. En la Tabla 4 se muestran los factores de corrección por temperatura que deben ser aplicados. Para corregir el factor de 1980 Tomo II

potencia a una temperatura de 20 °C, se multiplica el valor medido por el factor de corrección correspondiente a la temperatura de la medición, indicado en la tabla 4. 4.2 Transformador de potencial Un transformador de potencial consiste de dos devanados, el de alto voltaje y el de bajo voltaje. El devanado de alto voltaje puede tener cada terminal descubierta a través de boquillas separadas, o una sola terminal descubierta por medio de una boquilla y la otra terminal conectada a tierra. El devanado de bajo voltaje normalmente no se prueba. 4.2.1 Transformador de potencial de dos boquillas Las mediciones en estos transformadores deben efectuarse desconectando tanto el lado de alta tensión como el de baja tensión, para desconectar el transformador de la red. Para realizar la medición, se deben poner en corto circuito las dos boquillas del devanado de alta tensión y se aterriza solo una terminal del devanado de baja tensión para evitar cortos circuitos durante las pruebas cruzadas de comprobación. Los diagramas de conexión se muestran en la figura 13a. Se debe usar el formato de datos prueba ST-CT-002-E.




Tabla 4 Factor de corrección por temperatura Temperaturas

ºC

ºF

Aceite y transformadores de potencia sumergidos en aceite (respiración libre y tipo de conservador)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60

32.0 35.6 39.2 42.8 46.4 50.0 53.6 57.2 60.8 64.4 68.0 71.6 75.2 78.8 82.4 86.0 89.6 93.2 96.8 100.4 104.0 107.6 111.2 114.8 118.4 122.0 125.6 129.2 132.8 136.4 140.0

1.56 1.52 1.48 1.45 1.43 1.38 1.31 1.24 1.16 1.08 1.00 0.91 0.83 0.76 0.70 0.63 0.58 0.53 0.49 0.45 .42 0.38 0.36 0.33 0.30 0.28 0.26 0.23 0.21 0.19 0.17

de pruebas

Transformadores sumergidos en aceite. (tipo sellado y sellado con gas) Arriba de 161 kV a 750 kV 1.57 1.50 1.44 1.37 1.31 1.25 1.19 1.14 1.09 1.05 1.00 0.96 0.92 0.88 0.84 0.80 0.76 0.73 0.70 0.67 0.65 0.62 0.59 0.56 0.54 0.51 0.49 0.47 0.45 0.43 0.41

Considerando 230 kV y subir a 750 kV 0.95 0.96 0.98 0.98 0.99 0.99 1.00 1.01 1.01 1.00 1.00 0.99 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93 0.91 0.90 0.89 0.87 0.86 0.84 0.83 0.81 0.79 0.77 0.75 0.72 0.70

Los valores obtenidos de factor de potencia deben de ser referenciados a una temperatura de 20 °C de tal manera que se pueda evaluar a una misma temperatura y su tendencia en futuras mediciones.

En estas condiciones se energiza el lado de alta tensión, se leen los mVA y los mW y se calcula el factor de potencia. Esta medición se denomina prueba completa. 1980 Tomo II

Para determinar las pérdidas aproximadas entre devanados, se efectúa una medición con el devanado de baja tensión conectado a guarda, ver



figura 13b. Usando el formato de datos de prueba ST-CT-002-E. Prueba cruzada de comprobación Para efectuar esta medición se procede de la manera siguiente:


Si las lecturas que se obtuvieron en ambas mediciones son iguales, el transformador de potencial bajo prueba puede considerarse en buenas condiciones, sólo si el valor del factor de potencia es bajo. Ver figuras 13c y 13d.

Se quita el corto circuito entre las boquillas del potencial, se energiza H1 y H2 se conecta el anillo de guarda y se toman lecturas de mVA y mW. Una vez hecho esto, se energiza H2 y se conecta al anillo de guarda H1 y se procede a tomar las lecturas de mVA y mW. Usando el formato de datos de prueba ST-CT-002-E.

a) Prueba 1

b) Prueba 2

c) Prueba 3

d) Prueba 4 Conexiones

Prueba número

Modo de prueba

Energizar

Ground

Guard

UST

Mide

1

GST

H1, H2

X1

---

---

CH + CHX

2

GST

H1, H2

---

X1

---

CH

3

GST

H1

X1

H2

---

CH + CHX

4

GST

H2

X1

H1

---

CH + CHX

Figura 13 Transformador de potencial de dos boquillas.

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esto indica que posiblemente el devanado de alta tensión se encuentre abierto.

Un alto factor de potencia para una de las pruebas cruzadas de comprobación indica que una boquilla, o la sección de devanado más próxima a la boquilla está fallada. En estas condiciones las boquillas deberán ser probadas por separado.

4.2.2 Transformador de potencial de una boquilla En algunos transformadores de potencial, el neutro del primario está aterrizado internamente. En este caso, la prueba completa de factor de potencia no se puede realizar; sin embargo, las mediciones de factor de potencia que se pueden realizar se muestran en la figura 14 y empleando el formato de datos de prueba ST-CT-002-E.

Un alto factor de potencia para ambas pruebas cruzadas así como para la prueba completa, será indicativo de que existe un deterioro en el transformador, ya sea en el aceite, boquillas o devanado, por lo cual si es posible, deberá probarse por separado cada elemento. Asimismo, es posible que en la prueba cruzada de comprobación se obtenga una lectura negativa,


Modo de prueba

Energizar

Ground

Guard

UST

Mide

1

UST

H1

H0

---

X1, Y1

Aislamiento de terminal dentro de devanados

2

GST

H1

H0

X1, Y1

---

Corriente de excitación

Figura 14 Circuito de prueba para medición de un transformador de potencial monofásico con neutro interno aterrizado. En los transformadores de potencial de una sola boquilla, en los cuales se pueda desconectar la terminal de tierra en el devanado de alto voltaje, se pueden realizar las pruebas completas (ver figura 15a) y de comprobación cruzada (ver figuras 15b y 15c) se efectúan de la misma forma 1980 Tomo II

que para un transformador de dos boquillas. Para registrar estos datos se utiliza el formato de datos de prueba ST-CT-002-E. Para transformadores de potencial inductivo de 34.5 kV o mayores se debe considerar como de una sola boquilla utilizando el formato de datos prueba ST-CT-002-E.




a) Prueba completa

b) Prueba cruzada de comprobación

c) Prueba de comprobación cruzada Conexiones

Prueba número

Modo de prueba

Energiar

Ground

Guard

UST

Mide

1

GST

H1, H2

X1

---

---

CH + CHX

2

GST

H1, H2

---

X1

---

CH

3

GST

H1

X1

H2

---

CH + CHX

4

GST

H2

X1

H1

---

CH + CHX

Figura 15 Diagramas de conexión para prueba a transformadores de potencial de una boquilla. En el caso de un transformador de potencial de una sola boquilla, el factor de potencia obtenido para las pruebas cruzadas de comprobación podrá no ser el mismo, porque en un caso se prueba una boquilla y parte del devanado, y en el otro caso sólo una parte del devanado es probado. Se debe tener cuidado de que el corto circuito entre la terminal de la boquilla y la terminal del devanado tenga un espacio libre a tierra. Si la terminal del devanado está conectada a una tapa será siempre posible levantar esta tapa y poner suficiente aislamiento durante la medición entre la terminal y tierra. Cualquier material usado 1980 Tomo II

para soportar la tapa, debe tener una capacitancia y pérdidas dieléctricas despreciables; podrá usarse madera completamente seca, vidrio, etc. Algunas veces es difícil poner el corto circuito en el devanado de alto voltaje, pero el devanado se puede desconectar de tierra. En tales casos, el devanado de bajo voltaje se puede poner en corto circuito, ya que si se pone en corto circuito uno u otro lado de un transformador, se refleja el efecto de corto circuito en el otro lado. El potencial puede entonces ser aplicado ya sea a la boquilla de alta tensión o a la terminal del devanado.




4.2.3 Transformador de potencial inductivo en cascada

Cuando se realicen mediciones cruzadas debe tenerse cuidado de quitar el corto circuito del lado de bajo voltaje.

En los transformadores de potencial en cascada, el devanado primario consiste de un número de secciones de devanado conectadas en serie, en donde el devanado secundario está acoplado inductivamente sólo para las últimas secciones o la sección más baja como se presenta en la figura 16. La norma que indica la técnica de prueba y el análisis de resultados para los transformadores de potencial en cascada line-toground es la misma para las unidades convencionales. Sin embargo, en algunos transformadores de potencial es difícil cortocircuitar H1 y H0 para el total de las mediciones; como consecuencia, un procedimiento alternativo para ejecutar las pruebas completas Overall Test en este tipo de unidades se menciona en la tabla de la figura 16 y en el formato de datos de prueba ST-CT-002-E.

En algunos casos el devanado de alta tensión puede estar aterrizado internamente y la tierra no puede ser retirada. En tales casos es imposible efectuar cualquier prueba de aislamiento con resultados confiables. Cuando al realizar la medición, se aplique potencial en la terminal P2 (conexión a tierra) o en P1-P2 (estando en corto circuito), la tensión aplicada estará limitada por el nivel de aislamiento de P2 (boquilla de tierra).Generalmente este tipo de boquilla soporta 5 kV. Por lo regular no se prueban los devanados secundarios de los transformadores de potencial inductivo, cuando por alguna razón se requiera aplicar tensión a las terminales secundarias (S1, S2, S3, S4), la tensión no deberá ser mayor a 500 Volts ya que se encuentra limitada por el aislamiento secundario del equipo.

CONEXIONES Prueba número

Modo de prueba

Energizar

Ground

Flotando

Mide

1A

GST

H0

X1, X2, X3

H1

Completa

Y1, Y2, Y3

Figura 16 Transformador de potencial inductivo en cascada.

1980 Tomo II



4.2.4


Procedimientos de prueba

Transformador de potencial capacitivo

El equipo de medición de factor de potencia satisface idealmente las pruebas a capacitores de transformadores de potencial capacitivo, ya que nos permite verificar las condiciones del aislamiento, así como su funcionamiento. Los capacitores se diseñan para un bajo factor de potencia en sus aislamientos, y junto con su capacitancia de diseño deben permanecer estables, cualquier cambio anormal en cualquiera de estos valores, puede afectar el comportamiento del transformador, además puede ser indicativo de la evolución de una falla peligrosa. Los capacitores de un transformador de potencial capacitivo típico, se construyen de una serie de elementos de papel impregnado de aceite y hojas metálicas, utilizándose uno de estos elementos por cada kV nominal, es evidente que al aumentar el voltaje de los dispositivos aumenta el número de elementos y su influencia en la medición disminuye. Cuando se detectan pequeños cambios significativos se deben efectuar mediciones complementarias, para tomar la decisión de dejarlo en operación.

Las figuras 17, 18, 19 y 20 muestran arreglos típicos de transformadores de potencial capacitivos, generalmente son capacitores dentro de aisladores de porcelana montados sobre un gabinete que contiene los circuitos de los dispositivos OPLAT y/o potencial. Es obvio que los resultados de campo deben ser comparados con los de placa o los de la última medición, asimismo el procedimiento de prueba debe ser consistente. Con el fin de eliminar cualquier desviación en las mediciones, es necesario el conocimiento de los circuitos de los dispositivos del OPLAT y potencial, para efectuar los aterrizamientos o desconexiones apropiadas. Para la medición de factor de potencia en estos equipos se debe tener en cuenta lo siguiente: Verificar la variación de los valores de la capacitancia al terminar la medición, con los valores de la capacitancia de placa del equipo (ver tabla 5).

Tabla 5 Tolerancia de capacitancia por módulos y por aparato para transformadores de potencia capacitivo

Clase

Cantidad de módulos

Total de bobinas

Toma

Tipo

C2

Capacitancia por módulo (pF)

CVA-115

115

1

96

16

6,000

128

6,000

Máximo 2 bobinas por aparato (pF) 128

CVB-115

115

1

88

15

8,800

205

8,800

205

CVC-115

115

1

88

15

19,700

458

19,700

458

CVA-230

230

2

192

16

6,000

63

3,000

32

CVB-230

230

2

176

15

8,800

101

4,400

51

CVC-230

230

2

176

15

19,700

226

9,850

229

CVC-400

400

3

288

14

16,800

117

5,600

39

2 Bobinas falladas por módulo

Capacitancia por aparato

Nota: Para los aparatos que tienen más de un módulo la tolerancia máxima permitida es de dos bobinas falladas en cualquiera de los módulos.

1980 Tomo II



Se deberá quitar la tapa superior y la virola para realizar una inspección visual de los fuelles metálicos o de las membranas de expansión. Cuando una bobina capacitiva por falla se pone en corto circuito, el paquete capacitivo deberá soportar más tensión, lo que ocasiona que se dañe rápidamente otra bobina capacitiva. Por lo anterior entre más bobinas capacitivas dañadas el voltaje secundario del dispositivo de potencial se verá incrementado. Se recomienda que periódicamente se verifiquen los voltajes de las tres fases en donde estén instalados estos equipos. Si existe una variación del voltaje en un rango de 5% en uno de ellos con respecto a los otros dos, se deberá investigar la causa y en su caso probar el módulo inductivo. Los procedimientos de prueba mostrados a continuación fueron diseñados para obtener las mediciones requeridas para unidades individuales con las mínimas desconexiones, amplia seguridad y efectos reducidos de la interferencia electrostática. Básicamente el procedimiento se resume como sigue: Desenergizar el transformador de potencial capacitivo. Aterrizar el circuito asociado al transformador, con un sistema de tierras, durante el proceso de pruebas. Cerrar los interruptores de aterrizamiento de la caja del circuito de ferroresonancia, a fin de aterrizar las terminales interiores del capacitor. Nota: En transformadores de potencial capacitivo con unidades capacitivas múltiples, éstas deben ser descargadas por separado antes de efectuar las conexiones. Retirar las conexiones de las terminales del capacitor como sea necesario. Proceder a efectuar las conexiones y pruebas de acuerdo con las tablas de las figuras 17, 18, 19 y 20. 1980 Tomo II


Desconectar la terminal de la línea B1. Cerrar los interruptores de tierra S1 y S2 que se encuentran en la caja del circuito de ferroresonancia, del transformador. Desconectar B2 y B3 que se encuentran en el interior de la caja. Las terminales B2 y B3 pueden encontrarse ambas conectadas cuando el dispositivo se utiliza para OPLAT y potencial; B3 flotando cuando se utiliza OPLAT y B2 aterrizada cuando se utiliza para potencial. De acuerdo con la figura 17. Se debe utilizar el formato de datos de prueba ST-CT-002-F. Probar de la siguiente manera: Nota: Todas las mediciones se deben realizar a 2.5 o 10 kV según el equipo de medición, excepto las marcadas con asterisco. Para los transformadores de potencial capacitivo en donde se tenga más de una sección capacitiva, se usará la figura 18. Se debe utilizar el formato de datos de prueba ST-CT-002-F. Cerrar los interruptores de tierra S1 y S2 que se encuentran en el gabinete del dispositivo. Desconectar B2 y B3 que se encuentran en interior del gabinete. Las terminales B2 y B3 se pueden encontrar conectadas cuando el dispositivo se utiliza para OPLAT y potencial, B3 flotado cuando se utilizan sólo para OPLAT, o B2 aterrizada cuando se utiliza sólo para potencial. Probar de la siguiente manera: Nota: Todas las mediciones deben realizarse a 2.5 o 10 kV según el equipo de medición, excepto las marcadas con asterisco. Desconectar B2 y B3 que se encuentran en el interior del gabinete. El capacitor auxiliar es omitido y B2 y B3 serán comunes si el dispositivo de potencial se utiliza para OPLAT, B3 se encontrará aterrizada si el dispositivo de potencial se utiliza sólo para potencial. De acuerdo con la figura 19. Se debe utilizar el formato de datos de prueba ST-CT-002-G.



