protecciones de transformadores de potencia

7/17/2019 Protecciones de Transformadores de potencia

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1.-PROTECCIONES DE TRAFOS



2.-PROTECCIONES DE TRANSFORMADORES

13,2 kV

33 kV

132 kV

Relé diferencial



3.-PROTECCIONES DE TRAFOS LADO 13,2 kV



4.-PROTECCION DIFERENCIAL DE TRAFO

Icc1Icc2

Idif



5.-TRAFO DE DOS ARROLLAMIENTOS

Ia1

Ib1

Ic1

Ia2

Ib2

Ic2

Ić2

I´b2

Iá2

Iá2

I´b2

Ić2

Ić2



6.-INCONVENIENTES A SUPERAR POR LAPROTECCION DIFERENCIAL DE TRAFOS

a.- Diferencia de módulos entre las corrientes primarias y secundarias

debido a la relación de transformación del Trafo.

b.- Presencia de corriente del lado primario (corriente de excitación y de

pérdidas) sin contrapartida en el secundario cuando el Trafo está en vacío.

c.- Diferencia de fases entre las corrientes primarias y secundarias en lostransformadores estrella - triángulo.

d.- Desigual saturación de los Transformadores de Corriente. cuando se

producen cortocircuitos severos fuera del transformador.

e.- Cambios en la relación de transformación nominal del Trafo debidos al

accionamiento del conmutador bajo carga.

f.- Transitorio de magnetización cuando se energiza el Trafo ( Inrush

magnetizante )



7.-CONEXIONADO DEL RELE DIFERENCIALIa1

Ib1

Ic1

Ia2

Ib2

Ic2

Ić2

I´b2

Iá2

Iá2

I´b2

Ić2

Ić2



8.-CONEXIONADO DE DIFERENCIAL DE TRAFOCON ADAPTADOR

Ia1

Ib1

Ic1

Ia2

Ib2

Ic2

Ić2

I´b2

Iá2

Iá2

I´b2

Ić2

Ić2



9.-CONEXIONADO DIFERENCIAL DE TRAFO CON ADAPTADORES

Ia1

Ib1

Ic1

Ia2

Ib2

Ic2

Ić2

I´b2

Iá2

Iá2

I´b2

Ić2

Ić2



10.-CONEXIONADO DE DIFERENCIAL DE AUTOTRAFO TRES ARROLLAMIENTOS



11.-DIAGRAMA VECTORIAL

Yd 11



12.-DESIGUAL SATURACION



13.-BOBINAS DE RESTRICCION



14.-RELE DIFERENCIAL PORCENTUAL



15.-NORMA IEC 60076-5 IRAM 2112

Norma IRAM 2112

2.1.3 Duración de la corriente simétrica de cortocircuito I. Salvoindicación contraria del comprador, la duración de la corriente I a

utilizarse en el cálculo de la capacidad térmica para soportar el

cortocircuito es de 2 s.



16.-NORMA IEC 60076-5

Un transformador debe soportar durante dos segundos, uncorto pasante, teniendo en cuenta las inpedancias de cortode trafo y del sistema.

Cuándo no se conocen los datos del sistema y del trafo, lanorma suministra dos Tablas con que valores recomendados

I = U/√ 3 (ZT + ZS), donde ZT = U2 /Pn y ZS = U2 /Pcc

I = In/(zt + Pn/Pcc) zt en p.u.

La curva resultante es k = I2xt = I2x2 [A2 seg]



17.-VALORES MINIMOS DE zt



18.-POTENCIAS DE DISEÑO

Se adopta la Europea porque es la menos rigurosa y setoman la mitad de los valores propuestos.



19.-PROTECCIONES DE TRANSFORMADORES



20.-PROTECCIONES DE TRANSFORMADORESCOORDINACION



21.-PROTECCIONES DE TRAFOS



22.-PROTECCION DE CUBA

Principio de Funcionamiento: Se trata de una

protección destinada a detectar puestas a tierra

dentro de la cuba del transformador.

