Revista de Energia de Hoy

Lunes, 17 Octubre 2016 10:05

El ruido eléctrico en mediciones de subestaciones

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Dinesh Chhajer. Manager, technical support group. Megger
Jill Diplessis - Technical marketing Manager. Megger

El ruido eléctrico es un tema siempre presente cuando se pretenden realizar mediciones precisas y fiables en subestaciones de alta tensión, y representaba un importante problema para uno de los propietarios de una de las mayores compañías de servicio público de Norteamérica. Para esta compañía, era imposible ensayar las bornas de los transformadores de intensidad (en lo sucesivo TI) en subestaciones de 765 kV. Los ingenieros de Megger, en colaboración con los ingenieros de esta compañía, han desarrollado una solución completa y eficaz para resolver ese difícil problema. La compañía en cuestión, es una de las más grandes empresas de servicio público de energía de E.E.U.U. con más de cinco millones de clientes en 11 estados que opera numerosas subestaciones de 765 kV. Un aspecto crítico del proceso de puesta en marcha de los transformadores de energía en estas subestaciones, es llevar a cabo correctas y fiables mediciones de los TI. A pesar de haber probado varios instrumentos de diversos fabricantes, esta compañía no había encontrado aún, equipos que le ofrecieran resultados fiables y repetibles. Casi en el 100 % de los casos, las mediciones arrojaban resultados erróneos.

Notificados del problema, los ingenieros de Megger visitaron una subestación donde debían realizarse mediciones con urgencia, en este caso a un autotransformador de 765 kV monofásico antes de la energización y bajo la lluvia. El transformador era una unidad de 750 MVA 765/528 kV con un bobinado terciario de 13.8 kV que estaba situado de forma adyacente a las líneas de transmisión de 765 kV que estaban en funcionamiento y energizadas durante las mediciones.

El transformador tenía 17 TI – seis en H1, cuatro en X1, dos en H0-X0, tres en Y1 y dos en Y2. La mayoría de los TI tienen niveles de 3000:5, aunque los hay con hasta 30,000:5. Las mediciones se llevaron a cabo con el comprobador de transformadores de potencia y de relés de Megger, MRCT, en condiciones extremadamente adversas de trabajo – llovía con fuerza y todo el trabajo debió realizarse debajo de una tienda de campaña.

Se siguió la práctica habitual para configurar la medición, con cables aislados desde la parte superior de las bornas hasta el nivel del suelo para facilitar sus conexiones. Las bornas se conectaban a tierra cuando no se llevaban a cabo las mediciones.

Los primeros ensayos se realizaron en los TI de las bornas H1. Durante la medición de resistencia de aislamiento, sin embargo, el equipo emitió un aviso de que había tensión en una de las bornas. También se detectaron problemas similares cuando se intentaron probar otros TI.

Después de llevar a cabo una serie de investigaciones, obstaculizadas en todo momento por una lluvia constante, los ingenieros descubrieron que la causa principal de los problemas de medición era que las bornas H1 actuaban como antena para el ruido eléctrico. Para solucionar este problema se instaló un cable de conexión a tierra en la borna H1, aun cuando éste ya estaba conectado a tierra a través del equipo de medición.

La tabla 1 muestra las conexiones hechas para probar los TI con las bornas H1. Debe notarse que el cable de pruebas H2 del MRCT se conectó a la borna X0 en lugar de a la X1 para la ruta de retorno. Debido a que la altura de la borna X0 es menor que la del X1, la interferencia de ruido eléctrico pudo reducirse mediante la borna X0 para la ruta de retorno.

Con esta disposición se hizo posible realizar mediciones precisas en los seis TI de la borna H1. El peor caso de error fue de sólo 0.029%, y en la mayoría de los casos estaba muy por debajo del 0.02%. Las pruebas de los TI en la borna X1 dieron lugar a un desafío adicional, ya que la conexión de tierra del H1 no se podía retirar debido al nivel de ruido eléctrico. Las conexiones estándar para el sistema de ensayo mostrado en la Tabla 2 no pudieron utilizarse, ya que ello podía haber dado lugar a un segundo bucle de tierra (ya que el cable de medición H1 estaba conectado a tierra por el equipo de medición). A continuación, se adoptó una disposición de conexión modificada ligeramente como se muestra en la Tabla 3. Esto tiene el efecto de ofrecer resultados con polaridad incorrecta, con un ángulo de fase de 180º, pero tiene una fácil solución.

Los resultados para el TI de la borna X1 mostró errores ligeramente superiores – el peor caso era de 0.24% – que las de H1, lo cual se debe a que la altura de los primeros, dio lugar a mediciones más sensibles a los efectos del ruido eléctrico inducido por las líneas de transmisión energizadas cercanas. Sin embargo, la precisión seguía siendo óptima, y los ingenieros de la empresa de servicios quedaron muy satisfechos con las mediciones.

Un procedimiento similar se utilizó en mediciones con los TI de la borna X0, mientras que para los TI de la borna Y1 y Y2, todas las bornas H1, X1 y X0 se interrumpieron y se conectaron juntas a tierra. A partir de allí se obtuvieron resultados precisos y repetibles con facilidad y rapidez.

Los ingenieros de esta empresa, lo cuales, presenciaron las mediciones en la subestación de transmisión de 765 kV, obtuvieron una impresión muy favorable, no sólo por el rendimiento, sino también por la velocidad de funcionamiento del sistema de mediciones MRCT de Megger. Una vez que los problemas iniciales relacionados con el ruido se solucionaron, se completaron todas las mediciones recomendadas por la normativa IEEE C57.13.1 (saturación, ratio, polaridad, resistencia de bobinado y desmagnetización del TI) en los 17 TI en menos de tres horas, a pesar de las difíciles condiciones de trabajo. Basándose en su experiencia previa, estos ingenieros esperaban haber estado realizando mediciones durante uno o dos días completos.

Esta experiencia ha demostrado de forma concluyente que el analizador de transformadores de corriente MRCT de Megger es capaz de ofrecer resultados precisos y fiables en subestaciones de alta tensión donde los altos niveles de ruido eléctrico hacen imposible para otros instrumentos trabajar de forma correcta y fiable.

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