Relés, fusibles y termómetros: protección eléctrica de transformadores

Resumen

El documento describe los aparatos de protección eléctrica que detectan anomalías en la línea, como sobrecargas y cortocircuitos, y ordenan la desconexión mediante disyuntores. Explica los tipos de relés (directos e indirectos), la función de los fusibles y sus criterios de selección, y los termómetros usados para controlar la temperatura del aceite en transformadores de media tensión.

Puntos clave

Los aparatos de protección detectan anomalías como sobrecargas, cortocircuitos o derivaciones y ordenan la desconexión del disyuntor cerrando un contacto.
Los relés directos son excitados por la propia intensidad de fase; los indirectos, por una intensidad reducida obtenida mediante transformadores de intensidad (TT.II.).
A los relés se les asigna un número normalizado según su función, por ejemplo 50/51 para sobrecorriente.
Los fusibles contienen un elemento metálico que se funde al pasar una intensidad excesiva y relleno de sílice que disipa el calor.
La In del fusible debe ser superior a la nominal de la instalación para soportar la corriente de inserción en la puesta en marcha del transformador.
Los termómetros de columna se usan en transformadores de poca potencia; los de esfera tienen contactos para alarma (t1) y desconexión (t2).

Ponte a prueba

Aparatos de Protección Eléctrica

Los aparatos de protección son dispositivos diseñados para detectar anomalías en la línea, tales como sobrecargas, cortocircuitos o derivaciones. Al detectar una falla, dan la orden de desconexión al disyuntor mediante el cierre de un contacto. Se emplean los siguientes dispositivos principales:

Relé Directo

Son aquellos excitados por la propia intensidad de fase que alimenta el transformador. Cuando la intensidad es superior al valor que se ha regulado, el relé provoca el disparo del interruptor asociado a él.

Relé Indirecto

Este tipo está excitado con una intensidad reducida, la cual es una imagen de la intensidad de fase que alimenta el transformador de potencia. Esto se logra mediante el uso de transformadores de intensidad (TT.II.), esenciales para determinar las protecciones incorporadas en los interruptores automáticos.

Nomenclatura de Relés

A los relés se les asigna un número estandarizado según el tipo de protección que realizan (por ejemplo, 50/51 para sobrecorriente).

Fusibles

Los fusibles son dispositivos de protección formados por un elemento cerámico aislante en su parte central y elementos metálicos en sus extremos para el contacto eléctrico. Internamente, contienen uno o varios conductores o chapas metálicas diseñadas para fundirse cuando pasa una intensidad excesivamente elevada. El interior está generalmente relleno de sílice, que actúa como disipador de calor durante la fusión.

Mecanismo de Desconexión

Cuando un fusible se funde, libera un elemento percutor que, a su vez, hará disparar el interruptor asociado, produciendo la desconexión de la red.

Criterios de Selección

La selección del fusible depende de la tensión e intensidad nominal (In) de la instalación a proteger. Es crucial que la In del fusible sea superior a la nominal de la instalación, ya que debe ser capaz de soportar, sin fundirse, las intensidades elevadas que se producen durante la puesta en marcha (corriente de inserción) del transformador.

Control de Temperatura en Transformadores

Para controlar la temperatura del aceite en los transformadores de media tensión se emplean termómetros, dado que cualquier anomalía interna produce un calentamiento y una elevación de la temperatura por encima del valor nominal.

Tipos de Termómetros Utilizados

Existen dos tipos principales:

Termómetro de Columna

Se coloca sobre la tapa de transformadores de reducida potencia. Está formado por una ampolla de cristal que contiene alcohol coloreado de rojo. La lectura se realiza en una escala graduada, midiendo la temperatura detectada por una bobina introducida dentro de la cuba, en contacto directo con el aceite.

Termómetro de Esfera

Además de indicar la temperatura directa del transformador, está equipado con dos contactos que permiten:

Accionar una alarma a una temperatura predeterminada (t1), por ejemplo, 90 °C.
Ordenar la desconexión del transformador cuando se alcanza una temperatura superior (t2).

Preguntas frecuentes

¿Qué función tienen los aparatos de protección eléctrica?

Detectan anomalías en la línea, como sobrecargas, cortocircuitos o derivaciones. Al detectar una falla, dan la orden de desconexión al disyuntor mediante el cierre de un contacto.

¿Por qué la In del fusible debe ser mayor que la nominal de la instalación?

Porque el fusible debe soportar sin fundirse las intensidades elevadas que se producen durante la puesta en marcha (corriente de inserción) del transformador.

¿Para qué sirve el termómetro de esfera?

Además de indicar la temperatura del transformador, tiene dos contactos: uno acciona una alarma a una temperatura predeterminada (t1) y otro ordena la desconexión cuando se alcanza una temperatura superior (t2).