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Clasificado en Física

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gnralidads d ls transformadors d potncia
ls transformadorslctricos d potncia sn makinaslctricas staticas muy fuerts y costosas, q s encuentran a lo largo d todol sistmalctrico. stos prmitnlvar y rducir la tnsionlctrica en ls sist+, lo cual gnro en la antiwedad, ls vntajas d la trasmision d lalctricidad a corrient altrna .

transformadors d potncia
clasificacion d ls transformadors d potncia
ls transformadors d potncia s puedn clasificar en dpndncia d numrosos aspctos:
localizacion
potncia
dielctrico q emplan xa su aislamiento
cantidad d fass
conxions
tipo d rfrigracion
transformadors d potncia sgun la localizacion
xa rfrirs a ls transformadors d potncia ls tcnicos emplan trmicos q cambian en dpndncia d la localizacion dl transformador:
transformadors d plantas gnradoras
stos s emplan en ls plantas gnradoras o gruposlctrognos xalvar su tnsion a ls nivls ncsarios xa su conxion a la rd.
transformadors d substacionslctricas
stos s emplan xa rducir olvar la tnsion en cualkier part d la rdlctrica y s encuentran en ls substacions.
transformadors d distribucion
stos s encuentran en ls linaslctricas d distribucion.
transformadors d potncia sgun la potncia
aunq to2 sn conoci2 cm transformadors d potncia, xa difrnciarls d ls transformadors d instrumntacion y otros d mnor potncia, stos s clasifican en:
transformadors d baja potncia
stos sn fundamntalmnt ls transformadors d distribucion, ls transformadors d iluminacion en plantas industrials, en fin, ls q tngan mnor potncia.
transformadors d mdia potncia
stos sn fundamntalmnt ls transformadors d substacions d distribucion, d plantas industrials y sn aqyos dond la potncia no supr ls 10 mva
transformadors d gran potncia
stos sn fundamntalmnt ls transformadors empla2 en grands substacionslctricas, en plantas gnradoras d gran potncia, asi cm en ls plantas industrials d altos consumoslctricos. ls potncias puedn yegar asta ls gigas va.
transformadors d potncia sgun su aislamiento
en dpndncia d su ubicacion, ls transformadors stos puedn utilizar algun dielctrico xa su aislamiento y enfriamiento tals cm:
transformadors sumrgi2 en acit
stos transformadors sn ls + empla2 en ls rdslctricas actuals y tienn sus dvana2 totalmnt sumrgi2 en 1 tanq yeno d acit. st acit dielctrico s ad+ d 1 aislant, 1 mdio rfrigrant xal calor q s produc en ls dvana2 y enl nuclo d ls transformadors.
transformadors scos
stos s emplan mayormnt en instalacions o substacions bajo tierra.l dvanado q roda al nuclo sta al air y muy bien cubierto d matrials dielctricos soli2, tals cm papl aislants….
transformadors d potncia sgun ls cantidads d fass
en dpndncia d la cantidad d fass x 1idad, ls transformadors puedn clasificars en:
transformadors monofasicos
stos transformadors funcionan con 1a sola fas dl circuito y sn evidntmnt + pqños q ls trifasicos.
s pued acr la misma funcion d 1 transformador trifasico mdiant conxionslctricas con 1 banco d 3 transformadors monofasicos. existn muxas conxions posibls.
la vntaja radica en q magnticamnt no stan 1i2 y ls flujos magnticos dpndn solo d ls corrients en ls fass. ls flujos magnticos produci2 x ls corrients d 1as fass no afctan a ls flujos produci2 x ls otras fass.
transformadors trifasicos
stos transforman 3 fass dl circuito en 1a sola 1idad. stos sn ls + comuns dntro d ls transformadors d potncia en ls substacionslctricas.
transformadors d potncia sgun ls conxions
existn muxas conxions posibls en ls transformadors d potncia, pro sn + conoci2 ls :
transformadors strya - strya
stas conxions sn ampliamnt empladas en ls substacions d distribucion. ls tnsions en ls fass dl primario y dl scundario no tienn dsfas torico.l dsfas s solo provocado x la propia circulacion d ls corrients dbidas a ls fno- d magntizacion dl nuclo.
transformadors strya - dlta
sta conxion s igualmnt muy comun en ls substacions d gnracion o d distribucion. exist 1 dsfas d 30 gra2 entr ls tnsions y corrients enl dvanado primario y scundario.
conxions en ls transformadors d potncia
conxions strya - strya atrrada en ambos dvana2.
sta s la conxion enl dvanado scundario q s emplan en ls substacions d distribucion. pro si la conxion enl primario s strya atrrada ls tnsions y corrients enl primario sran iguals en fas q sus duals enl scundario.
conxions en ls transformadors d potncia
conxions dlta - strya.
s puedn emplar impdancias d limitacion d fayas a tierra en la conxion en strya atrrada o atrrarl nutro solidamnt. s pued emplar 1a rsistncia o 1a impdancia. sto prmit disminuir la magnitud d la faya monofasica en ls crcanias dl transformador.
s 1a conxion muy aplicada en ls substa_ cions d distribucion.en sta conxion ls tnsions y corrients enl primario sta dsfasada a 30° con rspcto a ls tnsions y corrients dl scundario.
existn muxas conxions posibls
cuandol transformador d potncia posa 3 dvana2, entr ls dvana2 puedn existir cualkiera d stas combinacions d conxions q s mustran.
con el emplo d transformadors d potncia d 3 dvana2 s pued, dividiendo ls cargas contaminants d 5to y 7mo armonicos, eliminar su impacto enl primario, siempr q s utilicn ls conxions strya enl primario, asi cm dlta y strya en ls dvana2 scundarios.
un circuito en dlta s 1a conxion dond ls cortocircuitos monofasicos no sran 1a causa d disparo, pro puedn producir sobrtnsions pligrosas.
tipos d enfriamientos
ls transformadors sumrgi2 en acit asi cm ls scos, posen sist+ d enfriamiento, ls cuals varian en dpndncia dl funcionamiento q tndran yl costo d ls makinas:
transformadors con enfriamiento natural
stos transformadors stan en tanqs lisos o corruga2, incluso alg1s posen 1a spcie d radiador q prmitn la circulacion natural dl air y x tantol enfriamiento dl acit s produc d manra natural circulando entr enl intrior dl tanq yl radiador.
transformadors con enfriamiento forzada
alg1s transformadors tndran momntos d sobrcargas tmxals y s ls instala vntiladors q fuerzan la circulacion dl air x ls radiadors y x tanto aumntan, forzadamnt, la capacidad d enfriamiento d ls mismos. otros posen bombas q fuerzan la circulacion dl acit y otros utilizan agua fria impulsada x bombas circulando enl intriorl acit. sta agua circula x srpntins enl intrior dl tanq.
s muy imxtant evitarl calntamiento dl transformador dado q lalvada tmpratura provocal envjcimiento prmaturo d ls aislamientos d ls dvana2 y x tanto, la aparicion d ls poco frcuents cortocircuitos intrnos.
transformadors d potncia con enfriamiento natural
pose radiadors en ls 2 la2 dl tanq, pro la circulacion dl air no s forzada.
el acit q circula x stos radiadors s enfriado muxo + rapido ql acit q sta + crcano al dvanado y al nuclo, enl cntro dl tanq.
sta difrncia d tmpratura, gnra 1a circulacion natural dntro dl tanq.
transformadors con enfriamiento forzado x vntiladors
ls moto-vntiladors s enrgizan automatica o manualmnt al dtctars sobrcalntamientos o cuando s dtctn sobrcargas.
stos transformadors posen normalmnt 2 potnciasuna + baja sin la conxion d ls vntiladors y otra +lvada con la conxion d ls
vntiladors.
··ls vntiladors ncsitan su protccion apart a la dl transformador y sn x lo tanto alimnta2 a bajatnsion y protgi2 con intrruptors automaticos o fusibls.
rgimns normals d funcionamiento d ls transformadors d potncia
ls transformadorslctricos d potncia sn makinaslctricas q funcionan bajo la toria d la induccionlctromagntica. en vacio trabajan d 1a forma, bajo carga aparcn otros fno-. pro incluso enl momnto d su enrgizacion ocurrn fno- intrsants dond slvan ls corrients, conocidas cm corrients d inrus. igualmnt, al enrgizarsl dvanado scundario la carga conctada pued gnrar igualmnt corrientslvadas d larga duracion conocida cm picos d cargas frias. stos rgimns normals puedn parcr a dtrmina2 rgimns anormals y x tanto s puedn confundir.
funcionamiento en vacio d ls transformadors
al aplicar tnsion a 1 dvanado dl transformador circula corrient, la cual gnra circulacion d flujo magntico xl nuclo y x consiguient s induc 1a fm enl dvanado scundario y dl primario mismo. normalmnt la corrient enl dvanado primario cuandol transformador no sta cargado s d baja magnitud.
la cantidad d flujo q pued circular xl nuclo s finita.
ls dipols magnticos dl nuclo , s puedn qdar orienta2 en 1a dirccion cualkier cuandol transformadors ds-enrgiza.
diagra+ o circuitos ekivalnts dl transformador

el circuito ekivalnt d 1 transformador bajo carga, tien la forma d 1a t. st s 1 circuitolctrico simpl q simulal funcionamiento dl transformador.
cada xamtro d rsistncia y ractancia dl circuito ekivalnt s calcula a partir d ls rsulta2 d ls ensayos d vacio y cortocircuito enl transformador.
ls xamtros siempr s rfiern a la tnsion d 1 d ls dvana2, gnralmnt stan rfri2 a la tnsion dl primario.
curva d istrsis dl transformador


la rlacion (b vs ) o lo mismo q (ø vs io) rprsntan 1a curva no linal. s dcir, q a mayor corrient d excitacion mayor sral flujo, pro asta 1 limit.
al flujo alcanzarl flujo maximo, no crc + aunq crc la corrient.
en st punto s considra 1 transformador saturado, dado q no pued trasmitir + flujo.
el flujo sigue 1a curva d istrsis cm s mustra, y su forma y anxo, dpndra dl matrial en q st formadol nuclo.
normalmntl transformador trabaja en la zona d no saturacion, s dcir, con corrients excitacion muy pqñas.
procso d magntizacion dl transformador
si en la ultima dsconxion, s qdo 1 flujo rmannt enl nuclo cuando s vuelva a enrgizar aparcl fnomno d inrus. en dpndncia dl angulo d la tnsion y x consiguient d la rlacion x/r dl sistma enl instant d la enrgizacion, pued ql flujo enl nuclo crzca, no a partir d cro sino a partir dl valor d rmanncia dl flujo y x consiguient la corrient d magntizacion crcra notablmnt.
cuandol transformador sta en vacio, sta corrient d inrus tien 1a forma d picos d 1 solo signo y va disminuyendo rapidamnt, asta su dsaparicion total q toma varios sgun2. pued sr d signo positivo o ngativo e incluso pued q en algunas fass no aparzca.
si la magntizacion s raliza conl transformador cargado, entoncs ls corrients no alcanzan valors tanlva2 yl nivl d dformacion d la onda s muxo mnor. s dcir, la onda d 1 solo signo sta msclada con la onda sinusoidal d la carga.
el fnomno d inrus s caractriza xlvadas corrients en forma d picos d muylvadas magnituds, pro dsaparcn rapidamnt, kizas alrddor d 2 a 3 sgun2 ya no existan.
causas d corrient d inrus
las corrients d inrus s puedn provocar x difrnts causas, pro todas rlacionadas conl incrmnto d la tnsion:
enrgizacion dl transformador
conxion d otro transformador en xallo (inrus x simpatia)
rcupracion d la tnsion luego d 1 cortocircuito enl primario (inrus x rcupracion)
cuando s concta 1 gnrador fuera d paso o fuera d sincronismo en 1 bloq d gnrador - transformador.
cualkiera d stas causas puedn provocar la aparicion d grand corrients x encima d la nominal, tal y cm s mncionaron antriormnt y sn normals.


