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A Procedimiento de puesta en tensión del transformador de distribución SAT define la secuencia estructurada de pruebas de aceptación in situ y los pasos de conmutación necesarios antes de poner en servicio un nuevo transformador. Si se sigue correctamente, confirma que la unidad ha superado el transporte, se ha instalado conforme a las especificaciones y no fallará ante los transitorios de la puesta en tensión inicial.
Esta guía abarca todo el proceso, desde la inspección de la entrega hasta la aceptación tras la puesta en servicio, e incluye listas de comprobación que se pueden utilizar sobre el terreno, tablas de aceptación y un marco para la resolución de problemas. Se aplica a transformadores de distribución monofásicos y trifásicos con potencias nominales de entre 25 kVA y aproximadamente 2.500 kVA en tensiones primarias de hasta 36 kV. Las unidades con cambiadores de tomas en carga (OLTC) requieren pasos de puesta en servicio adicionales a los que se muestran aquí.
Antes de entrar en detalle con el procedimiento completo, los supervisores de campo pueden utilizar esta tabla para evaluar cualquier anomalía que surja durante o inmediatamente después de la puesta en tensión.
| Síntoma | Primera prueba | Causa probable | Próxima acción |
|---|---|---|---|
| El relé diferencial se dispara al recibir tensión | Comprueba la polaridad del CT y el ajuste del grupo vectorial del relé | Inversión del cableado del transformador de corriente o compensación incorrecta del grupo vectorial | Desconecte la alimentación; invierta los cables del transformador de corriente o corrija el ajuste del relé; vuelva a realizar la prueba mediante inyección antes de volver a conectar la alimentación |
| La corriente de arranque no disminuye en los primeros 2 segundos | Medir la corriente de excitación en comparación con el valor de referencia de fábrica | Saturación parcial del núcleo o fallo incipiente en el giro | Desconectar la alimentación; comparar la corriente de excitación con el informe de fábrica; realizar un análisis de gases en el aceite (DGA) |
| Desequilibrio de tensión en fase de baja tensión >2% en vacío | Vuelve a medir el TTR en las tres fases | Error de conexión de los devanados o fallo de triángulo abierto | Desconectar la alimentación; volver a comprobar las conexiones de los terminales y la relación de transformación |
| Ruidos audibles de golpes o crujidos al encender el dispositivo | Presta atención a la ubicación; realiza una DGA si está lleno de aceite | Láminas del núcleo sueltas o arcos eléctricos internos | Desconecte inmediatamente la alimentación; compruebe si hay gas de desintegración (DGA) antes de realizar cualquier otro intento |
| La temperatura del aceite aumenta rápidamente en vacío | Comprueba el funcionamiento del sistema de refrigeración; verifica el valor de la pérdida en vacío | Fallo del sistema de refrigeración o cortocircuito en las bobinas | Desconectar la alimentación; comprobar los ventiladores y las bombas del refrigerador; comparar la pérdida en vacío con el valor de fábrica |
| Alarma de Buchholz en los 30 minutos siguientes a la puesta en tensión | Recoger una muestra de gas por relé; análisis con tubos Dräger | Falla térmica incipiente que genera gas | Desconectar la alimentación; analizar la composición del gas; no volver a conectar la alimentación hasta que se haya identificado el origen de la avería |
| Valor de resistencia inferior a 500 MΩ (alta tensión a tierra) | Vuelve a medir tras ajustar a 20 °C; comprueba el PI | Entrada de humedad en el bobinado o en la torreta del casquillo | Aplazar la puesta en tensión; tomar muestras de aceite para determinar el contenido de agua; secar si se confirma |
| Desequilibrio de fase en la resistencia del devanado >2% | Vuelve a comprobar el par de apriete de los terminales; vuelve a medir con la corriente estabilizada | Conexión suelta o resistencia de contacto del conmutador | Apretar de nuevo los terminales; inspeccionar los contactos del conmutador; volver a realizar la prueba |