Para que esta protección funcione correctamente es

necesario asegurarse que el cable de puesta a tierra

de la cuba sea la única conexión de ésta a tierra.

Esto implica aislar las ruedas de transporte de tierrauna vez instalado definitivamente el Trafo.

Se deberá aislar:

la caja de engranajes

Mandos del conmutador bajo carga y de los

ventiladores

Cuando la conexión de salida o entrada del

transformador es, a través de un cable subterráneo

debe cuidarse que la vaina del mismo quede aislada

de la cuba.



23.-CUBA TRAFO

T.I. CUBA TRAFO



24.-REACTOR DE NEUTRO

TRANSFORMADOR DECORRIENTE DEL NEUTRO DEL

REACTOR

PUESTA A TIERRA DEL

NEUTRO



25.-RELE BUCHHOLZ



26.-RELE BUCHHOLZ - CORTE



27.-RELE DE GASES BUCHHOLZ



28.-GASES DISUELTOS EN EL ACEITE

a.- Hidrógeno y Acetileno ( H2 y C 2H 2 ) . Es originado por fallas

incipientes de cualquier tipo. Indica que hubo arco eléctrico dentro de la

cuba.

b.- Hidrógeno , Acetileno y Metano ( H2 , C 2H 2 y C H4 ) . Es

originado por deterioro de la aislación seca (micarta, prespan, tubos de

aislacion de los pernos de abulonamiento del núcleo, etc.) causado porarcos eléctricos.

c.- Hidrógeno , Metano y Etano ( H2 , C H 4 y C 2H4 ) . Es originado

por el calentamiento excesivo de barnices. Indica zonas calientes en las

juntas de laminado del núcleo.

d.- Hidrógeno, Etano, Anhídrido Carbónico y Etileno ( H2, C2H4, CO2 y

C3H6 ). Es originado por el calentamiento del papel impregnado. Indica

puntos calientes en los arrollamientos.



29.-VOLUMEN DE GASES Y VELOCIDAD DECIRCULACION DEL ACEITE

Potencia del Transformador Diámetro del Tubo

(cm)Rangode regulación

(cc)

Regulaciónnormal

(cc)

Hasta 1 MVA 2.5 100-200 100

1 a 10 MVA 5 185-215 200

Mas de 10 MVA 7.5 220-280 250

Potencia del Transformador Diámetro del Tubo

(cm)Rangode regulación

(cm/seg)

Regulaciónnormal

(cm/seg)

Hasta 1 MVA 2.5 75-125 90

1 a 10 MVA 5 80-135 100

Mas de 10 MVA 7.5 95-155 110



30.-ANALISIS CROMATOGRAFICO

CROMATOGRAFÍA GACEOSA

Gas IDENTIFICACIÓN LIMITE

Hidrógeno H2 200Metano CH4 50

Etano C2H6 15

Etileno C2H4 60

Acetileno C2H2 15

Monóxido de Carbono CO 1000

Dióxido de Carbono CO2 10000



31.-SOBRECALENTAMIENTO

• ALTA TEMPERATURA AMBIENTE

FALLAS EN EL SISTEMA DE

REFRIGERACIÓN

CORTOCIRCUITOS EXTERNOS NO

ELIMINADOS POR SUS PROPIASPROTECCIONES

SOBRECARGAS



32.-PROTECCION POR IMAGEN TERMICAPROTEGER CONTRA PRESERVAR LASOBRECALENTAMIENTO AISLACIÓN

La VIDA ÚTIL de un TRANSFORMADOR depende totalmente de laEFICACIA DE SU AISLAMIENTO para resistir a los efectos perjudicialescomo por ejemplo los esfuerzos físicos y dieléctricos.Por lo tanto un AISLAMIENTO APROPIADO constituye la característica másimportante de la CONSTRUCCIÓN de un TRANSFORMADOR.