rprsntacion grafica dl procso d inrus
el flujo en ls fass idntificadas x (t) e (i), comnzaron a oscilar d forma sinusoidal con 1 dsplazamiento, lo q indica q existia 1 flujo rmannt en sas fass. so provoco 1a corrient d excitacion d gran magnitud y d 1 solo signo.
exprsion matmatica dl inrus
aunq la magnitud y la forma d la corrient d inrus dpnd d numrosos factors, tals cm:
las caractristicas dl sistma
las caractristicas dl transformador
asi cm si sta o no cargado


una fas d la corrient d inrus en vacio xa difrnts anguls d la tnsion en la enrgizacion
al enrgizar 1 transformador xl dvanado en strya, con ligramnt alta tnsion (10%) s producn ls mayors corrients, pro dpndiendo dl angulo d la tnsion. en dpndncia dl angulo ls picos d corrient puedn incluso sr asta ngativos.
una fas la corrient d inrus en vacio xa difrnts nivls d tnsion en la enrgizacion

 

al enrgizar 1 transformador xl dvanado en strya, en 1 mismo angulo d la tnsion, pro con difrnts nivls d tnsion dsd 0.8 ÷ 1.2 vcs la nominal, ls corrients cambian. a mayor tnsion, mayor sl nivl d corrient.


forma d onda d la corrient d inrus
en vacio la corrient d inrus en ls fass s + grand y pose 1 solo signo, pro en 1a d ls fass la corrient pued tnr ambos signos. en transformadors tipo columna, la corrient en 1a d ls fass pued sr muy pqña igual a la corrient d vacio.
corrient d inrus x simpatia
cuando existn transformadors d potncia concta2 en xallo y 1 dyos ya sta enrgizado y s enrgizal otro, x la circulacion d corrient entryos,l q ya staba enrgizado tambien exprimnta 1a corrient d inrus. a st procso s yama inrus x simpatia.
primro s enrgizo 1 transformador y al cabo d ls 10s s enrgizol otro. s obsrvara cml primro q fue enrgizado volvio a acr 1 inrus x simpatia conl sgundo transformador.
contni2 d 2do armonico en la corrient d inrus
la corrient d inrus en 1 transformador en vacio x su forma d 1a onda d 1 solo signo, y cm no s 1a onda sinusoidal, casi pose to2 ls tipos d armonicos aunq pose 1 alto contnido d sgundo armonico (2 fo). en la actualidad con la mjoria d ls matrials y ls for+ d construir ls nuclos, ls magnituds maxi+ d corrients d 2do armonicos an disminuido.
¿cuantos otros armonicos existn en la corrient d inrus?
sta corrient d inrus pose to2 ls ordns d armonicos, pro ls x100tos minimos con rspcto al fundamntal, sn d mnor magnitud en comxacion con ls 22 armonicos.
dcrcimiento d ls magnituds d 2do armonicos con rspcto a la dnsidad d flujo magntico .
cuando la dnsidad dl flujo x sccion transvrsal dl nuclo aumnta, ls 2do armonicos disminuyen considrablmnt.
funcionamiento bajo carga
una vz magntizadol transformador, cuando circula corrient xl dvanado scundario, entoncs aparc flujo en contra dl flujo formado enl dvanado primario y x tanto s rducl flujo total. al rducirsl flujo total, la tnsion inducida enl dvanado primario igualmnt s rduc y x consiguient aumnta la corrient en st dvanado y vuelv a crcrl flujo stabilizando ls tnsions en ambos dvana2.
el tamaño y calidad dl matrial, asi cm la forma dl nuclo, garantiza la potncia q pued entrgarl transformador.
la capacidad d circulacion d flujo magntico xl nuclo no s linal. s rig x 1a curva d istrsis.

corrients d inrus bajo carga
si s enrgizal transformador stando cargado, s obtndra 1a corrient d inrus kizas 1 poco mnor, pro modulada con la corrient d carga. x tanto, no sra d 1 solo signo cm ls antriors enrgizacions exas en vacio.
contnido d 2do armonico en la corrient d inrus en 1 transformador bajo carga
cuandol transformador d potncia sta cargado, ls corrients d inrus s sobrponn con ls corrients d carga yl contnido d 2do armonico s muxo + bajo q cuandol transformador sta en vacio.
picos d carga fria (could load pickup)

st fnomno no s propio dl transformador, pro s bueno conocrlo xa su corrcta opracion y protccion. ls transformadors alimntan cargaslctricas y si ls cargas tienn 1a prdominant componnts d comprsors, makinas rfrigrants u otros transformadors, entoncs pued q aparzcan picos muy grands d corrients q suprn la corrient nominal dl transformador y lo por s q sino s toman en cuenta, pued disxar ls protccions dl transformador o d ls alimntadors q saln dl mismo, siendo 1 fnomno normal xal sistma d distribucion.
pculiaridads d ls picos d carga fria
st fnomno no siempr sl mismo, pro s a dtrminado q dpnd dl tipo d carga q s posa, ad+ dl tiempo q dura la dsconxion.
cuando existn numrosos artfactos d calfaccion o rfrigracion, mientras + larga sa la dsconxion + largo duraral fnomno dl pico d carga fria y la magnitud.
sto ultimo s + imxtant, dado q mientras + tiempo s tom en rconctar 1a lina d distribucion, + largo y d mayor magnitud sral pico d carga fria. pro ad+, en ls rds d distribucion, st fnomno s mzcla con ls corrients d magntizacion d ls transformadors d distribucion.
conscuencias d ls picos d carga fria
cuando s va a conctar 1 alimntador, luego d 1 prolongado tiempo d dsconxion, s incrmntan ls corrients excsivamnt dbido al fnomno d la carga fria y ls protccions puedn confundirls con avrias y provocarl disparo dl circuito.
st tipo d disparo no dsaparcria en ls proxi+ r-conxions y d sguro ls ingnieros d distribucion enviaran a ls cuadriyas a buscar 1a avria q no exist, gastando rcursos matrials y financieros.
cada vz q s rconct la lina, stas sobrcorrients produciran calntamientos en ls dvana2 d ls transformadors, asi q s prciso evitarlas d forma frcuent o rptitiva.
rgimns anormals en ls transformadors d potncia
en ls transformadorslctricos d potncia puedn aparcr rgimns anormals q d no sr dtcta2 a tiempo, puedn yegar a dstruirlo x complto. stos rgimns cm la sobrcarga o modradas sobrtnsions puedn prmancr solo 1 cierto tiempo en dpndncia d su magnitud, pro en caso d mantnrs, s dbn dsconctar ls intrruptors d potncia.
aunq no s kiera crer, stos rgimns sn + dificils d dtctar y protgr q ls grands avrias cm ls cortocircuitos, dbido a q muxos d stos rgimns no alcanzan magnituds d corrients o tnsion supriors a ls rgimns normals ants mnciona2.
ejmplo d rgimns anormals
s considran rgimns anormals aqyos q x su magnitud y conscuencias postriors no tienn ncsariamnt q sr dsconcta2 d forma instantana.l transformador pued tolrarls 1 cierto tiempo en dpndncia d su magnitud y tipo.
sobrcargas sinusoidals y no-sinusoidals
sobrcargas simtricas y no simtricas.
sobrexcitacion
sobrtnsionslctromagnticas
probl+ enl acit
el problma fundamntal q aparc con ls rgimns anormals s q puedn ls protccions confundirls con ls normals d gran magnitud y dsconctar al transformador inncsariamnt.
sobrcarga con corrients sinusoidals
el transformador no s v afctado x la no simtria d ls corrients. solo s afctara, si ls corrients en ls nutros o en cualkier fas supral limit trmico d ls conductors.
ls transformadors posen 1a spcie d capacidad xa admitir sobrcargas sinusoidals. mientras mayor sa la magnitud d la sobrcorrient, sta db prmancr - tiempo sino dañara al transformador.
la rlacion entrl tiempo ql transformador soxta 1a sobrcarga simtrica y la magnitud d la misma, s conoc cm curva d daño dl transformador.
curva d daño dl transformador d potncia
stas dbn sr ofrcidas x ls fabricants d ls transformadors y sn indispnsabls xa 1a corrcta protccion dl mismo.
aunq xa cada catgoria d transformadors, exist 1a curva d daño q ansi y nma imponn q ls transformadors san construi2 bajo sus standars.

variacion d la curva d daño
la curva d daño dpnd d la potncia y d la impdancia ekivalnt dl transformador y sn difrnts xa ls 3 catgorias d transformadors. incluso no sn ls mis+ curvas xa transformadors q exprimntan difrnts fayas cm xa aqyos q no soxtan avrias frcuents.

