Algunos puntos neutros del transformador se conectan directamente a tierra, y otros puntos neutros del transformador se conectan a tierra a través de huecos. La protección de los puntos neutros del transformador refleja principalmente los fallos de puesta a tierra.
Caso 1: Cuando se produce un fallo a tierra en el sistema, el transformador puesto a tierra en el punto neutro debe estar equipado con una protección de corriente de secuencia cero, que puede estar compuesta por dos secciones, cada una con dos límites temporales. Reduce el ámbito de influencia de la falta y actúa para desconectar los disyuntores de todos los lados del transformador durante un tiempo prolongado.
Caso 2: Cuando se produce un fallo a tierra en el sistema, después de que se dispare el transformador cuyo punto neutro está puesto a tierra, la tensión de secuencia cero de la red aumenta o la sobretensión de resonancia pondrá en peligro el aislamiento del punto neutro del transformador cuyo punto neutro no está puesto a tierra. Por lo tanto, el transformador cuyo punto neutro no está puesto a tierra debe estar equipado con una protección de tensión de secuencia cero o una protección de corriente de secuencia cero.
Daelim Belefic es una fábrica especializada en el diseño y la fabricación de transformadores. El punto neutro del transformador está conectado a tierra. Los transformadores tipo aceite también están equipados con varios dispositivos de protección, como relés, absorbedores de humedad, dispositivos de liberación de presión, dispositivos de medición de temperatura, etc., para asegurar que su transformador pueda funcionar de forma segura y eficiente.
¿Qué protección se utiliza para el transformador?
1.Protección contra gases
Los dispositivos de protección de gas pueden utilizarse para proteger contra fallos internos en los transformadores. Cuando se produce un fallo en el interior del transformador, el aceite se descompone por el calor para generar gas o cuando el nivel de aceite del transformador disminuye, la protección de gas debe actuar.
Los transformadores de aceite con una capacidad igual o superior a 800kVA y los transformadores en talleres con una capacidad igual o superior a 400kVA deben estar equipados generalmente con protección contra gas. Entre ellos, la acción de gas ligero es para la señal de advertencia, y la acción de gas pesado es para disparar los disyuntores en el lado de la fuente de alimentación.
2.Protección diferencial longitudinal
El dispositivo de protección diferencial longitudinal puede utilizarse para evitar el fallo interno del transformador y el fallo del bushing de salida.
El transformador de capacidad igual o superior a 10.000 kVA y los transformadores de capacidad igual o superior a 6.300 kv·a que funcionen en paralelo deberán estar equipados con protección diferencial longitudinal. Cuando la sensibilidad de la protección de corte rápido de corriente no cumpla los requisitos, también se puede instalar la protección diferencial longitudinal.
3.Protección de corte rápido de corriente
La protección de corte rápido de corriente puede utilizarse para proteger contra fallos internos del transformador y fallos de los bushings de salida.
Para los transformadores cuya capacidad es inferior a 10000kVA y los transformadores cuya capacidad es inferior a 6300kVA que funcionan en paralelo, generalmente se instala la protección de corte rápido de corriente en sustitución de la protección diferencial longitudinal. Para los transformadores cuya capacidad sea superior a 2000kVA , cuando la sensibilidad no cumpla los requisitos, deberá instalarse en su lugar una protección diferencial longitudinal.
4.Protección contra sobrecorriente
La protección de sobreintensidad puede utilizarse para proteger contra fallos internos y externos en el transformador. Como protección de reserva de la protección diferencial longitudinal o de la protección de corte rápido de corriente, la protección de sobreintensidad con límite de tiempo actúa sobre el disparo de los disyuntores en el lado de alimentación.
5.Protección contra sobrecargas
La protección contra sobrecarga se utiliza para proteger el transformador de la sobreintensidad causada por una sobrecarga. El dispositivo de protección sólo está conectado a una cierta fase del circuito, por lo general retrasa la acción sobre la señal, también puede retrasar el disparo, o retrasar el desprendimiento automático de carga (subestación desatendida).
6.Protección de puesta a tierra monofásica
Para el lado de baja tensión del sistema con puesta a tierra directa del punto neutro (sistema trifásico de cuatro hilos), cuando la sensibilidad de protección del lado de alta tensión no cumple los requisitos, se instala una protección especial de corriente de secuencia cero.
¿Qué ocurre si el neutro del transformador no está conectado a tierra?
Las especificaciones de ingeniería eléctrica exigen que el cable neutro de los transformadores de potencia de baja tensión esté conectado a tierra de forma fiable (excepto en las minas). Porque cuando hay una desviación de fase, si la línea neutra no está conectada a tierra, aparecerá el fenómeno de «deriva del punto neutro», es decir, la línea neutra se carga, y a veces la tensión será muy alta, lo que provocará riesgos de descarga eléctrica. En segundo lugar, si la línea neutra no está conectada a tierra, se producirán algunos problemas como interferencias armónicas. Por lo tanto, el cable neutro del transformador debe estar conectado a tierra.
Transformador de aislamiento clasificado
Los transformadores de gran tamaño son el equipo central de la producción de energía. Debido a su elevado coste, los transformadores con aislamiento graduado se utilizan sobre todo en redes eléctricas en las que el punto neutro de 110 kV y superiores se conecta directamente a tierra.
En el funcionamiento real, el punto neutro de algunos transformadores está directamente conectado a tierra. Pero todavía hay algunos transformadores cuyo punto neutro no está conectado a tierra. El denominado aislamiento graduado es el aislamiento principal de la bobina del transformador cerca del punto neutro, y su nivel de aislamiento es inferior al del extremo de la bobina.