| Instrumento o fuente | Objetivo del SAT | Referencia de aceptación |
|---|---|---|
| Medidor de resistencia de aislamiento (5.000 V CC para alta tensión; 1.000 V CC para baja tensión) | Medición de infrarrojos e índice de polarización | Norma IEEE 43; Norma IEC 60076-1 |
| Ohmímetro / microohmímetro de baja resistencia | Resistencia de los devanados y resistencia de contacto | Informe de pruebas de fábrica del fabricante original; IEC 60076-1 |
| Puente para la relación de transformación (TTR) o comprobador automático de la relación de transformación | Relación de transformación en todas las posiciones de toma | IEEE C57.12.90; especificaciones del proyecto |
| Multímetro de valor eficaz verdadero | Tensión, alimentación auxiliar y continuidad de la bobina de disparo | Manual del fabricante; esquemas de cableado del proyecto |
| Pinza amperimétrica (valor eficaz real) | Corriente de carga, salida secundaria del transformador de corriente, corriente del neutro | Estudio de coordinación; pliego de condiciones del proyecto |
| Analizador de la calidad de la energía | THD, factor de potencia, contenido armónico | Serie IEC 61000; especificaciones del proyecto |
| Cámara termográfica | Puntos calientes en los casquillos, las orejetas y la superficie del depósito | NETA MTS; Manual del fabricante |
| Equipo de ensayo de inyección de corriente secundaria | Verificación del contacto de activación, la pendiente y el bloqueo de la corriente de arranque del relé | Archivo de configuración de relés; especificaciones del ingeniero de protección |
| Comprobador de resistencia de contacto | Resistencia de contacto del conmutador | Manual del conmutador de tomas OEM |
| Kit de análisis de gases disueltos (DGA) o servicio de laboratorio | Valores de referencia de gas antes y después de la activación | IEC 60599; directrices del CIGRE |
| Titulador de humedad Karl Fischer | Contenido de humedad del aceite | IEC 60814; especificaciones del fabricante original |
| Certificado de pruebas de fábrica del fabricante de equipos originales | Resistencia de bobinado inicial, TTR, pérdidas | Informe de pruebas firmado por el fabricante de equipos originales |
| Especificaciones del proyecto y esquema unifilar | Clase de tensión, grupo vectorial, ajustes de protección | Ingeniero responsable del proyecto |
En cuanto a las normas del IEEE sobre la metodología de ensayo de transformadores, la Colección de normas IEEE C57 sobre transformadores es la principal referencia externa en materia de criterios de aceptación que se utiliza a lo largo de este procedimiento.
Los daños o las configuraciones incorrectas que se detectan tras la instalación de un transformador suponen un coste de reparación considerablemente mayor que los problemas detectados en el momento de la entrega. Es recomendable estructurar la inspección en dos fases: una revisión documental previa a la llegada y una evaluación física sistemática en el momento de la recepción.
| Documento | Qué hay que confirmar | Bandera Roja |
|---|---|---|
| Orden de compra frente a ficha técnica del fabricante | Potencia nominal en kVA, tensión primaria/secundaria, grupo vectorial, rango de tomas | Cualquier discrepancia provoca una retención |
| Informe de pruebas de fábrica (pruebas rutinarias) | Pérdida en vacío, pérdida bajo carga, impedancia y TTR dentro de un margen de ±0,51 TP3T respecto a las especificaciones | Falta un informe o hay valores fuera de los límites de tolerancia |
| Lista de envío y embalaje | Cantidad de casquillos, palanca del conmutador, juntas y bidón de aceite (si se envía sin aceite) | Accesorios que faltaban y que se descubrieron tras la puesta en servicio |
| Clase de aislamiento y índice de altitud | Compruebe los valores nominales para la altitud del emplazamiento; se aplica una reducción de potencia por encima de los 1.000 m | Clasificación estándar aplicada a emplazamientos de gran altitud |
Indicadores de amortiguación y inclinación: Compruebe el registrador de impactos antes de descargar. Si el indicador se ha activado, es obligatorio realizar una parada y una revisión técnica antes de la puesta en tensión.