sobrcargas asimtricas
ls transformadors sumrgi2 en acit sn + robustos a ls sobrcorrients o sobrcargas asimtricas.l calntamiento dbido a ls sobrcorrients en 1a d ls fass, pued compnsars con la rcirculacion dl acit + frio d ls otras fass. s dcir,l calntamiento gnral dl transformador xa sobrcorrients asimtricas s mnor q xa fayas simtricas.
en transformadors scos cm no exist mdio d enfriamiento comun xa todas ls fass, entoncs ls conductors d 1a d ls fass yl pdazo d nuclo d sta fas, pued star + calient q en ls otras fass.
sobr tmpraturas o sobrcalntamientos
la tmpratura dl acit en transformadors sumrgi2 tien 1a inrcia
. s dcir, ls calntamientos produci2 x sobrcargas en ls fass, no rsultaran rapidamnt en sobr tmpratura gnral enl transformador, dbido a la inrcia trmica dl acit.
incluso, no s lo mismo 1 transformador q trabaj en lugars muy frios q en lugars calients. la transfrncia d calor en lugars frios s mayor y s atmprara + rapidol transformador.
si ls sobrcargas sn excsivas, puedn dañar ls aislamientos d ls bobina2, ants q la tmpratura gnral dl transformador s va afctada.
las sobr tmpraturas dl acit s puedn prsntar cuando ls sobrcargas o sobrcorrients sn prmannt o d larga duracion.
influencia d ls sobrcorrients enl calntamiento
cuando 1 transformador s sobrcargado, ls corrients en ls fass mostraran magnituds x encima d la nominal o d la capacidad trmica d ls conductors.
st incrmnto d la corrient, incrmntara notablmnt la tmpratura y x tanto, tanto ls conductors cml acit yl nuclo s calntaran progrsivamnt.
la tmpratura sl principal enmigo dl aislamiento tanto d ls bobinas, cm dl propio acit yl nuclo, y x tanto 1a d ls causas fundamntals d la dgradacion prmatura dl aislamiento.
aislamiento dtriora2 prmitnl paso d corrients y x tanto, la aparicion d avrias entr fasp o d fas a tierra enl transformador.
s casi imposibl q aparzcan cortocircuitos enl intrior dl dvanado d 1 transformador, cuando stos sucdn, entoncs s 1a evidncia d q s an prmitido enl pasado, sobrcorrients muy dañinas x 1 tiempo considrabl y prjudicial xal transformador.
sobrcargas con corrients no-sinusoidals
ls transformadors d potncia al sr circuitos magnticos, su funcionamiento dpnd d la frcuencia d la corrient q st circulando xl transformador. inclusol flujo enl nuclo tien forma sinusoidal igual a ls corrients q circulan x ls fass.
las corrients contaminants o no-sinusoidals, stan compustas sgun fourier x la suma d difrnts sñals sinusoidals, pro d difrnts frcuencias, todas iguals, infriors o supriors a 60z (armonicos y subarmonicos).
las corrients contaminants puedn saturar con mayor facilidad al transformador. s dcir, aunq ls potncias p+jq no ayan suprado la capacidad dl transformador, si sta contaminado pued saturars y sobrcalntars .
la circulacion d corrients no sinusoidals incrmntan la tmpratura y dtrioran ls transformadors d potncia dsd adntro.
ondas d corrients contaminadas
ls actuals ekiposlctronicos modrnos, tals cm computadoras, lamxas aorradoras, variadors d frcuencias y otros ekiposlctrodomsticos dforman la onda d corrient.
incrmnto d ls prdidas dl ierro
las cargas contaminants provocan la circulacion d corrients no sinusoidals, q stan compustas, sgun fourier, x ondas sinusoidals d altas frcuencias, multipls rals o entros d la corrient fundamntal.
ls transformadors d potncia no tolranlvadas magnituds d corrients no sinusoidals. ls prdidas dl ierro (prdidas x istrsis y x corrients foucault) y ls prdidas dl cobr aumntan. todas stas prdidas tien rlacion cuadratica con la frcuencia. d ai q 1 aumnto d ls cargas contaminants significa 1 aumnto d ls prdidas enl transformador y x tanto, 1 calntamiento prmaturo.
un transformador pued saturars y parcr sobrcargado, con flujos x encima d la nominal sin q sus corrients suprn ls nominals dl transformador.
dsplazamiento d la curva d daño


cm la corrient no sinusoidal incrmnta la tmpratura enl transformador, st pose mnor capacidad xa soxtar st tipo d sobrcargas.
dsdl punto d vista grafico s cm si la curva d daños con corrients asimtricas s dsplazara acia la izkierda con rspcto a la curva d daño original ofrcida xl fabricant.

sobr-excitacion o saturacion d ls transformadors d potncia
lo normal s q x sr 1lmnto muy imxtant y costoso, casi nunca ls transformadors s sobrcargan excsivamnt, x lo q no dbn sobrcargars con frcuencia. si s tienn q sobrcargar, ls opradors dl sistma solo prmitn ligras sobrcargas.
las corrients contaminadas x armonicos puedn sr 1a causa d sobr excitacion o saturacion, pro no s la 1ica.
en sq+ d bloq gnrador - transformador, ls transformadors puedn star alimnta2 con ligras sobrtnsions con frcuencia difrnts a la fundamntal x lo q puedn saturars y x tanto incrmntar su tmpratura excsivamnt.
las corrients d excitacion d ls nuclos d ls transformadors puedn incrmntars excsivamnt con sobrtnsions d baja frcuencia, q puedn aparcr mientras s sta tratando d sincronizar ls gnradors sincronisar, aunql transformador st en vacio.
sqma d 1 bloq gnrador - transformador
en la mayoria d ls cntralslctricas d potncia, ls gnradors s conctan a la rd a travs d transformadors y stos puedn sobrexcitars.
x probl+ enl rgulador d tnsion dl gnrador.
x q errors d ls opradors al tratar d ponrlo en sincronismo, entr muxos otros factors.
saturacion d ls transformadors d potncia
el flujo enl nuclo d ls transformadors tien q sr sinusoidal y x tanto,l transformador induc 1a tnsion sinusoidal.
una vz saturadol transformador, la forma d onda dl flujo enl nuclo cambia cortando ls puntas d ls ondas, dbido a ql nuclo no acpta + flujo e incrmntal flujo d disprsion o flujo q s cierra xl air.
sil nuclo s satura, la tnsion dl scundario s dforma considrablmnt, provocando la contaminacion d la corrient y x tanto, 1 incrmnto d la saturacion.
corrients durant la sobr-excitacion
cuando 1 transformador d potncia con alguna sobrtnsion o baja frcuencia, s sobrexcita, ls corrients y ls tnsions s dforman y aparcn ls armonicos impars. ls armonicos impars van disminuyen en magnitud a mdida q aumntan d ordn.


forma d onda d ls flujos en 1 transformador saturado

en ls transformadors satura2 con corrients no sinusoidals, ls flujos enl nuclo s cortan y sto provoca 1a dformacion en la onda d tnsion a la salida.
··el flujo en rgimn normal db sr sinusoidal, pro durant la saturacionl flujo s corta en ls picos y no continua cr100do.



 sobrtnsions
el sistmalctrico d potncia x su propio funcionamiento puedn producir sobrtnsions y muxo + al final d ls linas, justo dond stan instala2 ls transformadors. ls causas puedn sr numrosas:
rduccion subita d la carga
fayas monofasicas en sist+ con nutro aislado
fayas en ls rguladors d tnsion d ls 1idads gnradoras
sobr compnsacion d ractivo
las linas en vacio producn sobrtnsion enl extrmo d la carga dsconctada (efcto frranti)
rsnancia y frrorsnancia
stas sobrtnsions sn casi siempr sinusoidals y puedn sr dsd 1.05 - 2.5 vn o mayors yegando asta 10 vn en ls casos d rsnancialctrica.
ls transformadors no tolran ls sobrtnsions d 1.2 vn, su aislamiento pued afctars considrablmnt. si mayor s la tnsion + rapida db sr la dsconxion dl transformador xa evitar daños prjudicials.

for+ d onda d ls sobrtnsion sinusoidals
cualkier tnsion x encima d la tnsion maxima prmisibl xl ekipolctrico s considrada 1a sobrtnsion y afcta gravmnt al aislamiento dl ekipamiento, pudiendo prforarlo si supra su capacidad d ruptura.
la tnsion nominal no coincid con la tnsion maxima prmisibl xl transformador. ls transformadors soxtan 1 poco + q la tnsion nominal, y muxo + aqyos q posen taps o drivacions.
un transformador d 33kv normalmnt pose 34.5 kv cm tnsion maxima prmisibl. x encima d la tnsion maximal transformador no s db oprar. xa tnsions 1.2 vcs la nominal o supriorsl transformador db sr dsconctado instantanamnt.

conscuencias d ls sobrtnsions
las sobrtnsions sn otras d ls causas d daño dl aislamiento en ls transformadors. s dcir, ls matrials aislants posen 1a capacidad d soxtar sobrtnsions. st indic s conoc cm bil (basic impuls or insulation lvl).
si la tnsion supra st valor, simplmntl matrial aislant conduc lalctricidad y s daña.
alg1s matrials aislants sn auto-rstaurabls, pro otros cml papl aislant q s emplan en ls dvana2 d ls transformadors, no lo sn.
la tmpratura ac ql bil d ls matrials aislants disminuya, y puedn dtriorars con sobrtnsions q ants no lo acian. d ai la imxtancia d mantnr la tmpratura en nivls tolrabls enl intrior dl transformador.

probl+ conl acit
en ls transformadors q trabajan sumrgi2 en acit puedn tnr probl+ rlaciona2 conl mismo.
el tanq d acit pued prforars x oxi2 o cualkier otra causa, muxo + cuando sn antiguos y no s l a dado mantnimiento.
stos transformadors no puedn trabajar sin 1 nivl d acit minimo, dado q ad+ d aislant st acit sl mdio d rfrigracion. s sobrcalntaran y s dstruira compltamnt tantol dvanado cml nuclo.
incluso pued incrmntars la prsion dntro dl tanq sil acit s dscompon x sobr tmpratura y gnra gass. stos gass no tienn ls mis+ caractristicas dielctricas ql acit y ya no sn aislants. d ai q si la cantidad d gass s excsiva,l tanq pued explotar.
ls probl+ enl acit provocan incrmnto d la tmpratura intrna, afctacion al aislamiento, ruptura d ls tanqs, entr otros factors.

