Pruebas Eléctricas
Pruebas de Respuesta a la Frecuencia
Pruebas de Respuesta a la Frecuencia
El análisis de Respuesta a la Frecuencia (FRA) o análisis del barrido de la respuesta en frecuencia, es un método potente y sensible para evaluar la integridad mecánica de los núcleos, devanados y estructuras de sujeción de los transformadores de potencia al medir sus funciones de transferencia eléctrica en un amplio rango de frecuencias.
Análisis de respuesta en frecuencia (FRA – Frequency Response Analysis)
Cualquier medición que muestre la dependencia de la frecuencia de los bobinados de un transformador a una señal aplicada que sea hecha con la intención de detectar deformaciones de los bobinados a través de los efectos resultantes de los cambios en las inductancias y capacitancias distribuidas.
Método de barrido en frecuencia (SFRA – Sweep FRA)
Es la respuesta en frecuencia medida directamente debida a la inyección de una señal de frecuencia variable en uno de los terminales y con la medición de la respuesta en el otro terminal.
Método de tensión de impulso (LVI – Low Voltage Impulse)
Es la respuesta en frecuencia medida indirectamente debida a la inyección de una señal de impulso de una forma particular en un terminal y midiendo la respuesta en el otro terminal, y luego para ver los resultados aplicar la transformación del dominio en el tiempo al dominio de la frecuencia.
Amplitud del FRA
La magnitud de la respuesta relativa a la señal inyectada, se la expresa usualmente en dB calculada como 20 x log10 (Vrespuesta / Vinyectada).
Angulo de fase FRA
Es el desfasaje de ángulo de la respuesta relativa a la de la señal inyectada.
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Gráfico de comportamiento teórico de una capacitancia vs comportamiento real.
Se puede observar que la comparación del comportamiento teórico y real de un capacitor es muy similar.
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Algunos tipos de falla que se pueden detectar con la prueba de Respuesta a la Frecuencia (FRA):
? Movimiento del núcleo.
? Fallas a tierra del núcleo.
? Deformación de los bobinados.
? Desplazamiento de los bobinados.
? Colapso parcial de los bobinados.
? “Hoop buckling” o abollamiento del bobinado
? Estructuras rotas.
? Espiras en corto o bobinados abiertos
Ejemplo de una medición con problemas debido al ruido vs otras sin ruido.
Este gráfico debe tomarse como una indicación general ya que hay superposición de frecuencias que sugieren más de un diagnóstico.
Ejemplos de uso de FRA
Se muestran a continuación algunos ejemplos de casos de daños en transformadores, donde se puede ver la fotografía del daño y el resultado del análisis FRA.
A la izquierda se muestra dos bobinados de alta tensión de dos transformadores gemelos.
En la gráfica verde una medición normal y la gráfica roja muestran la medición con la puesta a tierra del núcleo desconectada.
Núcleo con puesta a tierra desconectada
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