Probar de la manera siguiente: Nota: Todas las mediciones deben realizarse a 2.5 o 10 kV según el equipo de medición, excepto las que están marcadas con asterisco.


prueba, aterrizando el conector de alta tensión, sin desconectar la terminal de alta tensión de la línea. Las conexiones del equipo probador se harán como se indica en los formatos de datos de prueba correspondiente.

Cuando se trate de transformadores de potencial capacitivos constituidos por tres o más secciones se tiene la opción de variar el procedimiento de


Modo de prueba

Energizar

Ground

Guard

UST

Mide

1

GST

B2*

B1

---

---

C(B2+B1)

2

GST

B3*

B1

B2

---

C(B3+B1)

3

GST

B3*

B1

---

B2

C(B3+B2)

4

GST

B2*

---

B3

---

Terminal B2

5

GST

B3*

---

B2

---

Terminal B3

Figura 17 Arreglo típico de un transformador de potencial capacitivo.

1980 Tomo II





Modo de prueba

Energizar

Ground

Guard

UST

Mide

1A

GST

B1

T1

B3

---

C(T1-T2)

2A

UST

B1

T1

---

B2

C(B1+ B2)

3A

UST

B1

T1

---

B3

C(B1+ B3)

4A

UST

B3*

T1

---

B2

C(B3+ B2)

5A

GST

B2*

---

B3

---

Terminal B2

6A

GST

B3*

---

B1 y B2

---

Terminal B3

* Los voltajes de prueba no deben exceder el nominal de las terminales, no exceda de 2 kV para la terminal B2, hasta que sea conocido el voltaje nominal, la terminal B3 tiene normalmente un voltaje nominal de 5 kV o superior, sin embargo es muy conveniente consultar el instructivo o al fabricante del equipo.

Figura 18 Arreglo típico de transformador de potencial capacitivo con más de un módulo.

1980 Tomo II





Modo de prueba

Energizar

Ground

Guard

UST

Mide

1

GST

B2*

B1

B3

---

C(B2+B1)

2

UST

B2*

B1

---

B3

C(B2+B3)

3

GST

B2*

---

B1

---

Terminal B2*

Para probar la terminal B2 es necesario desconectar y retirar tierras en B1. En algunos casos puede ser conveniente desconectar la línea (después de aterrizar), en tales se prueba de la manera siguiente: Conexiones Prueba número Modo de prueba

Energizar

Ground

Guard

UST

Mide

1A

UST

B1*

B3

---

B2

C(B1+B2)

2A

GST

B2*

B3

---

---

C(B2+B3)

3A

GST

B2*

---

B1

---

Terminal B2

* Los voltajes de prueba no deben exceder el nominal de la terminal B2 del capacitor auxiliar, no exceda de 2 kV para B2, a menos que se conozca del instructivo o del fabricante.

Figura 19 Arreglo típico de transformador de potencial capacitivo.

1980 Tomo II




Conexiones Prueba número Modo de prueba

Energizar

Ground

Guard

UST

Mide

1

GST

B1=T2

T1

B3

---

C(T1+T2)

2

UST

B1=T2

T1

---

B2

C(B1+B2)

3

UST

B1=T2

T1

---

B3

C(B1+B3)

4

UST

B3*

T1

---

B2

C(B3+B2)

5

GST

B2*

---

B3

---

Terminal B2

6

GST

B3*

---

B1=T2 y B2

---

Terminal B3

* Los voltajes de prueba no deben exceder el nominal de las terminales, no exceda de 2 kV para la terminal B2, la terminal B3 es usualmente 5 kV o mayor, sin embargo es muy conveniente consultar el instructivo o al fabricante del equipo.

Para probar la terminal B2 es necesario desconectar y retirar tierras en B1. En algunos casos puede ser conveniente desconectar la línea (después de aterrizar), en tales se prueba de la manera siguiente: Conexiones Prueba número

Modo de prueba

Energizar

Ground

Guard

UST

Mide

1

GST

B1=T2

T1. B3

---

B2

C(T2 + T1)

2

UST

B1=T2

T1. B3

B2

---

C(B1 + B2)

3

GST

B2*

T1. B3

---

B1=T2

C(B2 + B3)

4

GST

B2*

---

---

B1=T2 y B3

Terminal B2

Figura 20 Arreglo típico de transformador de potencial capacitivo. 1980 Tomo II



Para probar la terminal B2 es necesario desconectar y retirar tierras en B1. En algunos casos puede ser conveniente desconectar la línea (después de aterrizar), en tales se prueba de la manera siguiente: a) Desenergizar el dispositivo abriendo las cuchillas. b) Sin desconectar la terminal de línea aterrizar B1, usando un sistema de tierras apropiado. c) Cerrar los interruptores de tierra S1 y S2 que se encuentran en el gabinete del dispositivo. d) Desenergizar el dispositivo abriendo las cuchillas. e) Sin desconectar la terminal de línea, aterrizar T1, usando un sistema de tierras apropiado. f) Cerrar los interruptores de tierra S1 y S2 que se encuentran en el gabinete del dispositivo. g) Desconectar B2 que se encuentra en el interior del gabinete. h) El capacitor auxiliar es omitido, B2 y B3 serán comunes si el dispositivo de potencial se utiliza con el OPLAT, B3 se encontrará aterrizada si el dispositivo de potencial se utiliza sólo para voltaje. De acuerdo con la figura 20. i) Probar de la forma mostrada en la tabla de conexiones con línea conectada de la figura 20. Los voltajes de prueba no deben exceder al nominal de la terminal B2 del capacitor auxiliar, no exceda de 2 kV para B2, a menos que se conozca del instructivo o del fabricante del equipo. En ciertos tipos y marcas de transformadores de potencial capacitivos, las terminales de baja tensión en la base del capacitor

1980 Tomo II


son inaccesibles porque están contenidas en un tanque de aceite, algunos diseños cuentan con terminales (boquillas) para permitir que las mediciones se puedan llevar acabo, sin embargo existen otros en los cuales no existe acceso a las terminales de baja tensión, para los cuales se deberá analizar su construcción e implementar las pruebas más sencillas e indicativas para el caso. Análisis de resultados El factor de potencia del aislamiento y la capacitancia de una unidad nueva deben ser comparados con los valores de placa cuando son dados y con otras unidades similares del mismo fabricante. Las unidades con factor de potencia y capacitancia mayor a lo normal o que se hayan incrementado significativamente con respecto a los valores de puesta en servicio, deben ser retirados de servicio. Generalmente, los transformadores de potencial capacitivos tienen factores de potencia de 0.25% cuando están nuevos, unidades con factores de potencia de 0.5% deben ser retirados del servicio. Una variación en el valor de la capacitancia e incremento de factor de potencia, es indicativo de riesgo de falla, por lo que se recomienda retirarlo de servicio. La experiencia ha demostrado que no es necesario efectuar correcciones por temperatura en los rangos en que se realizan las mediciones, además algunas unidades del mismo tipo y capacidad generalmente se prueban al mismo lapso de tiempo y temperatura. Los valores obtenidos de factor de potencia deben de ser referenciados a una temperatura de 20°C de tal manera que se pueda evaluar a una misma temperatura y su tendencia en futuras mediciones. Los factores de corrección por temperatura se muestran en la tabla 6.




Tabla 6 Factor de corrección por temperatura TRANSFORMADORES DE INSTRUMENTO Temperaturas de pruebas ºC 0

ºF 32.0

2

Transformadores de instrumento sumergidos en aceite

Temperaturas de pruebas

Transformadores de instrumento sumergidos en aceite

1.67

ºC 32

ºF 89.6

35.6

1.61

34

93.2

0.60

4

39.2

1.55

36

96.8

0.56

6

42.8

1.49

38

100.4

0.52

8

46.4

1.43

40

104.0

0.48

10

50.0

1.36

42

107.6

0.45

12

53.6

1.30

44

111.2

0.42

14

57.2

1.23

46

114.8

---

16

60.8

1.16

48

118.4

---

18

64.4

1.08

50

122.0

---

20

68.0

1.00

52

125.6

---

22

71.6

0.93

54

129.2

---

24

75.2

0.86

56

132.8

---

26

78.8

0.80

58

136.4

---

28

82.4

0.74

60

140.0

---

30

86.0

0.69

--

---

---

0.65

4.3 Transformadores de corriente

Procedimiento de prueba

Un transformador de corriente consiste generalmente, de un devanado de alto voltaje y un devanado de bajo voltaje (ver Figura 21). El voltaje del devanado secundario se prueba a una tensión máxima de 500 Volts. Las conexiones de las dos terminales del devanado de alto voltaje se ponen en corto.

El gancho de prueba de alta tensión se conecta a las terminales del devanado de alta tensión, registrando los valores de mVA y mW en el formato de datos de prueba ST-CT-002-H.

Para transformadores de corriente de dos módulos, se deben realizar las conexiones como se muestra en las figuras 22a y 22b.

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Las terminales del devanado secundario están conectadas a través de una bornera ubicada en la parte interior de la caja de conexiones. Éstas se interconectan entre sí, colocando el gancho en el puente, registrando los valores de mVA y mW. En el formato de datos de prueba arriba mencionado.




Conexiones Posición

HV

LV

Mide

Ground

P1, P2

S1, S2, S3, S4.

CP

Ground

S1, S2, S3, S4.

P1, P2

CS

Figura 21 Transformador de corriente. . P1

P1

P2

P2

HV S1

HV

S2 P1

S1

P2

S2 P1

LV

S1 S2

P2

LV

S1 S2

Conexiones

Conexiones

Posición

kV

HV

LV

Mide

Posición

kV

HV

LV

Mide

Ground

10

P1, P2

S1, S2

CP

Ground

10

P1, P2

S1, S2

CP

Ground

10

S1, S2

P1, P2

CS

Ground

0.5

S1, S2

P1, P2

CS

a)

b)

Figura 22 TC de dos secciones: a) Medición del módulo superior y b) Medición del módulo inferior. 1980 Tomo II



Valores de prueba Dada la gran variedad de marcas y tipos de estos equipos y considerando despreciables las pérdidas superficiales de la boquilla, el criterio utilizado en transformadores de corriente de tensiones menores a 115 kV, es de un factor de potencia aceptable hasta 1% y para tensiones mayores de 115 kV, hasta un valor de 0,5%, ambos a 20°C. En caso de duda consultar el historial de pruebas del equipo así como los datos proporcionados por el fabricante. 4.4 Apartarrayos La función de un apartarrayo es limitar los frentes de ondas de voltaje generadas por maniobras o descargas atmosféricas; al realizar esta función es evidente que el apartarrayo debe poder soportar continuamente el voltaje normal de operación del sistema. Una medición completa en apartarrayos debería entonces determinar las características de onda y frecuencia. Las pruebas de onda involucran una gran cantidad de equipos, por lo que normalmente no se hace en campo. Las mediciones de factor de potencia han tenido éxito en la gran variedad de apartarrayos para localizar aquéllos que podrían fallar bajo esfuerzos de voltajes de operación. Cualquier apartarrayo de las marcas más conocidas, ya sean de estación o de línea, está constituido por explosores (gaps) y elementos de válvula, los cuales están alojados en una

1980 Tomo II


porcelana. De hecho cada unidad es un apartarrayo independiente. Todos emplean elementos explosores en serie con resistencias en derivaciones para proteger los explosores y proporcionar voltajes uniformes. Los elementos de válvula utilizan materiales con características no lineales tales como sodios, carburos y silicios, de tal manera que reducen su resistencia eléctrica cuando el voltaje y la corriente aumentan. El objetivo de efectuar la medición de factor de potencia en apartarrayos es descubrir, a través de los valores de pérdidas en mW, los efectos producidos por la contaminación en el gap o suciedad en los elementos autovalvulares, humedad, óxidos metálicos, así como corrosión en el gap, porcelanas despostilladas o porosas. El análisis de las mediciones de apartarrayos se basa normalmente en los valores de las pérdidas en mW. En las figura 23, 24 y 25 se muestran las conexiones para la medición en apartarrayos de una, dos y tres secciones, respectivamente. Los valores de la prueba se registraran en el formato de datos de prueba ST-CT-002-I. Cuando se trate de apartarrayos constituidos por tres o más secciones se tiene la opción de variar el procedimiento de prueba, aterrizando el conector de alta tensión, sin desconectar el conductor. Para apartarrayos de cinco secciones, ver el circuito de prueba de la figura 26. Las conexiones del equipo probador se harán como se indica en los formatos de prueba correspondiente.




Conexiones Posición

HV

LV

Mide

Ground

1

2

C12

Figura 23 Apartarrayos de una sección.

Conexiones Prueba

Posición

Energizar

A tierra

Mide

1

Ground

1

2

A

2

Ground

2

3

B

3

Ground

1

3

A+B

4

UST-1

2

3

A

Figura 24 Apartarrayos de dos secciones.

