DIVISION DE DISTRIBUCION ORIENTE

RRMA MAYO DEL 2002

DEPARTAMENTO DE PROTECCION Y CONTROL

PROTECCIONES PARA GENERACION DE GASES• 63B … (PROTECCION BUCHHOLZ)• 63P … (VALVULA DE SOBREPRESION)

PROTECCIONES POR ALTA TEMPERATURA• 26W …..(PROTECCION POR SOBRETEMPERATURA)• 49T… (ALTA TEMPERATURA DE DEVANADOS)

DEPARTAMENTO DE PROTECCION Y CONTROLPROTECCIONES DE UN TRANSFORMADOR

DE POTENCIA

PROTECCIONES ELECTRICASOTROS RESPALDOS NO UTILIZADOS EN

DISTRIBUCION

• 67F … (PROTECCION DE SOBRECORRIENTE DIRECCIONAL)

• 67N … (PROTECCION DE SOBRECORRIENTE DIRECCIOANL DE NEUTRO)

• 21 …. (PROTECCION DE DISTANCIA)

DEPARTAMENTO DE PROTECCION Y CONTROL

PROTECCIONES DE UN TRANSFORMADOR DE POTENCIA

PROTECCIONES ELECTRICASPRIMARIAS• 87T …. (PROTECCION DIFERENCIAL)• FUSIBLE DE POTENCIA

RESPALDOS• 51 H … (PROTECCION DE SOBRECORRIENTE EN ALTA

TENSION)• 51 L … (PROTECCION DE SOBRECORRIENTE EN BAJA

TENSION)• 51N …. (PROTECCION DE SOBRECORRIENTE NEUTRO DEL

TRANSF.)• 51R … (PROTECCION DE SOBRECORRIENTE RESIDUAL EN

BAJA TENSION)

DEPARTAMENTO DE PROTECCION Y CONTROL

PROTECCIONES DE UN TRANSFORMADOR DE POTENCIA

ALARMAS DE PROTECCION• 49Q …… .. ALARMA DE TEMPERATURA DE LIQUIDO• 71Q ……….. ALARMA DE NIVEL DE LIQUIDO• 26W….. ALARMA DE TEMPERATURA DE DEVANADOS• 87T ……… PROTECCION DIFERENCIAL• 86T …….. RELEVADOR ADOR DE DISPARO Y BLOQUEO

SOSTENIDO• 51H………. PROTECCION DE SOBRECORRIENTE ALTA TENSION• 51L………. PROTECCION DE SOBRECORRIENTE BAJA TENSION• 51N………. PROTECCION DE SOBRECORRIENTEDE NEUTRO• 51R………. PROTECCION DE SOBRECORRIENTE RESIDUAL BAJA

TENSION• 67/67N. .PROTECCION DE SOBRECORRIENTE DIRECCIONAL• 21……….. PROTECCION DE DISTANCIA

DEPARTAMENTO DE PROTECCION Y CONTROL

ALARMAS DE UN TRANSFORMADOR DE

POTENCIA

OTRAS ALARMAS• FALTA CD SISTEMA DE ENFRIAMIENTO• FALTA CD PROTECCION• FALTA CA SISTEMA DE ENFRIAMIENTO• ALTA PRESION EN SISTEMA EQUIPO INERTAIRE• BAJA PRESION EN SISTEMA EQUIPO INERTAIRE• BAJA PRESION EN TANQUE DE N2 SISTEMA

INERTAIRE• BUCHHOLTZ CAMBIADOR DE DERIVACIONES• CAMBIADOR DE DERIVACIONES FUERA DE PASO

DEPARTAMENTO DE PROTECCION Y CONTROL

ALARMAS DE UN TRANSFORMADOR DE

POTENCIA

Diagrama unifilar de PROTECION DE ELECTRICA DE UN

TRANSFORMADOR(MENOR DE 10 MVA)

FU.S POT.

51N 50/51-50N/51N

115 KV 69 KV

34.5 KV, 23 KV 13.8 KV

51L/51R

50/51-50N/51N

DEPARTAMENTO DE PROTECCION Y CONTROL

49T49Q71Q26W

51HT

87T

63B

63P

49T

51T

51NT

86T

50/51

50/51

49Q71Q

SOLO ALARMAS

DEPARTAMENTO DE PROTECCION Y CONTROL

TIPOS DE FALLAS

* Trifásica 5 %* Monofásica a tierra 80 %* Entre dos fases 5 %* Doble linea a tierra. 10 %

ESTADISTICAS DE FALLAS

CORRIENTE DE ENERGIZACION DE

TRANSFORMADORES

Bajo ciertas condiciones, la corriente en el momento en que se energiza el transformador puede ser de varias veces la corriente nominal. La duración del transitorio es de varios ciclos.

