Protección de Transformadores: Tipos de Fallas y Métodos de Detección

Fallas a Tierra

Fallas en Devanados Conectados en Triángulo

Es posible detectar fallas a tierra en los devanados y en los conductores entre el transformador de intensidad (TI) y el devanado en triángulo, siempre y cuando exista una fuente externa de corriente de secuencia homopolar.

Fallas en Devanados Conectados en Estrella

Para detectar adecuadamente fallas a tierra en los devanados conectados en estrella, el relé debe discriminar perfectamente entre fallas externas y fallas internas a la zona de protección.

Las protecciones diferenciales para faltas a tierra (87G) y los relés de sobrecorriente direccional de neutro (67G) funcionan adecuadamente para la detección de este tipo de fallas, operando para faltas internas y manteniéndose estables para faltas externas. Estos esquemas se aplican cuando la corriente de cortocircuito para faltas a tierra es limitada y las protecciones diferenciales de fases podrían no actuar. El ajuste de estos relés debe compensar los posibles desequilibrios en las corrientes por cada TI durante faltas externas.

Diferencial de Neutro (87G/ REF)

IMPORTANTE

Protección diferencial que compara la corriente que circula por el neutro con la corriente 3I₀ que circula por las fases. Solo se aplica para faltas a tierra y no se ve influenciada por las corrientes de carga. Tiene una gran sensibilidad (se aplica en redes puestas a tierra a través de impedancia) donde las corrientes de cortocircuito son muy reducidas. El funcionamiento de la protección tiene que ver con que durante faltas a tierra cerca del neutro de la estrella, no aparecen grandes corrientes por las fases, pero sí por el neutro de la misma. En devanados en estrella conectados rígidamente a tierra, esta protección permite la protección del devanado desde la primera espira respecto del neutro de la estrella. Puede ser de baja o de alta impedancia.

Relé Buchholz

Se instala en la tubería que une la cuba y el depósito de expansión de aceite de un transformador. Su funcionamiento se basa en que el arco que se produce en caso de avería descompone térmicamente el aceite aislante del transformador. El relé está preparado para advertir tanto de si hay gases en el aceite como de si la velocidad del aceite es más alta de lo normal. Detecta:

• Defectos de aislamiento
• Rotura de conductores
• Calentamiento del núcleo
• Sobrecargas

Si hay un defecto interno en el transformador, el aceite se descompone y genera gases. Los cuales, en gran parte, se acumulan en el relé Buchholz. Estos gases ocasionan un desplazamiento del nivel del líquido del relé, provocando el descenso del flotador y accionando una alarma. Si es un defecto grave, la cantidad de gas liberada repentinamente es muy elevada y la burbuja gaseosa se desplaza a gran velocidad hacia el depósito de expansión. Si la velocidad del aceite es muy alta, el diafragma se desplaza y activaría el contacto de disparo del transformador. Color de los gases: blanco (papel destruido), amarillo (piezas de madera), negro/gris (descomposición del aceite).