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Conexiones Prueba

Posición

Energizar

A tierra

Mide

1

Ground

1

2

A

2

Ground

2

3

B

3

Ground

3

4

C

4

UST-1

1

4

A+B+C

Figura 25 Apartarrayos de tres secciones. Debido a la gran variedad de elementos que existen en el mercado con diferentes fabricantes, se dificulta la normalización de los valores de aceptación. A pesar de la gran variedad que existe, se han podido analizar algunos resultados de las mediciones, obteniendo que los tipos de defectos más comunes en los apartarrayos cuando las pérdidas son más altas que lo normal son: contaminación por humedad, suciedad o polvo depositado dentro de la superficie inferior de los faldones de la porcelana, o bien una contaminación de la superficie exterior del sello del gap dentro de la porcelana, gaps corroídos, depósitos de sales de aluminio aparentemente

1980 Tomo II

causadas por la interacción entre la humedad y productos resultantes por efecto corona y porcelana quebrada. Estas causas son responsables del incremento en los valores de pérdidas respecto a los valores normales. Las pérdidas pueden ser restauradas a valores normales con la limpieza de las superficies contaminadas. Se han obtenido pérdidas más bajas de lo normal en los casos de unidades que tiene rotos los resistores shunt, así como en apartarrayos cuyo circuito está abierto, causado por rotura de los elementos de preionización. Normalmente es recomendable que las reparaciones en los sellos de los gaps no se intenten en campo.





Modo de prueba

Energizar

Ground

Guard

UST

Mide

1

GST

2

1, 6

3

---

A

2

GST

3

1, 2, 6

4

---

B

3

UST

3

1, 2, 6

---

4

C

4

UST

5

1, 6

---

4

D

5

GST

5

1, 6

4

---

E

Figura 26 Circuito de prueba para apartarrayos de cinco secciones.

En la tabla 7 se muestran las conexiones que se deben realizar para la prueba en apartarrayos de cuatro secciones.

registrados en los historiales de pruebas y con los resultados de equipos similares. Tabla 7 Tabla de conexiones

Valores de prueba El análisis de las mediciones de apartarrayos se basa normalmente en los valores de las pérdidas en mW o su equivalente en Watts; 16 mW cuando la medición se realice a un voltaje de 2500 V. Cuando la medición se realice a 10 kV las máximas pérdidas permitidas serán de 256 mW (0.256 W). Sin embargo los valores obtenidos de pérdidas, deberán compararse con los valores 1980 Tomo II

Prueba

Energizar

Ground

Mide

1

2

A

2

2

3

B

3

3

4

C

4

4

5

D

5

1

5

A+B+C+D

No. 1



4.5 Cables de potencia La medición de factor de potencia en cables se aplica a longitudes cortas, pudiendo ser éste un cable para transmitir la energía de un generador a un transformador elevador. Los resultados de las mediciones pueden verse afectados por diversos factores si no se toma la precaución de investigarlos antes de interpretarlos. Cuando se hace una medición en un cable no blindado, la medición no se refiere únicamente al aislamiento del cable, ya que incluye materiales que le rodean, como son ductos de fibra. Las pérdidas en los materiales extraños no son inherentes al aislamiento del cable, pero se incluyen en la medición. Una estimación inapropiada de pérdidas externas puede llevar a una determinación que no sea altamente confiable; la misma condición existe para cables multiconductores no blindados, en estos casos por medio de la medición en UST es posible hacer mediciones de factor de potencia y en estas condiciones se estará midiendo el aislamiento entre conductores. Esto se nota en una medición en UST, en donde un circuito de guarda aterrizado se utiliza para drenar del circuito de medición, cualquier corriente que pase entre la prueba y tierra. Algunos tipos de cables están parcialmente blindados, cubiertos de asbesto sobre cables no blindados, son semiconductores en condiciones de humedad moderadamente alta, por lo cual su aislamiento es muy pobre. Algunas cubiertas se impregnan con grafito, el cual es un aislamiento efectivo, pero éste no tiene una resistividad apreciable, además no es uniforme. En cualquier aislamiento, las pérdidas se producen por corriente de carga del cable. El aumento de pérdidas depende de la resistividad del aislamiento y de la distancia entre los puntos del aislamiento y tierra. Las pérdidas causan un

1980 Tomo II


aparente incremento en el factor de potencia del aislamiento del cable y deben tomarse como resultados al hacer el análisis. Muchos cables con rangos de operación superiores a 5 kV están blindados metálicamente, su aislamiento se confina con dicha pantalla. El factor de potencia medido debe considerarse como el promedio de factor de potencia de cada longitud elemental de aislamiento. Ver figura 27. Si una sección de cable aumenta en factor de potencia, el alto factor de potencia de dicha sección puede ser promediado con el factor de potencia normal del cable. El efecto del alto factor de potencia en la sección depende en parte de la longitud total donde se encuentre la sección. La habilidad para detectar una falla disminuye al aumentar la longitud de cable bajo prueba. Las mediciones no deben considerarse confiables para detectar fallas locales en cables con unos cuantos cientos de metros en longitud, por lo tanto, las mediciones deberán auxiliarse en indicaciones generales de deterioración, basadas en comparación de pérdidas y factor de potencia de varias longitudes de cable con resultados de mediciones iniciales. En la figura 27 se muestra el diagrama de prueba a un cable monofásico. Para cables trifásicos, el diagrama de conexión se muestra en la figura 28. Los valores de medición obtenidos deberán registrarse en el formato de datos de prueba ST-CT-002-J. En la actualidad existen otros métodos más confiables para probar el aislamiento con terminales de los cables de potencia, utilizando un equipo probador de rigidez dieléctrica de aislamiento (High-Pot) probando el aislamiento al porcentaje que indique el fabricante. En la tabla 8 se muestran las tensiones de CD empleadas para pruebas en campo.




Figura 27 Circuito de prueba para cables.

Conexiones Prueba

Energizar

Aterrizar

Mide

1

A

B+C

A

2

B

A+C

B

3

C

A+B

C

4

A+B+C

A+B+C

Figura 28 Circuito de prueba para un conductor trifásico. 1980 Tomo II



Tabla 8 Tensiones de CD aplicadas en campo

Clase KV

Al terminar la instalación

Después de la instalación en caso de falla

A

B

A

B

5

28

36

9

11

8

36

44

11

14

15

56

64

18

20

25

80

96

25

30

35

100

124

31

39

46

132

172

41

54

69

192

192

61

61

Notas: 1: Columna A -100 % nivel de aislamiento 2: Columna B -113 % nivel de aislamiento

En la tabla 9 se dan a conocer algunos valores de factor de potencia que podrán servir como guía para tomar un criterio en la interpretación de los resultados de las mediciones que se lleven a cabo, de acuerdo con el tipo de aislamiento y voltaje del cable de que se trate. Tabla 9 Valores de FP para cables Tipo de aislamiento

F.P.

Butilo hasta 15 kV

Hasta 3%

Dacrón Vidrio 5 kV

Hasta 6%

Papel y aceite de 34.5 kV

Hasta 1%

Papel y aceite de 69 a 230 kV

Hasta 1%

Polietileno hasta15 kV

Hasta 1%

Hule 15 kV

Hasta 6%

Barniz Cambridge hasta 15 kV

Hasta 5%

4.6 Aceite aislante Probablemente la medición de factor de potencia, sea la más importante a efectuar al aceite, ya que nos da una idea muy clara de su deterioro y contaminación. El factor de potencia es la medida del coseno del ángulo de fase o el seno del ángulo de pérdidas, 1980 Tomo II


de acuerdo con la teoría de los dieléctricos. En lo químico es la medición de la corriente de fuga a través del aceite, la cual la convierte en una medición de la contaminación o deterioro de dicho aceite; esto depende de una acción bipolar y afortunadamente la mayoría de los contaminantes son de naturaleza polar, mientras que el aceite no lo es. Para probar el factor de potencia al aceite, se utiliza una celda especial, la cual es esencialmente un capacitor que utiliza como dieléctrico el aceite bajo prueba. Procedimiento de prueba Debe tenerse especial cuidado de que la muestra sea efectivamente la representativa, para lo cual debe purgarse suficiente aceite de la válvula de muestreo del equipo que se esté probando, para que cualquier suciedad o agua acumulada en esta válvula sea drenada antes de llenar la celda. Las burbujas de aire, agua y materiales extraños son la causa usual de ruptura dentro de la celda. Por lo tanto, después de obtener la muestra, ésta debe dejarse reposar por un tiempo aproximado de cinco minutos, durante el cual el aire atrapado podrá escapar y las partículas de material extraño se depositarán en el fondo de la celda. Para realizar el muestreo de aceite, consulte el procedimiento para el muestreo de aceite aislante ST-CT-006. Se debe llenar la celda con el aceite a probar hasta una altura aproximada del tope superior, hecho esto se cubre con su tapa y se asegura para que ésta quede ajustada apropiadamente, enseguida se coloca la celda en una base firme y nivelada, evitando así que la superficie del líquido quede a desnivel. Las conexiones de la celda al aparato de prueba se efectúan de acuerdo con el diagrama mostrado en la figura 29. Los valores de medición obtenidos deberán registrarse en el formato de prueba del equipo de transformación que se esté probando.




HV

ENERGIZAR GUARDA

TERMINAL DE TIERRA LV

Figura 29 Circuito de prueba para la medición de factor de potencia en aceites.

4.7 Boquillas Para realizar la medición de factor de potencia y pérdidas dieléctricas a boquillas, vea el procedimiento ST-CT-011 Procedimiento de prueba a boquillas. 5 Bibliografía

potencia por el método de factor de potencia y pérdidas dieléctricas de doble, Doble Engineering Company. e) Guía para el mantenimiento del transformador, M. Horning, J. Nelly, S. Myers, R. Stebbins, Transformer Maintenance Institute, 2005.

a) CFE K0000-06 Transformadores de potencia de 10 MVA y mayores.

f) Electrical power equipment maintenance and testing, Paul Gill, Ed. Pretince Hall.

b) CFE-D3100-19 Aceite aislante.

g) Service handbook for power transformers, ABB, January 2006.

c) CFE-53000-95 Boquillas de alta tensión de 7,2 kV a 420 kV. d) Equipo portátil de prueba de aislamiento tipo M2H de 10 kV, Manual de operación para prueba de aislamiento de equipos eléctricos de 1980 Tomo II

h) Testing and maintenance of high voltage bushings, Power System Maintenance Manual, Dennis Schurman, February 1999.




i) Transformer maintenance, facilities instructions, standards and techniques, United States department of the interior bureau of reclamation, Denver, Colorado, October 2000. j) Transformer diagnostics, United States Department of the Interior Bureau of Reclamation, June 2003.

1980 Tomo II


1980 Tomo II

Modelo: Marca: No. Serie:

Nomenclatura: MVA: Clase de enf.: # Taps: kV nom. A.T.: kV nom. B.T.: kV nom. Terciario:

Alta Alta Baja Baja Alta Baja

Realizó:

Nombre y firma

kV

≤ 0,50% ≤ 1,00%

UST

Ground Ground Ground Ground UST UST

Modo

Prueba

-----------------

Lectura de medición

---------

mVA

Revisó:

Factor de potencia a 20 °C

---------

Multiplica dor

---------

Multiplica dor

Nombre y firma

Aceite Nuevo Bueno

-----------------


Prueba con aceite y boquillas Lecturas equivalentes 10 kV Milivoltamperes Watts

Marca: Num. Serie: Año Fabricación: Año Puesta en Servicio: a %Z: %Z: a a %Z: Equipo de Medición Utilizado Fecha de Calibración: Fecha Vencimiento: No. Inv. EIMP: Tipo No. Serie

Trifásico

ST-CT-002-A SubÁrea

0,05% 0,50%

---------

mW

MVA MVA MVA

-----------

Modo

-----------

Corr a 20 °C

Aprobó:

-----------

P.S. 20 °C

% Factor de potencia

Voltaje (kV)

kV kV kV

CH + CHX CH CX + CHX CX CHX CHX CHX (P1 - P2) CHX (P3 - P4)

Aislamiento probado

Nombre y firma

Δ Δ Δ

Actual

P.S.

Última

Condiciones Aislamiento B=Bueno M=Malo I=Investigar

Año Fabricación

Rechazado

Aprobado

Condiciones del equipo

Capacitancia (pF)

Factor de corrección

Corriente (Amp)

Y Y Y

ST-CT-002

Orden de Trabajo O.T.: Fecha: Programado P.S.: Falla:

MVA y MW deberá compararse con aquellos para CHX

-----------

Última 20 °C

Alta Tensión Baja Tensión Terciario

Condiciones: Prueba & Climatológica Temp. Ambiente: Soleado % Hum. Relativa: Nublado Temp. Aceite: 1/2 nublado Temp. Devanado: Brisa Lluvia Tipo de Conexión

Transformador de dos devanados

Subestación

Registro de Calidad: No. de Procedimiento:

Procedimiento para medición de factor de potencia en aislamiento de equipo eléctrico

Observaciones

Autotransformador Factor de potencia Excelente a 20 °C Límite

Resultados calculados

--Baja Baja ----Alta Alta --Baja en UST Alta en UST

Devanado Devanado Devanado energizado a tierra a guarda

Prueba a aceite

1 2 3 4 5 6

Monofásico

Conexiones para prueba

Fecha última prueba:

Marca

Tipo de equipo

Gerencia Regional de Transmisión

B O Q U IL L A

Anexo A

PRUEBA

SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN

SUBDIRECCIÓN DE TRANSMISIÓN Hoja 37 de 70 Clave ST-CT-002 Revisión 1 Fecha de elaboración: Dic - 2007

Formatos de datos de prueba

ST-CT-002-A Transformador de dos devanados

Diciembre 2007

Manual de transformadores y reactores de potencia

1980 Tomo II

B O Q U IL L A

Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar Collar Collar Collar

Realizó:

Ground UST Ground Ground UST Ground Ground UST Ground Ground UST Ground Ground UST Ground Ground UST Ground Ground Ground Ground Ground

Modo

Nombre y firma

Boquilla No. de serie

Prueba kV


Tipo

Revisó:

Multiplicador

mA Multiplicador

Nombre y firma


Prueba a boquillas Lecturas equivalentes 10 kV Miliamperes Watts

No. Serie

mW

Aprobó:

Modo

Corr a 20 °C

P.S. 20 °C

Última 20 °C Actual

P.S.