Amplitudes de armónicas de una corriente de inrush típicaComponente ---> CC 2a. 3a. 4a. 5a. 6a. 7a.Valor típico, %-> 55 63 27 5 4 3.7 2.4

La corriente de energización de transformadores debe tomarse en cuenta en los ajustes y operación de las protecciones del lado primario del transformador.

51HT

51NT

50/51

50/51N

50/51

50/51N

115KV 13.8KV

Los relevadores de sobrecorriente deben ajustarse de manera que permitan que el transformador tome las siguientes corrientes sin disparo:

I, pu , respecto a la nominal del transformadorRespecto a la nominal

3

6

12

25

Tiempo, Seg.

10

1

0.1

0.01

CARGA FRIA

Se entiende por carga fría o carga caliente, el valor de la corriente que toma un circuito o una instalación después de una interrupción prolongada del suministro eléctrico.

En caso de una industria, después de una interrupción, se inicia el arranque casi simultáneo de un gran numero de equipos que posteriormente trabajan con cierta intermitencia. Esto causa que la carga inicial sea mucho mayor que la que se tiene en condiciones normales, al menos por un cierto tiempo. Esto puede ocasionar disparos por sobrecarga en algunos dispositivos.

SOBRECARGA DE CORTA Y LARGA DURACION

ADMISIBLE EN TRANSFORMADORES

CONSECUENCIAS DEL CORTO CIRCUITO

CONSECUENCIAS DEL CORTO CIRCUITO

1.Sobrecalentamiento.- Todos los componentes del sistema eléctrico soportan corrientes de corto circuito, pero por tiempos muy cortos. Si no se libera rápidamente la corriente de falla, se provoca daño irreversible en los aislamientos, en los conductores y en los núcleos. En casos extremos se puede producir un incendio.

CONSECUENCIAS DEL CORTO CIRCUITO

2. Esfuerzos mecánicos.- Para valores de corriente de corto circuito muy altos, se producen daños mecánicos en las bobinas por deformaciones y cambios en la geometría de los aparatos. Principalmente en transformadores.

TANQUE DEL TRANSFORMADOR

VALVULA DE

SOBREPRESION

A

B

Indicador de nivel

Temperatura de

devanado

Temperatura de liquido

BUCHHOLTZ

DEPARTAMENTO DE PROTECCION Y CONTROL

ALARMA

BUCHHOLZ

DISPARO

BUCHHOLZ

FLOTADORES

TANQUE CONSERVADOR

TANQUE DEL TRANSFORMADOR

DEPARTAMENTO DE PROTECCION Y CONTROL

RELEVADOR BUCHHOTLZ

EL RELEVADOR BUCHHOLTZRELE DE CAPTACIÓN DE GASES

LA PROTECCION BUCHHOLZ DETECTA LA FORMACIÓN DE BURBUJAS DE GAS EN EL TANQUE DEL TRANSFORMADOR LLENO DE LIQUIDO AISLANTE.

ESTAS BURBUJAS ESTAN ASOCIADAS A UN ARCO INTERNO Y LA DESCOMPOSICIÓN DEL AISLAMIENTO LIQUIDO

LAS BURBUJAS TIENDEN A SUBIR POR EL MENOR PESO DEL AIRE QUE EL DEL AISLAMIENTO Y SON ATRAPADAS POR UNA TRAMPA DE GASES, QUE AL LLENARSE OCASIONA LA CAIDA DEL FLOTADOR POR FALTA DEL EMPUJE DEL LIQUIDO.

SE UTILIZA EL NIVEL DEL FLOTADOR SUPERIOR PARA ALARMA Y EL INFERIOR PARA DISPARO POR LA CANTIDAD DE GASES NECESARIOS PARA OPERARLOS.

EN GENERAL ES UNA PROTECCION MUY SEGURA Y SELECTIVA, SOLO SE CONFUNDE CON SISMOS Y DESPUES DE UN MAL LLENADO QUE ATRAPA AIRE EN EL INTERIOR DEL TANQUE

TANQUE DEL TRANSFORMADOR

VALVULA DE

SOBREPRESION

MICRO-SWITCH

MEMBRANA

• VALVULA EN MAL ESTADO.

• CABLEADO DAÑADO.

• CONECTOR FLOJO.

• PRESIONES AIRE ADECUADAS EN SIST. NEUMATICO.

• EXISTENCIA DE MANERALES.

• RESORTES CARGADOS.

• RESISTENCIA CALEFACTORAS.

• NIVELES DE ACEITE.

• NIVELES DE ACEITE HIDRAULICO.

• DUCTOS Y TRINCHERAS.

• EMPAQUES EN BUEN ESTADO.

