Serie FRAX de analizadores de respuesta de frecuencia de barrido

Puede obtener el detalle de diagnóstico más significativo en un análisis de SFRA comparando las medidas de corriente con las medidas anteriores o la "huella digital" inicial de un transformador. Por lo tanto, recomendamos realizar SFRA en transformadores nuevos cuando se pongan en marcha, o si la unidad ya está en servicio, lo antes posible, cuando el transformador se encuentre en buen estado. El SFRA también se ha vuelto muy popular cuando se transporta un transformador a su emplazamiento. Se puede realizar un "barrido" en la fábrica antes del envío del transformador y de nuevo en el emplazamiento cuando se reciba para comprobar que no se han producido daños durante el transporte. Para la validez de una comparación directa entre los resultados, debe emular todos los aspectos de la medida original, incluida la medición con los casquillos de medida o transporte instalados y con el transformador lleno de aceite (o no).  

Sí, cada medida proporcionará información diferente sobre su transformador. Las medidas de factor de potencia y DFR examinan el aislamiento del transformador. Las medidas de relación de transformación y resistencia de devanado revelan el estado de los devanados. SFRA proporciona información notable sobre la integridad mecánica del transformador y puede ayudarle a determinar si un transformador ha sufrido algún daño mecánico. Cada ensayo eléctrico que realice le proporciona un poco más de información y, en conjunto, forman una buena imagen del estado de su transformador. A veces, una "segunda opinión" en forma de dos o más medidas en el mismo componente puede ayudarle a confirmar un problema sospechoso. 

Para SFRA:  No se debe seguir ningún orden en particular para las medidas de SFRA de circuito abierto y cortocircuito. Sin embargo, para aumentar la eficiencia, es posible que desee realizar las medidas en un orden que le ayude a minimizar los cambios de cables; por ejemplo, después de realizar una medida de circuito abierto de alta tensión de H1-H3, puede cortocircuitar rápidamente los devanados del lado de baja tensión y ejecutar la medida de cortocircuito de alta tensión en H1-H3. Desde aquí, los cables se pueden cambiar a H2-H1 para realizar la medida de cortocircuito de alta tensión y, a continuación, retirar los cortocircuitos para realizar la medida de circuito abierto de alta tensión en H2-H1, y medir por último las medidas de circuito abierto y cortocircuito de H3-H2. Este orden de medida puede ahorrar tiempo en lugar de cambiar las conexiones de alta tensión entre las seis medidas, especialmente en el caso de transformadores de tensión más alta, donde no se puede llegar fácilmente a los terminales. Es mucho más fácil aplicar y eliminar cortocircuitos en el lado de baja tensión del transformador que cambiar las conexiones del lado de alta varias veces.Para realizar ensayos eléctricos completos:  Primero se deben completar las medidas de corriente de excitación y SFRA se deben completar y, en último lugar, las medidas de resistencia de devanado. Esta recomendación es para evitar que el magnetismo residual de la medida de resistencia del devanado afecte a los resultados de las otras medidas. Sin embargo, no tiene que preocuparse por la secuencia de medida si el equipo de medida de resistencia de devanado puede desmagnetizar el transformador de forma eficaz después de la medida. Se puede argumentar que hay una ventaja en llevar el núcleo de un transformador a un estado consistente de magnetización (a través de una función de desmagnetización eficaz de un equipo de medida) al inicio de una secuencia de medida subsiguiente que incluye medidas de corriente de excitación y SFRA. 

Sí, SFRA es una medida muy sensible que puede detectar pequeños cambios físicos o mecánicos dentro del transformador. Por lo tanto, tener conexiones adicionales al transformador, por ejemplo, el bus, puede cambiar significativamente la respuesta (especialmente en las frecuencias más altas). Aislar completamente el transformador ayudará a garantizar los resultados más repetibles y el mejor análisis.  