Rechazado

Aprobado


Última


Año Fabricación

Factor de corrección Capacitancia (pF)

Corriente (Amp)

Nombre y firma


Voltaje (kV)


Observaciones

H0X0 Y1 Y2 Y3

X3

X2

X1

H3

H2

H1

PRUEBA


Marca


Diciembre 2007




Monofásico

Realizó:

Lectura de medición Multiplica dor

mW

Modo

Corr a 20 °C P.S. 20 °C

Última 20 °C

---

Alta, Baja

UST

-------------------------------------

-------------

-------------------------

-------------

-------------

----------------

----------------

----------------

----------------

Nombre y firma

≤ 0,50% ≤ 1,00%

Revisó:


Nombre y firma

Aceite Nuevo Bueno

0,05% 0,50%

Aprobó:

Actual

P.S.

Última

Nombre y firma


Rechazado

Aprobado


MVA y MW deberá compararse con aquellos para CHX, CXY y CHY

CHX (P1 - P2) CXY (P3 - P4) CHY (P5 - P6)

CH + CX + CY

CY

CY + CHY

CX

Baja

CX + CXY

Alta Alta, Terceario


Observaciones

mVA

Capacitancia (pF)

Año Fabricación


Prueba a aceite

---

Multiplica dor

Δ Δ Δ


Corriente (Amp)

Aislamiento probado

CH



Voltaje (kV)

CH + CHX

kV

Prueba con aceite y boquillas Lecturas equivalentes 10 kV Miliamperes Watts

MVA MVA MVA

ST-CT-002



Condiciones: Prueba & Climatológica Soleado Temp. Ambiente: Nublado % Hum. Relativa: 1/2 nublado Temp. Aceite: Brisa Temp. Devanado: kV Lluvia kV Tipo de Conexión kV Alta Tensión Y Y Baja Tensión Terciario Y

Transformador de tres devanados

Subestación

Baja, Terceario

Modo

Prueba

Marca: Num. Serie: Año Fabricación: Año Puesta en Servicio: a %Z: %Z: a a %Z: Equipo de Medición Utilizado Fecha de Calibración: Fecha Vencimiento: No. Inv. EIMP: No. Serie Tipo

Trifásico

ST-CT-002-B SubÁrea

Terceario

Devanado a guarda


---

4

Alta, Baja, 7 Terceario

---

Baja

3

6 Terceario

Terceario

Baja

2

Alta

---

Alta

5 Terceario

Baja

Alta

1

Devanado Devanado energizado a tierra



Marca

Tipo de equipo


BOQUILLA

1980 Tomo II

PR UEBA



ST-CT-002-B Transformador de tres devanados

Diciembre 2007


1980 Tomo II

B O Q U IL L A

Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar Collar Collar Collar Ground UST Ground Ground UST Ground Ground UST Ground Ground UST Ground Ground UST Ground Ground UST Ground Ground Ground Ground Ground

Modo

Nombre y firma


Prueba kV


Tipo

Revisó:

Multiplicador

mA Multiplicador

Nombre y firma



No. Serie

mW

Aprobó:

Modo

Corr a 20 °C

P.S. 20 °C


P.S.

Rechazado

Aprobado


Última


Año Fabricación


Corriente (Amp)

Nombre y firma


Voltaje (kV)


Realizó:

Observaciones

H0X0 Y1 Y2 Y3

X3

X2

X1

H3

H2

H1

PRUEBA


Marca


Diciembre 2007




Monofásico

---

---


Realizó:

Observaciones

Nombre y firma

kV

≤ 0,50% ≤ 1,00%

Ground UST

Ground Ground Ground Ground UST UST

Modo

Prueba

-------------------------

mVA

Revisó:


---------

Multiplica dor

Multiplica dor

mW

Modo

Voltaje (kV)

kV kV kV

Corr a 20 °C

Nombre y firma

Aceite Nuevo Bueno

0,05% 0,50%

----------------------------------------------------Autotransformadorescon terceario no disponible

Subestación

ST-CT-002

Aprobó:

-----------

P.S. 20 °C

CH

CH + CHY CH CY + CHY CY CHY CHY CHY (P1 - P2) CHY (P3 - P4)

Aislamiento probado

Nombre y firma

Δ Δ Δ

Actual

P.S.

Última


Año Fabricación

Rechazado

Aprobado


Capacitancia (pF)


Corriente (Amp)

Y Y Y

MVA y MW deberá compararse con aquellos para CHY

-----------

Última 20 °C


Con tercario no disponible Condiciones: Prueba & Climatológica Orden de Trabajo Soleado O.T.: Temp. Ambiente: Nublado Fecha: % Hum. Relativa: 1/2 nublado Programado Temp. Aceite: Brisa Temp. Devanado: P.S.: Lluvia Falla: Tipo de Conexión


Autotransformadorescon terceario disponible



MVA MVA MVA

Con terciario disponible Trifásico Marca: Num. Serie: Año Fabricación: Año Puesta en Servicio: a %Z: %Z: a a %Z: Equipo de Medición Utilizado Fecha de Calibración: Fecha Vencimiento: No. Inv. EIMP: Tipo No. Serie


Autotransformador

ST-CT-002-C SubÁrea




1 Alta-Baja Prueba a aceite

Alta-Baja Alta-Baja Terciario Terciario Alta-Baja Terciario

1 2 3 4 5 6

Terciario ----Terciario Alta-Baja ----Alta-Baja Terciario en UST Alta en UST




Marca

Tipo de equipo


B O Q U IL L A

1980 Tomo II

PRUEBA



ST-CT-002-C Autotransformadores

Diciembre 2007


1980 Tomo II

B O Q U IL L A

Realizó:


Modo

Nombre y firma


Prueba kV


Tipo

Revisó:

Multiplicador

mA Multiplicador

Nombre y firma



No. Serie

mW

Aprobó:

Modo

Corr a 20 °C

P.S. 20 °C


P.S.

Rechazado

Aprobado


Última


Año Fabricación


Corriente (Amp)

Nombre y firma


Voltaje (kV)


Observaciones

H1

Collar C1 C2 Collar H2 C1 C2 Collar H3 C1 C2 Collar X1 C1 C2 Collar X2 C1 C2 Collar X3 C1 C2 H0X0 Collar Y1 Collar Y2 Collar Y3 Collar

PRUEBA


Marca


Diciembre 2007




Monofásico

Prueba

---

---

Realizó: Nombre y firma

≤ 0,50% ≤ 1,00%

Ground UST

mVA

Revisó:


Multiplica dor

Multiplica dor

Nombre y firma

Aceite Nuevo Bueno



0,05% 0,50%

mW

MVA MVA MVA

Modo

Voltaje (kV)

kV kV kV

Corr a 20 °C

Aprobó:

P.S. 20 °C

CH

Aislamiento probado

Nombre y firma

Δ Δ Δ

Actual

P.S.

Última


Año Fabricación

Rechazado

Aprobado


Capacitancia (pF)


Corriente (Amp)

Y Y Y

ST-CT-002


MVA y MW deberá compararse con aquellos para CH

Última 20 °C




Reactor

Subestación



Observaciones


2 Alta Prueba a aceite

Trifásico

ST-CT-002-D SubÁrea

Marca: Num. Serie: Año Fabricación: Año Puesta en Servicio: %Z: a %Z: a %Z: a Equipo de Medición Utilizado Fecha de Calibración: Fecha Vencimiento: No. Inv. EIMP: No. Serie Tipo

Devanado Devanado Devanado Lectura de Modo kV energizado a tierra a guarda medición



Marca

Tipo de equipo


B O Q U IL L A

1980 Tomo II

PRUEBA



ST-CT-002-D Reactores

Diciembre 2007


1980 Tomo II

B O Q U IL L A

Realizó:


Modo

Nombre y firma


Prueba kV


Tipo

Revisó:

Multiplicador

mA Multiplicador

Nombre y firma



No. Serie

mW

Aprobó:

Modo

Corr a 20 °C

P.S. 20 °C


P.S.

Rechazado

Aprobado


Última


Año Fabricación


Corriente (Amp)

Nombre y firma


Voltaje (kV)


Observaciones

H1

Collar C1 C2 Collar H2 C1 C2 Collar H3 C1 C2 Collar X1 C1 C2 Collar X2 C1 C2 Collar X3 C1 C2 H0X0 Collar Y1 Collar Y2 Collar Y3 Collar

PRUEBA


Marca


Diciembre 2007




Realizó:

Observaciones

Nombre y firma

kV

≤ 0,50% ≤ 1,00%

UST

Ground

UST

Ground Ground Ground Ground

Modo

---------


Revisó:

Lectura de medición Multiplica dor

mW

Modo

Corr a 20 °C

P.S. 20 °C


Voltaje (kV)

kV kV kV

------

Nombre y firma

Aceite Nuevo Bueno

0,05% 0,50%

Aprobó:

CH + CHX

***

CH + CHX CH CH + CHX CH + CHX CHX (P1 - P2)

Nombre y firma

Δ Δ Δ

Actual

P.S.

Rechazado

Aprobado



Año Fabricación

Última


ST-CT-002

en cascada Orden de Trabajo O.T.: Fecha: Programado P.S.: Falla:


Tansformador de potencial en cascada (procedimiento alternativo para la prueba completa)

-------------------------------Tansformador de potencial de una boquilla con neutro interno aterrizado (***Se prueba el aislamiento al final de la línea entre las bobinas)

-----

Última 20 °C

Y Y Y Corriente (Amp)

Aislamiento probado


de una boquilla con neutro interno aterrizado Condiciones: Prueba & Climatológica Temp. Ambiente: Soleado % Hum. Relativa: Nublado Temp. Aceite: 1/2 nublado Temp. Devanado: Brisa Lluvia Tipo de Conexión

Tansformador de potencial de dos boquillas y de una boquilla con neutro accesible

mVA


-----

Multiplica dor


MVA MVA MVA

de una boquilla con neutro accesible Trifásico

Subestación




Prueba a aceite

X1, X2, X3 Y1, Y2, Y3

H0

1

H1

H0 a tierra, X1 y Y1 en UST

H1

1

X1 --X1 --H2 X1 X1 H1 Resultados calculados

H1 , H2 H1 , H2 H1 H2

1 2 3 4


Prueba

de dos boquillas

ST-CT-002-E SubÁrea


Transformador de potencial Monofásico



Marca

Tipo de equipo


B O Q U IL L A

1980 Tomo II

PRUEBA



ST-CT-002-E Transformadores de potencial inductivos

Diciembre 2007




Tipo de equipo

B2 B3 B3 B2 B3

1 2 3 4 5

Observaciones

Realizó:

T1 T1 T1 T1 -----

B1 B1 B1 -----

B3 ------B3 B1 y B2

--B2 --B3 B2 --B2 B3 B2 -----

----B2 -----

Devanado Devanado a Devanado a tierra guarda UST

Nombre y firma

kV

≤ 0,50% ≤ 1,00%

Ground UST UST UST Ground Ground UST

Ground Ground UST Ground Ground

Modo

Prueba

Trifásico


Revisó:

Multiplica dor

mW

Modo

Corr a 20 °C

Tansformador de potencial capacitivo con un módulo


Nombre y firma

Aceite Nuevo Bueno

0,05% 0,50%

Aprobó:

P.S. 20 °C


C(T2+T1) C(B1+B2) C(B1+B3) C(B3+B2) Terminal B2 Terminal B3

C(B2+B1) C(B3+B1) C(B2+B2) Terminal B2 Terminal B3

Nombre y firma

Δ Δ Δ

P.S.

Última


Año Fabricación

Rechazado

Aprobado


Capacitancia (pF)


Actual

ST-CT-002



Última 20 °C

Y Y Y Corriente (Amp)

Aislamiento probado



Voltaje (kV)

kV kV kV

Tansformador de potencial capacitivo con más de un módulo

mVA


Multiplica dor


MVA MVA MVA

más de un módulo

Subestación




B1 1A B1 2A B1 3A B3 4A B2 5A B3 6A Prueba a aceite

Devanado energizado



Marca

un módulo

ST-CT-002-F SubÁrea

Marca: Num. Serie: Año Fabricación: Año Puesta en Servicio: %Z: a %Z: a %Z: a Equipo de Medición Utilizado Fecha de Calibración: Fecha Vencimiento: No. Inv. EIMP: Tipo No. Serie

Transformador de potencial capacitivo Monofásico


B O Q U IL L A

1980 Tomo II

PRUEBA



ST-CT-002-F Transformadores de potencial capacitivos

Diciembre 2007




Tipo de equipo

B2 B2 B2 B1 B2 B2

1 2 3 1A 2A 3A

Observaciones

Realizó:

T1 T1 T1 T1 ----T1 B3 T1 B3 T1 B3 ---

B1 B1 --B3 B3 ----B3 --B2 -----

B3 --B2 --B3 --B2 --B3 --B1=T2 y B2 --B2 --B2 --B 1 = T2 ----- B1=T2 y B3

B3 --B1 ----B1


Nombre y firma

kV

≤ 0,50% ≤ 1,00%

Ground UST UST UST Ground Ground Ground UST Ground Ground UST

Ground UST Ground UST Ground Ground

Modo

Prueba Lectura de medición

Revisó:

Multiplica dor

mW Modo

Corr a 20 °C

Tansformador de potencial capacitivo con un módulo


Nombre y firma

Aceite Nuevo Bueno

0,05% 0,50%

Aprobó:

P.S. 20 °C


Tansformador de potencial capacitivo con más de un módulo

mVA


Multiplica dor


Voltaje (kV)

kV kV kV

ST-CT-002

Última 20 °C

Y Y Y

Nombre y firma

C(T1+T2) C(B1+B2) C(B1+B3) C(B3+B2) Terminal B2 Terminal B3 C(T1+T2) C(B1+B2) C(B2+B3) Terminal B2

C(B1+B2) C(B2+B3) Terminal B2 C(B2+B1) C(B2+B3) Terminal B2

Δ Δ Δ

Actual

P.S.