disminucion y gass enl acit d ls transformadors
sta no s 1a faya muy comun
, dado q ls matrials con q s ralizan ls tanqs sn muy rsistnts a ls condicions climaticas + svras, pro su aparicion pued sr muy dañina.
conl tiempo y muxo + cuando sta yegando a su vida util, y abiendo stado trabajando en condicions muy svras, stas avrias puedn producirs.
el acit s dscompon y gnra gass q sn muy prjudicials y sto pued tnr numrosas causas:
el incrmnto d tmpratura enl intrior dl tanq.
fayas incipients entr ls spiras d ls mis+ fass o entr ls fass y la carcasa muy crca dl nutro.
la disminucion dl nivl d acit pued provocar incrmnto d la tmpratura al faltar rfrigracion.
daño en ls vntiladors d rfrigracion forzada durant ls sobrcargas prmisibls.
otros probl+ rlaciona2 conl acit
el acit s pued contaminar con umdad y ls propios gass emana2 dl acit q sn inflamabls y al mismo tiempo, stos gass ya no sn tan aislants.
la prsion dntro dl tanq pued aumntar considrablmnt con la emanacion d gass.
la umdad enl acit pued sr 1a gran causas d la prdida d la capacidad dielctrica dl acit dntro dl tanq.
el acit dl transformador ay q vrificarlo continuamnt xa dtctar si aun pose condicions dielctricas prmisibls xa oprar dntro dl tanq d 1 transformador.


dfcto o avrias en ls transformadorslctricos
en ls transformadorslctricos d potncia puedn aparcr fno- transitorios q d no sr dsconcta2 inmdiatamnt, trminarian dstruyendo compltamnt al transformador. stos fno- puedn sr varia2 y difrnts, pro d aparcr,l transformador db sr dsconctado lo + rapido q s pueda xa evitar daños irrxabls.
ejmplo d dfctos en ls transformadorslctricos
s considran dfctos o avrias en 1 transformador d potncia aqyos fno- q x sus magnituds y conscuenciasl transformador db sr dsconctado inmdiatamnt:
cortocircuitos intrnos y extrnos multifasicos.
cortocircuitos intrnos y extrnos monofasicos.
sobrtnsions dbidas a dscargas atmosfricas.
la caractristicas d alg1s d stos fno- varia conl tipo, lugar y conxion dl transformador d potncia.
cortocircuitos enl transformador d potncia
xal transformador d potncia sn gravs tanto ls cortocircuitos intrnos cm ls extrnos. x lo gnral incrmntan la corrient a valors muy grands e intolrabls.
ls cortocircuitos intrnos sn poco probabls dbido al nivl d aislamiento enl intrior d ls tanqs o a la calidad d ls aislants utiliza2 ls dvana2 y casi siempr stan causa2 x sobr-tmpraturas excsivas dbido a cortocircuitos extrnos o sobrcargas no dsconctadas rapidamnt.
entr ls cortocircuitos, ls + pligrosos sn ls trifasicos, pro stos sn muy poco probabls 3-5% y solo stan origina2 x opracions incorrctas d ls opradors.
las fayas intrnas + probabls sn ls monofasicas a tierra, mdiantl nuclo yl tanq dl transformador, pro sn igualmnt poco probabls con rspcto a ls fayas extrnas.
ls cortocircuitos extrnos + dañinos sn ls q ocurrn + crca dl transformador. ls + crcanos sn ls cortocircuitos en ls busings o aisladors pasants d ls trminals d ls mismos.
la magnitud d stos cortocircuitos extrnos dpndn d la cantidad d fass q involucran y d la conxion dl dvanado dl transformador con rspcto a la conxion dl sistma.

cortocircuitos intrnos enl transformador
ls cortocircuitos intrnos varian en dpndncia d la posicion dntro dl dvanado dl transformador y en cual d ls dvana2 ocurr.
ls cortocircuitos intrnos enl dvanado primario s acn mnors a mdida q la posicion d la faya aumnta aljan2e dl trminal dl mismo.
enl dvanado scundario la magnitud aumnta a mdida q la posicion d la faya s acrca al trminal dl transformador.
existn alg1s cortocircuitos o fayas conocidas cm fayas insipients q no incrmntan ls corrients considrablmnt y sn imprcptibls xa ls protccions asta q s conviertn en fayas + grands y pligrosas.

transformador avriado
ls cortocircuitos intrnos enl transformador cualkiera sa su tipo o posicion, sn muy pligrosos y siempr dstruyen algo enl intrior dl transformador.
un transformador en cortocircuito db sr dsconctado con muxa vlocidad xq ls altas corrients puedn provocar altas tmpraturas y dstruirl nuclo.l costo d ls rxacions dpndra d la vlocidad d rspusta total con q ls protccionslctricas dsconctan al transformador. kizas aya q cambiar algun dvanado o sra ncsario rconstruir ls dvana2 y part dl nuclo. en ocasionsl transformador no tien rxacion posibl o economicamnt factibl.
ls cortocircuitos enl intrior dl transformador no 1en plnamnt 2 fass o fas y tierra. ls matrials aislants q s dtrioran ´no ofrcn rsistncia cro, sino q imponn 1a cierta cantidad d rsistncia, incluso inductancia y capacitancia q s opondra al crcimiento d la corrient.

cortocircuitos extrnos al transformador
ls cortocircuitos extrnos ocurrn en ls barras, linas y otros ekipos concta2 al primario ol scundario d ls transformadors d potncia en dpndncia d dond st la fuent d alimntacion.
normalmntlvan la corrient a valors excsivos, pro su magnitud y pligro pued variar en dpndncia dl tipo d cortocircuito, d ls conxions dl transformador, dl tipo d sistma, entr otros numrosos factors.
aunq sn pligrosos xal transformador, st no pued sr dsconctado instantanamnt cm ls cortocircuitos intrnos, dado q dbn sr dsconcta2 x ls intrruptors d ls otros ekipos dond ocurrio. si stas protccions no dsconctanl ekipo, entoncs s dsconcta al transformador.
¿x q no s pued dsconctar instantanamnt 1 cortocircuito extrno?
ls cortocircuitos extrnos a 1 transformador sn aqyos q ocurrn dspus d ls intrruptors dl scundario sin imxtar a q distancia stan. mientras + ljos - pligrosos xal transformador.
stos cortocircuitos ocurrn en ls barras o en ls linas, pro afctan al transformador d potncia sino sn dsconcta2 rapidamnt.
prol transformador no pued dsconctars instantanamnt xq al disxarl transformador puedn ds-enrgizar a otros consumidors q no stan faya2.
si ocurr 1a avria en 1a lina d salida d 1a substacion yl transformador disxa, entoncs ls otras linas d salida d la substacion tambien s ds-enrgizaran sin star avriadas.

dsconxion d fayas extrnas

··¿si ocurr 1 cortocircuito extrno, ¿kien db oprar instantanamnt?
··si opra instantanamntl intrruptor dl transformador, ls 2 linas s qdaran sin enrgia
·si opra instantanamnt la lina avriada, entoncs solo sta lina qdara dsconctada. la protccion dl transformador solo db oprar si sta no lo ac y xa so db sprar tiempo

conscuencias d ls cortocircuitos extrnos en dpndncia d la ubicacion d ls fuents d alimntacion
ls cortocircuitos extrnos sn gravs si ls corrients d cortocircuitos circulan xl transformador. puedn existir cortocircuitos extrnos q no provoqn daño alg1 enl transformador.
conscuencias d ls cortocircuitos extrnos en transformadors con fuents d alimntacion en ambos extrmos
si existn fuents en ambos la2 d 1 transformador, cm sl caso d ls substacions d sub-transmision o d gnracion, ls cortocircuitos extrnos en cualkier d ls dvana2 puedn sr pligrosos.
en ls substacions d distribucion, en sistma con gnracion distribuida, igualmnt ls transformadors puedn star somti2 a pligrosos cortocircuitos enl primario y enl scundario.
componnts d scuencia xa ls fayas extrnas e intrnas al transformador
las fayas multifasicas casi siempr sn d gran magnitud y s caractrizan x componnts d scuencia positivas y ngativas.
las fayas monofasicas a tierra y ls fayas longitudinals (aprturas d conductors) s caractrizan en dpndncia d ls conxions d ls nutros y si stan atrra2. s caractrizan x componnts d scuencia positiva, ngativa y cro.
solo en ls fayas q involucran la tierra (bifasicas y monofasicas a tierra), existn ls componnts d scuencia cro. ad+ la conxion db sr strya atrrada.
cortocircuitos extrnos a tierra en 1 transformador d 1a substacion conctado en strya atrrada
si la conxion d ls dvana2 sn dlta-strya, ls fayas monofasicas en ls trminals y en ls crcanias d la substacion posen corrients q puedn sr d magnituds + grands q ls trifasicas, pro disminuyen considrablmnt a mdida ql punto d faya s alja d la substacion, yegando a sr imprcptibl xa algunas protccions.
las fayas monofasicas a tierra s puedn dtctar utilizando la componnts d scuencia cro q solo aparc en st tipo d fayas.
corrients x ls dvana2 xa 1 cortocircuito monofasico a tierra extrno en 1 transformador d potncia dlta - strya atrrada
aunql cortocircuito ocurra entr 1a sola d ls fass enl dvanado scundario y tierra (fas c y n), ls corrients en ls fass dl primario aparcran en 2 fass (fass b y c), pro sto dpnd dl grupo d conxion dl transformador.
comxacion d ls corrients en ambos dvana2 en sist+ dlta - strya atrrado solidamnt
las corrients en ambos dvana2 crc a mdida q la ubicacion d la avria s acrca + al trminal dl transformador y s ac cro si ocurr enl nutro, pro su crcimiento no s linal en ning1 d ls 2 dvana2.
comxacion d ls corrients en ambos dvana2 en sist+ dlta - strya atrrado mdiant 1a rsistncia
sil nutro d la strya s atrrado x 1a rsistncia, lo cual s muy comun xa limitar la magnitud d ls avrias monofasicas, ls corrients en ls dvana2 s caractrizan d forma difrnt.
las corrients enl dvanado d la faya (dvanado scundario en strya atrrada) varia linalmnt con la variacion d la ubicacion d la faya, pro la corrient enl otro dvanado en dlta varia en forma cuadratica con rspcto a la ubicacion d la avria.
corrients x ls dvana2 xa 1 cortocircuito bifasico extrno en 1 transformador d potncia dlta - strya atrrada
aunql cortocircuito ocurra entr 2 fass enl dvanado scundario (fas b y c), ls corrients en ls fass dl primario aparcran en 3 fass (fass a, b y c), pro sto dpnd dl grupo d conxion dl transformador.
fayas monofasicas entr 2 transformadors d potncia concta2 en strya atrrada
si la faya extrna monofasica a tierra ocurr en la lina q 1en a 2 transformadors d potncia concta2 en strya atrrada, ls corrients d scuencia cro no aparcn en 1 d ls 2 dvana2, solo ls componnts d scuencia positiva y ngativa.
casi siemprl transformador + pqño no prcib componnts d scuencia cro durantl fayo monofasico a tierra, asta ql intrruptor dl otro lado d la lina s abra y la faya qd alimntada 1icamnt xl transformador + pqño.
cortocircuitos monofasicos a tierra extrnos entr 2 transformadors d potncia con conxions difrnts
si la faya monofasica ocurr en 1a lina entr 2 transformadors con conxions difrnts, 1 en strya atrrada y otro en dlta, sra 1a faya extrna pro solo aparcra scuencia cro enl dvanado en strya.
si exist gnracion xl lado dl transformador conctado en dlta, 1a vz q s dsconctal transformador conctado en strya, la faya pued qdar alimntada prmanntmnt dsdl transformador conctado en dlta y ls protccions d sobrcorrient d scuencia cro no podran dtctarla.
las fayas monofasicas a tierra q ocurrn en sist+ en dlta, no producn grands corrients sino grands sobrtnsions q puedn dstruir ls aislamientos d ls ekipos concta2 en ls crcania.

