Transformador sobre protección de fundente

«Descubre cómo el transformador sobre protección de fundente revoluciona la industria eléctrica. En este artículo, exploraremos los beneficios y características clave de esta innovadora tecnología que está cambiando la forma en que se protegen los sistemas de energía. Desde su eficiencia energética hasta su resistencia a sobrecargas, ¡prepárate para sorprenderte con lo que este transformador puede lograr!»

La protección contra sobreflujo del transformador protege al transformador del sobrecalentamiento del núcleo causado por el sobreflujo en el transformador. La relación de voltaje y frecuencia (v/f) es el factor responsable del sobreflujo en el transformador. En esta publicación aprenderemos la protección del transformador sobre fundente.

La densidad de flujo del núcleo CRGO:

El núcleo orientado a grano laminado enfriado (CRGO) se utiliza en el transformador. El flujo producido en el primario viaja a través del núcleo magnético y se une al secundario. La densidad de flujo máxima del núcleo CRGO es de 1,9 Tesla y si el núcleo se magnetiza por encima de la capacidad nominal, el núcleo se satura. La saturación del núcleo provoca calentamiento en el núcleo y en las demás partes del transformador. La densidad de flujo en el núcleo no debe aumentar por encima de la densidad de flujo nominal del núcleo para evitar un exceso de flujo en el núcleo. Por lo tanto, la densidad de flujo diseñada del núcleo siempre se mantiene por debajo de la densidad de flujo nominal máxima del núcleo. El relé de sobreflujo se utiliza para proteger el transformador contra sobreflujo. El relé de sobreflujo mide la relación de V/f para calcular el flujo en el núcleo.


La curva de magnetización de los diferentes materiales se muestra a continuación.

Transformador sobre protección de fundente

El transformador está diseñado para una densidad de flujo de 1,7 Tesla, de modo que se puede permitir un aumento del 110 % en la densidad de flujo. El sobreflujo máximo en el transformador no debe exceder el 110 % de la densidad de flujo diseñada, y el transformador puede funcionar continuamente al 110 % de la densidad de flujo diseñada. Sin embargo, se puede permitir el funcionamiento del transformador por encima del 110 % y hasta el 130 % de la densidad de flujo durante un período de tiempo más corto. Si la densidad de flujo aumenta al 140 %, el transformador debe dispararse instantáneamente para evitar daños permanentes. La densidad de flujo en el núcleo es proporcional a la relación de V/f. El flujo en el núcleo permanece constante para la relación V/f constante. La expresión matemática de la densidad de flujo es la siguiente


El voltaje inducido en el primario cuando se aplica el voltaje sinusoidal es

E=4,44 ΦfN

Φ=E/4.44f N

El Número de vueltas en el primario es constante para un transformador dado

Φ=K* E/f

El voltaje inducido es aproximadamente proporcional al voltaje aplicado si se ignora la impedancia primaria.

Φ=K*V/f ———-(1)

La densidad de flujo en el núcleo del núcleo es la siguiente.

B=Φ/A

Donde A es el área de la sección transversal del núcleo que también es constante.

B=K/A*V/f

B=K1*V/f ———–(2)

B ∝ V/f

Por tanto, la densidad de flujo en el núcleo es directamente proporcional a la relación V/f si se fija el número de vueltas del primario.

Sobre la protección fundente:

El aumento repentino en el voltaje debido a los transitorios en el sistema de energía puede causar un sobreflujo; sin embargo, el sobrevoltaje transitorio o el sobreimpulso desaparecen muy rápido. Por lo tanto, el disparo instantáneo del transformador no es deseable.

La densidad de flujo es proporcional a la relación de voltaje a frecuencia (V/f) y la relación debe detectarse si su valor es mayor que la unidad. La función de sobreflujo generalmente se incorpora en el relé de protección del transformador basado en microprocesador en el que todas las protecciones del transformador como protección diferencial, sobrecorriente, sobrevoltaje, bajo voltaje, protección de falla a tierra restringida, desequilibrio de voltaje, detección de cambio de vector, sobrefrecuencia, baja frecuencia , y la protección contra sobreflujo se puede programar y habilitar.

El relé de protección del transformador mide la tensión de entrada y la frecuencia de alimentación. El diagrama de bloques del relé de sobreflujo, sobre/bajo voltaje y sobre/bajo frecuencia se muestra a continuación.

Transformador sobre protección de fundente

El relé mide la tensión y la frecuencia de la fuente de alimentación. Calcula la relación de voltios/hercios en tiempo real y compara el valor medido con el punto de referencia. El relé está programado para un tiempo mínimo definido inverso (características IDMT). El ajuste del sobreflujo se puede realizar para el 110 al 140 % del flujo nominal del transformador. El esquema de protección del transformador es el siguiente.

Transformador sobre protección de fundente

Protección contra sobreflujo para el transformador provisto de un cambiador de tomas:

El flujo en el núcleo del transformador es proporcional a la V/f e inversamente proporcional al número de vueltas en el primario. El transformador sin cambiador de tomas tiene el número fijo de vueltas en el primario y el flujo es directamente proporcional a la relación V/f. Tomemos el caso del transformador reductor 132/6,6 KV. Los 132 KV se reducen a 110 voltios y se alimentan al relé de sobreflujo. La relación de V/f es igual a 2,2 (110/50).

El relé de sobreflujo se ajusta al 110 % de la densidad de flujo nominal. El relé está configurado al 110%, es decir, a 2,42 (1,1*2,2) y el relé no se disparará si la relación V/f es igual a 2,42. Si la relación V/f aumenta de 2,2, las características de tiempo mínimo definido inverso emitirán un comando de disparo después de un retraso de tiempo determinado por la curva de tiempo mínimo definido inverso (IDMT). Si la relación V/f es 3,08, el relé disparará el interruptor del transformador instantáneamente.




El cambiador de tomas se instala en el lado de alta tensión del transformador para aumentar o disminuir el número de vueltas del primario. Si el voltaje de suministro de entrada aumenta, el voltaje secundario se puede reducir insertando vueltas adicionales en el devanado primario a través del cambiador de tomas y, por lo tanto, se reduce el flujo en el transformador. Sin embargo, el relé observará la condición de sobreflujo porque el punto de medición del voltaje y la frecuencia se toma del suministro primario. Bajo esta condición, el relé detectará el exceso de flujo, aunque el flujo en el núcleo esté dentro del rango permitido.

En esta situación, se debe evitar que el relé de sobreflujo emita la orden de disparo al interruptor automático. El voltaje secundario aumenta proporcionalmente con la disminución en el número de vueltas primarias y lo mismo se puede observar en el PT del lado secundario, y se puede evitar el disparo en la protección contra sobreflujo.

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