Última


Año Fabricación

Rechazado

Aprobado


Capacitancia (pF)


Corriente (Amp)

Aislamiento probado


más de un módulo Condiciones: Prueba & Climatológica Orden de Trabajo Soleado O.T.: Temp. Ambiente: Fecha: Nublado % Hum. Relativa: Programado 1/2 nublado Temp. Aceite: P.S.: Brisa Temp. Devanado: Lluvia Falla: Tipo de Conexión

Subestación




1 B1 = T1 2 B1 = T1 3 B1 = T1 B3 4 B2 5 B3 6 1A B1 = T2 2A B1 = T2 B2 3A B2 4A Prueba a aceite

Devanado energizado



Marca

ST-CT-002-G SubÁrea un módulo Trifásico Marca: Num. Serie: Año Fabricación: Año Puesta en Servicio: %Z: MVA a %Z: MVA a %Z: MVA a Equipo de Medición Utilizado Fecha de Calibración: Fecha Vencimiento: No. Inv. EIMP: Tipo No. Serie

Transformador de potencial capacitivo Monofásico


BOQUILLA

1980 Tomo II

PRUEBA



ST-CT-002-G Transformadores de potencial capacitivos

Diciembre 2007




S1, S2 P1, P2

P1, P2 S1, S2

1 2 -----

-----

-----

Realizó:

Observaciones

Nombre y firma

kV

≤ 0,50% ≤ 1,00%

Ground Ground UST

Ground Ground

Ground Ground

Modo

Lectura de medición mVA

Revisó:


Multiplica dor

Multiplica dor

mW Modo

Voltaje (kV)

kV kV kV

Corr a 20 °C

Nombre y firma

Aceite Nuevo Bueno

0,05% 0,50%

Aprobó:

Tansformador de corriente con dos módulos (modulo inferior)

Tansformador de corriente con dos módulos (modulo superior)

P.S. 20 °C


Tansformador de corriente con un módulo



MVA MVA MVA

Última 20 °C

Nombre y firma

CP CS

CP CS

CP CS

Y Y Y

Actual

ST-CT-002

Δ Δ Δ

P.S.

Última


Rechazado

Aprobado


Capacitancia (pF)

Año Fabricación



Corriente (Amp)

Aislamiento probado


dos módulos Condiciones: Prueba & Climatológica Temp. Ambiente: Soleado % Hum. Relativa: Nublado 1/2 nublado Temp. Aceite: Brisa Temp. Devanado: Lluvia Tipo de Conexión

Subestación



Autotransformador Excelente Factor de potencia a 20 °C Límite

S1, S2 P1, P2

P1, P2

S1, S2, S3, S4

1 P1, P2 2 S1, S2 Prueba a aceite

S1, S2, S3, S4

P1, P2

Devanado a Devanado a tierra guarda

1 2

Devanado energizado

Prueba

un módulo Trifásico

ST-CT-002-H SubÁrea


Transforador de corriente Monofásico



Marca

Tipo de equipo


B O Q U IL L A

1980 Tomo II

PRUEBA



ST-CT-002-H Transformadores de corriente

Diciembre 2007




Tipo de equipo

2 3 3 3

2 3 4 4

2 3 4 5 5

3 4 ----4

1 2 1 2

1 2 3 1

1 2 3 4 1

1, 6 1, 2, 6 1, 2, 6 1, 6 1, 6

1 2 3 4

1 2 3 4

1 2 3 4 5

1 2 3 4 5

Realizó:

----4 4 ---

Nombre y firma

Voltaje de prueba

-----------

-----------

----------Ground Ground UST UST Ground

Ground Ground Ground Ground Ground

Ground Ground Ground Ground

Ground Ground Ground UST-1

-----------------

Ground

---

---------

---------

---

Modo

Prueba

una sección Trifásico


Revisó:

≤ ≤

Multiplica dor

mVA

16 mW 256 mW

mW Modo

Apartarrayos de tres secciones

Apartarrayos de dos secciones

Apartarrayos de una sección

Multiplica dor

MVA MVA MVA

Nombre y firma

Apartarrayos de cinco secciones

Última 20 °C

Sección A Sección B Sección C Sección D Sección E

Sección A+B+C+D

Sección A Sección B Sección C Sección D

Sección A Sección B Sección C Sección A+B+C

Sección A Sección B Sección A+B Sección A

C12

Y Y Y

Δ Δ Δ

Actual

P.S.

Capacitancia (pF)


Año Fabricación

Última


Corriente (Amp)

Aislamiento probado


cuatro secciones Orden de Trabajo O.T.: Fecha: Programado P.S.: Falla:

ST-CT-002

Aprobó: Nombre y firma

Rechazado

Aprobado


Los valores deben compararse con pruebas anteriores y con pruebas en equipos similares

P.S. 20 °C

% Factor de potencia Corr a 20 °C

Subestación tres secciones Condiciones: Prueba & Climatológica Soleado Temp. Ambiente: Nublado % Hum. Relativa: 1/2 nublado Temp. Aceite: Temp. Devanado: Brisa Lluvia Tipo de Conexión

Voltaje (kV)

kV kV kV

dos secciones

Apartarrayos de cuatro secciones



Marca: Num. Serie: Año Fabricación: Año Puesta en Servicio: %Z: a %Z: a %Z: a Equipo de Medición Utilizado Fecha de Calibración: Fecha Vencimiento: No. Inv. EIMP: No. Serie Tipo

Apartarrayos Pérdidas en mW 2500 V 10,000 V

kV

Apartarrayos

ST-CT-002-I SubÁrea



Observaciones

2

1

1


Devanado energizado



Marca

Monofásico


BOQUILLA

1980 Tomo II

PRUEBA



ST-CT-002-I Apartarrayos

Diciembre 2007


1980 Tomo II

Conductor Conductor Conductor Conductor Conductor Conductor

A B C A+B+C A B C A+B+C A B C A+B+C

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Observaciones

Devanado energizado

B+C A+C A+B --B+C A+C A+B --B+C A+C A+B ---

Pantalla elect Pantalla elect Pantalla elect Pantalla elect Pantalla elect Pantalla elect

Devanado a tierra

Ground Ground Ground Ground Ground Ground Ground Ground Ground Ground Ground Ground

Ground Ground Ground Ground Ground Ground

Modo

kV

Nombre y firma

Tipo de aislamiento Butilo hasta 15 kV Dacrón vidrio hasta 5 kV Papel-aceite 34.5 kV Papel-aceite de 69 a 230 kV

-------------------------

-------------

Devanado a guarda

Prueba Lectura de medición

Trifásico

Revisó:

Multiplica dor

≤ ≤ ≤ ≤

mVA

mW Modo

Conductor trifásico

Un conductor monofásico

Multiplica dor

MVA MVA MVA

Cables

Nombre y firma

Valores de referencia para cables F.P. 3,00% 6,00% 1,00% 1,00%


Prueba Lecturas equivalentes 10 kV Miliamperes Watts

Marca: Num. Serie: Año Fabricación: Año Puesta en Servicio: a %Z: %Z: a a %Z: Equipo de Medición Utilizado Fecha de Calibración: Fecha Vencimiento: No. Inv. EIMP:

ST-CT-002-J SubÁrea

Corr a 20 °C

Última 20 °C

A B C A+B+C A B C A+B+C A B C A+B+C

cond a tierra cond a tierra cond a tierra cond a tierra cond a tierra cond a tierra

Aislamiento probado


Aprobó: Nombre y firma

Tipo de aislamiento Polietileno hasta 25 kV Hule hasta 15 kV Barniz Cambridge hasta 15 kV

P.S. 20 °C


kV kV kV

P.S.

Δ Δ Δ

F.P. 1,00% 6,00% 5,00%

Última


Rechazado

Aprobado


Capacitancia (pF)

≤ ≤ ≤

ST-CT-002



Actual

Y Y Y

Condiciones: Prueba & Climatológica Temp. Ambiente: Soleado % Hum. Relativa: Nublado 1/2 nublado Temp. Aceite: Brisa Temp. Devanado: Lluvia Tipo de Conexión

Subestación



Realizó:

Monofásico


Modelo: Marca: No. Serie: Fecha última prueba:


Tipo de equipo


PRUEBA



ST-CT-002-J Cables de Potencia

Diciembre 2007




Tipo de equipo

Alta Alta Baja Baja Alta Baja


Baja ----Baja Alta ----Alta Baja en UST Alta en UST

9

5

Prueba

5 5

5

4

Realizó:

31 Nombre y firma

≤ 0,50% ≤ 1,00%

UST

Ground Ground Ground 14 Ground UST UST

kV

3

Trifásico

ST-CT-002-A SubÁrea

---------

-------------------------

17

mVA

Revisó:


16

Multiplica dor

15


29

---------

19

Multiplica dor

2

Subestación 2

1 ST-CT-002

0,05% 0,50%

Aprobó:

31 Nombre y firma


30 30

Aprobado Rechazado


Transformador de dos devanados Orden de Trabajo Condiciones: Prueba & Climatológica 3 6 Soleado 5 7 Temp. Ambiente: 6 O.T.: 6 Nublado 5 7 % Hum. Relativa: 6 Fecha: 1/2 nublado 6 Programado 5 6 Temp. Aceite: 8 Brisa 5 6 Temp. Devanado: 6 P.S.: 8 6 Falla: 8 Lluvia MVA kV 5 Tipo de Conexión MVA kV 5 11 MVA kV 5 Alta Tensión Y Δ Y Δ Baja Tensión 10 Terciario 10 Δ Y 10 Voltaje (kV) Corriente (Amp) Año Fabricación 12 12 12 12 12 12 12 12 12 13 Factor de corrección Condiciones Capacitancia (pF) % Factor de potencia Aislamiento Aislamiento B=Bueno Última Corr a P.S. probado P.S. Última mW Modo Actual M=Malo 20 °C 20 °C 20 °C I=Investigar CH + CHX CH CX + CHX 24 21 22 23 25 26 27 28 20 CX CHX CHX CHX (P1 - P2) ------------------------CHX (P3 - P4) -------------------------

31 Nombre y firma

Aceite Nuevo Bueno

-----------------

18



Marca: Num. Serie: Año Fabricación: Año Puesta en Servicio: a 5 5 %Z: %Z: 5 5 a a 5 5 %Z: Equipo de Medición Utilizado Fecha de Calibración: Fecha Vencimiento: No. Inv. EIMP: Tipo No. Serie 12 12 12 12 12 12

2



Observaciones


Prueba a aceite

1 2 3 4 5 6

9 9

5

5

Devanado Devanado Devanado Modo energizado a tierra a guarda


Marca 12 12 12 Fecha última prueba:

Monofásico


B O Q U IL L A

1980 Tomo II

PRUEBA



Instructivo de llenado del formato de datos de prueba para medición de factor de potencia en transformadores ó reactores.

Diciembre 2007




Instrucciones para el llenado del formato de registro de datos: 1

Número de registro de control de calidad

2

Información de la gerencia, subárea y subestación donde se encuentra el equipo

3

Se indica si el equipo es monofásico o trifásico

4

Nomenclatura del equipo de acuerdo con el manual de operación del CENACE

5

Datos técnicos del equipo, en el caso de reactores, transformadores de instrumento, apartarrayos y cables se llenarán los datos que apliquen

6

Condiciones de la prueba y climatológicas

7

Orden de trabajo y fecha de realización de la prueba

8

Si la causa de la prueba es programado por mantenimiento, por puesta en servicio o por salida o disparo del equipo (para confirmar que el equipo no esté fallado), en caso de disparo o salida se deberá de ampliar y aclarar la información en el punto 29 Observaciones

9

Datos del equipo de medición

10 Información de calibración del equipo de medición y número de inventario EIMP 11 En el caso de transformadores trifásicos, el tipo de conexiones en los diferentes devanados 12 Datos técnicos de las boquillas del equipo, estos datos solo serán llenados en los casos donde aplique 13 Se indica la fecha de la última prueba 14 Se indica el voltaje al cual se realizó la medición 15 Se indica la lectura de la medición para mili Voltamperes 16 Se indica el multiplicador 17 Se indica la lectura en mili Voltamperes 18 Se indica Indicar la lectura de la medición para mili Watts 19 Se indica el multiplicador 20 Se indica la lectura en mili Watts 21 Se indica el modo de prueba 22 Se indica el valor medido del porciento de factor de potencia corregido a 20 °C 23 Se indica el valor de porciento de factor de potencia corregido a 20 °C medido durante la puesta en servicio 24 Se indica el valor de porciento de factor de potencia corregido a 20 °C medido en la última prueba 25 Se indica el valor medido de capacitancia 26 Se indica el valor de capacitancia medido durante la puesta en servicio 27 Se indica el valor de capacitancia medido en la última prueba 28 De acuerdo con los valores obtenidos y su comparación con los de puesta en servicio y la última prueba, indicar si las condiciones del aislamiento son buenas, malas o se debe investigar 29 Se indican las observaciones referentes a las condiciones de prueba o tendencias de la medición y las razones por la cual se realizó la prueba 30 Con base en las observaciones se determina si el equipo se acepta o se rechaza por no cumplir con los requerimientos de la medición 31 Finalmente, se debe indicar el nombre y firma de la persona que realizó, revisó y aprobó la prueba 1980 Tomo II


1980 Tomo II

BOQUILLA

Modo Ground UST Ground Ground UST Ground Ground UST Ground Ground UST Ground Ground UST Ground Ground UST Ground Ground Ground Ground Ground

21 Nombre y firma

3


Prueba

4

kV

2

No. Serie 1 1 1

5

Revisó:

6 7

19

21 Nombre y firma

8

9

Prueba a boquillas Lecturas equivalentes 10 kV Miliamperes Watts Lectura de Multiplicador mA Lectura de Multiplicador

Tipo 1 1 1

10

mW

Aprobó:

11

Modo

12

Corr a

13

P.S.

14

Última

15

Actual

16

P.S.