dscargas atmosfricas
las dscargas atmosfricas sn 1 d ls fno- extrnos al sistma d potncia + pligrosos x lslva2 picos d sobrtnsion q producn.
ocurrn cuando la difrncia d potncial entr ls nubs y la tierra supra la tnsion disruptiva dl air.
comienza x lo gnral con dscargas d mnor magnitud asta acr 1a dscarga guia + potnt.
la dirccion pued sr dsd la nub a tierra, dsd la tierra a la nub o entr nubs. cualkiera s pligrosa xa ls instalacionslctricas.
la dscarga atmosfrica rprsnta 1 d ls fno- + dañino y prjudicial xal sistmalctrico.
sobrtnsions dbida a dscargas atmosfricas
las dscargas atmosfricas q caen dirctamnt en ls linas o en ls crcanias y s inducn en ls mis+, producn grands sobrtnsions q viajan a alta vlocidad. la vlocidad sta rlacionada con la impdancia caractristica dl circuito o la rd x dond sta viajando.
stas sobrtnsions tien 1 solo signo y puedn tnr numrosas for+ , pro la + acptada s la forma d pico q alcanza su punto d crsta a ls 1.2µs y a ls 50µs ya a disminuido considrablmnt yegando a la mitad dl valor q tnia en la crsta.
forma d onda d ls sobrtnsions originadas x dscargas atmosfricas
aunq existn varios tipos d ondas, sta s la forma d onda + acptada x la comunidad 100tifica intrnacional.
imagen
sobrtnsions dbidas a dscargas atmosfricas
cuando 1a dscarga atmosfrica cae dircta o indirctamnt en ls rdslctricas, s producn sobrtnsions q viajan a rapida vlocidad x ls rdslctricas.
las sobrtnsions originadas x ls dscargas atmosfricas d caractristicas staticas posen 1 solo signo a sa ngativa o positiva y viajan a alta vlocidad x ls rdslctricas.
casi siempr al final d 1a rdlctrica, la primr makina imxtant q s encuentra con sta sobrtnsion sl transformador d potncia.
conscuencias d ls dscargas atmosfricas
las sobrtnsions q s producn dbido a dscargas atmosfricas puedn suprar ls puntos d rupturas d ls aisladors concta2 en la lina yl aislamiento dl transformador.
sn tanlvadas q puedn provocar la ruptura dl air alrddor d ls ekipos o bornslctricos. air q qda ionizado y x tanto s vuelv conductor, formando 1 arco, q pued yegar a producir fuego.
ls intrruptors d potncia no dbn manipulars (sxar ls contactos) en prsncia d sobrtnsions dbido a q xl arcolctrico sguiria circulando corrient x muxo tiempo dbido la enorm difrncia d potncial y trminaria dstruyendo ls contactos xlvada tmpratura.
impacto enl aislamiento d ls linas y componntslctricos
si la tnsion supra la capacidad disruptiva dl aislador, sta pued prforarl matrial o acr 1a dscarga suprficial en dpndncia dl nivl d sobrtnsion y ls antcdnts dl matrial aislant.
ls transformadors d instrumntacion
el conocimiento dl funcionamiento d ls transformadors d corrient y potncial, s d vital imxtancia xa la comprnsion dl funcionamiento d ls dispositivos scundario. stos dispositivos no siempr funcionan corrctamnt y puedn yegar a provocar incorrctas opracions en ls dispositivos scundarios.
transformadors d corrients
st sl dispositivo primario encargado d rducir ls nivls d corrients dl sistma d potncia a nivls tolrabls x ls dispositivos d protccion y mdicion.
existn transformadors d corrient d mdicion y d protccion, ls cuals s aplican cada 1 con funcions difrnts.
ls tcs d mdicion s bueno q s saturn xa q protjan ls instrumntos d mdicion. en ls d protccion ay q evitar la saturacion.
casi siempr rducn ls corrients a 5 a, aunq existn aplicacions a 1ª.
conxions d ls transformadors d corrient
existn numrosas conxions d ls transformadors d corrient y todas tienn 1a dtrminada aplicacion. enl caso d su aplicacion con rls d sobrcorrient s empla comunmnt en sistma d potncia con nutros solidamnt atrra2 la conxion strya complta.
s imxtant tomar en cuenta q ls tcs no sn dispositivos idals, y puedn trabajar incorrctamnt, provocando falsas opracions en ls protccions.
saturacion d 1 transformador d corrient
la saturacion d 1 tc dpnd d numrosos factors, pro ad+ s imxtant tomar en cuenta ql sistma sta cambiando y q aunq aya sido corrctamnt slccionado, pued q ls cambios d nuevas fuents y la adicion d otras linas, aya q volvrlo a cambiar.
2 factors sn muy imxtants, la magnitud d la carga conctada al scundario (burdn), s dcir la cantidad d dispositivos scundarios y la corrient maxima d cortocircuito.
un transformador d protccion normalmnt pued acptar asta 20 vcs la corrient dl primario sin ql error en la magnitud d la corrient dl scundario suprl 10%. pro todo dpnd d la cantidad d carga conctada al scundario y dl tipo d carga (mayormnt rsistiva o inductiva).
¿cm dpnd dl tipo d carga?
a mayor carga + rapido o a mnor corrient s pued saturar. ls cargas rsistivas cortan vrticalmnt la onda, mientras q ls cargas inductivas tiendn a cortarla orizontalmnt, s dcir, ls picos.
contnido armonico en la saturacion d ls tcs
cuando 1 tc s satura igualmnt puedn aparcr armonicos dlvada magnitud.
transformadors d potncial
sn ls dispositivos primarios encarga2 d rducir la tnsion dl sistma d potncia a ls nivls tolrabls x ls rls y ls instrumntos d mdicion.
puedn existir ls transformadors d potncia magnticos y ls capacitivos. stos ultimos primro rducn la tnsion con capacitors y luego emplan 1 transformador d potncial magntico.
casi siempr rducn la tnsion a nivls d 100 v o 120v, sgun la norma ol pais dond s trabaj.
conxions d ls transformadors d potncial
existn 2 conxions fundamntals, la conxion dlta abierta y la conxion strya complta, cada 1a con su aplicacion y utilidad.
la dlta abierta s puedn emplar en sist+ con nutros solidamnt atrra2. mientras q la strya complta s obligatorio en sist+ con nutro aislado.
fayos en ls transformadors d potncials
en principal problma en q ls transformadors d potncials afctan a ls protccions s en la actuacion d sus protccions.
stos sueln protgrs con fusibls enl primario o con intrruptors automaticos enl scundario, ambos puedn oprar y djar a la protccion sin tnsion a100dola mal oprar.
stos probl+ en ralidad afctan + a ls protccions d linas q ls dl transformador, aunq existn alg1s mto2 d protccion xa transformadors en ls q dbria tomars en cuenta.
dispositivos scundarios xa la protccion d transformadors d potncia contra cortocircuitos intrnos y extrnos
ls dispositivos scundarios a difrncia d ls primarios sn muy flxibls y ajustabls. aunq en stos dispositivos lo + imxtant sl calculo d ls ajusts, ls sq+ varian en dpndncia d ls transformadors, sus conxions y ls caractristicas dl sistma d potncia alrddor dl mismo. s emplan difrnts tipos tals cm rls d sobrcorrient, sobrcorrients con bloqo d tnsion, difrncials, d sobrtnsion, tnsion contra frcuencia, entr otros.
influencia d ls grupos d conxions d ls transformadors d potncia
no s conctan ls tcs d la misma forma xa transformadors d difrnts grupos d conxion.
en 1 transformador conctado strya - strya, ls corrients casi stan en fass, entr ls fass dl dvanado primario y dl scundario.
en 1 transformador conctado en strya - dlta o dlta - strya, ls corrients entr ls fass dl dvanado primario y scundario tienn 1a difrncia angular q pued sr d 30° en adlanto o atraso.
influencia d la saturacion d ls tcs
existn 2 grupos d tcs instala2 en dvana2 con corrients difrnts. cualkier d stos tcs pued saturars y provocar incorrctas opracions d la protccion difrncial.
cuando 1 transformador d corrient s satura, ls corrients s dforman considrablmnt yl valor eficaz sprado enl scundario s mnor al q db circular idalmnt xl dvanado scundario.
saturacion dl transformador d corrient
un transformador d corrient s pued saturar x varios factors:
corrient mayors , pro muy x encima d ls corrients nominals.
cargas mayors q sus capacidads nominals.
frcuencias difrnts a la d trabajo nominal.
ls cortocircuitos incrmntan ls corrients y stas no tienn 1a amplitud maxima dfinida, dpnd d muxos factors, incluso d ls potncias d cortocircuito dl sistma y d la impdancia dyemnto q lo provoco (madra, cauxo, mtals).
solucions a la saturacion d ls tcs
slccionar adcuadamnt ls transformadors d corrient
con 1a corrient adcuadamnt grand xa q no s saturn y ad+ con la mnor carga posibl, s dcir, la mnor cantidad d rls.
emplar rls q puedan variar su snsibilidad con rspcto a ls corrients. si ls corrients stan en fass entoncs ls snsibilidad s muy baja y si ls corrients no stan en fass, entoncs la snsibilidad slva. stos s yaman rls d xcntaj difrncial.
en la actualidad to2 ls rls difrncials xa ls transformadors emplanl mtodo d xcntaj difrncial, pro existio 1 rl con transformadors d rapida saturacion, q rducia st impacto utilizando la saturacion, pro ya no s utiliza.
pautas xa evitar la saturacion d ls transformadors d corrients
xa la slccion adcuada d 1 tc s imprscindibl conocrls sufi100tmnt.
la carga conctada al tc db star x dbajo d su burdn nominal.
s scogn d tal forma q la corrient d cortocircuito maxima posibl calculada, no suprl valor d corrient maximo xal cuay error dl tc sa mnor al 10%. en ls tcs d protccion st dato suel star en 20-30 vcs la nominal en dpndncia dl tipo d tc.
transformador d instrumntacion
ls transformadors xa instrumntacion stan disña2 xa podr mdir tnsions e intnsidadslvadas x axatos d mdida cm voltimtros y amprimtros.
ad+, garantizan la sguridad dl tcnico q tien q ralizar ls mdicions al tnr ls bobinas aisladas.
tipos d transformadors d instrumntacion.
1.transformador d corrient.
stan disña2 xa podr mdir altos nivls d intnsidad.
la construccion fisica: s basa en 1a bobina primaria d pocas vueltas con 1 alambr muy gruso, en cambio, la bobina scundaria tien muxas spiras (vueltas) con 1 alambr bastant fino.
el funcionamiento tcnico dl transformador d corrient consist enlvar la tnsion xa podr disminuir la intnsidad.
el amprimtro q s utiliza xa tomar la mdida d amprios, s coloca a la salida dl transformador.
tipos d transformadors d instrumntacion.
2. transformador d potncial
conl transformador d potncial s mid la tnsion o la potncia d lina con 1 voltimtro.
la construccion fisica: consist en 2 bobinas. la bobina primaria tien muxas spiras o vueltas y, en cambio, la bobina scundaria tien pocas spiras.
normalmnt, st tipo d transformador tien 1a tnsion enl scundario d 115 v, aunq dpnd d ls spcificacions tcnicas dl fabricant.
a difrncia dl transformador d corrient, en la bobina primaria dl transformador d potncial s conctan 2 fass o linas d tnsion.
tipos d transformadors d instrumntacion.
el transformador toroidal: consist en 1 transformador d corrient ql nuclo y en la bobina primaria q utilizan.l nuclo toroidal sta laminado, la bobina scundaria s encuentra enroyada enl nuclo toroidal, mientras q la bobina primaria consist en 1 conductor q atravisal nuclo xl cntro vacio. rsultan bastant economicos y s sueln utilizar xa mdir intnsidads supriors a ls 100ª.
el transformador d frcuencia: s utiliza xa axatoslctronicos compljos xq s rducl gasto economico d capacitancias, inductancias, rsistncias,etc. ls nuclos d stos transformadors sn d 1a alacion spcial d acro y niql xa disminuir ls prdidas x istrsis dbido al calntamiento q sufrl transformador, a mayor frcuencia + incrmnto d corrients xasitas y prdidas x istrsis. conl nuclo d acro y niql s consigue disminuir la dnsidad d flujo.
el transformador d impdancia: s utilizado en juguetslctricos, lamxas fluorscnts, soldadors d arco, ornos d arco, qmadors d ptrolo, lamxas d non, rguladors d potncia. al tnr 1a impdancialvada, sil transformador entra en cortocircuito no s sobrcalienta.