Integridad estructural y de estanqueidad: Revisa el depósito y los radiadores para detectar abolladuras o desprendimientos en las soldaduras; examina los casquillos en busca de astillas o grietas; y comprueba el color del gel de sílice del filtro de ventilación del conservador: si es rosa o blanco, indica que ha entrado humedad durante el transporte.
| Condición | Disposición |
|---|---|
| No hay indicadores activados, no hay daños estructurales, el aceite está limpio y la presión es positiva | Aceptar; continuar con la instalación y la configuración inicial |
| Indicador activado, sin daños visibles | En espera; se requiere una revisión técnica antes de la prueba SAT |
| Casquillo(s) agrietado(s) | Rechazar o reparar; no conectar a la red eléctrica |
| Presión de nitrógeno nula o negativa | Esperar; es necesario realizar una prueba de humedad antes de rellenar con aceite |
| Aceite lechoso o negro | Esperar; es necesario realizar análisis de laboratorio antes de la puesta en servicio |
| La placa de características no coincide con la orden de compra | Esperar; se necesita una aclaración del fabricante antes de la instalación |
| Pequeños desperfectos estéticos (arañazos superficiales, desconchones en la pintura hasta la capa de imprimación) | Aceptar con nota documentada; reparar antes de exponerlo al servicio en exteriores |
Estas tres pruebas eléctricas permiten determinar el estado inicial de la unidad tal y como se ha recibido. Realizarlas antes de la puesta en tensión permite detectar defectos de fábrica, daños ocasionados durante el transporte y la entrada de humedad que podrían pasar desapercibidos con una simple inspección visual.
Secuencia de pruebas recomendada:
1. La resistencia del bobinado es lo primero: no genera carga residual
| Prueba | Parámetro | Mínimo aceptable | Zona de precaución | Criterio de rechazo | Medidas correctoras |
|---|---|---|---|---|---|
| IR | IR60: alta tensión a tierra (corregido a 20 °C) | >=1 000 MOhm | 500-999 MΩ | <500 MΩ | Comprobar la presencia de humedad; tomar una muestra de aceite; secar si se confirma |
| IR | IR60 de baja tensión a tierra (corregido a 20 °C) | >=100 MΩ | 50-99 MΩ | <50 MΩ | Comprueba las superficies de los casquillos; el estado del respiradero; el nivel de aceite |
| PI | Bobinado de alta tensión o de baja tensión | ≥2,0 | 1.5-1.99 | <1,5 | Aplazar la puesta en tensión; prueba de dieléctrico de aceite y de contenido de humedad |
| IR | Interrelación entre devanados de alta tensión y baja tensión (corregida a 20 °C) | >=1 000 MOhm | 500-999 MΩ | <500 MΩ | Comprueba si hay contaminación por aceite o si el bobinado está desplazado |
| TTR | Desviación respecto a la relación indicada en la placa de características | <=0,51 TP3T en la toma principal | 0.5-1.0% | >1,01 TP3T en cualquier grifo | Comprueba la posición del grifo; si se confirma el problema, devuélvelo al fabricante |
| TTR | Equilibrio de la relación entre fases (unidades trifásicas) | Diferencial <=0,51 TP3T | 0.5-0.8% | >Diferencial de 0,81 TP3T | Se sospecha que hay un cortocircuito en las bobinas; realizar un análisis DGA de la muestra de aceite |
| Resistencia de bobinado | Equilibrio de fases, devanado de alta tensión | <=1,01 TP3T de desviación entre fases | 1.0-2.0% | >2.0% | Comprueba los terminales; vuelve a apretar; revisa los contactos del conmutador |
| Resistencia de bobinado | Equilibrio de fases, devanado de baja tensión | <=1,01 TP3T de desviación entre fases | 1.0-2.0% | >2.0% | Revisar las conexiones de las barras colectoras de baja tensión; comprobar si hay hilos rotos |
| Resistencia de bobinado | frente al registro de pruebas de fábrica (con corrección de temperatura) | <=2,01 TP3T desviación | 2.0-5.0% | >5.0% | Comprueba si hay resistencia de contacto o alguna conexión interna suelta |
Antes de pasar a la secuencia de conmutación, es necesario comprobar cada relé de protección, circuito de control y sistema auxiliar por separado y, a continuación, como un circuito integrado. Saltarse esta fase es la causa más habitual de que no se produzca la desconexión o de que se produzca una desconexión falsa durante la puesta en tensión inicial.
