DESCRIPCIONES DEL TRANSFORMADOR
Funcionamiento de los transformadores eléctricos:
Los transformadores se basan en la inducción electromagnética. Al aplicar
una fuerza electromotriz en el devanado primario, es decir una tensión, se
origina un flujo magnético en el núcleo de hierro. Este flujo viajará desde el
devanado primario hasta el secundario. Con su movimiento originará una fuerza
electromagnética en el devanado secundario. Según la Ley de Lenz, la corriente debe ser alterna para que se
produzca esta variación de flujo. El transformador no puede utilizarse con
corriente continua.
Esquema de transformador ideal
La relación de transformación
del transformador la definimos de La siguiente ecuación
Característica Transformador de media tensión
CUBA:
es un depósito que contiene el
líquido refrigerante por lo general es aceite, que van inmersos el núcleo y los
arrollamientos o también llamado (bobinas) del transformador. Se cierra por la
parte superior la tapa va a atornillada perimetralmente a la cuba que sirve de
soporte de fijación.
RADIADOR:
se encuentran en los laterales por donde circula el aceite que sirve
para disipar el calor, es de forma plana y esta soldado a la cuba del
transformador. se emplea cuando la superficie del tanque principal (cuba) no es
suficiente para disipar el calor de pérdidas de energía producido por el
transformador.
Cuando los
trasformadores son de baja potencia no disponen de radiadores de refrigeración.
por lo general está montado sobre ruedas para su mejor desplazamiento ya que
estas máquinas estáticas son de gran peso.
DEPOSITO
DE EXPANSIÓN:
también llamado tanque de expansión está situada en la parte superior de la
Cuba la cual tiene comunicación entre sí, a la vez sirve de cámara
de expansión
del aceite ante la variación de temperatura que este sufre a consecuencia de su
funcionamiento.
INDICADOR
DEL NIVEL DE ACEITE:
tiene una venta que permite observar el nivel de aceite del transformador a todas
las temperaturas comprendidas entre 0 y 100 ◦C. se
dispone de una marca de nivel a los 20 ◦C. se coloca en ambos lados del
depósito de expansión.
DESECADOR:
este elemento se sitúa en la línea de
comunicación con la atmosfera y tiene y su función es eliminar la humedad y el
oxígeno que ingresa al transformador como consecuencia de la disminución del
nivel aceite, la cual puede producirse por la bajada de temperatura o por una
fuja de aceite. Está formado por recipiente que contiene gravilla de gel de
sílice se instala en algunos transformadores con depósito de expansión.
TERMOSTATOS:
es un elemento de protección y existen dos
tipos lo cual pueden ser de columna o de esfera. El primero indica solamente la
temperatura del aceite del transformador. El segundo los de esfera disponen de
regulación ajustable al valor deseado, para provocar el disparo de la alarma y
en consecuencia el disparo del transformador.
PLACA
CARACTERISTA:
esta placa está
situada en un lateral del transformador, a la vista. En ella se resumen la
característica más importante de la máquina, como la designación de tensión
nominal del primario y secundario. Potencia nominal, intensidad nominal,
tensión de cortocircuito, grupo de conexiones e índice horario, niveles de
aislamiento, peso (total de aceite), y calentamiento (de cobre, y aceite,
temperatura de ambiente)
RELE DE BUCHHOLZ:
Este
dispositivo fue desarrollado en 1921 por Max Buchholz (1875-1956), un
ingeniero alemán con numerosas patentes en el campo de la ingeniería eléctrica el relé de buchholz es un dispositivo de
seguridad que se monta en algunos
transformadores en baño de aceite que
van equipados con un depósito externo expansión en su parte superior. El relé
buchholz se usa como dispositivo de protección contra fallos dieléctrico
Funcionamiento:
Dependiendo del modelo, el relé puede detectar
varios tipos de fallos del transformador. En caso de
acumulación lenta de gas, posiblemente debida a una ligera sobre corriente, el
gas producido por la descomposición química del aceite
aislante
se acumula en la parte superior del relé y provoca el descenso del nivel de
aceite. Un interruptor de nivel en el relé se usa para disparar una señal de
alarma. Este mismo interruptor también puede servir para detectar cuando el
nivel de aceite es bajo, como en el caso de una pequeña fuga del refrigerante
DESIGNACIÓN DE
BORNES:
la designación de los bornes del lado de entradas y salidas, AT Y BT se
realiza en la tapa de la cuba del transformador, tanto para los transformadores
general como para los transformadores bitensión
Salida bornes buogin baja ( 2N-2U-2V-2W)
Entrada bornes o bougin alta (1U-1V-1W)
Esquema de conexión de transformador triangulo - estrella
Tipos de Conexiones
Estrella –
estrella
Estrella –
triangulo
Triangulo –
estrella
Triangulo -
triangulo
FALLA EN EL SISTEMA DE PROTECCION
La función principal del sistema de protección es resguardar al
transformador de cualquier falla al detectarla y resolverla lo más rápido
posible. Si no es posible, entonces la aísla para evitar un daño mayor. Sus
componentes son el relé de Buchholz,
la válvula de alivio de presión, protección contra sobrecargas y el relé de
presión súbita. Esto es lo que sucede cuando falla alguna de estas partes:
El relé Buchholz es un dispositivo de protección sensible a las fallas
dieléctricas en el transformador. Un sobrecalentamiento tiene lugar cuando se
acumulan gases, lo que afecta sus funciones. Un bajo nivel de aceite provoca
que el relé entre en acción, aunque no exista un desperfecto. Esto significa un
desperdicio de energía.