sobrtnsions
el sistmalctrico d potncia x su propio funcionamiento puedn producir sobrtnsions y muxo + al final d ls linas, justo dond stan instala2 ls transformadors. ls causas puedn sr numrosas:
rduccion subita d la carga
fayas monofasicas en sist+ con nutro aislado
fayas en ls rguladors d tnsion d ls 1idads gnradoras
sobr compnsacion d ractivo
las linas en vacio producn sobrtnsion enl extrmo d la carga dsconctada (efcto frranti)
rsnancia y frrorsnancia
stas sobrtnsions sn casi siempr sinusoidals y puedn sr dsd 1.05 - 2.5 vn o mayors yegando asta 10 vn en ls casos d rsnancialctrica.
ls transformadors no tolran ls sobrtnsions d 1.2 vn, su aislamiento pued afctars considrablmnt. si mayor s la tnsion + rapida db sr la dsconxion dl transformador xa evitar daños prjudicials.

for+ d onda d ls sobrtnsion sinusoidals
cualkier tnsion x encima d la tnsion maxima prmisibl xl ekipolctrico s considrada 1a sobrtnsion y afcta gravmnt al aislamiento dl ekipamiento, pudiendo prforarlo si supra su capacidad d ruptura.
la tnsion nominal no coincid con la tnsion maxima prmisibl xl transformador. ls transformadors soxtan 1 poco + q la tnsion nominal, y muxo + aqyos q posen taps o drivacions.
un transformador d 33kv normalmnt pose 34.5 kv cm tnsion maxima prmisibl. x encima d la tnsion maximal transformador no s db oprar. xa tnsions 1.2 vcs la nominal o supriorsl transformador db sr dsconctado instantanamnt.

conscuencias d ls sobrtnsions
las sobrtnsions sn otras d ls causas d daño dl aislamiento en ls transformadors. s dcir, ls matrials aislants posen 1a capacidad d soxtar sobrtnsions. st indic s conoc cm bil (basic impuls or insulation lvl).
si la tnsion supra st valor, simplmntl matrial aislant conduc lalctricidad y s daña.
alg1s matrials aislants sn auto-rstaurabls, pro otros cml papl aislant q s emplan en ls dvana2 d ls transformadors, no lo sn.
la tmpratura ac ql bil d ls matrials aislants disminuya, y puedn dtriorars con sobrtnsions q ants no lo acian. d ai la imxtancia d mantnr la tmpratura en nivls tolrabls enl intrior dl transformador.

probl+ conl acit
en ls transformadors q trabajan sumrgi2 en acit puedn tnr probl+ rlaciona2 conl mismo.
el tanq d acit pued prforars x oxi2 o cualkier otra causa, muxo + cuando sn antiguos y no s l a dado mantnimiento.
stos transformadors no puedn trabajar sin 1 nivl d acit minimo, dado q ad+ d aislant st acit sl mdio d rfrigracion. s sobrcalntaran y s dstruira compltamnt tantol dvanado cml nuclo.
incluso pued incrmntars la prsion dntro dl tanq sil acit s dscompon x sobr tmpratura y gnra gass. stos gass no tienn ls mis+ caractristicas dielctricas ql acit y ya no sn aislants. d ai q si la cantidad d gass s excsiva,l tanq pued explotar.
ls probl+ enl acit provocan incrmnto d la tmpratura intrna, afctacion al aislamiento, ruptura d ls tanqs, entr otros factors.

disminucion y gass enl acit d ls transformadors
sta no s 1a faya muy comun
, dado q ls matrials con q s ralizan ls tanqs sn muy rsistnts a ls condicions climaticas + svras, pro su aparicion pued sr muy dañina.
conl tiempo y muxo + cuando sta yegando a su vida util, y abiendo stado trabajando en condicions muy svras, stas avrias puedn producirs.
el acit s dscompon y gnra gass q sn muy prjudicials y sto pued tnr numrosas causas:
el incrmnto d tmpratura enl intrior dl tanq.
fayas incipients entr ls spiras d ls mis+ fass o entr ls fass y la carcasa muy crca dl nutro.
la disminucion dl nivl d acit pued provocar incrmnto d la tmpratura al faltar rfrigracion.
daño en ls vntiladors d rfrigracion forzada durant ls sobrcargas prmisibls.
otros probl+ rlaciona2 conl acit
el acit s pued contaminar con umdad y ls propios gass emana2 dl acit q sn inflamabls y al mismo tiempo, stos gass ya no sn tan aislants.
la prsion dntro dl tanq pued aumntar considrablmnt con la emanacion d gass.
la umdad enl acit pued sr 1a gran causas d la prdida d la capacidad dielctrica dl acit dntro dl tanq.
el acit dl transformador ay q vrificarlo continuamnt xa dtctar si aun pose condicions dielctricas prmisibls xa oprar dntro dl tanq d 1 transformador.


dfcto o avrias en ls transformadorslctricos
en ls transformadorslctricos d potncia puedn aparcr fno- transitorios q d no sr dsconcta2 inmdiatamnt, trminarian dstruyendo compltamnt al transformador. stos fno- puedn sr varia2 y difrnts, pro d aparcr,l transformador db sr dsconctado lo + rapido q s pueda xa evitar daños irrxabls.
ejmplo d dfctos en ls transformadorslctricos
s considran dfctos o avrias en 1 transformador d potncia aqyos fno- q x sus magnituds y conscuenciasl transformador db sr dsconctado inmdiatamnt:
cortocircuitos intrnos y extrnos multifasicos.
cortocircuitos intrnos y extrnos monofasicos.
sobrtnsions dbidas a dscargas atmosfricas.
la caractristicas d alg1s d stos fno- varia conl tipo, lugar y conxion dl transformador d potncia.
cortocircuitos enl transformador d potncia
xal transformador d potncia sn gravs tanto ls cortocircuitos intrnos cm ls extrnos. x lo gnral incrmntan la corrient a valors muy grands e intolrabls.
ls cortocircuitos intrnos sn poco probabls dbido al nivl d aislamiento enl intrior d ls tanqs o a la calidad d ls aislants utiliza2 ls dvana2 y casi siempr stan causa2 x sobr-tmpraturas excsivas dbido a cortocircuitos extrnos o sobrcargas no dsconctadas rapidamnt.
entr ls cortocircuitos, ls + pligrosos sn ls trifasicos, pro stos sn muy poco probabls 3-5% y solo stan origina2 x opracions incorrctas d ls opradors.
las fayas intrnas + probabls sn ls monofasicas a tierra, mdiantl nuclo yl tanq dl transformador, pro sn igualmnt poco probabls con rspcto a ls fayas extrnas.
ls cortocircuitos extrnos + dañinos sn ls q ocurrn + crca dl transformador. ls + crcanos sn ls cortocircuitos en ls busings o aisladors pasants d ls trminals d ls mismos.
la magnitud d stos cortocircuitos extrnos dpndn d la cantidad d fass q involucran y d la conxion dl dvanado dl transformador con rspcto a la conxion dl sistma.

