Esquema de protección del transformador

El sistema de CA no se puede imaginar sin Transformer. Desde la estación generadora de energía hasta el sistema de distribución, en todas partes se utiliza un transformador en diferentes niveles para aumentar o reducir el voltaje. No solo esto, es un elemento importante y costoso del sistema de energía. El costo de un transformador de potencia está en el rango de millones de dólares. Además, la interrupción del transformador provoca el cierre de la planta y, por lo tanto, la pérdida de ingresos por producción. Por lo tanto, no se puede ignorar la necesidad de protección del transformador.

La protección del transformador significa proteger el transformador de fallas internas y externas. El esquema de protección debe aislarlo automáticamente en caso de fallas dentro del tiempo estipulado. Dado que el pequeño transformador de distribución está conectado al sistema de suministro a través de un cable fusible en serie en lugar de un disyuntor, no se requiere ningún esquema de protección automática. Por lo tanto, toda la protección discutida en esta publicación es aplicable para el transformador de potencia a menos que se especifique explícitamente.

Índice de contenidos

Diferentes tipos de fallas de transformadores
Esquema de protección del transformador

Diferentes tipos de fallas de transformadores

Un transformador de potencia puede sufrir los siguientes tipos de fallas:

Circuito abierto
Calentamiento excesivo
Cortocircuito de devanado o fallas entre vueltas
Faltas de fase a tierra
Fallas Fase a Fase

Un circuito abierto en el transformador provoca un sobrecalentamiento no deseado. Aunque para el transformador de potencia, esto es bastante raro y la protección de discrepancia de polos del interruptor se encarga de esto.

El sobrecalentamiento del transformador puede deberse a una sobrecarga prolongada, un cortocircuito o una falla del sistema de enfriamiento. El sobrecalentamiento obviamente provocará el calentamiento del devanado y el aceite. Por lo tanto, aumentará la temperatura del aceite y del devanado. El indicador de temperatura del aceite (OTI) y el indicador de temperatura del devanado (WTI) están montados en el tanque del transformador para monitorear la temperatura del aceite y del devanado respectivamente.

El cortocircuito del devanado también se conoce como fallas internas. Una falla interna en el transformador se debe básicamente al deterioro del aislamiento del devanado. El aislamiento del devanado puede degradarse debido a una variedad de razones. Uno de ellos es el aumento del contenido de humedad en el aceite del transformador. Normalmente, el contenido de humedad en el transformador de potencia no debe exceder las 10 ppm. En caso de que el contenido de humedad sea superior a 10 ppm, se requiere llevar a cabo circulación de aceite caliente (HOC).

Se adopta un esquema de protección de transformador diferente mediante el uso de diferentes tipos de relés de protección de transformador para proteger el transformador de este tipo de fallas.

Esquema de protección del transformador

Hay principalmente dos transformadores de protección: protección física y protección eléctrica.

Los elementos de protección que detectan los parámetros físicos a saber. la temperatura del aceite, la temperatura del devanado, la presión del aceite, etc. se clasifican en protección física. Estos elementos de protección actúan si el valor de alguno de los parámetros físicos supera el valor configurado. Por ejemplo, si la temperatura del aceite supera los 80 grados centígrados, la OTI anuncia y si supera los 85 grados centígrados, la OTI actúa para aislar el transformador abriendo su disyuntor de alta y baja tensión.

A continuación se enumeran varios tipos de relés de protección de transformadores en esta categoría:

Relevo de Buchholz
Indicador de temperatura del aceite (OTI)
Indicador de temperatura de devanado (WTI)
Dispositivo de alivio de presión (PRD)
Relé de sobretensión de aceite (OSR)

El elemento de protección del transformador eléctrico detecta cualquier condición anormal en el transformador mediante la detección de parámetros eléctricos como voltaje, corriente o combinación de voltaje y corriente. Estas protecciones se proporcionan para proteger el devanado o el núcleo del transformador de fallas eléctricas. Para este propósito, se utilizan diferentes tipos de relés de protección de transformadores que funcionan según un principio diferente.

Existen básicamente dos tipos de protección de transformadores eléctricos: Protección Primaria y Protección de Respaldo. La protección primaria incluye:

Protección diferencial
Protección contra sobreflujo

La protección de respaldo se compone de la siguiente protección:

Protección de sobrecorriente direccional
Protección de falla a tierra restringida (REF)

Además de la protección física y eléctrica del transformador anterior, Sistema de rociado de agua contra incendios de alta velocidad (HVWS) también se implementa para proteger el transformador del fuego. De hecho, sin tener un sistema HVWS, la autoridad competente, es decir, Autoridad Central de Electricidad (CEA) para India, no va a aprobar la carga de transformadores.

En caso de incendio, el sistema HVWS se activa para rociar agua sobre el transformador y envía un comando de disparo al disyuntor de alta y baja tensión para aislarlo. Es posible que se sorprenda de cómo el rociado de agua extinguirá el fuego en el transformador, ya que contiene aceites. En realidad, el rocío de agua crea una cortina de vapor de agua alrededor del transformador y, por lo tanto, bloquea el suministro de oxígeno. Así, debido a la falta de oxígeno, el fuego se extingue.