Protecció de transformadors i faltes en transformadors
Hi ha diferents tipus de transformadors com els de dos o tres voltants, transformadors d'energia elèctrica, autotransformadors, transformadors reguladors, transformadors de terra, transformadors rectificadors, etc. Diferents transformadors requereixen esquemes diferents de protecció del transformador en funció de la seva importància, les connexions dels voltants, els mètodes de terra i el mode d'operació, etc.
És pràctica habitual proporcionar protecció amb relé Buchholz a tots els transformadors de 0,5 MVA i més. En canvi, per a tots els transformadors de distribució de petita mida, només s'utilitzen fusibles de alta tensió com a dispositiu protector principal. Per a tots els transformadors de distribució de major potència i importants, s'aplica una protecció contra sobrecorrent al costat de la protecció de terra restringida.
S'ha de proporcionar protecció diferencial als transformadors de més de 5 MVA.
Depenent de les condicions normals de servei, la naturalesa de les falles del transformador, el grau de sobrecàrrega sostenida, l'esquema de canvi de tapes i molts altres factors, es trien els esquemes de protecció del transformador adequats.
Naturalesa de les falles del transformador
Encara que un transformador d'energia elèctrica és un dispositiu estàtic, les tensions internes originades per condicions anòmals del sistema han de tenir-se en compte.
Un transformador generalment pateix les següents falles:
Sobrecorrent a causa de sobrecàrregues i curtes circuits externes,
Falles terminals,
Falles dels voltants,
Falles incipients.
Totes les falles mencionades anteriorment de transformador causen tensions mecàniques i tèrmiques dins dels voltants del transformador i les seves connexions terminals. Les tensions tèrmiques provoquen sobrecalentament, que finalment afecta el sistema d'aïllament del transformador. La deterioració de l'aïllament porta a falles dels voltants. Algunes vegades, la falla del sistema de refrigeració del transformador provoca sobrecalentament del transformador. Així, els esquemes de protecció del transformador són molt necessaris.
La corrent de curt circuit d'un transformador elèctric normalment està limitada per la seva reactància, i per una baixa reactància, el valor de la corrent de curt circuit pot ser excessivament alt. La durada dels curtes circuits externs que un transformador pot sostenir sense danys està donada en la norma BSS 171:1936.
| Reactància del transformador % | Durada permesa de la falla en segons |
| 4 % | 2 |
| 5 % | 3 |
| 6 % | 4 |
| 7 % i més | 5 |
Les falles generals dels voltants del transformador són falles de terra o falles entre voltants. Les falles de fase a fase en un transformador són rares. Les falles de fase en un transformador elèctric poden ocórrer a causa de fulguraments en els bushings i falles en l'equip de canvi de tapes. Quines siguin les falles, el transformador ha de ser aïllat immediatament durant la falla, si no, pot ocorre un gran trencament en el sistema d'energia elèctrica.
Les falles incipients són falles internes que no constitueixen cap peril immediat. Però si aquestes falles s'ignoren i no es prenen mesures, poden portar a falles majors. Les falles d'aquest grup són principalment curtes circuits entre laminacions a causa de la falla de l'aïllament entre les laminacions del nucli, la disminució del nivell d'oli a causa de fugides, l'obstrucció de les voies de flux d'oli. Totes aquestes falles porten a sobrecalentament. Així, també són necessaris esquemes de protecció del transformador per a les falles incipients del transformador. La falla de terra, molt propera al punt neutre de la bobina en estrella del transformador, també pot considerar-se com una falla incipient.
Influència de les connexions dels voltants i la terra en la magnitud de la corrent de falla de terra.
Hi ha principalment dues condicions per a la corrent de falla de terra en falles del voltant a terra,
Existeix una corrent per a la corrent que entra i surt del voltant.
Es manté l'equilibri d'amper-turns entre els voltants.
El valor de la corrent de falla de terra del voltant depèn de la posició de la falla en el voltant, el mètode de connexió del voltant i el mètode de terra. El punt neutre dels voltants pot estar a terra de manera sòlida o a través d'un resistor. Al costat delta del transformador, el sistema està a terra a través d'un transformador de terra. El transformador de terra proporciona una via de baixa impedància per a la corrent de seqüència zero i una alta impedància per a les corrents de seqüència positiva i negativa.
Bobina en estrella amb resistència a terra neutral
En aquest cas, el punt neutre del transformador està a terra a través d'un resistor i el valor de la seva impedància és molt més elevat que la impedància del voltant del transformador. Això significa que el valor de la impedància del voltant del transformador és negligible en comparació amb la impedància del resistor de terra. Per tant, el valor de la corrent de terra és proporcional a la posició de la falla en el voltant. Com que la corrent de falla en el voltant primari dels transformadors és proporcional a la raó de les espires secundàries curtes a les espires totals del voltant primari, la corrent de falla primària serà proporcional al quadrat del percentatge de voltant curtes. La variació de la corrent de falla tant en el voltant primari com en el secundari es mostra a continuació.
Bobina en estrella amb neutre a terra sòlidament
En aquest cas, la magnitud de la corrent de falla de terra està limitada únicament per la impedància del voltant i la falla ja no és proporcional a la posició de la falla. La raó d'aquesta no linealitat és l'enllaç de flux desequilibrat.
Declaració: Respecteu l'original, els bons articles meriteixen ser compartits, si hi ha infracció contacteu per eliminar-lo.