En un mundo ideal, al poner en marcha el transformador, debe realizar medidas en todas las tomas, es decir, cada posición del DETC con el OLTC ajustado en su posición nominal y todas las posiciones de las tomas del OLTC con el DETC ajustado en su posición de servicio. Dado que cada posición de toma requiere 15 barridos para un transformador de dos devanados, esto resulta poco práctico con las limitaciones de tiempo y recursos. La recomendación general es colocar el DETC en su posición de funcionamiento y realizar los 15 barridos estándar con el OLTC en la posición completamente elevada; esto garantiza que todas las espiras de devanado del OLTC se encuentren en la medición. Además, los barridos se repiten con frecuencia con el OLTC en la posición nominal. Al colocar el OLTC en la posición nominal, debe aproximarse desde la toma "elevada". Al realizar mediciones de SFRA en las posiciones de OLTC completamente elevada y nominal, obtendrá una imagen general del transformador con el OLTC completamente activado y no activado.  Nota: al realizar mediciones de SFRA, anote siempre las posiciones de las tomas en las que se realizó la medida para referencia y análisis futuros.  

Las conexiones y la conexión a tierra adecuadas son fundamentales para que la medida de SFRA sea correcta. Asegúrese de que la presión de la abrazadera es suficiente para conectar los terminales del transformador y utilice los principios de conexión a tierra trenzada más cortos. Si hay pintura o corrosión en los puntos de conexión, límpielos o verifique que las abrazaderas han penetrado a través de ellos. Además, puede realizar una comprobación de bucle de tierra para asegurarse de que las conexiones del cable de tierra y la conexión a tierra del transformador están en un punto común. Puede realizar una comprobación de bucle de tierra pulsando el botón "GLD" en los equipos FRAX 101 y 150 o comprobar manualmente con un ohmímetro si su unidad SFRA no dispone de esta función. Los problemas de conexión y conexión a tierra deficiente suelen manifestarse en las frecuencias más altas (aproximadamente 500 kHz y superiores). Se recomienda comprobar las conexiones y realizar el barrido de nuevo si los barridos varían significativamente en este rango de frecuencia en comparación con las mediciones anteriores. 

Sí. Los barridos de medida de circuito abierto cambiarán en las frecuencias más bajas si el núcleo está magnetizado. Por lo general, el barrido se desplazará hacia arriba y hacia la derecha. Los efectos de la magnetización en los resultados de SFRA son los motivos por los que es importante realizar medidas de SFRA antes de realizar una medida de resistencia de devanado de CC si está prevista. Si esto no es posible, debe desmagnetizar el transformador antes de realizar una medida de SFRA.   

La preparación y configuración adecuadas de la medición son esenciales con cualquier ensayo eléctrico. Las medidas de SFRA, en particular, son muy sensibles a pequeños cambios mecánicos dentro del transformador, lo que significa que cualquier cambio en la configuración puede afectar a la respuesta. Por lo tanto, debe prestar una atención meticulosa a las conexiones, las prácticas de medida y los preparativos para garantizar resultados repetibles. Realice siempre conexiones sólidas en la misma ubicación, siga el principio de conexión a tierra trenzada más corto y asegúrese de que el transformador se encuentra en las mismas condiciones cuando se realice la medida, incluidas las posiciones del cambiador de tomas, los casquillos y el nivel de aceite. Debe tener en cuenta todo lo que ha cambiado en el transformador desde la medida anterior. Tenga siempre en cuenta las posiciones de las tomas del transformador al realizar la medida y, si procede, la posición desde la que se realizó la transición de la toma.  

Sí, después de reconstruir un transformador, es básicamente un transformador nuevo, por lo que sus mediciones anteriores diferirán de las mediciones de corriente. En este punto, es necesario volver a poner en marcha el transformador y tomar una nueva huella de SFRA.  

Sí. Si se realizan correctamente y en condiciones similares (conexión a tierra correcta, misma posición de toma y conexiones similares), los resultados de la medida de SFRA son comparables. Entre los factores que pueden afectar a los resultados de las medidas se incluyen el magnetismo residual y las prácticas de conexión a tierra deficientes. El software FRAX de Megger puede importar de forma exclusiva resultados anteriores de cualquier equipo de medida de otro fabricante y comparar resultados. El FRAX 101 y el FRAX 150 también pueden ajustar la tensión de salida para que coincida con los productos antiguos de otros fabricantes que no utilizaban una señal de entrada de 10 V de fase a fase.  