| Marcar elemento | Método | Criterio de aceptación |
|---|---|---|
| Polaridad y relación del transformador de corriente del relé | Inyección secundaria o primaria en la toma nominal | Relación de transformación dentro de ±0,51 TP3T; polaridad confirmada en el terminal de relé |
| Disparador de sobrecorriente de fase (51) | Inyección de corriente secundaria | Funciona a la tensión de recogida establecida ±51 TP3T |
| Detección de fallos a tierra (51N/50N) | Inyección mediante TC neutra | Funciona a la ganancia establecida; no funciona por debajo de 0,9 veces la ganancia |
| Limitación de la corriente de arranque (bloqueo del segundo armónico) | Aplicar una corriente de segundo armónico ≥ 151 TP3T de la fundamental | Los limitadores del relé; el umbral coincide con la hoja de configuración |
| Elemento instantáneo (50) | Inyección de alta corriente a 1,05 veces y 0,95 veces el valor de consigna | Funciona por arriba; sujeta por abajo |
| Continuidad del contacto de salida del interruptor | Multímetro conectado entre contactos normalmente abiertos | <1 ohmio en circuito cerrado; circuito abierto cuando no está alimentado |
| Marcar elemento | Método | Criterio de aceptación |
|---|---|---|
| Característica de la pendiente | Inyección de doble canal en la bobina de funcionamiento y de retención | Límite dentro de ±51 TP3T según la ficha técnica de la curva de relé |
| Configuración de la compensación del grupo vectorial | Comprueba que la configuración del software del relé coincida con la indicada en la placa de características (Dyn11, Yyn0, etc.) | Configuración de los emparejamientos; confirmada en el archivo de retransmisión y en el plano sellado |
| Bloqueo de secuencia cero (lado de alta tensión) | Inyectar corriente de secuencia cero en los terminales de alta tensión | El relé no funciona |
| Compensación de desajuste de CT | Calcular e introducir los factores de corrección de la toma | Corriente de fuga diferencial <5% de la nominal con una carga equilibrada inyectada |
| Estabilidad frente a fallos | Inyectar la corriente nominal de cortocircuito en la región de pendiente 1 | No se ha producido ningún disparo; la corriente está por debajo del umbral |
| Marcar elemento | Método | Criterio de aceptación |
|---|---|---|
| Calibración del WTI | Aplicar corriente al calentador de la cámara termográfica a la intensidad nominal y a 125% | Lectura dentro de un margen de ±3 °C respecto al punto caliente calculado |
| Calibración de OTI | Sumergir la bombilla en un baño a temperatura controlada a 75 °C y 100 °C | Lectura con una precisión de ±2 °C en cada punto |
| Flotador de alarma Buchholz | Introducir aire en el cuerpo del relé a través de la válvula de prueba | El contacto de alarma se cierra antes de que se active el flotador de disparo |
| Carroza de Buchholz | Aumento rápido del nivel de aceite mediante una bomba manual o una prueba de inclinación | El contacto del recorrido se cierra; no hay bloqueo mecánico |
| Alimentación auxiliar de CC | Voltímetro en los terminales del relé | Entre -101 TP3T y +51 TP3T de la tensión auxiliar nominal |
| Continuidad de la bobina de disparo | Comparar la resistencia de la bobina de disparo con los datos del fabricante | Dentro de un margen de ±151 TP3T respecto a la resistencia nominal de la bobina |
| Asignación de señales SCADA/RTU | Comprueba el estado de cada conexión fija y cada punto analógico con respecto a la lista de puntos | Todos los puntos coinciden; no hay señales invertidas ni intercambiadas |
Situación: Durante un procedimiento de puesta en tensión de un transformador de distribución en una subestación de 33/11 kV, las pruebas de inyección en el secundario revelaron que el umbral de bloqueo de corrientes de arranque estaba fijado en el segundo armónico 20%. Sin embargo, ese lote de firmware presentaba una desviación documentada: el bloqueo de armónicos solo se activaba por encima de 22%, y el equipo de campo había utilizado la hoja de configuración del firmware anterior.
Datos empíricos: La inyección de corriente fundamental con un contenido de armónicos de segundo orden de 18% —típico de la alimentación de un transformador de distribución con carga ligera— provoca la activación del relé en lugar de su inhibición.