La AMERICAN STANDARDS especifica cuatro tipos de MATERIALES AISLANTES SÓLIDOS ejemplos de estos:

Clase O: algodón, seda, papel no sumergidos en aceiteClase A: ídem Clase O sumergido en aceite barnices de conductoresClase B: (La mayoría de nuestros Trafos) mica, amianto, fibra devidrio y materiales inorgánicos con substancias orgánicas.Clase C: mica, amianto, fibra de vidrio y materiales inorgánicos



33.-TERMOMETRO

Una de las medidas en un TRANSFORMADOR es la TEMPERATURA DEL ACEITE en su punto más caliente (la parte superior de la cuba).

El fluido en el bulbo se expandirá ó contraerá proporcionalmente a los cambios

de temperatura y es transmitida a través del tubo al indicador (Termometro)INSTRUCCIÓN DE TRABAJO 09 M 40 04

Alarma...........................80°CDesenganche múltiple......95°C

Termómetro

bulbo



34.-IMAGENES TERMICAS

Esta temperatura no es un reflejo instantáneo de la temperatura

de los bobinados, ya que si se produce un aumento de la corriente quecircula por ellos habrá un cierto retardo en la llegada del consiguienteaumento de temperatura al aceite (constante de tiempo del aceite esde aproximadamente 10 veces a la constante de tiempo del bobinado), lo quedará lugar a su vez a un retardo en la determinación de la temperatura real delos devanados que puede resultar perjudicial para el T.P.

Por lo tanto, para tener una imágen real de la temperatura de los devanados deun T.P. es necesario considerar la TEMPERATURA DEL ACEITE Y LACORRIENTE QUE CIRCULA por ellos.

El dispositivo de protección conocido como RELÉ DE IMAGEN TÉRMICA

tiene en cuenta los dos factores antes mencionados.

Básicamente consiste en un resistor de silicio (el cual varía su resistenciacon la temperatura) incorporado, junto con un elemento calefactor porel cual circula una corriente proporcional a la del devanado delT. Todo este conjunto es sumergido en el aceite del transformador aunos 25 cm por debajo de la tapa de la cuba, donde se encuentra la zona máscaliente del aceite formando el conjunto una réplica térmica del

devanado del transformador.



35.-PROTECCION POR IMAGEN TERMICA



36.-IMAGEN TERMICA - CORTE

°C



37.-SOBRECARGA

En TRANSFORMADORES las sobrecargas pueden sersoportadas durante un corto período (una vez cada 24 horas).

SOBRECARGA ADMISIBLE en un TRANSFORMADOR será

función de :

LA CONSTANTE DE TIEMPO DEL

TRANSFORMADOR. (Tiempo necesario para llegar a la

temperatura de funcionamiento)

LA TEMPERATURA AMBIENTE.

LA TEMPERATURA DEL TRANSFORMADOR AL

INICIARSE LA SOBRECARGA (carga previa)



38.-IMAGEN TERMICA



39.-IMAGEN TERMICA - UBICACIÓN

IMAGEN TERMICATERMOMETRO



40.-IMAGEN TERMICA - TERMOMETRO



41.-IMAGEN TERMICA – NIVELES DE ACTUACION

La señal de salida del puente es utilizada para energizar uninstrumento indicador de temperaturaEl cierre de los primeros contactos puede arrancar los ventiladores y bombaspara la refrigeración auxiliar

El cierre de otro contacto, activa una alarma indicando que se acerca el límite

El cierre de otro contacto, generará el disparo del interruptor asignado, que

puede ser el del bobinado correspondiente o el de alguna carga definidaINTRUCCION DE TRABAJO 09 M 40 04Arranque primer grupo de ventiladores.........................................................70º C

Arranque segundo grupo de ventiladores .................................................. 80º C

Si hubiera un solo grupo de ventiladores arranque ......................................70º CAlarma ..........................................................................................................95º C

Desconexión selectiva de arrollamientos ....................................................110º C



42.-RELE DE SOBREPRESION SUBITA

43 RELE DE SOBREPRESION SUBITA



43.-RELE DE SOBREPRESION SUBITACORTE



44.-TIERRA RESTRINGIDA

45.-TIERRA RESTRINGIDA SATURACION T.I.



46.-FALLAS EN TRANSFORMADORES

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