¿Cuáles son los sistemas de protección utilizados en transformadores?
Los transformadores son componentes críticos en los sistemas de energía. Para garantizar su operación segura y confiable, generalmente se equipan con diversos sistemas de protección. Estos sistemas pueden detectar y responder a diferentes tipos de fallas y condiciones anormales, cortando rápidamente el suministro de energía para prevenir que la falla se agrave. A continuación, se presentan algunos sistemas de protección de transformadores comunes:
1. Protección contra sobrecorriente
1.1 Protección instantánea contra sobrecorriente
Función: Detecta y responde rápidamente a las fallas de cortocircuito, cortando inmediatamente el suministro de energía.
Aplicación: Adecuada para aislar rápidamente las fallas de cortocircuito para prevenir el sobrecalentamiento y daño del transformador.
1.2 Protección contra sobrecorriente con retardo
Función: Detecta la sobrecorriente sostenida y corta el suministro de energía después de un cierto retraso.
Aplicación: Adecuada para manejar condiciones de sobrecarga, evitando que el transformador se sobrecaliente durante períodos prolongados.
2. Protección diferencial
2.1 Protección diferencial de transformador
Función: Compara las corrientes en ambos lados del transformador para detectar fallas internas.
Principio: En condiciones normales, las corrientes en ambos lados del transformador deben ser iguales y en direcciones opuestas. Cualquier discrepancia indica una posible falla interna.
Aplicación: Adecuada para transformadores grandes, capaz de detectar y aislar rápidamente las fallas internas.
3. Protección por gas (Relé Buchholz)
3.1 Protección por gas ligero
Función: Detecta pequeñas cantidades de gas generadas dentro del transformador y activa una alarma.
Aplicación: Se utiliza para alertar temprano, promoviendo que el personal de mantenimiento realice inspecciones.
3.2 Protección por gas pesado
Función: Detecta grandes cantidades de gas generadas dentro del transformador y corta inmediatamente el suministro de energía.
Aplicación: Se utiliza para aislar rápidamente fallas internas severas, evitando incendios y explosiones.
4. Protección térmica
4.1 Protección de temperatura de bobinado
Función: Monitorea la temperatura de los bobinados del transformador y activa una alarma o corta el suministro de energía si la temperatura excede un valor establecido.
Aplicación: Evita que el transformador se sobrecaliente, extendiendo su vida útil.
4.2 Protección de temperatura del aceite
Función: Monitorea la temperatura del aceite del transformador y activa una alarma o corta el suministro de energía si la temperatura excede un valor establecido.
Aplicación: Evita que el aceite se sobrecaliente, lo que puede causar la degradación y fallo de los materiales de aislamiento.
5. Protección de presión
5.1 Protección de liberación de presión
Función: Monitorea la presión interna del transformador y libera la presión si excede un valor establecido para prevenir explosiones.
Aplicación: Adecuada para transformadores sumergidos en aceite, asegurando la liberación segura de presión cuando la presión interna es demasiado alta.
6. Monitoreo de aislamiento
6.1 Monitoreo de resistencia de aislamiento
Función: Monitorea la resistencia de aislamiento de los bobinados del transformador y activa una alarma si cae por debajo de un valor establecido.
Aplicación: Detección temprana del envejecimiento o daño del aislamiento, previniendo fallas.
7. Protección contra corriente de secuencia cero
7.1 Protección contra corriente de secuencia cero
Función: Detecta corrientes de secuencia cero en un sistema trifásico para identificar fallas a tierra de un solo fase.
Aplicación: Adecuada para sistemas con neutros a tierra, previniendo el daño del equipo debido a fallas a tierra de un solo fase.
8. Protección de voltaje
8.1 Protección contra sobretensión
Función: Monitorea el voltaje del sistema y activa una alarma o corta el suministro de energía si el voltaje excede un valor establecido.
Aplicación: Evita la ruptura del aislamiento y el daño del equipo debido a la sobretensión.
8.2 Protección contra subvoltaje
Función: Monitorea el voltaje del sistema y activa una alarma o corta el suministro de energía si el voltaje cae por debajo de un valor establecido.
Aplicación: Evita que el equipo falle debido al subvoltaje.
9. Protección no eléctrica
9.1 Protección de nivel de aceite
Función: Monitorea el nivel de aceite en el transformador y activa una alarma si cae por debajo de un valor establecido.
Aplicación: Evita la reducción de la eficiencia de enfriamiento y el daño del equipo debido a niveles bajos de aceite.
9.2 Análisis de cromatografía de aceite
Función: Analiza periódicamente el contenido de gas en el aceite del transformador para detectar fallas internas.
Aplicación: Se utiliza para la detección temprana de fallas internas, guiando el mantenimiento y reparaciones.
10. Protección digital
10.1 Protección basada en microprocesador
Función: Utiliza microprocesadores y algoritmos inteligentes para integrar múltiples funciones de protección, mejorando la precisión y confiabilidad de la protección.
Aplicación: Adecuada para redes inteligentes modernas, permitiendo el monitoreo remoto y la protección automatizada.
Resumen
Los sistemas de protección de transformadores utilizan varios métodos para detectar y responder a diferentes tipos de fallas y condiciones anormales, asegurando la operación segura y confiable de los transformadores. Estos sistemas de protección incluyen protección contra sobrecorriente, protección diferencial, protección por gas, protección térmica, protección de presión, monitoreo de aislamiento, protección contra corriente de secuencia cero, protección de voltaje y protección no eléctrica. La elección del sistema de protección depende del tipo, capacidad y entorno de aplicación del transformador. A través de estas medidas de protección, las fallas de los transformadores pueden prevenirse y minimizarse efectivamente, extendiendo la vida útil del equipo y asegurando la operación estable del sistema de energía.