Una vez que cada resultado de la prueba SAT se traduce en una decisión documentada de aprobado o suspenso, el equipo puede pasar a la secuencia de conmutación. Basta con que haya una sola variación no resuelta en la resistencia de bobinado —por encima del límite de tolerancia, una resistencia de inducido (IR) por debajo del mínimo o una lectura errónea de la relación de transformador— para suspender la puesta en tensión.
Verificación física y de la instalación
– [ ] Los datos de la placa de características del transformador coinciden con los planos de diseño del ramal (kVA, tensión, grupo vectorial, impedancia)
Una vez que el transformador ha mantenido la tensión sin que se haya producido ningún disparo ni alarma durante el periodo de observación en vacío, la fase de aceptación pasa a la confirmación del rendimiento en carga.
| Parámetro | Método de medición | Criterio de aprobación | Averigua si |
|---|---|---|---|
| Tensión de salida (por fase) | Voltímetro de valor eficaz real en los terminales secundarios | Dentro de un margen de ±2,51 TP3T respecto al valor nominal ajustado por tap | Cualquier fase se desvía en más de 2,51 TP3T |
| Equilibrio de tensión (trifásico) | Diferencia de % entre fases | <=1,01 TP3T entre fases | Desequilibrio >1,51 TP3T |
| Corriente de carga (por fase) | Pinza amperimétrica en el ramal secundario | <=corriente nominal secundaria para la carga aplicada | Cualquier fase >105% de la corriente prevista |
| Desequilibrio de corriente | Calculado a partir de lecturas trifásicas | <=10% según las directrices de la norma NEMA MG-1 | Desequilibrio >10% |
| Corriente de neutro (secundario en estrella) | Pinza amperimétrica en el conductor neutro | <=101 TP3 T de la corriente nominal a plena carga con carga equilibrada | Corriente de neutro >20% de FLA |
| Factor de potencia | Analizador de potencia en el lado primario o secundario | A menos de 0,05 del factor de seguridad de diseño con la carga de ensayo | El PF se desvía más de 0,05 con respecto al valor de referencia |
| THD (tensión) | Medidor de calidad de la energía | <=51 % de distorsión armónica total | THD >8% |
| Punto de medición | Herramienta | Criterio de aprobación | Estado de la bandera |
|---|---|---|---|
| Temperatura del aceite de motor | Termómetro de dial o RTD | <=Aumento nominal de la temperatura del aceite superior a la temperatura ambiente, según la placa de características | >10 °C por encima del aumento previsto con la carga de prueba |
| Superficie del depósito | Cámara termográfica | Gradiente uniforme de abajo hacia arriba | Cualquier punto caliente localizado a más de 15 °C por encima de la superficie del tanque adyacente |
| Terminales de conexión primarios | Cámara térmica | ≤ 10 °C por encima de la temperatura del conductor con la misma corriente | Cualquier terminal a más de 20 °C por encima del conductor con la misma carga |
| Conexiones de casquillos secundarios | Cámara térmica | ≤ 10 °C por encima de la temperatura del conductor | Cualquier casquillo a más de 20 °C por encima del conductor |
| Aletas de refrigeración o radiadores | Cámara térmica | Temperatura uniforme de las aletas con una variación de ±5 °C entre filas | Aletas frías en fila (refrigeración bloqueada o atascada) |
| Intervalo | Acción | Propósito |
|---|---|---|
| 24 horas después de la conexión a la red eléctrica | Registrar la temperatura del aceite, la temperatura ambiente y la corriente de carga | Establecer una referencia térmica inicial |
| 72 horas | Comprueba si las conexiones externas presentan decoloración por calor; vuelve a apretarlas si se detecta algún problema. | Los ciclos térmicos pueden aflojar las orejetas de compresión |
| 7 días | Escaneo por infrarrojos en el momento de máxima carga diaria | Detecta anomalías térmicas invisibles a carga parcial durante la prueba SAT |
| 30 días | Toma de muestras de aceite para el análisis de gases disueltos (DGA) en unidades de más de 500 kVA | Detecta fallos internos en fase inicial que se producen bajo carga |
| 30 días | Revisar el registro de eventos del relé de protección | Confirma que no se han producido incidentes operativos ni cuasi-incidentes que no se hayan notificado |
Las decisiones de adquisición que se toman antes del envío del transformador determinan directamente el buen funcionamiento de las pruebas SAT sobre el terreno. Esperar a que el equipo llegue a la obra para definir los requisitos de las pruebas, las expectativas en materia de documentación o las responsabilidades de asistencia en la puesta en servicio genera retrasos, disputas sobre los costes y lagunas en los datos de referencia que nunca podrán recuperarse por completo.
