Relación de SFRA – Una prueba sencilla para identificar un bobinado con espiras cortocircuitadas
Las pruebas de SFRA son un método potente y sensible para evaluar la integridad mecánica y eléctrica de los conjuntos de núcleo y bobina de transformadores. Las dos pruebas más utilizadas son la de circuito abierto y la de cortocircuito. En ambas se suele detectar sin dificultad la presencia de una falla eléctrica, siendo las espiras cortocircuitadas una de ellas. Como los bobinados están acoplados electromagnéticamente, la traza del SFRA obtenida en uno de los bobinados podría verse afectada por la falla eléctrica en un bobinado diferente. Identificar qué bobinado tiene el problema es siempre una tarea difícil. La relación de SFRA (también conocida como prueba de SFRA inductiva entre bobinados) puede ayudar a resolver este problema y los clientes de Doble la utilizan con éxito desde 2016.
Figura 1. Configuración básica para la prueba de relación de SFRA
La Fig. 1 muestra los ajustes básicos de la prueba de relación de SFRA. El bobinado de alto voltaje es excitado por el voltaje de prueba aplicado entre el cable rojo y tierra y el voltaje secundario se mide entre el cable negro y tierra. La relación de voltajes – calculada por la Ecuación (1) – se puede visualizar como se muestra en la Fig. 4 seleccionando Plot Magnitude (ratio) (Trazar magnitud (relación)) como se muestra en la Fig. 5.
1. Identificación del bobinado con espiras cortocircuitadas
La relación que se aproxima a la relación de espiras solo puede obtenerse a baja frecuencia (< 200 Hz). La dispersión o desviación máxima (Δ) entre trazas de la relación de SFRA de diferentes fases se utiliza para detectar la presencia de la espira cortocircuitada y e identificar el bobinado defectuoso.
La tabla 1 presenta las pautas para el análisis de la relación de SFRA en la frecuencia cercana a 25 Hz (seleccionada para evitar interferencias en la frecuencia de alimentación).
- La traza de la fase que es anormalmente baja en comparación con las trazas de otras fases es una indicación de falla en el bobinado primario, es decir, la reducción del número de espiras N1 reduce la relación de voltaje.
- La traza de la fase que es anormalmente alta en comparación con las trazas de otras fases es una indicación de falla en el bobinado secundario, es decir, la reducción del número de espiras N2 aumenta la relación de voltaje.
Tabla 1. Interpretación de la relación de SFRA en la región de baja frecuencia
| Baja – No aprobado | Normal – Aprobado | Más alta – No aprobado | |
| %Δ25Hz | Anormalmente baja | Dentro del límite | Anormalmente alta |
| Ubicación de las espiras cortocircuitadas | Bobinado V1 (Primario) o bobinado en serie | Condición normal | Bobinado V2 (Secundario) o bobinado común |
2. Análisis de relación de SFRA en SRFA V6.2
El análisis de relación de SFRA se ha implementado en la versión 6.2 de SFRA desde marzo de 2022. El software identifica automáticamente la traza con desviación anormal y señala qué bobinado tiene espiras cortocircuitadas. Por ejemplo, un transformador de 300 MVA, 230/20 kV está fuera de servicio y las pruebas de circuito abierto (OC) de SFRA identifican un defecto típico de espira cortocircuitada en la Fase A. Este defecto podría estar en el bobinado de AT (Fig. 2) o en el de BT (Fig. 3).
Figura 2. Resultados de las pruebas de circuito abierto en AT de SFRA
Figura 3. Resultados de la prueba de circuito abierto de BT de SFRA
Para determinar qué bobinado de la fase A tenía espiras cortocircuitadas, se realizaron las pruebas de relación de SFRA en las tres fases (Fig. 4) y se utilizó el análisis de relación de SFRA para detectar automáticamente la fase A defectuosa e identificar las espiras cortocircuitadas situadas en el bobinado H1 (Fig. 5).
Figura 4. Resultados de la relación de SFRA
Figura 5. Ventana del Analizador de relación superpuesta a la ventana de resultados
3. Resumen
La experiencia de la prueba de campo mencionada anteriormente ha demostrado el valor que puede ofrecer la prueba de relación de SFRA como información adicional asociada a la condición del bobinado y como ayuda para localizar rápidamente el bobinado defectuoso, lo que puede orientar las acciones de investigación posteriores. Además, esta prueba no requiere ninguna inversión adicional distinta de la que utiliza el equipo de prueba existente y, si se realiza en combinación con las pruebas estándares de SFRA, el tiempo de preparación y realización de la prueba será mínimo.
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