Protección contra rayos para transformadores de distribución: Análisis de la posición de instalación del pararrayos

Protección contra Rayos para Transformadores de Distribución: Análisis de la Posición de Instalación del Pararrayos

En el desarrollo económico de China, el sistema eléctrico ocupa una posición extremadamente importante. Los transformadores, como dispositivos que utilizan la inducción electromagnética para convertir el voltaje y la corriente alterna, representan un componente crucial del sistema eléctrico. El daño por rayos a los transformadores de distribución es bastante común, especialmente significativo en áreas tropicales húmedas con actividad frecuente de rayos. Un equipo de investigación ha propuesto que los transformadores de distribución conectados Y/Z0 demuestran un mejor rendimiento de protección contra rayos que los transformadores conectados Y/Y0.

Por lo tanto, los transformadores Y/Z0 son más adecuados para regiones propensas a rayos. En consecuencia, la protección contra rayos para los transformadores de distribución no debe depender únicamente de los pararrayos instalados en el lado de alta tensión; también se deben reforzar las medidas de protección en el lado de baja tensión. La instalación de un conjunto de pararrayos de óxido de zinc FYS-0.22 en el lado de baja tensión es un método efectivo para prevenir que las ondas de rayo invadan a lo largo de las líneas de alimentación de baja tensión. Este artículo discute la posición de instalación de los pararrayos en el lado de alta tensión de los transformadores de distribución, con el objetivo de mejorar el conocimiento profesional de los ingenieros de diseño eléctrico.

Descripción del Problema e Impactos: En los diagramas de sistemas de distribución de alta tensión, la posición de instalación de los pararrayos en el lado de alta tensión de los transformadores de distribución con conexiones Yyn0 o Dyn11 a menudo es inadecuada, como se muestra en la Figura (a), lo que los hace ineficaces para proteger el devanado de alta tensión del transformador.

Análisis de Causas:

La confusión proviene del requisito de que "los pararrayos deben instalarse en el lado de alta tensión de los transformadores de distribución con conexiones Yyn0 o Dyn11 cuando están ubicados dentro de un edificio o adheridos a su pared exterior." En realidad, cuando "los transformadores de distribución con conexiones Yyn0 o Dyn11 están instalados dentro de un edificio o adheridos a su pared exterior," un golpe de rayo al sistema de protección contra rayos del edificio causa un aumento de potencial en el sistema de tierra, lo que a su vez eleva el potencial de la carcasa del transformador.

Dado que los devanados de fase en el lado de alta tensión del transformador están interconectados, pueden considerarse a un bajo potencial relativo al alto potencial inducido por el rayo en la carcasa. Este alto potencial en la carcasa puede romper la aislación de los devanados de alta tensión. Por lo tanto, los pararrayos deben instalarse en el lado de alta tensión. Cuando el pararrayos se descompone, los devanados de alta tensión estarán a un potencial cercano al de la carcasa, protegiendo así los devanados (extraído de las notas explicativas del apartado 5, sección 4.3.8 del Código para la Protección de Estructuras contra Rayos GB50057-2010).

El Artículo 5.5.1 del Código de Diseño para la Protección contra Sobretensiones y Coordinación de Aislamiento de Instalaciones Eléctricas AC GB/T50064-2014 también establece: "Se deben instalar pararrayos de óxido metálico (MOAs) cerca del transformador en el lado de alta tensión de los transformadores de distribución en sistemas de distribución de 10~35kV. El conductor de tierra de este MOA debe conectarse junto con la carcasa metálica del transformador para una puesta a tierra común."

Medidas Correctivas:

En los diagramas de sistemas de distribución de alta tensión, los pararrayos para los transformadores de distribución con conexiones Yyn0 o Dyn11 deben instalarse entre el lado de alta tensión del transformador y el interruptor de aislamiento de última etapa.