Las especificaciones técnicas adjuntas a la solicitud de presupuesto constituyen el único documento con carácter contractual en el que se define el alcance de las pruebas de aceptación (SAT). Como mínimo, deben incluir:
| Estado del campo | Parámetro de especificación: estado | Repercusiones en el protocolo SAT |
|---|---|---|
| Altitud superior a 1.000 m | Altitud del emplazamiento en metros | Se requieren correcciones de la distancia dieléctrica y de la rigidez dieléctrica en aceite |
| Temperaturas ambientales extremas | Temperaturas mínimas y máximas diarias | Cambios en los factores de corrección de la línea de base de la resistencia de bobinado |
| Alta humedad o exposición costera | Rango de humedad relativa; clasificación de niebla salina | Es necesario establecer umbrales de aceptación de infrarrojos más estrictos |
| Contaminación industrial grave | Clase de contaminación IEC o equivalente | Las pruebas de corriente de fuga en los casquillos cobran mayor importancia |
| Funcionamiento con conmutaciones frecuentes | Ciclos de conmutación diarios estimados | Durante la prueba SAT se debe comprobar la coordinación de los descargadores de sobretensión |
Utilice estas referencias XBRELE para conectar la decisión de campo con el producto correcto, la prueba y el flujo de trabajo de adquisición: Página del producto XBRELE, Gama de disyuntores de vacío XBRELE, Guía de calificaciones del VCB, Lista de comprobación para la aceptación del FAT/SAT de VCB, Gama de transformadores de distribución de potencia XBRELE.
Ejemplo práctico: durante una inspección de servicio, una fase midió fuera de su línea de base de puesta en servicio, mientras que las otras dos fases se mantuvieron estables. El equipo repitió la medición con cables verificados, comprobó la temporización y el recorrido de los contactos y utilizó la divergencia medida para separar un problema de presión de contacto de un problema genérico de limpieza de superficies.
El umbral habitual en el sector es de ≥1 000 MΩ para el devanado de alta tensión a tierra (corregido a 20 °C) y de ≥100 MΩ para el devanado de baja tensión a tierra. Sin embargo, el índice de polarización suele ser un indicador del estado más fiable que el valor absoluto de la resistencia de aislamiento.
En la mayoría de los transformadores de distribución, la corriente de arranque alcanza normalmente un pico de entre 6 y 12 veces la corriente nominal y decae en un intervalo de entre 0,1 y 1,0 segundos. Una corriente de arranque que no decaiga en un plazo de 2 segundos se considera anómala y justifica la desconexión, la comparación de la medición de la corriente de excitación con el valor de referencia de fábrica y un análisis de gases en desgasificación (DGA) antes de realizar un segundo intento de conexión.
Técnicamente sí, pero al hacerlo se eliminan todos los valores de referencia para las pruebas eléctricas previas a la puesta en tensión. Sin los valores de resistencia de los devanados y de la relación de transformación proporcionados por el fabricante, no es posible determinar si las desviaciones observadas in situ son preexistentes o se deben a la instalación.
Las causas más comunes son la inversión de polaridad del CT, un ajuste incorrecto de la compensación del grupo vectorial en el relé, un umbral de bloqueo de corrientes de arranque fijado demasiado alto en relación con el comportamiento real del firmware, o que no se bloquee la corriente de secuencia cero en el devanado en triángulo de alta tensión. Una prueba de inyección secundaria realizada antes de la puesta en tensión detectará todos estos problemas antes de la primera operación de conmutación.
En el caso de unidades de más de 500 kVA o con clases de tensión superiores a 15 kV, un análisis de gases de descomposición (DGA) previo a la puesta en servicio proporciona una referencia que permite detectar fallos incipientes que se desarrollan bajo carga. No es un requisito universal de la norma, pero sin él no se puede interpretar de forma fiable una alarma de gas tras la puesta en servicio: no hay forma de confirmar si el gas estaba presente antes de la puesta en servicio o si fue generado por el propio evento de puesta en servicio.
