¿Por qué se requieren cinco pruebas de impulso de tensión de aislamiento para transformadores de distribución o transformadores revisados antes de su puesta en servicio oficial?

Pruebas de impulso en transformadores nuevos o revisados antes de su puesta en marcha

¿Sabe por qué los transformadores nuevos o revisados deben someterse a pruebas de impulso antes de su puesta en marcha oficial? Esta prueba verifica si la resistencia aislante del transformador puede soportar el impacto de la tensión completa o las sobretensiones de conmutación.

El principio detrás de las pruebas de impulso se relaciona con lo que ocurre cuando un transformador sin carga se desconecta. El interruptor interrumpe una pequeña corriente de magnetización, potencialmente forzando la interrupción de la corriente antes de que alcance cero debido al corte de corriente. Esto crea sobretensiones de conmutación en el transformador inductivo. La magnitud de estas sobretensiones depende del rendimiento del interruptor, la estructura del transformador y, crucialmente, del método de conexión a tierra del neutro del transformador. Para transformadores sin conexión a tierra o conectados a través de bobinas de supresión de arco, las sobretensiones pueden alcanzar 4-4.5 veces la tensión de fase, mientras que los transformadores con neutro directamente conectado a tierra generalmente experimentan sobretensiones que no superan 3 veces la tensión de fase. Por eso, los transformadores que se someten a pruebas de impulso deben tener sus puntos neutros directamente conectados a tierra.

Las pruebas de impulso también sirven dos propósitos adicionales: verificar la resistencia mecánica del transformador bajo grandes corrientes de entrada y comprobar si los sistemas de protección por relés funcionarán mal bajo condiciones de corriente de entrada significativa.

En cuanto a la frecuencia de las pruebas: los transformadores nuevos generalmente requieren cinco pruebas de impulso, mientras que los transformadores revisados generalmente necesitan tres pruebas.

Al energizar un transformador sin carga, se produce una corriente de magnetización de entrada, que alcanza 6-8 veces la corriente nominal. Esta corriente de entrada decae rápidamente inicialmente, reduciéndose típicamente a 0.25-0.5 veces la corriente nominal en 0.5-1 segundo, aunque la decadencia total lleva más tiempo—varios segundos para transformadores pequeños/medianos y 10-20 segundos para transformadores grandes. Durante el período inicial de decaimiento, la protección diferencial puede funcionar mal, impidiendo la energización del transformador. Por lo tanto, el cierre de impulso sin carga permite una verificación práctica del cableado, características y ajustes de la protección diferencial bajo condiciones de corriente de entrada, permitiendo evaluar si los sistemas de protección pueden ser puestos en servicio correctamente.

Según las normas IEC 60076, las pruebas de impulso a tensión completa sin carga requieren cinco impulsos consecutivos para productos nuevos y tres impulsos consecutivos después de revisiones mayores. Cada impulso debe estar separado por al menos 5 minutos, con personal monitoreando el transformador en el sitio para detectar anomalías, deteniendo las operaciones inmediatamente si se detectan problemas. Después del primer impulso, el transformador debe operar continuamente durante más de 10 minutos, con los impulsos subsiguientes separados por al menos 5 minutos. El requisito de cinco impulsos está especificado en las regulaciones, probablemente representando una consideración integral de la resistencia mecánica, los efectos de sobretensión y las características de la corriente de entrada.

Procedimiento para la prueba de energización de impulso de transformadores en sistemas de energía

• Asegúrese de que los interruptores y los interruptores de desconexión en el lado del generador estén abiertos. Si es necesario, desconecte las conexiones de los terminales en el lado de baja tensión del transformador.

• Active los sistemas de protección por relés del transformador y los controles del sistema de refrigeración, protección y señalización.

• Activa el interruptor de conexión a tierra del neutro del transformador.

• Cierre el interruptor de alta tensión del transformador para realizar cinco energizaciones de impulso desde el sistema de energía, con intervalos aproximados de 10 minutos entre cada una. Verifique el transformador en busca de anomalías y supervise la operación de la protección diferencial y la protección Buchholz (de gas).

• Cuando sea posible, registre oscilogramas de la corriente de magnetización de entrada durante la energización del transformador.

Durante las pruebas, los técnicos examinan el aislamiento de los terminales del transformador y escuchan atentamente los sonidos internos anormales colocando un palo de madera o un bastón aislante contra el recinto del transformador. Si se detectan sonidos explosivos intermitentes o ruidos súbitos y fuertes, la operación debe detenerse inmediatamente. Solo después de pasar exitosamente las cinco pruebas de impulso, el transformador puede ponerse en servicio para la operación normal.