cortocircuitos intrnos enl transformador
ls cortocircuitos intrnos varian en dpndncia d la posicion dntro dl dvanado dl transformador y en cual d ls dvana2 ocurr.
ls cortocircuitos intrnos enl dvanado primario s acn mnors a mdida q la posicion d la faya aumnta aljan2e dl trminal dl mismo.
enl dvanado scundario la magnitud aumnta a mdida q la posicion d la faya s acrca al trminal dl transformador.
existn alg1s cortocircuitos o fayas conocidas cm fayas insipients q no incrmntan ls corrients considrablmnt y sn imprcptibls xa ls protccions asta q s conviertn en fayas + grands y pligrosas.

transformador avriado
ls cortocircuitos intrnos enl transformador cualkiera sa su tipo o posicion, sn muy pligrosos y siempr dstruyen algo enl intrior dl transformador.
un transformador en cortocircuito db sr dsconctado con muxa vlocidad xq ls altas corrients puedn provocar altas tmpraturas y dstruirl nuclo.l costo d ls rxacions dpndra d la vlocidad d rspusta total con q ls protccionslctricas dsconctan al transformador. kizas aya q cambiar algun dvanado o sra ncsario rconstruir ls dvana2 y part dl nuclo. en ocasionsl transformador no tien rxacion posibl o economicamnt factibl.
ls cortocircuitos enl intrior dl transformador no 1en plnamnt 2 fass o fas y tierra. ls matrials aislants q s dtrioran ´no ofrcn rsistncia cro, sino q imponn 1a cierta cantidad d rsistncia, incluso inductancia y capacitancia q s opondra al crcimiento d la corrient.

cortocircuitos extrnos al transformador
ls cortocircuitos extrnos ocurrn en ls barras, linas y otros ekipos concta2 al primario ol scundario d ls transformadors d potncia en dpndncia d dond st la fuent d alimntacion.
normalmntlvan la corrient a valors excsivos, pro su magnitud y pligro pued variar en dpndncia dl tipo d cortocircuito, d ls conxions dl transformador, dl tipo d sistma, entr otros numrosos factors.
aunq sn pligrosos xal transformador, st no pued sr dsconctado instantanamnt cm ls cortocircuitos intrnos, dado q dbn sr dsconcta2 x ls intrruptors d ls otros ekipos dond ocurrio. si stas protccions no dsconctanl ekipo, entoncs s dsconcta al transformador.
¿x q no s pued dsconctar instantanamnt 1 cortocircuito extrno?
ls cortocircuitos extrnos a 1 transformador sn aqyos q ocurrn dspus d ls intrruptors dl scundario sin imxtar a q distancia stan. mientras + ljos - pligrosos xal transformador.
stos cortocircuitos ocurrn en ls barras o en ls linas, pro afctan al transformador d potncia sino sn dsconcta2 rapidamnt.
prol transformador no pued dsconctars instantanamnt xq al disxarl transformador puedn ds-enrgizar a otros consumidors q no stan faya2.
si ocurr 1a avria en 1a lina d salida d 1a substacion yl transformador disxa, entoncs ls otras linas d salida d la substacion tambien s ds-enrgizaran sin star avriadas.

dsconxion d fayas extrnas

··¿si ocurr 1 cortocircuito extrno, ¿kien db oprar instantanamnt?
··si opra instantanamntl intrruptor dl transformador, ls 2 linas s qdaran sin enrgia
·si opra instantanamnt la lina avriada, entoncs solo sta lina qdara dsconctada. la protccion dl transformador solo db oprar si sta no lo ac y xa so db sprar tiempo

conscuencias d ls cortocircuitos extrnos en dpndncia d la ubicacion d ls fuents d alimntacion
ls cortocircuitos extrnos sn gravs si ls corrients d cortocircuitos circulan xl transformador. puedn existir cortocircuitos extrnos q no provoqn daño alg1 enl transformador.
conscuencias d ls cortocircuitos extrnos en transformadors con fuents d alimntacion en ambos extrmos
si existn fuents en ambos la2 d 1 transformador, cm sl caso d ls substacions d sub-transmision o d gnracion, ls cortocircuitos extrnos en cualkier d ls dvana2 puedn sr pligrosos.
en ls substacions d distribucion, en sistma con gnracion distribuida, igualmnt ls transformadors puedn star somti2 a pligrosos cortocircuitos enl primario y enl scundario.
componnts d scuencia xa ls fayas extrnas e intrnas al transformador
las fayas multifasicas casi siempr sn d gran magnitud y s caractrizan x componnts d scuencia positivas y ngativas.
las fayas monofasicas a tierra y ls fayas longitudinals (aprturas d conductors) s caractrizan en dpndncia d ls conxions d ls nutros y si stan atrra2. s caractrizan x componnts d scuencia positiva, ngativa y cro.
solo en ls fayas q involucran la tierra (bifasicas y monofasicas a tierra), existn ls componnts d scuencia cro. ad+ la conxion db sr strya atrrada.
cortocircuitos extrnos a tierra en 1 transformador d 1a substacion conctado en strya atrrada
si la conxion d ls dvana2 sn dlta-strya, ls fayas monofasicas en ls trminals y en ls crcanias d la substacion posen corrients q puedn sr d magnituds + grands q ls trifasicas, pro disminuyen considrablmnt a mdida ql punto d faya s alja d la substacion, yegando a sr imprcptibl xa algunas protccions.
las fayas monofasicas a tierra s puedn dtctar utilizando la componnts d scuencia cro q solo aparc en st tipo d fayas.
corrients x ls dvana2 xa 1 cortocircuito monofasico a tierra extrno en 1 transformador d potncia dlta - strya atrrada
aunql cortocircuito ocurra entr 1a sola d ls fass enl dvanado scundario y tierra (fas c y n), ls corrients en ls fass dl primario aparcran en 2 fass (fass b y c), pro sto dpnd dl grupo d conxion dl transformador.
comxacion d ls corrients en ambos dvana2 en sist+ dlta - strya atrrado solidamnt
las corrients en ambos dvana2 crc a mdida q la ubicacion d la avria s acrca + al trminal dl transformador y s ac cro si ocurr enl nutro, pro su crcimiento no s linal en ning1 d ls 2 dvana2.
comxacion d ls corrients en ambos dvana2 en sist+ dlta - strya atrrado mdiant 1a rsistncia
sil nutro d la strya s atrrado x 1a rsistncia, lo cual s muy comun xa limitar la magnitud d ls avrias monofasicas, ls corrients en ls dvana2 s caractrizan d forma difrnt.
las corrients enl dvanado d la faya (dvanado scundario en strya atrrada) varia linalmnt con la variacion d la ubicacion d la faya, pro la corrient enl otro dvanado en dlta varia en forma cuadratica con rspcto a la ubicacion d la avria.
corrients x ls dvana2 xa 1 cortocircuito bifasico extrno en 1 transformador d potncia dlta - strya atrrada
aunql cortocircuito ocurra entr 2 fass enl dvanado scundario (fas b y c), ls corrients en ls fass dl primario aparcran en 3 fass (fass a, b y c), pro sto dpnd dl grupo d conxion dl transformador.
fayas monofasicas entr 2 transformadors d potncia concta2 en strya atrrada
si la faya extrna monofasica a tierra ocurr en la lina q 1en a 2 transformadors d potncia concta2 en strya atrrada, ls corrients d scuencia cro no aparcn en 1 d ls 2 dvana2, solo ls componnts d scuencia positiva y ngativa.
casi siemprl transformador + pqño no prcib componnts d scuencia cro durantl fayo monofasico a tierra, asta ql intrruptor dl otro lado d la lina s abra y la faya qd alimntada 1icamnt xl transformador + pqño.
cortocircuitos monofasicos a tierra extrnos entr 2 transformadors d potncia con conxions difrnts
si la faya monofasica ocurr en 1a lina entr 2 transformadors con conxions difrnts, 1 en strya atrrada y otro en dlta, sra 1a faya extrna pro solo aparcra scuencia cro enl dvanado en strya.
si exist gnracion xl lado dl transformador conctado en dlta, 1a vz q s dsconctal transformador conctado en strya, la faya pued qdar alimntada prmanntmnt dsdl transformador conctado en dlta y ls protccions d sobrcorrient d scuencia cro no podran dtctarla.
las fayas monofasicas a tierra q ocurrn en sist+ en dlta, no producn grands corrients sino grands sobrtnsions q puedn dstruir ls aislamientos d ls ekipos concta2 en ls crcania.

