Una prueba de calentamiento de un transformador seco tipo SCB12 solo es aceptable cuando el aumento de temperatura del devanado medido puede relacionarse con la potencia nominal especificada, el sistema de refrigeración, el método de ensayo y el límite del sistema de aislamiento. Una lectura final de temperatura por sí sola no permite demostrar el cumplimiento. El informe debe relacionar la carga eléctrica y la temperatura del aire circundante con la temperatura del devanado calculada al final de un ensayo válido y estabilizado térmicamente.

Comience por las especificaciones del transformador y los criterios de aceptación acordados. La designación SCB12 identifica una serie de productos; no establece el aumento de temperatura admisible del devanado, el material del conductor ni la potencia nominal de refrigeración. Estos datos deben obtenerse de la placa de características, la documentación técnica aprobada y la norma aplicable a los transformadores secos.

Establecer la base del límite de aceptación

El informe debe identificar la norma aplicable y su edición, junto con los requisitos contractuales que modifiquen las condiciones del ensayo o los límites de aceptación. Una referencia a una norma general para transformadores, sin los requisitos térmicos pertinentes para transformadores secos, deja incompleta la base de aceptación. Las referencias a ediciones antiguas de normas en un catálogo tampoco determinan qué edición rige un pedido concreto.

Distinga la clase térmica del sistema de aislamiento del aumento medio de temperatura permitido para el devanado. La clase térmica se refiere a la capacidad térmica del sistema de aislamiento; el límite de aceptación de un ensayo basado en la resistencia se refiere al aumento medio de temperatura del devanado en condiciones especificadas. Considerar la temperatura de la clase térmica como un aumento admisible genera un umbral de aceptación incorrecto.

La base documentada debe distinguir entre:

• Funcionamiento nominal: la potencia nominal, la frecuencia, la posición de toma y el modo de refrigeración representados por el ensayo.
• Requisitos térmicos: el sistema de aislamiento declarado y el límite aplicable de aumento de temperatura del devanado, incluidos los distintos límites cuando los sistemas de devanado difieran.
• Condiciones de servicio: la temperatura ambiente y la altitud especificadas. Las condiciones inusuales requieren el tratamiento definido en los documentos aplicables.

El aumento de temperatura es una diferencia de temperatura, normalmente expresada en kelvins. Su valor numérico equivale a la diferencia correspondiente en grados Celsius, pero debe distinguirse de una temperatura absoluta del devanado.

Ajustar la configuración ensayada a la potencia nominal declarada

Las potencias nominales con refrigeración natural y forzada representan condiciones de refrigeración distintas. Un ensayo realizado con los ventiladores en funcionamiento respalda la potencia nominal asociada a esa configuración de ventiladores. No demuestra el cumplimiento con una potencia nominal de refrigeración natural, salvo que el procedimiento especificado demuestre esa condición por separado.

Registre durante todo el ensayo el estado de los ventiladores, las condiciones de alimentación, la dirección del flujo de aire y el funcionamiento de los controles. La conmutación automática de los ventiladores modifica la disipación de calor, por lo que un cambio de estado no documentado dificulta la interpretación de la tendencia de temperatura. Los ventiladores temporales de laboratorio o el flujo de aire dirigido hacia las bobinas también alteran las condiciones de refrigeración.

La envolvente es importante porque modifica la trayectoria del aire. Compare la envolvente ensayada, las aberturas de ventilación y las distancias libres con la configuración que contempla el informe. Un ensayo de un transformador sin envolvente no demuestra automáticamente el comportamiento térmico de una instalación con envolvente. Las paredes cercanas, las entradas de aire inferiores restringidas y las salidas superiores obstruidas pueden aumentar la temperatura del devanado, incluso si la carga eléctrica no cambia.

Esta distinción también se aplica al comparar la construcción de resina epoxi de untransformador seco tipo SCB14 con un diseño SCB12. Una menor pérdida en vacío modifica parte del calor generado, pero la aceptación térmica sigue dependiendo de las pérdidas en carga, la geometría del devanado, la ventilación y la potencia nominal ensayada. La designación de una serie o una declaración de eficiencia no pueden sustituir las pruebas del aumento de temperatura.

Confirmar que el método de calentamiento representa las pérdidas requeridas

Identifique si el ensayo utilizó carga directa, un montaje espalda con espalda u otro método permitido por la norma aplicable. Los distintos métodos establecen de manera diferente las condiciones de calentamiento requeridas. El informe debe mostrar cómo el procedimiento seleccionado representa tanto las pérdidas asociadas a los devanados como el calentamiento asociado al núcleo, incluida cualquier combinación prescrita de etapas de ensayo.

La corriente nominal por sí sola no es evidencia suficiente. Un montaje de calentamiento en cortocircuito produce pérdidas en los devanados mientras que la tensión aplicada es muy inferior a la tensión nominal, por lo que el calentamiento del núcleo difiere del que se produce durante el servicio normal. Cuando este montaje forme parte de un método aceptado, deben documentarse las mediciones adicionales y los cálculos que dicho método requiera.

Revise la corriente, la tensión, la frecuencia y la potencia registradas y compárelas con las condiciones previstas. Un desequilibrio de corriente produce un calentamiento desigual entre fases. Una frecuencia o condición de excitación incorrecta modifica las pérdidas del núcleo. La posición de toma también afecta a las condiciones eléctricas, y el informe debe justificar la toma seleccionada conforme al requisito de ensayo especificado.

