Expansin y contraccin debido al ciclo trmicoVibracinCalentamiento local debido al flujo magnticoFuerzas de impacto debido al flujo de corrienteExcesivo calentamiento debido a sobrecargas o enfriamiento inadecuado

El Transformador de distribucin puede sufrir defectos internos, que si no se detectan y corrigen provocarn su avera; adems, por su cometido, se ve sometido a todas las incidencias que se producen tanto en el circuito principal de alta tensin como en el circuito secundario de baja tensin (tales como las sobrecargas y los cortocircuitos).

Un transformador quemado puede ser el resultado de uno o varios fallos en su origen, que pueden ir desde una sobrecarga elctrica o trmica mantenida hasta un defecto en el sistema de refrigeracin, o un fallo constructivo que hubiese afectado a los devanados en su origen. FALLAS EN EL TRANSFORMADOR

Se entiende por fallo externo al transformador, aquel que se produce fsicamente fuera de la mquina. Desde la perspectiva de la vida del transformador, este tipo de fallos son tan importantes como los que se producen internamente, ya que si no se despejan adecuadamente las condiciones que originan el defecto, se va a producir una reduccin de la vida de la mquina, que puede derivar, si ste es importante, en una avera e incluso en su destruccin. Fallas Internas. Se trata del tipo de fallo ms difcil de detectar, ya que en sus fases iniciales, cuando el fallo involucra nicamente unas pocas espiras, resulta prcticamente imposible de detectar, especialmente en el caso de transformadores de alta tensin con un elevado nmero de espiras. Cuando el fallo se va extendiendo para abarcar un mayor nmero de espiras, es posible detectarlo a partir de la componente inversa de la intensidad.

FALLOS EXTERNOS: Sobrecarga externa: La sobrecarga elctrica es el motivo principal de envejecimiento prematuro de una mquina. Desde un punto de vista trmico, la sobrecarga se produce cuando la condicin de equilibrio trmico en la mquina se establece a una temperatura tal que provoca la degradacin de los dielctricos que aslan los conductores o las chapas que forman el ncleo magntico del transformador.Cortocircuito externo: El cortocircuito externo al transformador es la condicin de explotacin ms grave a la que puede someterse. Desde el punto de vista elctrico la intensidad de cortocircuito simtrico en una red est limitada nicamente por la potencia de cortocircuito de dicha red.Sobretensin / Reduccin de frecuencia: Resulta suficientemente conocido por el lector que un circuito magntico alimentado mediante una tensin alterna genera un flujo cuyo valor eficaz es proporcional al cociente entre el valor eficaz de la tensin y la frecuencia de dicha tensin.Condiciones ambientales adversas: Desde un punto de vista conceptual, la reduccin de vida til de un dielctrico se produce por un incremento de temperatura, independientemente de que este sea provocado por una disipacin de calor debida al efecto Joule en los conductores, por un incremento de la temperatura ambiente o por un fallo en el sistema de refrigeracin.

Ciclos de trabajo: En determinadas condiciones de explotacin, como emergencias o condiciones ambientales muy adversas, es necesario que el transformador opere durante un determinado periodo de tiempo por encima de sus caractersticas nominales.FALLOS INTERNOS: Cortocircuitos entre espiras en la misma fase: Se trata del tipo de fallo ms difcil de detectar, ya que en sus fases inciales, cuando el fallo involucra nicamente unas pocas espiras, resulta prcticamente imposible de detectar, especialmente en el caso de transformadores de alta tensin con un elevado nmero de espiras. Defectos fase carcasa: Los defectos de aislamiento entre fase y carcasa debido al deterioro de los dielctricos provoca la circulacin de una intensidad de defecto hacia tierra siempre que el sistema de distribucin sea de tipo neutro rgido a tierra o impedante. En los sistemas de distribucin con neutro aislado la circulacin de intensidad est restringida a las capacidades parsitas existentes. Defectos en el circuito magntico: Los defectos en el circuito magntico suelen producirse como resultado del deterioro del aislamiento entre chapas producido por un incremento excesivo de temperatura Estos incrementos pueden estar producidos por una condicin de sobrecarga, por la presencia de armnicos en la intensidad, o por sobretensiones o disminuciones de frecuencia que den lugar a una saturacin de flujo magntico.

Defectos en el conexionado / aisladores: Este tipo de defectos son producidos por conexiones defectuosas en la interfaz cable / aislador de entrada salida del transformador. En muchos parques de intemperie se produce con cierta frecuencia la aparicin de contorneos y descargas en los aisladores de entrada-salida debido a la suciedad acumulada, especialmente en ambientes costeros, donde existen grandes concentraciones salinas en las brumas y nieblas. Defectos en el sistema de refrigeracin: Los defectos en el sistema derefrigeracin comprenden todos aquellos fallos que afectan a la adecuada refrigeracinde la mquina. Cabe destacar aqu, Prdida de refrigerante en la cuba, depsito de expansin o conduccionesintermedias. Deterioro de las caractersticas del refrigerante debido a procesos deenvejecimiento o contaminacin. Avera de los termostatos, sondas trmicas o ventiladores. Obstaculizacin de las canalizaciones de refrigeracin, en el caso detransformadores que operan en centros de transformacin. Clculo inadecuado de la refrigeracin o modificacin de las condiciones deexplotacin.

