Puntos de Riesgo en la Operación de Transformadores y Sus Medidas Preventivas

Los principales puntos de riesgo en la operación de transformadores son:

• Sobretensiones de conmutación que pueden ocurrir durante la energización o desenergización de transformadores sin carga, poniendo en peligro el aislamiento del transformador;

• Aumento de tensión en vacío en transformadores, que puede dañar el aislamiento del transformador.

1. Medidas Preventivas Contra las Sobretensiones de Conmutación Durante la Conmutación de Transformadores Sin Carga

La conexión a tierra del punto neutro del transformador tiene como objetivo principal prevenir las sobretensiones de conmutación. En sistemas de tierra de alta corriente de 110 kV y superiores, algunos puntos neutros de transformadores se dejan sin conectar a tierra para limitar las corrientes de falla a tierra monofásica. En otras palabras, el número y la ubicación de los puntos neutros de transformadores conectados a tierra en la red se determinan por consideraciones comprehensivas, incluyendo la seguridad del aislamiento del transformador, la reducción de la corriente de cortocircuito y el funcionamiento confiable de la protección de relés.

Al conmutar transformadores sin carga o realizar operaciones de separación/paralelismo del sistema, la conexión a tierra del punto neutro del transformador puede prevenir accidentes causados por sobretensiones de transferencia capacitiva o sobretensiones de frecuencia de potencia fuera de fase que podrían resultar de la operación asincrónica trifásica o de la interrupción asimétrica del interruptor. Por lo tanto, la prevención de riesgos causados por las sobretensiones de conmutación durante las operaciones de transformadores sin carga debe centrarse en la correcta operación del interruptor de desconexión de la conexión a tierra del punto neutro del transformador.

La operación del interruptor de desconexión de la conexión a tierra del punto neutro del transformador debe seguir los siguientes principios:

(1) Cuando varios transformadores están operando en paralelo en diferentes barras, al menos un punto neutro de transformador en cada barra debe estar directamente conectado a tierra para evitar que una barra se convierta en un sistema sin conexión a tierra si el interruptor de la barra se abre.

(2) Si el lado de baja tensión del transformador tiene una fuente de alimentación, el punto neutro del transformador debe estar directamente conectado a tierra para prevenir que el interruptor del lado de alta tensión se dispare y deje el transformador como un sistema sin conexión a tierra (neutro aislado).

(3) Cuando varios transformadores están operando en paralelo, normalmente solo se permite que un punto neutro de transformador esté directamente conectado a tierra. Durante las operaciones de conmutación de transformadores, siempre se debe mantener el número original de puntos neutros directamente conectados a tierra. Por ejemplo, si dos transformadores están operando en paralelo, con el punto neutro del Transformador Número 1 directamente conectado a tierra y el punto neutro del Transformador Número 2 conectado a tierra a través de un espacio, antes de apagar el Transformador Número 1, el interruptor de desconexión de la conexión a tierra del Transformador Número 2 debe cerrarse primero. De manera similar, solo después de que el Transformador Número 1 (con su punto neutro directamente conectado a tierra) haya sido reenergizado con éxito, se puede abrir el interruptor de desconexión de la conexión a tierra del Transformador Número 2.

(4) Antes de desenergizar o energizar un transformador, para prevenir sobretensiones causadas por la operación asincrónica trifásica o la cierre incompleto de fases del interruptor que puedan afectar el aislamiento del transformador, el punto neutro del transformador debe estar directamente conectado a tierra antes de la operación. Después de la energización, el método de conexión a tierra debe ajustarse según el modo de operación normal, y las configuraciones de protección del punto neutro del transformador deben modificarse en consecuencia según su configuración de conexión a tierra.

2. Medidas Preventivas Contra el Aumento de Tensión en Vacío en Transformadores

Los despachadores deben tomar medidas durante las órdenes de operación para evitar el aumento de tensión en vacío en transformadores, por ejemplo, energizando reactancias, operando condensadores sincronizados con cargas inductivas o ajustando los cambiadores de tomas de transformadores con cambiadores de tomas bajo carga para reducir la tensión de recepción. Además, la tensión del extremo de envío también puede reducirse apropiadamente. Si el extremo de envío es una planta de energía que suministra solo una subestación, la tensión de la planta puede reducirse significativamente según los requisitos del equipo. Si la planta de energía también suministra otras cargas, bajo condiciones factibles, la barra de la planta puede dividirse para que parte de las fuentes de generación pueda ajustar la tensión de manera independiente según los requisitos del equipo.