Toda corrección por desviaciones respecto a la corriente o las pérdidas objetivo debe ajustarse al procedimiento aplicable. Un ajuste sin explicación que convierta un resultado medido no conforme en un valor informado conforme requiere examinar las lecturas originales y la base de la corrección.

Utilizar mediciones ambientales que representen el aire de refrigeración entrante

Los sensores ambientales deben medir el aire que rodea al transformador y entra en su recorrido de refrigeración, en las posiciones y con el apantallamiento exigidos por el procedimiento de ensayo. Un sensor expuesto al aire caliente de salida sobreestima la temperatura ambiente y subestima el aumento calculado de temperatura del devanado. Un sensor junto a un chorro de aire frío de impulsión produce la distorsión opuesta.

Conserve las lecturas ambientales individuales y el método utilizado para determinar la temperatura de referencia. Un único termómetro de sala no permite demostrar si el aire alrededor del transformador tenía una temperatura uniforme. Las posiciones de los sensores, su estado de calibración y su protección frente al calor radiante deben constar en el registro del ensayo.

Represente en un gráfico la temperatura ambiente junto con los indicadores de temperatura del devanado y la carga eléctrica. Una temperatura del devanado casi constante mientras desciende la temperatura de la sala puede ocultar un aumento del aumento de temperatura. Del mismo modo, una aparente estabilización causada por la reducción de la corriente no demuestra la estabilización a la carga requerida.

La estabilización térmica debe cumplir el criterio de la norma aplicable, utilizando el intervalo de observación y la tendencia de temperatura requeridos. El tiempo transcurrido del ensayo por sí solo no es suficiente. Los devanados de resina moldeada retienen el calor, y los sensores de superficie pueden responder de forma distinta a la temperatura media del conductor determinada por resistencia.

Reconstruir la temperatura del devanado a partir de las mediciones de resistencia

El método de resistencia relaciona la resistencia del conductor con la temperatura media del devanado. Su fiabilidad depende de una referencia fría precisa, de efectuar las mediciones en caliente poco después de la desconexión y de tratar correctamente el enfriamiento durante la medición.

Antes del calentamiento, debe establecerse la temperatura de referencia del devanado en las condiciones exigidas por el procedimiento. Si el devanado no ha alcanzado el equilibrio térmico, asignar la temperatura ambiente a la resistencia en frío introduce un error en todos los cálculos posteriores.

Una forma general de la relación entre resistencia y temperatura es:

θ_caliente = (R_caliente / R_fría) × (K + θ_fría) − K

Aquí, R_fría y R_caliente son las resistencias correspondientes al mismo circuito de medición del devanado, θ_fría es su temperatura de referencia y K es la constante del material especificada para el conductor. El cobre y el aluminio requieren constantes distintas. El informe debe identificar el material del conductor, en lugar de deducirlo del nombre del modelo.

Después de la desconexión, la temperatura del devanado empieza a disminuir. Registre la hora de desconexión, las horas de medición, las lecturas de resistencia y la secuencia de medición. Cuando sea necesario, calcule la resistencia en el momento de la desconexión mediante el procedimiento de extrapolación prescrito. Utilizar una lectura tardía sin el tratamiento requerido subestima la temperatura al final del ensayo.

Calcule el aumento de temperatura restando la referencia ambiental prescrita de la temperatura calculada del devanado. Repita la evaluación para cada devanado y fase requeridos. Conserve el resultado aplicable más alto; promediar las fases puede ocultar que se ha superado el límite en una de ellas.

Interpretar las lecturas de los sensores y emitir un resultado justificable

Un detector de temperatura integrado mide la temperatura en el lugar donde está instalado. La resistencia mide la temperatura media del conductor a lo largo del circuito de medición. Es posible que estos valores no coincidan y ninguno determina directamente el punto más caliente sin una relación aceptada o un método de apoyo.

Por tanto, una lectura baja del detector no puede invalidar un aumento de temperatura excesivo determinado mediante el método de resistencia. A la inversa, una lectura inusualmente alta del detector requiere investigar su ubicación, contacto, cableado y las condiciones de refrigeración locales. Las mediciones de superficie por infrarrojos son útiles para localizar calentamientos desiguales, pero la emisividad y la temperatura de la superficie limitan su uso como sustituto de la medición de aceptación especificada.

El informe final debe conservar la identificación del equipo, los registros de configuración, los datos de calibración de los instrumentos, el historial de carga, las tendencias ambientales, las pruebas de estabilización, los datos de resistencia, los cálculos y los límites aplicables. Cualquier uso de un ensayo de diseño anterior requiere una base documentada que demuestre que el diseño ensayado representa el transformador evaluado, incluidas las diferencias con relevancia térmica.

Registre el resultado por separado para cada potencia nominal y modo de refrigeración requeridos. Un resultado que exceda el límite en condiciones válidas es un resultado no conforme; la falta de pruebas de estabilización o unas mediciones de desconexión inutilizables no permiten demostrar el cumplimiento. La repetición del ensayo debe abordar la deficiencia concreta para que el nuevo resultado permita tomar una decisión de aceptación clara.