Cuando selecciona "Archivo" ("File") en el menú principal del software FRAX, hay una opción "Importar" ("Import") y una "Exportar" ("Export"). Se pueden seleccionar varios formatos alternativos (CIGRE, csv, txt, Doble). 

Los barridos de SFRA de circuito abierto dependen de la tensión en las frecuencias más bajas debido a la impedancia de magnetización del transformador. Por lo tanto, el barrido variará a medida que cambie la tensión. Una vez que el barrido se mueve a las frecuencias medias, donde los devanados influyen completamente en el barrido, las curvas se alinearán independientemente de la tensión. En aquellos casos en los que desee comparar los resultados con barridos anteriores a diferentes tensiones, recomendamos ejecutar la medida con la tensión anterior y, a continuación, volver a realizar la medida con la tensión máxima predeterminada de 10 V que utiliza el FRAX.  

En los modelos FRAX101 y 150, el nivel de tensión de salida se puede ajustar desde el valor estándar/predeterminado de 10 V hasta 12 V y hasta 0,1 V cambiando una línea de comandos en un archivo del directorio FRAX. El nombre del archivo es "connectioncommands.txt" y su ubicación predeterminada es C:\Program Files\Megger\FRAX. Para ajustar la tensión de salida, abra el archivo en el Bloc de notas y añada el comando "gen:gainx=k" al archivo. K es un factor para ajustar la tensión y se establece por defecto en k = 1 para 10 Vpico. Por ejemplo, para establecer la tensión de salida en 2,828 Vpico (2 V RMS), cambie el valor a k = 0,2828. El valor debe estar entre 1,2 y 0,01. Guarde los cambios y salga. Debe desconectar y volver a conectar el FRAX para activar el nuevo ajuste. 

Una medida de circuito abierto de SFRA mostrará la respuesta del núcleo y los devanados, mientras que una medida de cortocircuito de SFRA solo mostrará la respuesta de los devanados. Cada rango de frecuencia corresponde a diferentes componentes del transformador y es donde se manifestará un problema con esos componentes respectivos en la traza de SFRA. A continuación se muestran algunos rangos de frecuencia generales.

• De 20 Hz a 2 kHz: Deformación del núcleo principal, circuitos abiertos, espiras cortocircuitadas, magnetismo residual
• De 10 kHz a 20 kHz: Componente de devanado a granel, impedancia de derivación
• De 20 kHz a 400 kHz: Deformación en el devanado principal
• De 400 kHz a 1 MHz: Devanado de la toma

Nota: cada transformador tendrá respuestas específicas y los rangos anteriores son solo de referencia general. Para devanados con una tensión nominal inferior a 72 kV, IEC recomienda realizar la medida hasta 2 MHz. 

IEEE C57,149 afirma que "una gran diferencia de temperatura, normalmente mucho más de 10 ºC, entre dos mediciones influirá ligeramente en la respuesta a frecuencias más altas".Para fines prácticos, el efecto de la temperatura en las mediciones de SFRA es muy pequeño y se puede ignorar siempre que no haya una variación de temperatura considerable entre las dos trazas de comparación. 

Tendría que realizar un total de 30 medidas diferentes.

1. 12 medidas de circuito abierto, una en cada devanado (4 devanados x 3 fases = 12 medidas)
2. 18 medidas de cortocircuitos:

• 9 medidas (desde el lado de alto con tres secundarios cortocircuitados de uno en uno)
• 6 medidas (del lado X con otros dos secundarios cortocircuitados de uno en uno)
• 3 medidas (desde el lado Y con el último secundario cortocircuitado) 

En tales casos, IEEE C57.152 recomienda realizar todos los ensayos eléctricos, incluido el factor de potencia y SFRA. Una medida de factor de potencia puede revelar un cambio en el estado de aislamiento y la capacitancia, mientras que una traza de SFRA ayudará a diagnosticar cualquier problema o avería asociado con los devanados del transformador. 

