¿Por qué ocurre la corriente de inrush magnético en los transformadores de horno eléctrico y cuáles son sus efectos?

La corriente de magnetización en los transformadores de hornos eléctricos de arco es un problema que preocupa a muchos ingenieros eléctricos. Entonces, ¿por qué ocurre la corriente de magnetización en los transformadores de hornos de arco? Primero, comprendamos qué es la corriente de magnetización.

La corriente de magnetización se refiere a la corriente transitoria generada en el devanado secundario de un transformador de horno de arco debido a la saturación del núcleo, el aumento de la intensidad del campo magnético y otros factores. Este fenómeno es muy común durante la operación de los transformadores de hornos de arco, especialmente durante el arranque y apagado del horno, cuando la magnitud de la corriente de entrada cambia bruscamente, afectando significativamente el funcionamiento del equipo.

Las principales causas de la corriente de magnetización incluyen las siguientes:

• Saturación del Núcleo: Cuando la corriente en el devanado secundario del transformador de horno de arco aumenta, el flujo magnético en el núcleo también aumenta. Una vez que el flujo supera el límite máximo de inducción magnética del material del núcleo, el núcleo entra en un estado de saturación. Si la corriente del devanado continúa aumentando bajo saturación, el aumento no lineal del flujo puede llevar fácilmente a la corriente de magnetización.

• Aumento de la Intensidad del Campo Magnético: Los devanados secundarios de los transformadores de hornos de arco suelen estar hechos de alambre de cobre con baja resistencia. Cuando la intensidad del campo magnético aumenta rápidamente, la corriente en el devanado secundario sube de manera aguda, lo que hace que sea propensa a generar corriente de magnetización.

• Arranque y Apagado del Horno: Durante el arranque o apagado del horno de arco, la corriente en el devanado secundario cambia bruscamente, lo que puede desencadenar la corriente de magnetización. Especialmente durante el arranque, la repentina oleada de corriente puede hacer que la corriente de entrada alcance varias o incluso decenas de veces la corriente de operación normal.

La corriente de magnetización tiene varios efectos adversos significativos en el funcionamiento de los transformadores de hornos de arco:

• Calentamiento del Equipo: La corriente de entrada causa una rápida generación de calor en los devanados, afectando el rendimiento y la vida útil del equipo.

• Vibración del Equipo: Las fuerzas electromagnéticas de las altas corrientes inducen vibraciones mecánicas en los devanados, comprometiendo la estabilidad operativa.

• Falso Funcionamiento de Protecciones: La corriente pico de entrada puede ser confundida por los relés protectores como una corriente de falla, causando falsas desconexiones e interrumpiendo la operación normal.

Para abordar estos problemas, es esencial analizar a fondo las causas fundamentales de la corriente de magnetización en los transformadores de hornos de arco e implementar medidas de supresión dirigidas. Solo entonces se puede prevenir eficazmente la corriente de entrada, garantizando una operación segura y estable del sistema.