Problemas a los que se debe prestar atención en el funcionamiento de los transformadores de aislamiento graduado:
- El punto neutro del transformador de aislamiento graduado debe estar equipado con un pararrayos y una separación para evitar sobretensiones;
- Si las condiciones lo permiten y el modo de funcionamiento lo permite, el transformador de aislamiento graduado debe conectarse a tierra en el punto neutro;
- Si el punto neutro del transformador de aislamiento graduado no está conectado a tierra, la protección contra sobretensiones del punto neutro debe ponerse en funcionamiento de forma fiable.
Principios fundamentales de la configuración del punto neutro del transformador
- Cuando la barra colectora doble está en funcionamiento, debe tenerse en cuenta que después de que se dispare el disyuntor de enlace de barras, debe garantizarse que al menos un punto neutro del transformador esté conectado a tierra en los dos sistemas separados;
- Cuando hay energía en los lados de media y baja tensión del transformador, el punto neutro del transformador debe conectarse directamente a tierra para evitar que se dispare el disyuntor del lado de alta tensión y el transformador se convierta en un sistema de aislamiento del punto neutro;
- El punto neutro del transformador principal del grupo generador-transformador-línea debe mantenerse conectado a tierra.
Tres formas de sobretensión en el punto neutro del transformador
- Sobretensión atmosférica
- Sobretensión causada por un fallo a tierra monofásico
- Sobretensión causada por la apertura y cierre no multifásicos de los disyuntores (manifestada principalmente como reconexión no sincronizada, acción no multifásica, desconexión de cables, etc. de los disyuntores en la red eléctrica).
Tres formas de protección del punto neutro del transformador
- Sobretensión atmosférica
- Sobretensión provocada por una falta a tierra monofásica
- Sobretensión causada por la apertura y cierre no multifásicos de los disyuntores (manifestada principalmente como reconexión no sincronizada, acción no multifásica, desconexión de cables, etc. de los disyuntores en la red eléctrica).
Protección de sobreintensidad del punto neutro del transformador
Para evitar que la sobretensión dañe el aislamiento del punto neutro del transformador, generalmente se toman medidas para instalar un hueco de descarga en el punto neutro del transformador principal, y utilizar el transformador de corriente de bushing del punto neutro o instalar un transformador de corriente independiente en el bucle del hueco de descarga. Forma de protección de sobreintensidad de secuencia cero del hueco de descarga del punto neutro del transformador (denominada protección de «sobreintensidad de hueco»)
En la figura siguiente se muestra el principio de la protección contra la separación del punto neutro del transformador.
¿Cuándo se debe poner en funcionamiento la protección contra huecos de descarga del punto neutro en el lado de alta tensión del transformador, cuándo debe existir y por qué?
Debe retirarse antes de que se cierre el interruptor de puesta a tierra del punto neutro, y colocarse después de que se abra el interruptor de puesta a tierra del punto neutro. (es decir, la protección de la brecha de descarga y el punto neutro no pueden ponerse en estado al mismo tiempo).
Porque: la protección de hueco de descarga se compone de tensión de secuencia cero y corriente de secuencia cero en paralelo, y el ajuste de corriente es relativamente sensible, el tiempo es corto, y no hay relación con otras protecciones. En el estado de puesta a tierra directa, si se produce un fallo externo, la corriente de secuencia cero fluye en el transformador de corriente del punto neutro, lo que provocará el mal funcionamiento de la protección de sobreintensidad de hueco.
En el estado de puesta a tierra a través del hueco, cuando se produce un fallo a tierra, después de que se disparen otros cambios de puesta a tierra, la tensión de secuencia cero del punto neutro aumentará, por lo que actuará la protección de tensión de secuencia cero del hueco. Tras la ruptura del hueco, la corriente de secuencia cero actúa para proteger la seguridad del transformador no puesto a tierra.
Tres métodos de cableado para la protección contra sobreintensidades del punto neutro del transformador:
(1)Cableado del transformador de corriente común
Los valores de funcionamiento de los dos relés de corriente son diferentes, y las propiedades de las dos corrientes de tierra son diferentes. La sobreintensidad de secuencia homopolar es principalmente de frecuencia de potencia.
La sobrecorriente de brecha tiene las propiedades de brecha y desarrollo segmentario, y el tiempo intermitente y la amplitud de corriente son aleatorios y contienen un gran número de componentes armónicos.
(2)Los transformadores de corriente están cableados independientemente unos de otros
Los dos conjuntos de transformadores de corriente de protección son independientes entre sí, es decir, los circuitos de corriente alterna están separados y conectados a sus respectivas posiciones correctas. Este plan es más razonable, pero su coste es elevado.
(3)Esquema eléctrico completo
El transformador está equipado con el TC de punto neutro del transformador principal cuando sale de fábrica. Para reducir el coste, la sobreintensidad de secuencia cero adopta el TC de punto neutro del transformador principal, y la sobreintensidad de hueco adopta el cableado integrado de un TC independiente.
Protección de tensión de secuencia cero del transformador
El hueco de descarga del punto neutro es un dispositivo relativamente duro, ya que la tensión de descarga se ve afectada por las condiciones meteorológicas, la precisión del ajuste y el número de descargas consecutivas, lo que puede hacer que falle la acción. Por este motivo, también debe instalarse una protección de tensión de secuencia cero como protección de reserva cuando el hueco de descarga se niegue a moverse.
Si tiene algún problema con los transformadores, puede ponerse en contacto con Daelim Belefic, que puede facilitarle parámetros técnicos, planos de los transformadores y planes de precios.