TIPOS DE PROTECCIONESLas protecciones de tipo directo son de tipo electromecnico, se instalan en el circuito principal y soportan todas las incidencias que se puedan presentar en este circuito, provocando la apertura del mismo por actuacin directa sobre el interruptor a travs de un sistema de timonera y/o disparo.

Las protecciones de tipo indirecto son de tipo electrnico, disponen de elementos captadores instalados en el circuito principal que proporcionan una seal proporcional a un rel, que acta sobre el elemento de disparo o alarma.

Contra sobre intensidades: Las sobreintensidades pueden ser debidas a sobrecargas externas o internas, y a cortocircuitos, que a su vez pueden ser externos o internos. La proteccin se realizar con rels directos (magnetotrmicos) o indirectos (electrnicos). La proteccin contra cortocircuitos, se realizar mediante fusibles cuya intensidad sea entre 1,5 a 2 veces la intensidad del transformador. Contra sobretensiones: En zonas de alta frecuencia de cada de rayos y especialmente cuando las lneas de alta tensin se reciben de forma area, existe el riesgo de que un rayo que caiga sobre la lnea elctrica dae al transformador. Con objeto de proteger a los centros de transformacin frente a posibles daos a consecuencia de sobreintensidades de origen atmosfrico, as como debidas a maniobras inadecuadas en las lneas de distribucin elctricas, es aconsejable la instalacin de pararrayos en la entrada de alta tensin lo ms cerca posible de las bornes del transformador.

- Contra sobretemperaturas: En los transformadores a partir de 500 KVA de potencia, es recomendable la disposicin de protecciones contra sobretemperaturas con objeto de parar el funcionamiento con antelacin a que se produzca una avera. Estas protecciones que se suelen suministrar con el transformador de modo opcional se realizan en transformadores sumergidos a travs de termmetros o rels multifuncin (termostatos) que toman la temperatura del lquido dielctrico dependiendo las temperaturas de aviso y disparo de las caractersticas de combustibilidad del lquido dielctrico. En los transformadores de tipo seco la proteccin suele consistir en detectores trmicos situados en el interior del devanado de baja tensin.

Rels de Proteccin del Transformador24 Rel Volt/Hertz26 Dispositivo trmico46 Rel de secuencia negativa49 Rel trmico50BF Rel instantneo de sobrecorriente de falla de barra50N Rel de sobrecorriente instntaneo de neutro51 Rel de sobrecorriente de tiempo inverso51G Rel de sobrecorriente de tiempo inverso para falla a tierra51N Rel de sobrecorriente de tiempo inverso de neutro50NB Rel de sobrecorriente de tiempo inverso de respaldo

50NT Rel de sobrecorriente de tiempo inverso de neutro de torque controlado52 Disyuntor59 Rel de sobretensin60 Rel de balance de corriente o tensin63 Rel de presin64 Rel detector de tierra67 Rel Direccional de sobrecorriente67G Rel Direccional de sobrecorriente de tierra86 Rel de cierre87 Rel diferencial87G Rel diferencial de falla a tierra

Filosofia y Economia de la ProteccionesAislar el transformador bajo fallaLimitar el dao por la fallaLimitar la posibilidad de fuegoMinimizar los daos al personalMinimizar los daos a los otros equipos de alta tensin

Puesta a tierra

Unidad de Proteccin de Transformadores

Funciones de ProteccinEl TPU2000R contiene numerosas funciones de rel de proteccin. Tres tablas de ajustes (Primario, Alternativo 1 yAlternativo 2) ofrecen la flexibilidad necesaria para cambiar parmetros con rapidez. Adems de ello, el TPU2000Rtiene capacidad de lgica programable y medicin expandida.

En el rel de dos o tres devanados, el punto de operacin para las caractersticas HU30% y HU35% se alcanzacuando la suma vectorial de las corrientes de restriccin, expresada como porcentaje de la mayor corriente derestriccin, excede la curva caracterstica HU seleccionada (ver la Figura 1-3).En el rel de dos devanados, el punto de operacin para las caractersticas de 15%, 25% y 40% de la toma sealcanza cuando la diferencia entre las dos corrientes de restriccin, expresada como porcentaje de la menor corrientede restriccin, excede la curva caracterstica de % de toma seleccionada (Caracterstica Diferencial de % Constante Ajustable (Figura 1-5), la menor corriente de restriccin por unidad de latoma se define como sigue:Suponga tres niveles de magnitud de corriente de restriccin por cada fase:Imax = La ms alta corriente de restriccin por unidad de la tomaImin = La ms baja corriente de restriccin por unidad de la tomaImid = Corriente media de restriccin por unidad de la tomaEntonces la menor corriente de restriccin para las Figuras 1-4 y 1-5 es la siguiente:Si Imid + Imin < Imax entonces I menor = Imid + IminSi Imid + Imin > Imax entonces I menor = 3Imin - Imid

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