• FUGAS DE ACEITE.

• NOMENCLATURA ADECUADA.

Válvula de sobrepresión

30

100

140

70

12040

50

8060

ARRANQUE DE VENTILADORES

ALARMA ALTA TEMPERATURA

DISPARO ALTA TEMPERATURA

DEPARTAMENTO DE PROTECCION Y CONTROL

RELEVADORDE SOBRETEMPERATURA

EL RELEVADOR DE SOBRETEMPERATURA

DE ACEITE Y DEVANADOS

LA TEMPERATURA DE OPERACIÓN DE UN TRANSFORMADOR ESTA EN PROPORCION DIRECTA CON LA VIDA UTIL DEL MISMO, EN GENERAL LA TEMPERATURA NO PUEDE ELEVARSE, DURANTE LARGOS PERIODOS, ARRIBA DE 90 °C DEBIDO A QUE SE DESCOMPONE EL ACEITE AISLANTE.

LAS CAUSA DE LA ELEVACION DE TEMPERATURA PUEDEN SER:SOBRECARGA

FALTA DE ENFRIAMIENTO

FLUJOS MAGNETICOS FUERA DEL NUCLEO

CORRIENTES PARASITAS EN NUCLEO

FALSOS CONTACTOS

FALLAS SOSTENIDAS

EL TRANSFORMADOR RESPONDE A LA CURVA DE DAÑO QUE NOS INDICA LA CARACTERISTICA TIEMPO-CORRIENTE PAR DAÑO DEL EQUIPO

EN GENERAL EL TRANSFORMADOR ACORTA SU VIDA UTIL CADA VEZ QUE SUFRE UNA SOBRETEMPERATURA.

EL RELEVADOR DE SOBRETEMPERATURA

DE ACEITE Y DEVANADOS

SE TIENEN DIFERENTES PASOS DE OPERACIÓN DEL RELEVADOR TERMICO:

ARRANQUE DE ENFRIEMIENTO (VENTILADORES A 60-65°C)

ARRANQUE DE ENFRIAMIENTO (VENTILADORES 2° GRUPO O BOMBAS DE CIRCULACION DE ACEITE A 70-80 °C)

ALARMA DE ALTA TEMPERATURA (A 85-90°C)

DISPARO DE CARGA POR ALTA TEMPERATURA A LOS 105 - 110 °C.

EL RELEVADOR DE SOBRETEMPERATURA

DE ACEITE Y DEVANADOS

EL RELEVADOR DESOBRETEMPERATURA TIENE COMO PRINCIPIO FUNDAMENTAL EL UBICAR DENTRO DEL EQUIPO EL PUNTO DE MAXIMA TEMPERATURA (HOT POINT).

DENTRO DEL MISMO SE FIJAN ELEMENTOS ELECTRICOS, DE DIAFRAGMA O PRESION DE GAS PARA MEDIR LA TEMPERATURA A TRAVES DECARATULAS SIMILARES A TERMOMETROS.

EN EL RELE DE TEMPERATURA SE ACOSTUMBRA UTILIZAR UNA RESISTENCIA Y UNA CORRIENTE PROPORCIONAL A LA CARGA DEL TRANSFORMADOR PARA SIMULAR EL CALENTAMIENTO DE NUCLEO Y DEVANADOS Y COMPENSAR LA ENORME INERCIA TERMICA DE VARIOS MILES DE LITROS DE ACEITE AISLANTE, LOGRANDO ASI UNA MEJOR IMAGEN DE LA TEMPERATURA DEL EQUIPO.

• LECTURA EN GRADOS CENTIGRADOS.

• INDICA TEMPERATURA DEL ACEITE LLEVADA EN ESE MOMENTO.

• INDICA TEMPERATURA MAXIMA ALCANZADA DEL EQUIPO.

INDICADOR DE TEMPERATURA DEL ACEITE

• Por lo general todo transformador de potencia que tiene este tipo de dispositivos, esta protegido con interruptores tanto de A.T. Como de B.T. ,de tal manera que cuando operan las protecciones : 87T, disparo de BUCHHOLZ, TRO-2, VSP y 51NT, envían señal de apertura de estos dos interruptores, con el propósito de desenergizar el transformador, sin embargo cuando el transformador tiene protección por medio de fusibles en A.T. E interruptor en B.T., también es aplicable este procedimiento excluyendo únicamente lo referente la 87T.

3. Aplicaciones.

BAJO NIVEL

BAJO NIVEL

ALTO NIVEL

ALTO NIVEL

RELEVADOR

DE NIVEL DE LIQUIDO

TANQUE DEL TRANSFORMADOR

INDICADOR DE NIVEL DE ACEITE TRANSFORMADOR DE POTENCIA.