18

20 20

Aprobado Rechazado


17

Última

Condiciones Aislamiento B=Bueno

Año Fabricación 1 1 1 Factor de corrección

Capacitancia (pF)

Corriente (Amp) 1 1 1

21 Nombre y firma


Voltaje (kV) 1 1 1


Realizó:

Observaciones

H0X0 Y1 Y2 Y3

X3

X2

X1

H3

H2

H1

Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar C1 C2 Collar Collar Collar Collar

PRUEBA


Marca 1 1 1


Instructivo de llenado del formato de datos de prueba para medición de factor de potencia en aislamiento en boquillas

Diciembre 2007




Instrucciones para el llenado del formato de registro de datos de una boquilla: 1

Datos técnicos de las boquillas del equipo, estos datos solo serán llenados en los casos donde aplique

2

Se indica la fecha de la última prueba

3

Se indica el número de serie de la boquilla

4

Se indica el voltaje al cual se realizó la medición

5

Se indica la lectura de la medición para mili Amperes

6

Se indica el multiplicador

7

Se indica la lectura en mili Amperes

8

Se indica Indicar la lectura de la medición para mili Watts

9

Se indica el multiplicador

10 Se indica la lectura en mili Watts 11 Se indica el modo de prueba 12 Se indica el valor medido del porciento de factor de potencia corregido a 20 °C 13 Se indica el valor de porciento de factor de potencia corregido a 20 °C medido durante la puesta en servicio 14 Se indica el valor de porciento de factor de potencia corregido a 20 °C medido en la última prueba 15 Se indica el valor medido de capacitancia 16 Se indica el valor de capacitancia medido durante la puesta en servicio 17 Se indica el valor de capacitancia medido en la última prueba 18 De acuerdo con los valores obtenidos y su comparación con los de puesta en servicio y la última prueba, indicar si las condiciones del aislamiento son buenas, malas o se debe investigar 19 Se indican las observaciones referentes a las condiciones de prueba o tendencias de la medición y las razones por la cual se realizó la prueba 20 Con base en las observaciones se determina si el equipo se acepta o se rechaza por no cumplir con los requerimientos de la medición 21 Finalmente, se debe indicar el nombre y firma de la persona que realizó, revisó y aprobó la prueba

1980 Tomo II




probador se conecta a una fuente de 120 V A.C. Con estas mediciones se puede calcular el factor de potencia; en la figura B1, se muestra el circuito eléctrico. El probador tiene un rango máximo de 100,000 mVA, (40 mA), a 2,500 V y sirve para probar equipo eléctrico primario como transformadores, interruptores, generadores, boquillas, apartarrayos, líquidos aislantes, cables, transformadores de instrumento, capacitores, etcétera.

Anexo B Operación de los equipos de medición de Factor de Potencia B1 Equipo Doble tipo MEU 2.5 kV B1.1. Descripción general del equipo “Doble” tipo MEU 2.5 kV Este probador es un instrumento de corriente alterna, diseñado para pruebas de aislamiento, mide los Volts Amperes y las pérdidas en Watts a un potencial de prueba hasta 2,500 V, cuando el

IC AMPLIFICADOR IC

IR

CAPACITOR PATRON TRANSFORMADOR ELEVADOR DE ALTO VOLTAJE

EQUIPO BAJO PRUEBA

CP

RP

IT A 120 VAC

RA C R

RB

B

Figura B1 Diagrama esquemático simplificado del equipo de medición tipo MEU 2.5 kV. El equipo completo consiste de un probador, caja de accesorios, cables de prueba para alto voltaje y celda de prueba para líquidos aislantes. En la

figura B2 se muestra el equipo de medición preparado para su uso, así como los medidores y selectores de dicho equipo.

Figura B2 Equipo de medición marca “Doble” tipo MEU-2.5 kV. 1980 Tomo II



El probador está montado en una caja que contiene los aparatos para controlar y suministrar el alto voltaje de acuerdo con los datos de placa del equipo bajo prueba. Así mismo, contiene el circuito de medición, el amplificador, los medidores y otros componentes como el interruptor reversible y el interruptor selector de escalas. La caja de accesorios contiene la extensión de 120 V C.A., la extensión con interruptores de seguridad, cables de tierra, cables con pinzas, collares, conductores y fusibles. La conexión entre el equipo bajo prueba y el equipo probador se hace a través del cable de

BLINDAJE DE GUARDA

BLINDAJE DE TIERRA


medición (HV), el cual tiene dos blindajes concéntricos al aislamiento del conductor central, ver figura B3. El cable está equipado con mufas en ambos extremos y tiene terminales para la medición de circuitos de guarda y tierra. El circuito de medición es el conductor central y termina en el gancho de la mufa. El circuito de guarda se conecta al primer blindaje, el cual termina en el primer anillo metálico de la mufa. El circuito de guarda está prácticamente a potencial de tierra y se usa para evitar que entren corrientes indeseables a los medidores. El circuito de tierra es el blindaje exterior, el cual termina en una base de aluminio cerca de la mufa.

TERMINAL DE GUARDA

TERMINAL DE TIERRA CONDUCTOR DE ALTO VOLTAJE

GANCHO DE PRUEBA DE ALTO VOLTAJE

CAMISA AISLANTE DE GUARDA A TIERRA

CAMISA AISLANTE DE ALTO VOLTAJE A GUARDA

NOTA: cuando esta mufa se inserta en el aparato, la conexión del conductor central y los diferentes blindajes se efectúan automáticamente.

Figura B3 Cable de medición de alto voltaje del equipo “Doble” (mufa exterior). . El cable de baja tensión (LV) está integrado por tres conductores protegidos por un blindaje, a uno de ellos se conecta una pellizqueta en el extremo. Los otros dos conductores se ponen en corto circuito al blindaje. En el otro extremo del cable de baja tensión se encuentra una mufa terminal conectada internamente al interruptor selector de bajo voltaje (LV), esto facilita que la 1980 Tomo II

función de la prueba se logre aterrizar, guardar o no aterrizar (UST) el espécimen a probar. La celda o copa de aceite consiste en un recipiente diseñado para hacer mediciones de factor de potencia a líquidos aislantes; esta celda básicamente es un capacitor que utiliza como dieléctrico el líquido bajo prueba.




B1.2 Preparación del equipo Doble tipo MEU 2.5 kV

voltaje de medición corresponde a un valor cero.

a) Por seguridad del personal y equipo, primeramente se debe aterrizar con el cable de tierra, conectando éste a la caja y a la red de tierras de la instalación y verificando que el equipo bajo prueba se encuentre firmemente aterrizado a esa misma red y debe ser la última en retirarse. Así mismo, debe comprobarse que la fuente de alimentación de 120 V C.A., con que se alimenta el equipo de medición, debe tener su neutro aterrizado a esta red.

El interruptor del circuito se pasa a la posición de encendido (ON).

b) La clavija de la extensión de 120 V C.A. se inserta en el receptáculo localizado en el lado izquierdo del equipo. El foco piloto color verde se encenderá y la aguja del medidor debe estar inestable mientras se calienta el amplificador en aproximadamente 30 segundos. c) El conector del cable de alta tensión se inserta en el receptáculo localizado del lado derecho del equipo. Debe asegurarse que el candado fije el aro de aluminio de la mufa. d) La extensión del interruptor de seguridad se inserta dentro del receptáculo localizado en el lado izquierdo del equipo. e) El conector del cable de bajo voltaje (LV) se inserta en el receptáculo localizado en el lado derecho del equipo, asegurándose de que se fije firmemente con el seguro de dicha clavija. B1.3 Operación del equipo Doble tipo MEU 2.5 kV a) El aparato se conecta al equipo bajo prueba. El gancho del cable de alta tensión (HV) se conecta a una terminal del equipo bajo prueba y la otra terminal del equipo es aterrizado a través del cable de baja tensión (LV). b) Preparación de los controles del equipo de medición. El control de voltaje se gira en contra de las manecillas del reloj hasta el tope, con lo cual el 1980 Tomo II

El switch selector debe estar en la posición intermedia (CHECK). El switch de rango debe estar en la posición más alta (HIGH). El switch de los mVA debe estar en el multiplicador más alto (2,000). El switch de los mW debe estar en el multiplicador más alto (2,000). El switch LV debe estar en la posición de aterrizado (GROUND). El switch reversible debe estar en cualquier posición extrema, ya que en la posición central desconectará la alimentación en el equipo de medición y éste no funcionará. c) El control de ajuste del medidor (METER ADJ) se debe girar hasta el tope en sentido contrario a las manecillas del reloj. d) El switch de seguridad del operador se cierra haciendo presión con él. Este switch se localiza a un costado de la tapa de la caja protectora del equipo, con lo cual el foco piloto de color verde debe apagarse y energizarse el relé. Si esto no sucede, la polaridad de la alimentación del equipo de medición está invertida y para corregirla basta invertir la clavija de la fuente de alimentación. Si con esto el relé no cierra y la lámpara verde no se apaga se debe usar el capacitor de tierra suministrado con el equipo, para lo cual se conecta al circuito de la fuente uniendo la pinza de la red de tierra y entonces se inserta el enchufe al circuito de la fuente, antes de conectar la extensión de 120 V C.A. del equipo de medición. e) El switch de la extensión de seguridad se cierra, causando que se encienda la lámpara piloto roja.



f) Observando el vóltmetro el operador debe elevar gradualmente el voltaje a 2.5 kV girando la perilla del control de voltaje en el sentido de las manecillas del reloj, (el vóltmetro indica el voltaje aplicado al equipo bajo prueba). Si el interruptor general de alimentación del aparato de medición se dispara antes de llegar a 1.25 kV indicados en el vóltmetro del aparato, el equipo bajo prueba podría estar fuera de rango del equipo de medición (La capacidad del equipo de medición no es suficiente para realizar la prueba). Si el interruptor se dispara entre 1.25 y 2.5 kV, la prueba debe realizarse a un voltaje más bajo, para adecuar la capacidad del equipo de medición, ver instrucciones en la punto B3.1 inciso g (pruebas a voltaje reducido). g) Lectura y registros de los mVA. h) Con el switch selector en la posición intermedia (CHECK) y a un voltaje de prueba de 2.5 kV la aguja del medidor de mVA y mW se ajusta para leer 100 (escala plena), girando la perilla de control denominada ajuste de medición (METTER ADJ). i) El operador debe mover el switch selector de la posición intermedia a mVA, y seleccionar la posición del switch de rango hasta obtener en la escala una deflexión que se ubique preferentemente en el tercio medio, el cual se obtiene moviendo el rango y el multiplicador de los mVA. Por ejemplo, con el switch de rango en alto (HIGH) y lecturas en el medidor menor a diez divisiones, se pasa el switch de rango a la mitad (MED). Si en las lecturas del medidor vuelve a obtenerse menos de diez divisiones, el switch de rango se pasa a bajo (LOW). j) El switch del multiplicador de mVA se lleva a la posición en que el valor medio registre una deflexión tal que ocurra lo más próximo al tercio medio de la escala, en ese momento se anota separadamente este valor. 1980 Tomo II


k) El valor obtenido en el punto anterior se verifica cambiando al extremo contrario el switch reversible (REV. SWITCH), si se observa alguna diferencia en las lecturas, ésta se debe seguramente a la exposición del equipo bajo prueba a una interferencia electrostática, debido a la cercanía del mismo a líneas o equipo energizado. Si éste es el caso, las dos lecturas obtenidas se promedian, sumándolas y dividiéndolas entre dos, éste es el valor que se registra en el formato de datos de prueba. l) Debe registrarse el valor del multiplicador con el que se obtuvo la lectura de los mVA. m)Lectura y registro de los mW. n) Las pérdidas en mW del equipo bajo prueba, se miden y registran usando el multiplicador de escala que se requiere para los mW, pero conservando invariablemente el mismo rango con que se obtuvo la lectura de los mVA, (HIGH, MED o LOW). o) Se debe cambiar el switch selector de la posición mVA a mW. La perilla de ajuste de mW se gira hasta obtener el mínimo valor, sin importar el sentido de giro en esta perilla. El multiplicador mW se reduce sucesivamente (sin cambiar el rango inicial), hasta en tanto se obtenga la mínima lectura y que pueda leerse. Los mW se leen en el medidor en la proximidad de la mitad de la escala. Una vez obtenida esta mínima lectura, se verifica su polaridad con la perilla llamada polaridad (Polarity) con lo cual al girar ésta lentamente en el sentido de las manecillas del reloj, se debe fijar la atención hacia donde tiende a desviarse la indicación de los mW. Si la desviación sucede hacia la izquierda la lectura obtenida se considera positiva; si sucede la desviación de la aguja de los mW hacia la derecha, la lectura se considera negativa. Debe registrarse la lectura obtenida con su signo. p) Registro de la capacitancia MEU 2.5 kV. Debe registrarse la lectura obtenida en el contador



de “pF” en la perilla del ajuste mínimo de los miliwatts (mW) y multiplicarla por la constante que corresponda al selector de rango considerado para las lecturas de los mVA (HIGH x 100; MED x 10; LOW x 1). El resultado obtenido es la capacitancia medida. El valor de capacitancia registrado se comprueba con el valor calculado utilizando la constante del equipo multiplicada por los mVA leídos, a través de la siguiente ecuación B1.

VI = k × mVA ( pF ) 2π f V 2

[B1]

1 2π f V 2

[B2]

C=

k=

2

V , F,

s) Asimismo, anote el multiplicador con que obtuvo estos valores. Estas diferencias de valores se deben como en la lectura de mVA, a interferencias electrostáticas. t) Regresar los controles a su posición original. El switch selector se regresa a su posición intermedia (CHECK). El control de voltaje se gira para regresar a cero el voltaje de prueba. Los dos switch de seguridad se abren.

donde: VI,


mVA Leídos Voltaje de prueba elevado al cuadrado en Volts. Frecuencia del voltaje de la fuente de alimentación (60 HZ)

De este modo la señal de la lámpara roja se apaga, encendiéndose la lámpara verde. Los multiplicadores de los mVA y mW, así como el switch de rango se posicionan en sus valores más altos. Si se van a efectuar mediciones subsecuentes a equipos similares en ese momento, los interruptores de los multiplicadores y rango no se moverán. u) Cálculo del factor de potencia al equipo probado.

π,

3.1416

El factor de potencia en por ciento del equipo probado se calcula de la forma ya conocida.

k,

Constante del equipo

% Factor de potencia =

Nota:

para pruebas efectuadas a 2,500 V la constante k = 0.425.

q) Inmediatamente después se debe cambiar el switch reversible a su siguiente posición extrema y ajustar de nuevo a la mínima lectura, una vez establecida verifique su polaridad. Si las dos lecturas obtenidas son positivas, súmelas y divídalas entre dos y ésta será la que registre en el renglón de mW. Si de lo contrario, una lectura es positiva y otra negativa, haga la resta y divida el valor obtenido entre 2 y ésa es la lectura que se registra en el formato de prueba.

mW × 100 mVA [B3]

B2 Equipo Doble tipo M2H 12 kV B2.1 Descripción del equipo “Doble” tipo M2H-12 kV Es un equipo de corriente alterna diseñado para pruebas de aislamiento eléctrico en campo mediante mediciones de pérdidas dieléctricas, corriente, factor de potencia y capacitancia; aplica voltajes de hasta 12 kV cuando el probador se conecta a una fuente de 120 V, C.A., 60 Hz. El factor de potencia de aislamiento del espécimen bajo prueba se calcula midiendo corriente y pérdidas en Watts, (ver figura B4).

r) Se registra de nuevo la capacitancia según el punto B2.1 inciso h.