La válvula de alivio de presión impide que el transformador explote debido
a la acumulación de presión del gas, la cual se produce por el
sobrecalentamiento del aceite. Si el resorte falla, la válvula no podrá liberar
la presión correctamente, por lo que podría ser peligroso. De igual manera
tendríamos un problema si la presión se acumula rápidamente, ya que el proceso
de liberación es lento.
La protección contra sobrecargas permite que una magnitud específica de
voltaje vaya al transformador, lo que evita una subida excesiva. Una falla
significa la entrada de una gran carga de voltaje a los devanados y un
posterior daño. Humedad, calor, y corrosión son las principales razones de una
descompostura.
El relé de presión súbita protege al transformador de explotar debido a un
posible incremento exponencial de la presión del gas. La humedad puede afectar
su circuito interno
FALLA EN SISTEMA DE REFRIGERACION
El sistema de refrigeración reduce el calor en el transformador debido a
las pérdidas de cobre y hierro. El sistema contiene ventiladores, bombas de
aceite e intercambiadores de calor enfriados hidráulicamente. Una falla causa
un incremento de calor y acumulación de presión del gas, lo cual podría
desencadenar una explosión. A continuación, las fallas más comunes en el sistema:
·
Filtraciones en las bombas de aceite y agua. Esto da como resultado una
reducción de los fluidos y un bajo intercambio de calor. Las filtraciones
pueden ocurrir debido al estrés ambiental, corrosión, humedad y radiación
solar.
·
Descompostura de los ventiladores. Estos pueden fallar si no hay un buen
mantenimiento o si existe un desgaste en los motores.
·
Un termostato defectuoso también representa un problema debido a las malas
lecturas que proporcionan.
PROPIEDADES FISICAS VISCOSIDAD:
Por
definición, la viscosidad de un fluido es la resistencia que dicho fluido
presenta al moverse o deslizarse sobre una superficie sólida. Mientras más
viscoso es el aceite, mayor será la resistencia que ofrecerá a moverse dentro
del transformador y será menos efectiva su función de refrigeración. Por esta
razón, los aceites dieléctricos deben tener una baja viscosidad para facilitar
la disipación del calor generado en la operación del transformador.
RIGIDEZ
DIELECTRICA:
La
rigidez dieléctrica de un aceite aislante es el mínimo voltaje en el que un
arco eléctrico ocurre entre dos electrodos metálicos. Indica la habilidad del
aceite para soportar tensiones eléctricas sin falla. Una baja resistencia
dieléctrica indica contaminación con agua, carbón u otra materia extraña. Una
alta resistencia dieléctrica es la mejor indicación de que el aceite no
contiene contaminantes. Los
contaminantes
que disminuyen la rigidez dieléctrica pueden usualmente ser removidos mediante
un proceso de filtración (filtro prensa) o de centrifugación.
PROCESO
DE DEGRADACIÓN DE LOS ACEITES DIELÉCTRICOS:
Al igual que ocurre en otras aplicaciones, los
lubricantes para servicio en transformadores están sometidos a diversas
condiciones de operación y expuestos a la presencia de elementos que conllevan
al deterioro gradual de sus propiedades. El proceso de oxidación de los aceites
dieléctricos depende, entre otros, de los siguientes factores: - La naturaleza
o composición del aceite. - La cantidad de oxígeno disponible para la reacción
de oxidación. - La presencia del agua y otros catalizadores
TIPOS
DE LUBRICANTES PARA TRANSFORMADORES ACEITES MINERALES:
-
Hidrocarburos Aromáticos: 4 a 7% - Hidrocarburos Isoparafínicos: 45 a 55% -
Hidrocarburos Nafténicos: 50 a 60% Los aceites minerales representan el 90del
volumen de ventas de aceites dieléctricos a nivel mundial, casi todo usado en
transformadores
e interruptores de potencia. Una cantidad menor es usada en capacitores y
cables.
Tipo de transformador
de alta tensión
Placa característica de un transformador trifásico de media tensión de potencia 2000KVA
Imagen de una playa de transformación de alta tensión
Transformador de media tensión de baja potencia.
