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Fundamentos ProteccionesTransformadores
Guillermo Fuentes, Substation Automation Systems / Seminario de Transformadores
Y d + z
YN d11 + zn
Y y
YN yn0 (d1)
Y d
YN d1
D y
D yn11
TransformadoresDiferentes Grupo Vectoriales y Neutros
Transformadores de PotenciaDiferentes Configuraciones
Autotransformador + Terciario
Ejemplo: YN Auto d12 – Devanados + Auxiliar
Transformadores de PotenciaAplicaciones Especiales
HVDC
Compensador Estático VAR
M
Motor Drive
UV
Controlador de Voltaje
Generador – Unidad Transformador
x x
Doble CB
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Fallas en el Transformador óReactor ocurren debido falla deasilamiento, envejicimiento deaislamiento, recalentamientodebido a sobre-excitación,contaminación del aceite, fugaó reducción de enfriamiento.
Transformadores de Potencia¿Por qué Fallan?
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Una respuesta oportuna delsistema de protección esescencial para minimizar elimpacto del daño en el casode una falla interna.
Transformadores de PotenciaAcción Oportuna Eléctrica
87T 87TN
FuncionesPrincipales
51 51N
FuncionesSecundarias
50 50N
49T 24T
21T
46
Transformadores de PotenciaEjemplo Fallas / Anormalidades
Fallas a Tierra
Corto - Circuitos
Fallas entre espiras
Fallas en el núcleo
Fallas en el Tanque
Reducción de Aislamiento
Falla Cambiador de TAP´s
INTERNAS
Sobre - Carga
Sobre - Voltaje
Reducción de Voltaje
Sobre - Excitación
ANORMALIDADES
Transformadores de PotenciaProtección Diferencial
Aplicación clásica de la protección diferencial
Transformadores de Interposición para hacer desfasajey corrección de magnitud
Influencia del cambiador de TAP
Restringida por ármonicos
2to por Inrush de energización / Inrush de re-energización de despeje de falla cercana.
Respaldo una sobre-corriente (50)
5to por sobre-excitación
Respaldo V/Hz (24)
Transformadores de PotenciaProtección Diferencial
Principio de componentes simétricas (Secuencia Negativa)
Complemento de disparo con la curva de restricción.
Las fallas de los transformadores son entre el 70 al 80% entre espiras. (Cigré)
La rápida actuación evita daños mayores por evolución de la falla, que clásicamente sólo sería detectada por el Buchholtz cuando el daño ya es considerable.
Transformadores / Reactores de PotenciaProtección Diferencial
I 1
I 2
Id min1 5 10
1
5
10
IHigh
Trips
Blocks
Differential current |I1+I2 |
Unrestrained
< 25
Irestrain
(|I1 |+ |I2 |)/2
Transformadores / Reactores de PotenciaProtección Diferencial con Seis CT´s
DIFFERENTIAL RELAY
R R R
Transformadores de PotenciaConfiguración Falla a Tierra Restringida
Auto - Transformadores de PotenciaConfiguración
Transformadores / Reactores de PotenciaDe que depende la corriente de inrush
Nivel de Ccto.
Tamaño del Transformador
Lado de devanado de energización
Punto de la onda de cierre
Propiedades magnéticas del núcleo
La Remanencia del núcleo
El uso de la resistencia de pre-inserción
El uso de mando sincronizado
El Inrush tiene gran componente DC que puede saturarlos transformadores de corriente
Riesgo de mal operación de protecciones diferenciales y sobre – Corriente
Transformadores / Reactores de PotenciaCorrientes Inrush
Transformadores / Reactores de PotenciaSobre - Excitación
Sobre excitación lleva a sobre-calentamiento y daño.
Especialmente usado para transformadores en generación
Transformadores / Reactores de PotenciaProtecciones Mecánicas Monitoreo Gas / Aceite
Presión Súbita
Nivel de Aceite
Protección Buchholz
GAS / ACEITE TEMPERATURA
Termómetro Aceite
Termómetro Devanado
Transformadores de PotenciaGenerales Protección 5 MVA
Detector Gas ( Buchholz)
Sobre CargaReles Térmicos
Monitoreo Temperatura
Sobre Corriente
Falla a Tierra
Diferencial
Falla Entre Espiras
Presión Cambiador TAP
Nivel de Aceite
Detector de Gas (Buchholz)
Sobre Carga
Sobre Corriente
Falla a Tierra
>5 MVA <5 MVA
Transformadores / ReactoresSistemas Avanzados Relion®
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Cambiadores de TAP´s¿Cual es su función?
El cambiador de TAP´s cambiael número de vueltas en unnúmero pre-definido de pasos,de tal manera que cambia elvoltaje secundario deltransformador.
Cada paso representausualmente en el lado de bajasin carga aprox. 0.5 - 1.7%.
Un cambiador de TAP´sestándar ofrece entre ± 7 a ± 17pasos (p.e. 15 a 35 posiciones).
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Cambiador de TAP´s¿Alta ó Baja Tensión?
Como práctica los TAP usualmente son desarrollados en el lado de altovoltaje (implica baja corriente) con el objetivo de minimizar losrequerimientos en los contactos
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Control de VoltajeTansformador Individual ó Paralelo
ConceptosControlador Automático TAP [ATCC]
ATCC mantiene el lado debaja tensión en un valorpre-seleccionado, dentro dela banda muerta pre-ajustada.
Originalmente el ATCC fuédiseñado para compensarlas caídas del voltaje porpor la caída de tensión enel transformador depotencia debido al flujo decorriente.
ATCC ha sido usado desde1950.
Load
Cambiador Automático de TAP´sCompensación por caída de tension en la línea
El control de voltaje se usa para la carga
Configuración de práctica puede ser fácil.
UBB
ULC
IL
jXL IL
RLIL
Re
Im
UBB
RL XL
ULC
IL
Load
Arquitectura GeneralPuntos Típicos de Conexión
RET 670
Load
ATTC
mA or BCD
COM
OC Block
U<
U>
LDC & CC
Lectura Pos.
TAPControl Com.
Paralelo
LVE
ntra
das
CT
& V
TUBus
HV
T2T1
Cambiador Automático de TAP´sControl General
Modo de Control Automático ó Manual de cambiador de TAP
Control Manual desde: Local / Sala / Remoto
Controlador Automatico de TAP (ATCC) se basa en la medidade voltaje
Característica de Tiempo Inverso o Definido desde el primer comando y los consecutivos.
Voltage MagnitudeUmaxU2UsetU1UminUblock
Raise CmdLower Cmdis Blocked
Auto modeis Blocked
Security Range
Lower Cmd Fast Lower CmdRaise Cmd is Blocked
U UUin Uin
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Aplicaciones EspecialesPST – TransformadoresDesfasadoresProtecciones Eléctricas
Transformadores DesfasadoresDefinición Protecciones IEEE
Transformadores Desfasadores 350 MVA x 2Sistema Troncal 220 kV
¿Preguntas?
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