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Figura B4 Equipo de medición marca “Doble” tipo M2H 12 kV.

Este equipo tiene una capacidad máxima de 200 mA y se recomienda para probar boquillas, mufas, aisladores, interruptores, apartarrayos, aceites aislantes, transformadores de instrumento, transformadores de potencia de cualquier tamaño y cables de longitud aproximada de hasta 100 pies (30.54 m). El equipo consiste de 5 elementos: probador (en dos unidades), cables de prueba para alto voltaje, caja de accesorios y celda de prueba para líquidos aislantes.

1980 Tomo II

Las dos unidades del probador constan de: tablero de instrumentos, que contienen el vóltmetro, medidor de corriente y Watts, amplificador electrónico y otros componentes, así como caja del transformador, el cual contiene los equipos necesarios utilizados para el control y la alimentación del alto voltaje que se aplica al espécimen. El resto de los componentes son similares a los del MEU-2,500 V.



Características: a) Capacidad para efectuar pruebas a cualquier voltaje entre 2 y 12 kV a escala completa. b) Capacidad para utilizarse en campo bajo condiciones de inducción electromagnética y electrostática. c) Cuenta con medios para efectuar mediciones a dispositivos aterrizados y sin aterrizar. d) Cuenta con instrumentos que permiten las lecturas directas del voltaje aplicado, corriente total de carga, pérdidas dieléctricas y capacitancia. e) Construcción robusta. f) Cuenta con un dispositivo de seguridad para protección del operador y ayudante. g) Posee un circuito de guarda que no requiere compensación para uso general en transformadores. Esto permite mediciones directamente del aislamiento a tierra y entre devanados (CH, CL, CHL, etc.). B.2.2 Preparación del equipo tipo M2H - 12 kV a) Se debe instalar el probador sobre una superficie nivelada y colocar en la parte superior la caja de medición interconectándolas como se observa en la Fig. B.4, mediante el cable preparado para tal fin. b) Por seguridad del personal y del equipo, primeramente conecte la tierra del equipo, asegurándola con un giro de media vuelta a la derecha. Al terminar las mediciones esta conexión es la última en retirarse en una secuencia inversa. c) Verifique que el ICC se encuentre desconectado; inserte la clavija de la extensión de 120 V C.A. en el receptáculo localizado en el frente de la caja del equipo. De ese modo, se enciende la lámpara piloto verde como indicación de que el suministro de C.A. ha sido conectado. Por otro lado se observa una 1980 Tomo II


deflexión instantánea de la aguja del medidor analógico de corriente y potencia. d) La terminal de alta tensión (HV) se inserta en el receptáculo localizado en el lado derecho del probador hasta que quede perfectamente asegurado el aro de aluminio de la terminal a la caja, con lo que se aterriza también la malla de blindaje del cable. e) La extensión con switch de seguridad se inserta en el receptáculo localizado en el lado derecho del probador. Este switch lo debe operar un ayudante que actúa como supervisor de seguridad. f) Dos terminales de bajo voltaje (LV) son provistas para ser usadas en cualquiera de los circuitos de medición (tierra, guarda y UST). Las terminales vienen identificadas por los colores azul, rojo y se insertan en el receptáculo del color correspondiente al frente del probador. B.2.3 Operación del equipo tipo M2H 12 kV a) Antes de proceder a efectuar las conexiones para realizar la medición, se debe asegurar que el equipo a probar esté desenergizado, descargado y aislado completamente del sistema. b) El gancho del cable de alta tensión (HV) se conecta a la terminal del equipo a probar. c) El cable y/o los cables de baja tensión (LV) se deben conectar a las terminales del equipo bajo prueba de acuerdo con la medición que se requiera realizar (GROUND, GUARD, UST), así como las conexiones externas necesarias. d) Preparación de controles del equipo de medición. El control de voltaje se gira en contra de las manecillas del reloj hasta el tope, con lo cual el voltaje de prueba corresponde a un valor cero. El interruptor del circuito se pasa a la posición de encendido “ON”.



El switch selector debe estar en la posición intermedia (CHECK). El switch reversible debe estar en una posición extrema, ya que en la posición central desconecta la alimentación en el equipo de medición y éste no funciona. El switch multiplicador de corriente debe estar en el multiplicador más alto (100). El switch multiplicador de Watts debe estar en el multiplicador más alto (1K). El switch ICC debe estar en la posición “OFF”. El switch LV se coloca en la posición deseada. El control de ajuste del medidor METER ADJ, se debe girar hasta el tope en sentido contrario a las manecillas del reloj. e) Se energiza el equipo bajo prueba. Los interruptores de seguridad se cierran con lo cual se encienden los focos piloto de color ámbar y rojo respectivamente. El operador debe observar el vóltmetro y elevar gradualmente el voltaje a 10 kV girando la perilla de control de voltaje en el sentido de las manecillas del reloj, (el vóltmetro, indica el voltaje aplicado al equipo bajo prueba). Si el interruptor general de alimentación del equipo de medición se dispara antes de llegar a 2 kV indicados en el vóltmetro del aparato, el equipo bajo prueba estará fuera del rango del equipo de medición. La capacidad del aparato de medición no es suficiente para realizar la prueba, si el interruptor se dispara entre 2 y 10 kV. La medición debe realizarse a un voltaje menor de 10 kV para adecuar la capacidad del equipo de medición. NOTA: El equipo de medición M2H está equipado con un dispositivo especial de seguridad el cual previene que sea aplicado alto voltaje inmediatamente después que ha sido abierto el switch local del operador. En otras palabras, una vez abierto el switch local (o si accidentalmente se desconectasen las 1980 Tomo II


terminales de voltaje o tierra), el voltaje aplicado se abate a cero y no podrá restablecerse, sino hasta que el control de voltaje se ha regresado completamente a la izquierda (hasta cero). f) Se verifica el equipo de medición. Con el voltaje de prueba y el selector en posición “CHECK”, la aguja de medición de Watts y corriente se ajusta a 100 mediante la perilla METER ADJ. Se coloca el switch de reversa en su otra posición extrema “ON” para invertir la polaridad del voltaje de la fuente. Se verifica de nuevo el 100 de la escala anterior. Si la lectura ha cambiado más de una división, debe ajustarse con el control METER ADJ. El ajuste final debe ser tal que la lectura promedio para ambas polaridades del interruptor reversible sea 100. g) Lectura y registro de los miliAmperes. Se mueve el interruptor selector de la posición intermedia CHECK hacia el lado del multiplicador de corriente (I), CURRENT MULTIPLIER. Se gira el selector multiplicador de corriente (empezando con la escala más alta) hacia la izquierda hasta obtener un valor en el cual la máxima deflexión de la aguja quede lo más cercano al centro de la escala, efectuándose la primera lectura. El switch reversible se coloca en su posición extrema “ON” y una segunda lectura (sin modificar la posición del multiplicador de corriente) se debe efectuar. El promedio de estas dos lecturas se multiplica por el multiplicador de corriente seleccionado y este producto es la corriente calculada, que se anota en el formato correspondiente. NOTA: Estas dos lecturas de corriente encontradas deben ser razonablemente



similares y el multiplicador de corriente el mismo para cada caso, si no es así podría ser indicio de presencia excesiva de interferencia. h) Lectura y registro de la potencia (W). El switch selector (multiplicador de Watts (W)) se mueve hacia el lado derecho, el multiplicador de corriente debe permanecer en la misma posición y el switch multiplicador de Watts debe estar en la posición del mayor rango.

obtenido entre 2 y es la lectura que se anota en el formato de prueba. Anote asimismo el multiplicador obtenido con estos valores (que deberá ser el mismo para ambos casos). NOTA: En caso de que el aparato esté provisto de indicador de polaridad automático y la lectura del medidor sea de dos divisiones o menos, la polaridad se debe verificar como sigue: • Con la perilla del ajustador de Watts incrementar el valor de la lectura a un valor mayor de dos divisiones.

El control WATTS ADJ, se gira en el sentido en que se observe un decremento de lectura registrada en la carátula, hasta el valor mínimo.

• Girar en sentido de las manecillas del reloj la perilla del ajustador del medidor de Watts.

Se reduce sucesivamente el multiplicador de Watts hasta en tanto se obtenga la mínima lectura lo más cercano posible a la mitad de la escala. Se reajusta el control WATTS ADJ, para asegurarse que el valor obtenido es el mínimo. Obtenida esta lectura mínima, se verifica su polaridad con la perilla llamada “Polarity”. Esta perilla se gira lentamente en sentido de las manecillas del reloj, se debe fijar la atención hacia donde tiende a desviarse la aguja; si es hacia la izquierda la lectura obtenida se considera positiva y si es hacia la derecha, se considera negativa. Debe registrarse la lectura obtenida con su signo. Inmediatamente después, se debe cambiar el switch reversible a su siguiente posición extrema y ajuste de nuevo la mínima lectura conservando el mismo multiplicador de la lectura anterior; una vez establecida se debe verificar su polaridad. Si las dos lecturas obtenidas son positivas, se suman y dividen entre 2 y se registra en el renglón de los Watts. De lo contrario, si una lectura es positiva y otra negativa, haga la resta y divida el valor

• Observar y registrar la polaridad que marque el medidor. Registro de la capacitancia Para este cálculo debe leerse el contador de picofaradios (pF) y Watts anotados en los pasos anteriores y debe multiplicarse el promedio de estas dos lecturas por el factor que señale la casilla CAP MULT ubicada arriba del selector CHECK. NOTA: El valor de capacitancia registrado se comprueba con el valor calculado utilizando la constante del equipo multiplicada por la corriente leída, a través de la siguiente ecuación:

I = 2π f C V C= k=

[B4]

I = k × mA ( pF ) 2π f CV

[B5]

I 2π f CV

[B6]

donde: I,

1980 Tomo II


Corriente leída en miliAmperes



V,

Voltaje de prueba en Volts

f,

Frecuencia del voltaje de la fuente de alimentación (60 Hz)

π,

3.1416

k,

Constante del equipo

Nota:

para mediciones efectuadas a 10,000 V la constante k = 265.

i) Regresar los controles a su posición original. El switch selector se regresa a su posición intermedia CHECK. El control de voltaje se gira para regresar a cero el voltaje de prueba. El switch multiplicador de Watts se gira a la izquierda hasta su tope (máximo multiplicador). Los dos interruptores de seguridad se abren, apagándose las señales de las lámparas roja y ámbar y encendiéndose la lámpara verde. j) Cálculo del factor de potencia al equipo probado. El factor de potencia en porciento, se calcula de acuerdo con la expresión:

% FP = % FP =

Watts×10 −1 ó miliVolt − Amperes

miliWatts × 100 miliVolt − Amperes

B.3 Medidor de factor de potencia Delta-2000 B.3.1 Operación del medidor de factor de potencia Delta-2000 Un operador que se encuentre familiarizado con lo contenido en el Manual de Operación AVTM672001A para DELTA – 2000 (Equipo Probador Automático de Aislamientos Cat. No. 672001), los ajustes de prueba y la operación del equipo probador puede realizar el ajuste de las mediciones, siguiendo el procedimiento de operación condensado de la tapa del equipo 1980 Tomo II


probador. El panel de la pantalla de cristal líquido LCD y los controles e interruptores del panel frontal tienen su significado con la operación de los controles del operador del equipo probador. a) Remueva todas las tierras de seguridad del objeto bajo prueba que va a ser probado. b) Para almacenar los datos, inserte la llave de datos en el receptáculo del panel frontal y gire un cuarto de vuelta en sentido de las manecillas del reloj. c) Cierre el interruptor principal. La lámpara blanca de POWER debe encender. La pantalla de inicio aparecerá; realizar el autodiagnóstico, antes que la pantalla de prueba sea desplegada. d) Ajuste el control del CONTRAST si desea un mejor ángulo de visibilidad. e) Examine la operación de los bloques de estado en la primera pantalla de prueba para ver si los ajustes para realizar las mediciones son de la manera deseada. Si es necesario presione el botón de MENU para realizar los cambios necesarios. f) A esta vez, el operador puede imprimir el encabezado o puede introducir los datos de identificación del equipo, ID. No. y/o la Temperatura utilizando el lector de código de barras opcional. La introducción de los datos debe realizarse antes de que las mediciones sean completadas. Presione el botón de HEADER para enviar el encabezado de registro a la impresora. Presione el botón ID. NO. para introducir el Número de Identificación de la prueba. El operador puede introducir este número por medio del lector de código de barras. Si el botón de ID. NO. es presionado inadvertidamente, el operador puede salir presionado directamente el botón bajo la palanca CANCEL de la pantalla. Presione el botón TEMPERATURE para introducir la temperatura, el operador puede introducirla también por medio del lector de código de barras. Si el botón de temperatura es



presionado inadvertidamente, el operador puede salir presionando directamente el botón bajo la palabra CANCEL de la pantalla. g) Seleccione la configuración de puntas de medición de bajo voltaje deseada, presionando el botón apropiado UST/GST. La configuración de puntas seleccionadas aparecerá en la línea superior de la pantalla de pruebas. h) Los siguientes siete modos son posibles, utilizando las puntas de medición azul o rojo, y pueden ser seleccionadas por el operador: • UST: Tierra Rojo, Medición Azul • UST: Tierra Azul, Medición Rojo • UST: No Aterrizada, Medición entre Rojo y Azul • GST: Sin Guarda • GST: Guarda Azul, Tierra Rojo • GST: Guarda Rojo, Tierra Azul • GST: Guarda Rojo y Azul, No aterrizado • GST: Guarda Rojo y Azul, No aterrizado • UST= Objeto bajo prueba No aterrizado • GST= Objeto bajo prueba Aterrizada i) Cierre los interruptores de seguridad. j) Ponga el Control de Alto Voltaje a Cero. k) Presione el botón blanco de HV ON cuando este listo para energizar el circuito de Alto Voltaje. La lámpara roja de encendido se iluminará y los símbolos indicadores de presencia de voltaje aparecerán en la pantalla. ADVERTENCIA: Ahora, se encuentra presente el alto voltaje en las terminales del objeto bajo prueba. l) Ajuste el control de alto voltaje para obtener el voltaje de medición deseado. Los valores del voltaje de prueba y la corriente son mostrados en la pantalla. 1980 Tomo II


