Metodología para ejecución de pruebas eléctricas con sistemas resonantes de alta tensión

Abstract

Este documento presenta los resultados de un trabajo investigativo y experimental, donde se complementa con la experiencia del autor, sobre el sistema de alta tensión para pruebas de aislamiento eléctrico en un transformador de potencia como objeto bajo prueba, siendo uno de los principales elementos del sistema eléctrico de potencia. En una primera fase se desarrolla una caracterización de los sistemas de alta tensión para pruebas eléctricas, al tener claros los 2 tipos de sistemas que se utilizan en este trabajo, se procede a realizar un modelo del aislamiento eléctrico del transformador. Por medio de cálculos y valores experimentales de laboratorio, se obtienen los resultados de capacitancia del aislamiento eléctrico dentro del transformador. Mediante el software Matlab-Simulink® se realizan 2 simulaciones de los 2 tipos de sistemas resonantes de alta tensión, con el fin de analizar el comportamiento en tiempo real de las variables eléctricas en un transformador de potencia como objeto bajo prueba, después se realiza una guía para aplicar una prueba de tensión aplicada basado en normativa internacional, un procedimiento paso a paso, teniendo en cuenta todos los parámetros importantes en cuestión de seguridad y aplicabilidad. Finalmente, se realizan las pruebas en laboratorio utilizando uno de los sistemas resonante de alta tensión (ACRL) para poder contrastar los resultados de simulación con los obtenidos en laboratorio. Todo lo anterior con el fin, a futuro, de predecir valores y comportamientos de los sistemas antes de realizar pruebas de tensión aplicada en fábrica o sitio y así, minimizar el riesgo de daño por excesos de tensión eléctrica y corriente, siendo este el principal aporte del documento presente en la ingeniería eléctrica.(Texto tomado de la fuente)

This document presents the results of a research and experimental work, complemented with the author's experience, focused on the high voltage resonant system used for electrical insulation testing in power transformers, being an important equipment of electrical power systems. The initial stage of this work deals with the characterization of the high voltage systems used in electrical tests, distinguishing between the two types of systems presented in this study, ACRF (variable frequency) and ACRL (variable inductance). A model of the transformer electrical insulation is then developed by combining theoretical calculations with laboratory experiments to obtain accurate transformer insulation capacitance values. Subsequently, using Matlab-Simulink® software, real-time simulations of both high-voltage resonant systems were performed, allowing us to analyze the electrical variables inside the power transformer under test conditions. Next, a complete guide for the application of the applied voltage test based on international standards is provided, offering a step-by-step procedure that carefully considers essential parameters related to safety and technical requirements. To conclude this work, the results of theoretical calculations were compared with the results of laboratory tests using one of the high voltage resonant systems, the ACRL system. Finally, it is concluded that this final master's work serves as a tool to predict values and behaviors of real resonant systems before performing applied voltage tests in factory or site and thus, minimize the risk of damage due to excess voltage and current, being this the main contribution of this paper in electrical engineering.