Protecci贸n contra sobreflujo del transformador

<p style=”text-align: justify;”>La protecci贸n contra sobreflujo del transformador se proporciona para proteger el n煤cleo del transformador contra el sobreflujo. Un transformador est谩 dise帽ado para operar a un nivel de flujo particular. En caso de que el flujo en el n煤cleo del transformador exceda un cierto nivel, la p茅rdida del n煤cleo aumenta, lo que puede provocar el sobrecalentamiento de los componentes, lo que a su vez puede provocar una falla interna. Por lo tanto, se proporciona protecci贸n contra sobreflujo.

Un transformador est谩 dise帽ado para operar en o por debajo de una densidad de flujo magn茅tico m谩xima en el n煤cleo del transformador. Por encima de este l铆mite de dise帽o, las corrientes de Foucault en el n煤cleo y los componentes conductores cercanos provocan un sobrecalentamiento que, en muy poco tiempo, puede provocar da帽os graves. El flujo magn茅tico en el n煤cleo es proporcional al voltaje aplicado al devanado dividido por la impedancia del devanado. El flujo en el n煤cleo aumenta con el aumento del voltaje o con la disminuci贸n de la frecuencia. Durante el arranque o apagado de los transformadores conectados al generador, o luego de un rechazo de carga, el transformador puede experimentar una relaci贸n excesiva de Voltios a Hertz (V/f), es decir, sobreexcitarse. Cuando el n煤cleo de un transformador est谩 sobreexcitado, el n煤cleo est谩 operando en una regi贸n magn茅tica no lineal y crea componentes arm贸nicos en la corriente de excitaci贸n. Una cantidad significativa de corriente en el quinto arm贸nico es caracter铆stica de sobreexcitaci贸n.

Suponiendo que el n煤mero de vueltas es constante, el flujo es directamente proporcional a V/f. Aqu铆 V es el voltaje de suministro y f es la frecuencia de suministro.

En el caso de cualquier Transformador, la se帽al para la tensi贸n de alimentaci贸n V se toma del PT. Supongamos que el Transformador Primario est谩 conectado con 220 kV. As铆, la tensi贸n normal del primario del Transformador ser谩 de 220 kV a una frecuencia de 50 Hz. Suponga tambi茅n que la relaci贸n PT es de 220 kV/110 V.

Por lo tanto,

Relaci贸n V/f = 110/50 = 2,2

Por lo tanto, con una relaci贸n V/f de 2,2, el transformador funcionar谩 satisfactoriamente. Entonces surge la pregunta de qu茅 relaci贸n V/f puede causar el sobreflujo. Para responder a esto, debemos observar la curva de hist茅resis del material del n煤cleo y, a partir de la curva, podemos juzgar a qu茅 nivel de flujo puede estar sujeto el transformador durante un tiempo determinado de manera segura.

Normalmente el ajuste de sobreflujo se mantiene al 110% del valor nominal o 1,1 pu. Esto significa que a un nivel de flujo de 1,1 脳 2,2 = 2,42, el transformador funcionar谩 de forma segura, pero por encima de 2,42, el n煤cleo del transformador estar谩 sujeto a sobreflujo.

驴Significa esto que a una relaci贸n V/f de 2,5 el transformador se disparar谩 instant谩neamente? No, no significa eso. Debido a que el n煤cleo del transformador puede tolerar tal sobreflujo durante un breve per铆odo de tiempo y, por lo tanto, no se requiere un disparo instant谩neo. Por lo tanto, una sabia decisi贸n es dar un INVERSO caracter铆sticas al disparo lo que significa que a mayor relaci贸n V/f menor ser谩 el tiempo de disparo.

Ahora consideramos dos casos:

Caso 1: Transformador El voltaje primario aumenta a 247 kV mientras que la frecuencia es de 50,1 Hz

Como primario del Transformador asciende a 247 kV a una frecuencia f = 50,1 Hz

El voltaje secundario del PT = 247脳110/220 = 123,5 V

Por tanto, V/f = 123,5/50,1 = 2,465

As铆 el Rel茅 arranca y como las caracter铆sticas son inversas, el rel茅 se dispara despu茅s de un tiempo porque hemos mantenido el ajuste 2.42. Si el voltaje primario se mantiene en 247 kV, entonces no podemos hacer nada y el rel茅 definitivamente se disparar谩.

Caso 2: el transformador se proporciona con cambiador de tomas

Supongamos que el transformador se proporciona con cambiador de tomas. Como el transformador cuenta con un cambiador de tomas en el lado primario, podemos aumentar la posici贸n de la toma desde el valor nominal, lo que dar谩 como resultado un aumento en el valor de N1 (n煤mero primario de vueltas) y, por lo tanto,

Pero esto no nos va a ayudar ya que hemos tomado la se帽al de voltaje del PT que est谩 conectado al lado primario, es decir, y el voltaje del lado primario se mantiene a 247 kV, por lo que V/f ser谩 el mismo.

Por lo tanto, observamos que, a pesar de que tenemos un cambiador de tomas, en el escenario actual no podemos hacer nada para evitar que el transformador se dispare por sobreflujo, aunque el transformador no est谩 realmente en condici贸n de sobreflujo (ya que hemos aumentado el n煤mero de vueltas en el lado primario). )

Por lo tanto, para aprovechar el cambiador de tomas, podemos hacer una provisi贸n para tomar la se帽al de voltaje del PT del lado secundario del rel茅 del transformador. En tal caso, si se aumenta el giro primario del transformador, se observar谩 proporcionalmente su reflejo en el PT del lado secundario y se puede evitar el disparo de la protecci贸n contra sobreflujo.

En caso de operaci贸n sin carga del Transformador, podemos dar se帽al de voltaje al Rel茅 desde el PT del lado Primario.

De esta forma, se cumplir谩 el prop贸sito sin comprometer la protecci贸n contra el sobreflujo. Por lo tanto, vemos cu谩n importante es el cambiador de tomas para evitar que el transformador se dispare por sobreflujo.

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