NOTA: Si excede los 200 mA, el mensaje “MAXIMUN kVA REACHED – USE INDUCTOR” (Máximo kVA extendido – Use el Inductor) aparecerá. Si la corriente excede los 210 mA, el alto voltaje se apagará y el mensaje “OVERCURRENT TRIP OUT – PRESS ENTER TO CONTINUE” (Disparo de salida protección de sobre corriente – Presione Enter para continuar) aparecerá. Si el ajuste del control de alto voltaje es cambiado de manera accidental durante la medición el mensaje de error “SETTING OF HIGH VOLTAJE CONTROL HAS CHANGED, PRESS ENTER TO CONTINUE” (El ajuste del control de alto voltaje ha cambiado, presione Enter para continuar) aparecerá en la pantalla. m) Presione el botón de MEASURE cuando este listo para realizar la medición. Esto hará que se encienda la luz roja de operación (a la derecha del botón de MEASURE) e inicializará la medición de la prueba. Cuando la prueba esté completada, el voltaje de medición es removido desde el objeto bajo prueba y los resultados son desplegados en la pantalla. La luz roja de HIGH VOLTAGE ON permanecerá encendida, indicando que el circuito de alto voltaje esta habilitado. La operación de la lámpara roja puede ser parada. n) En este punto, el operador puede enviar el encabezado de registro directamente a la impresora presionando el botón que se encuentra debajo de la palabra HEADER en la pantalla. El operador puede también seleccionar guardar los datos de prueba directamente en la llave de datos, presionando el botón que se encuentra debajo de la palabra RECORD en la pantalla (Si la opción de PRINT&STORE, los resultados también serán enviados a la impresora). o) El operador puede ahora escoger realizar otra medición. Si los interruptores de seguridad han sido removidos (abiertos), presione el botón NEW TEST para que aparezca la primera



pantalla. En este caso, regrese al paso e y repita el procedimiento. Si los interruptores de seguridad han permanecido cerrados, al presionar el botón de NEW TEST aparecerá la pantalla de “nueva prueba”. Si este es el caso el operador puede entonces seleccionar otra configuración de las puntas y presionar el botón apropiado de la configuración de las puntas de bajo voltaje (La nueva configuración de las puntas de medición aparecerá en la línea superior de la pantalla). p) Presione el botón de RECALL VOLTAGE para reaplicar el alto voltaje (el mismo voltaje que el de la prueba anterior) al objeto bajo prueba sin la necesidad de ajustar a cero el circuito de alto voltaje (si es necesario, reajuste el control de alto voltaje para obtener el voltaje de medición deseado). Al presionar el botón de RECALL VOLTAGE aparecerá la segunda pantalla de prueba. ADVERTENCIA: Ahora, se encuentra presente el alto voltaje en las terminales del objeto bajo prueba. q) El operador puede ahora escoger realizar otra prueba. Si los interruptores de seguridad han sido removidos (abiertos), presione el botón NEW TEST para que aparezca la primera pantalla. En este caso, regrese al paso e y repita el procedimiento. Si los interruptores de seguridad han permanecido cerrados, al presionar el botón de NEW TEST aparecerá la pantalla “nueva prueba”. Si este es el caso el operador puede entonces seleccionar otra configuración de las puntas y presionar el botón apropiado. r) Presione el botón de RECALL VOLTAGE para reaplicar el alto voltaje (el mismo voltaje que el de prueba anterior) al objeto bajo prueba sin la necesidad de ajustar a cero el circuito de alto voltaje (si es necesario, reajuste el control de alto voltaje para obtener el voltaje de prueba deseado). Al presionar el botón de RECALL


VOLTAGE aparecerá la segunda pantalla de prueba. s) Presione el botón MEASURE para iniciar la siguiente prueba. Los nuevos resultados de prueba serán desplegados. El número de pruebas será incrementado por cada prueba realizada cuando la llave de datos se encuentra insertada. t) Repita los pasos todas veces que desee repetir pruebas o para seleccionar un modo de prueba diferente UST/GST (la configuración de las puntas de bajo voltaje), o los cambios de voltaje de prueba. u) Cuando las pruebas estén completadas, regrese el control de alto voltaje a la posición de cero, presione el botón rojo de HIGH VOLTAGE OFF, (Apagado de Alto Voltaje), o abra un interruptor de seguridad, y ponga el interruptor principal en OFF (Apagado). En caso de emergencia Máxima capacitancia medible: La tabla B.3.1 muestra la capacitancia medible. Este puede ser incrementado hasta 1.1 µF a un voltaje de prueba de 10 kV utilizando el (Opcional) Inductor Resonante. El alto voltaje puede ser interrumpido inmediatamente presionando el botón rojo de HIGH VOLTAGE OFF (apagado del alto voltaje), o abrir uno de los interruptores de seguridad, o apagando el interruptor principal. ADVERTENCIA: Descargue las terminales del objeto con una pértiga de descarga en todas las partes vivas, verifique que las conexiones de tierra se encuentran perfectamente antes de desconectar las puntas. Siempre desconecte los cables de prueba del objeto bajo prueba antes de desconectarlos del equipo de medición. El cable de tierra del equipo debe ser el último en ser desconectado

. 1980 Tomo II




Tabla B.3.1 Máxima capacitancia medible Voltaje de Prueba (kV)

Capacitancia Máxima (µF)

Capacitancia Máxima (µF)

(100 mA de servicio continuo)

(200 mA para 15 minutos)

60 Hz

50 Hz

60 Hz

50 Hz

2.5 & menor

0.11

0.11

0.11

0.11

4.0

0.066

0.080

0.11

0.11

5.0

0.052

0.062

0.11

0.11

6.0

0.044

0.053

0.088

0.106

8.0

0.033

0.040

0.066

0.080

10.0

0.026

0.031

0.052

0.062

12.0

0.022

0.026

0.044

0.053

Supresión y interferencia:

condiciones

máximas

de

Un circuito de cancelación de interferencia automático que evita al operador problemas de operación de equipo probador en interferencias de hasta 765 kV, cuando opera directamente bajo o cerca de líneas vivas o buses de traba. B.4 Medidor de factor de potencia M4000 B.4.1 Operación del medidor de factor de potencia M4000 El equipo de análisis M4000 está diseñado para realizar pruebas en campo a equipos de alta tensión. B.4.2 Conexiones del M4000 a) Cada uno de los puntos de conexión de los diferentes cables del M4000 ha sido diseñado para que únicamente acople el cable correspondiente. b) El cable de seguridad de puesta a tierra es la primera conexión que debe realizarse antes de comenzar una prueba y la última en desconectarse una vez finalizadas. c) Conectar el Controlador M4000 y el Instrumento M4000 a la tensión de red 220 V empleando los cables adecuados. El carro de transporte incluye tomas de corriente para 1980 Tomo II

facilitar esta operación en caso necesario. d) Conectar entre sí el Controlador M4000 y el Instrumento M4000 utilizando el cable adecuado. e) Conectar el gálibo de seguridad" SAFETY STROBE" al Instrumento M4000. El Instrumento funcionará igualmente si no se realiza esta operación. f) Conectar el sensor de temperatura y humedad relativa "REMOTE SENSOR" al Instrumento M4000. Este sensor registra automáticamente la temperatura y humedad relativa en el lugar que se esté realizando la prueba. Este sensor dispone de un imán que debe ser adosado a una estructura de acero puesta a tierra, y debe situarse de tal modo que refleje fielmente la temperatura y humedad relativa en el lugar de la prueba. El Instrumento M4000 funcionará igualmente si no se realiza esta operación. g) Conectar los dos pulsadores de seguridad "SAFETY SWITCHES" al Instrumento M4000. h) Conectar, cuando sea necesario, uno o los dos cables de baja tensión "LOW VOLTAGE LEADS", rojo o azul, al Instrumento M4000. i) Conectar el cable de alta tensión "HIGH VOLTAGE" al Instrumento M4000.



j) Comprobar que dicho cable se ha conectado correctamente y ha sido enclavado en su conexión correspondiente. Puesta en funcionamiento del M4000 a) Accionar el interruptor del Instrumento M4000 pasando de la posición "O" a “I” b) Accionar el interruptor del Controlador M4000 situado en la parte lateral pasando a la posición "I". (ASEGURARSE QUE ANTES DE REALIZAR ESTA OPERACION LA UNIDAD DE DISCO SITUADA BAJO EL TECLADO ESTE VACIA). B.4.3

Operaciones del M4000

El M4000 puede realizar una prueba en dos modos de ejecución: Modo Clipboard o Modo DTA. En el Modo Clioboard, el usuario puede realizar una o varias pruebas según su elección. Los resultados de dichas pruebas son visualizados automáticamente en forma de tabla. Esta visualización permite al usuario realizar hasta 20 pruebas diferentes, las cuales pueden ser almacenadas en disco y/o impresas. En el Modo DTA, el usuario puede realizar pruebas cuyos resultados son automáticamente grabados en el programa DTA. Para realizar una prueba, el usuario debe crear un nuevo archivo de prueba utilizando el Data Ma1lager de DTA, o puede editar una prueba realizada con anterioridad. El usuario deberá introducir los parámetros requeridos por el programa en la forma que éste los solicite. Para mayor aclaración del Data Mal1ager de DTA Y cómo introducir información, se puede recurrir al “Manual de instrucciones DTA”. El M4000 posee una gran flexibilidad de operación. El usuario podrá optimizar esta flexibilidad escogiendo el modo de ejecución adecuado, por ejemplo, cambiando parámetros del tipo de prueba, modo de visualización, etc. En principio, DOBLE prepara las opciones de prueba más comunes para realizar en campo, y con un uso normal estas opciones deberían ser 1980 Tomo II


suficientes. No obstante, una vez que el usuario se ha familiarizado con el M4000, estas opciones pueden ser cambiadas si lo desea mediante la selección CONFIGURATION del MENU. B.4.4

Menú M4000

La barra de menú que muestra la pantalla del Controlador cuando éste es accionado es la siguiente: Help Run Mode Exit

Configuration

Diagnostics

Cada una de estas opciones se puede desplegar en varios submenús. Esta operación se puede realizar eligiendo uno de los métodos siguientes: El cursor del ratón se presenta en modo de flecha en la pantalla. Para desplegar los submenús, se mueve la flecha con el sensor del ratón hasta colocarla sobre la opción deseada. Una vez realizada esta operación, se presiona el pulsador del ratón y las nuevas opciones aparecen en la pantalla. Existe la posibilidad de acceder a la barra de menú mediante el teclado, presionando simultáneamente la tecla y la letra resaltada de cada opción de menú. Por ejemplo, pulsando se activa la opción Help, la de Exit, etc. Una vez desplegadas las nuevas opciones, se puede acceder a ellas mediante el ratón como se explicó anteriormente o bien mediante el teclado, para lo cual se necesita presionar las teclas de cursor Up ( ↑ ) o Down ( ↓ ), según proceda. Una vez puesto el cursor en la nueva opción deseada, se presiona- la tecla o bien la tecla resaltada de la nueva opción.. Por ejemplo “G" para General Help o "S" para Screen Help. Para desactivar las nuevas opciones y volver a la barra de menú inicial, colocar la flecha del ratón fuera de las nuevas opciones de menú y presionar el pulsador del ratón. Para desactivar estas opciones con el teclado, presionar la tecla y aparecerá la barra de menú inicial. En este



momento la barra de menú sigue activada. Para desactivarla pulsar nuevamente la tecla . Estas opciones sólo aparecen cuando está visible la barra de menú. Si el usuario está en la pantalla

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del Modo DTA, no hay posibilidad de desplegar las opciones del Modo Clipboard, que únicamente aparecen cuando este modo es seleccionado.




Anexo C Resumen del procedimiento para la medición de factor de potencia en aislamiento de equipo eléctrico ST-CT-002 Procedimiento para medición de factor de potencia en aislamiento de equipo eléctrico ST-CT-002

En que consiste la medición

La finalidad de esta medición es la detección de los parámetros eléctricos de los aislamientos tales como la capacitancia, factor de potencia y pérdidas dieléctricas. Un incremento apreciable de las pérdidas dieléctricas en C.A., (mVA) o factor de potencia de un aislamiento indica deterioro.

Que detecta la medición

Cambios en la capacitancia C del equipo indica cambios en las propiedades físicas del aislamiento y desplazamientos en los devanados. El factor de potencia de un dieléctrico es una indicación de sus pérdidas por unidad de volumen. Este factor se incrementa debido a las siguientes condiciones: envejecimiento, contaminación, fallas, esfuerzos eléctricos, degradación, etc.

Equipo de medición

Equipo de medición de factor de potencia

Valores o límites recomendados

Valor límite de FP para transformadores de potencia nuevos es de 0.5%, para transformadores en operación el límite de FP es 1%. Para valores superiores a 1%, el aislamiento debe investigarse.

Comparación de valores

Cualquier incremento en los valores de capacitancia y FP, indica deterioro del aislamiento

Correcciones

Para corregir el FP a 20 °C, el FP medido debe multiplicarse por el factor de corrección mostrado en la tabla 4 de este procedimiento. Factor de potencia (pérdidas en Watts) (100) FP = (Voltaje de prueba) (corriente total ) Factor de disipación

Ecuaciones para cálculo

Factor de disipación (FD ) = tan δ =

IR IC

IR, Corriente resistiva (mA) IC, Corriente capacitiva (mA) Para realizar la comparación con mediciones anteriores, los valores de factor de potencia deben ser corregidos a 20 °C. En transformadores de potencia, el devanado de bajo voltaje normalmente no se prueba. Recomendaciones

Para realizar la medición en transformadores de potencial, se deben poner en corto circuito las dos boquillas del devanado de alta tensión y se aterriza solo una terminal del devanado de baja tensión para evitar cortos circuitos durante las pruebas cruzadas de comprobación. Para pruebas de factor de potencia en aceite aislante, se debe tenerse especial cuidado de que la muestra sea efectivamente representativa. Para muestreo, vea el procedimiento ST-CT-006.

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ST-CT-002 Factor de Potencia en Aislamientos

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