SFRA y DFR son medidas totalmente diferentes. SFRA analiza cualquier tipo de cambio mecánico dentro del transformador, mientras que el DFR se utiliza para determinar la humedad presente en la celulosa (aislamiento sólido) de los transformadores de potencia rellenos de aceite. Las dos medidas tienen aplicaciones muy diferentes. 

No existe ninguna directriz del sector para utilizar SFRA basada en los valores nominales VA de un transformador. En teoría, puede realizar SFRA en transformadores de cualquier tamaño (o devanados, como motores). Si las medidas posteriores se realizan en condiciones similares, los resultados se pueden comparar y analizar. Otras medidas eléctricas, como la relación de transformación del transformador (TTR), las medidas de corriente de excitación y de aislamiento de CC, también proporcionarán información valiosa sobre transformadores más pequeños.  

Sí. SFRA analiza la respuesta de la compleja red RLC dentro de un transformador. Puede realizar mediciones iniciales o de referencia en transformadores de tipo seco y comparar los resultados a lo largo de los años. Para transformadores de tipo seco, debe tener en cuenta el efecto que las capacitancias de tierra pueden tener en las trazas. Además, la respuesta en el lado de baja tensión puede tener ligeras desviaciones debido a los niveles de señal bajos. Un plano de tierra muy bueno producirá mediciones más repetibles.  

Las medidas tradicionales de circuito abierto y cortocircuito se realizan normalmente en fábricas para determinar las pérdidas de cobre y sin carga del transformador. El fabricante suele utilizar fuentes iguales al "valor nominal" del transformador al realizar estas medidas. Al determinar las pérdidas de cobre y sin carga, puede resolver los diferentes componentes de un circuito equivalente de un transformador.  Aunque comparten nombres y conexiones similares, las medidas de circuito abierto y cortocircuito de SFRA son completamente diferentes. La medida de circuito abierto de SFRA examina la respuesta eléctrica del núcleo y el devanado, y la medida de cortocircuito de SFRA aísla la respuesta del devanado del transformador. Estas medidas se realizan a una tensión baja de 10 V de fase a fase, pero le ayudan a delimitar las áreas en las que puede haber un problema. 

Según la norma IEEE C57.149, la medida con aceite es el método más común y preferido para el análisis de respuesta de frecuencia. Se debe tener en cuenta la seguridad al medir un transformador sin aceite para que no se apliquen tensiones excesivas. La presencia de aceite cambia la respuesta en frecuencia. Los resultados con y sin aceite provocarán variaciones en las trazas de SFRA. A continuación se muestra un extracto de las directrices de IEEE:"En el caso de los equipos nuevos, esto puede requerir la realización de dos mediciones FRA después de la recepción del equipo en el destino final; 1) una medición con el transformador en su configuración de envío, 2) y una medición con el transformador montado y lleno de aceite según sea necesario para la medición de resistencia de aislamiento, que se utilizarán como datos de referencia para futuras mediciones. Si no se sospecha que se hayan producido daños durante el transporte, es posible que no sea necesario realizar la medición en la configuración de fábrica como medida de recepción".A menudo, el fabricante llena y drena el transformador antes del envío. Debe conocer las condiciones en las que el fabricante realizó una medida de SFRA antes del envío desde la fábrica. IEEE también afirma que:"Si el equipo va a llegar sin aceite, la configuración de envío debe especificar que se medirá antes y después del movimiento sin aceite. Si el equipo se va a enviar después de haber vaciado el aceite, se debe medir antes del movimiento sin aceite. La medición de la unidad antes del envío, en este caso sin aceite y antes del primer llenado, puede no ser adecuada y podría provocar fallos falsos debido a la retención de aceite residual en los devanados o al drenaje adicional de aceite del devanado durante semanas de envío. Si el equipo se va a enviar con aceite, debe estar completamente lleno para las mediciones previas y posteriores al movimiento. Si el equipo se va a enviar parcialmente lleno, debe medirse con el mismo nivel de aceite, o preferiblemente después de añadir aceite. Garantizar que el aceite esté al mismo nivel antes y después del transporte para transformadores parcialmente llenos puede ser difícil y a veces conduce a evaluaciones incorrectas".