dscargas atmosfricas
las dscargas atmosfricas sn 1 d ls fno- extrnos al sistma d potncia + pligrosos x lslva2 picos d sobrtnsion q producn.
ocurrn cuando la difrncia d potncial entr ls nubs y la tierra supra la tnsion disruptiva dl air.
comienza x lo gnral con dscargas d mnor magnitud asta acr 1a dscarga guia + potnt.
la dirccion pued sr dsd la nub a tierra, dsd la tierra a la nub o entr nubs. cualkiera s pligrosa xa ls instalacionslctricas.
la dscarga atmosfrica rprsnta 1 d ls fno- + dañino y prjudicial xal sistmalctrico.
sobrtnsions dbida a dscargas atmosfricas
las dscargas atmosfricas q caen dirctamnt en ls linas o en ls crcanias y s inducn en ls mis+, producn grands sobrtnsions q viajan a alta vlocidad. la vlocidad sta rlacionada con la impdancia caractristica dl circuito o la rd x dond sta viajando.
stas sobrtnsions tien 1 solo signo y puedn tnr numrosas for+ , pro la + acptada s la forma d pico q alcanza su punto d crsta a ls 1.2µs y a ls 50µs ya a disminuido considrablmnt yegando a la mitad dl valor q tnia en la crsta.
forma d onda d ls sobrtnsions originadas x dscargas atmosfricas
aunq existn varios tipos d ondas, sta s la forma d onda + acptada x la comunidad 100tifica intrnacional.
imagen
sobrtnsions dbidas a dscargas atmosfricas
cuando 1a dscarga atmosfrica cae dircta o indirctamnt en ls rdslctricas, s producn sobrtnsions q viajan a rapida vlocidad x ls rdslctricas.
las sobrtnsions originadas x ls dscargas atmosfricas d caractristicas staticas posen 1 solo signo a sa ngativa o positiva y viajan a alta vlocidad x ls rdslctricas.
casi siempr al final d 1a rdlctrica, la primr makina imxtant q s encuentra con sta sobrtnsion sl transformador d potncia.
conscuencias d ls dscargas atmosfricas
las sobrtnsions q s producn dbido a dscargas atmosfricas puedn suprar ls puntos d rupturas d ls aisladors concta2 en la lina yl aislamiento dl transformador.
sn tanlvadas q puedn provocar la ruptura dl air alrddor d ls ekipos o bornslctricos. air q qda ionizado y x tanto s vuelv conductor, formando 1 arco, q pued yegar a producir fuego.
ls intrruptors d potncia no dbn manipulars (sxar ls contactos) en prsncia d sobrtnsions dbido a q xl arcolctrico sguiria circulando corrient x muxo tiempo dbido la enorm difrncia d potncial y trminaria dstruyendo ls contactos xlvada tmpratura.
impacto enl aislamiento d ls linas y componntslctricos
si la tnsion supra la capacidad disruptiva dl aislador, sta pued prforarl matrial o acr 1a dscarga suprficial en dpndncia dl nivl d sobrtnsion y ls antcdnts dl matrial aislant.
ls transformadors d instrumntacion
el conocimiento dl funcionamiento d ls transformadors d corrient y potncial, s d vital imxtancia xa la comprnsion dl funcionamiento d ls dispositivos scundario. stos dispositivos no siempr funcionan corrctamnt y puedn yegar a provocar incorrctas opracions en ls dispositivos scundarios.
transformadors d corrients
st sl dispositivo primario encargado d rducir ls nivls d corrients dl sistma d potncia a nivls tolrabls x ls dispositivos d protccion y mdicion.
existn transformadors d corrient d mdicion y d protccion, ls cuals s aplican cada 1 con funcions difrnts.
ls tcs d mdicion s bueno q s saturn xa q protjan ls instrumntos d mdicion. en ls d protccion ay q evitar la saturacion.
casi siempr rducn ls corrients a 5 a, aunq existn aplicacions a 1ª.
conxions d ls transformadors d corrient
existn numrosas conxions d ls transformadors d corrient y todas tienn 1a dtrminada aplicacion. enl caso d su aplicacion con rls d sobrcorrient s empla comunmnt en sistma d potncia con nutros solidamnt atrra2 la conxion strya complta.
s imxtant tomar en cuenta q ls tcs no sn dispositivos idals, y puedn trabajar incorrctamnt, provocando falsas opracions en ls protccions.
saturacion d 1 transformador d corrient
la saturacion d 1 tc dpnd d numrosos factors, pro ad+ s imxtant tomar en cuenta ql sistma sta cambiando y q aunq aya sido corrctamnt slccionado, pued q ls cambios d nuevas fuents y la adicion d otras linas, aya q volvrlo a cambiar.
2 factors sn muy imxtants, la magnitud d la carga conctada al scundario (burdn), s dcir la cantidad d dispositivos scundarios y la corrient maxima d cortocircuito.
un transformador d protccion normalmnt pued acptar asta 20 vcs la corrient dl primario sin ql error en la magnitud d la corrient dl scundario suprl 10%. pro todo dpnd d la cantidad d carga conctada al scundario y dl tipo d carga (mayormnt rsistiva o inductiva).
¿cm dpnd dl tipo d carga?
a mayor carga + rapido o a mnor corrient s pued saturar. ls cargas rsistivas cortan vrticalmnt la onda, mientras q ls cargas inductivas tiendn a cortarla orizontalmnt, s dcir, ls picos.
contnido armonico en la saturacion d ls tcs
cuando 1 tc s satura igualmnt puedn aparcr armonicos dlvada magnitud.
transformadors d potncial
sn ls dispositivos primarios encarga2 d rducir la tnsion dl sistma d potncia a ls nivls tolrabls x ls rls y ls instrumntos d mdicion.
puedn existir ls transformadors d potncia magnticos y ls capacitivos. stos ultimos primro rducn la tnsion con capacitors y luego emplan 1 transformador d potncial magntico.
casi siempr rducn la tnsion a nivls d 100 v o 120v, sgun la norma ol pais dond s trabaj.
conxions d ls transformadors d potncial
existn 2 conxions fundamntals, la conxion dlta abierta y la conxion strya complta, cada 1a con su aplicacion y utilidad.
la dlta abierta s puedn emplar en sist+ con nutros solidamnt atrra2. mientras q la strya complta s obligatorio en sist+ con nutro aislado.
fayos en ls transformadors d potncials
en principal problma en q ls transformadors d potncials afctan a ls protccions s en la actuacion d sus protccions.
stos sueln protgrs con fusibls enl primario o con intrruptors automaticos enl scundario, ambos puedn oprar y djar a la protccion sin tnsion a100dola mal oprar.
stos probl+ en ralidad afctan + a ls protccions d linas q ls dl transformador, aunq existn alg1s mto2 d protccion xa transformadors en ls q dbria tomars en cuenta.
dispositivos scundarios xa la protccion d transformadors d potncia contra cortocircuitos intrnos y extrnos
ls dispositivos scundarios a difrncia d ls primarios sn muy flxibls y ajustabls. aunq en stos dispositivos lo + imxtant sl calculo d ls ajusts, ls sq+ varian en dpndncia d ls transformadors, sus conxions y ls caractristicas dl sistma d potncia alrddor dl mismo. s emplan difrnts tipos tals cm rls d sobrcorrient, sobrcorrients con bloqo d tnsion, difrncials, d sobrtnsion, tnsion contra frcuencia, entr otros.
influencia d ls grupos d conxions d ls transformadors d potncia
no s conctan ls tcs d la misma forma xa transformadors d difrnts grupos d conxion.
en 1 transformador conctado strya - strya, ls corrients casi stan en fass, entr ls fass dl dvanado primario y dl scundario.
en 1 transformador conctado en strya - dlta o dlta - strya, ls corrients entr ls fass dl dvanado primario y scundario tienn 1a difrncia angular q pued sr d 30° en adlanto o atraso.
influencia d la saturacion d ls tcs
existn 2 grupos d tcs instala2 en dvana2 con corrients difrnts. cualkier d stos tcs pued saturars y provocar incorrctas opracions d la protccion difrncial.
cuando 1 transformador d corrient s satura, ls corrients s dforman considrablmnt yl valor eficaz sprado enl scundario s mnor al q db circular idalmnt xl dvanado scundario.
saturacion dl transformador d corrient
un transformador d corrient s pued saturar x varios factors:
corrient mayors , pro muy x encima d ls corrients nominals.
cargas mayors q sus capacidads nominals.
frcuencias difrnts a la d trabajo nominal.
ls cortocircuitos incrmntan ls corrients y stas no tienn 1a amplitud maxima dfinida, dpnd d muxos factors, incluso d ls potncias d cortocircuito dl sistma y d la impdancia dyemnto q lo provoco (madra, cauxo, mtals).
solucions a la saturacion d ls tcs
slccionar adcuadamnt ls transformadors d corrient
con 1a corrient adcuadamnt grand xa q no s saturn y ad+ con la mnor carga posibl, s dcir, la mnor cantidad d rls.
emplar rls q puedan variar su snsibilidad con rspcto a ls corrients. si ls corrients stan en fass entoncs ls snsibilidad s muy baja y si ls corrients no stan en fass, entoncs la snsibilidad slva. stos s yaman rls d xcntaj difrncial.
en la actualidad to2 ls rls difrncials xa ls transformadors emplanl mtodo d xcntaj difrncial, pro existio 1 rl con transformadors d rapida saturacion, q rducia st impacto utilizando la saturacion, pro ya no s utiliza.
pautas xa evitar la saturacion d ls transformadors d corrients
xa la slccion adcuada d 1 tc s imprscindibl conocrls sufi100tmnt.
la carga conctada al tc db star x dbajo d su burdn nominal.
s scogn d tal forma q la corrient d cortocircuito maxima posibl calculada, no suprl valor d corrient maximo xal cuay error dl tc sa mnor al 10%. en ls tcs d protccion st dato suel star en 20-30 vcs la nominal en dpndncia dl tipo d tc.
transformador d instrumntacion
ls transformadors xa instrumntacion stan disña2 xa podr mdir tnsions e intnsidadslvadas x axatos d mdida cm voltimtros y amprimtros.
ad+, garantizan la sguridad dl tcnico q tien q ralizar ls mdicions al tnr ls bobinas aisladas.
tipos d transformadors d instrumntacion.
1.transformador d corrient.
stan disña2 xa podr mdir altos nivls d intnsidad.
la construccion fisica: s basa en 1a bobina primaria d pocas vueltas con 1 alambr muy gruso, en cambio, la bobina scundaria tien muxas spiras (vueltas) con 1 alambr bastant fino.
el funcionamiento tcnico dl transformador d corrient consist enlvar la tnsion xa podr disminuir la intnsidad.
el amprimtro q s utiliza xa tomar la mdida d amprios, s coloca a la salida dl transformador.
tipos d transformadors d instrumntacion.
2. transformador d potncial
conl transformador d potncial s mid la tnsion o la potncia d lina con 1 voltimtro.
la construccion fisica: consist en 2 bobinas. la bobina primaria tien muxas spiras o vueltas y, en cambio, la bobina scundaria tien pocas spiras.
normalmnt, st tipo d transformador tien 1a tnsion enl scundario d 115 v, aunq dpnd d ls spcificacions tcnicas dl fabricant.
a difrncia dl transformador d corrient, en la bobina primaria dl transformador d potncial s conctan 2 fass o linas d tnsion.
tipos d transformadors d instrumntacion.
el transformador toroidal: consist en 1 transformador d corrient ql nuclo y en la bobina primaria q utilizan.l nuclo toroidal sta laminado, la bobina scundaria s encuentra enroyada enl nuclo toroidal, mientras q la bobina primaria consist en 1 conductor q atravisal nuclo xl cntro vacio. rsultan bastant economicos y s sueln utilizar xa mdir intnsidads supriors a ls 100ª.
el transformador d frcuencia: s utiliza xa axatoslctronicos compljos xq s rducl gasto economico d capacitancias, inductancias, rsistncias,etc. ls nuclos d stos transformadors sn d 1a alacion spcial d acro y niql xa disminuir ls prdidas x istrsis dbido al calntamiento q sufrl transformador, a mayor frcuencia + incrmnto d corrients xasitas y prdidas x istrsis. conl nuclo d acro y niql s consigue disminuir la dnsidad d flujo.
el transformador d impdancia: s utilizado en juguetslctricos, lamxas fluorscnts, soldadors d arco, ornos d arco, qmadors d ptrolo, lamxas d non, rguladors d potncia. al tnr 1a impdancialvada, sil transformador entra en cortocircuito no s sobrcalienta.