Análisis de Respuesta en Frecuencia (FRA) para la evaluación de desplazamientos y deformaciones de devanados en Transformadores de Potencia.

El Análisis de respuesta en frecuencia (FRA – Frequency Response Analysis) es una medición que muestra la dependencia de la frecuencia de los bobinados de un transformador a una señal aplicada hecha con la intención de detectar deformaciones de los bobinados a través de los efectos resultantes en los cambios de sus inductancias y capacitancias distribuidas.

Algunos tipos de fallos que se pueden detectar con el FRA

• Movimiento del núcleo

• Fallo a tierra del núcleo

• Deformación de los bobinados

• Desplazamiento de los bobinados

• Colapso parcial de los bobinados

• “Hoop buckling” o alteraciones del bobinado

• Estructuras rotas

• Espiras en corto o bobinados abiertos

El principal interés de las mediciones FRA en transformadores es detectar deformaciones en los bobinados que puedan haber resultado como consecuencia de las fuerzas electromagnéticas que ocurren dentro del transformador como consecuencia de cortocircuitos, fallos en el conmutador bajo carga, fallos de sincronización, etc.

Las deformaciones en los bobinados pueden dar como resultado averías debido a daños en el aislamiento entre espiras (espiras cortocircuitadas), lo que significa el final de la vida de la máquina.

Se espera que los transformadores sobrevivan un número de cortocircuitos sin averías, pero una vez que se produce una deformación significativa de los bobinados, la probabilidad de sobrevivir nuevos cortocircuitos se ve reducida fuertemente debido al incremento de las tensiones electromagnéticas. 

Aún más, cualquier reducción en la sujeción del bobinado debido al deterioro de los aislantes causado por el envejecimiento incrementará la probabilidad de la avería.

Otra de la aplicaciones de la técnica de medición del FRA es la de verificar la integridad mecánica de un transformador después del transporte, lo que brinda una herramienta confiable para confirmar que el núcleo y los bobinados no sufrieron ningún daño mecánico debido a las sacudidas durante el transporte.

Debido a que las mediciones del FRA pueden brindar información acerca de la consistencia geométrica de la estructura del bobinado y el núcleo, estos ensayos están siendo utilizados como controles para el aseguramiento de la calidad.

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