Guillermo Fuentes, Substation Automation Systems / Seminario de Transformadores

Fundamentos Protecciones
Transformadores
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Transformadores
Diferentes Grupo Vectoriales y Neutros

Yy
YN yn0 (d1)

Yd
YN d1

Dy
D yn11

Yd+z
YN d11 + zn

Transformadores de Potencia
Diferentes Configuraciones

Autotransformador + Terciario
Ejemplo: YN Auto d1

2 Devanados + Auxiliar

Transformadores de Potencia
Aplicaciones Especiales
Generador Unidad Transformador

Doble CB
x

Motor Drive
HVDC

U
V

Controlador de Voltaje

Compensador Esttico VAR

Transformadores de Potencia
Por qu Fallan?
Fallas en el Transformador
Reactor ocurren debido falla de
asilamiento, envejicimiento de
aislamiento,
recalentamiento
debido a sobre-excitacin,
contaminacin del aceite, fuga
reduccin de enfriamiento.

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Transformadores de Potencia
Accin Oportuna Elctrica
Funciones
Principales
87T

87TN

50

50N

21T

Funciones
Secundarias
51
46
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51N

49T

24T

Una respuesta oportuna del

sistema de proteccin es
escencial para minimizar el
impacto del dao en el caso
de una falla interna.

Transformadores de Potencia
Ejemplo Fallas / Anormalidades
INTERNAS

Fallas a Tierra

ANORMALIDADES

Sobre - Carga

Corto - Circuitos
Fallas entre espiras

Sobre - Voltaje

Fallas en el ncleo
Fallas en el Tanque

Reduccin de Voltaje

Reduccin de Aislamiento
Falla Cambiador de TAPs

Sobre - Excitacin

Transformadores de Potencia
Proteccin Diferencial
Aplicacin clsica de la proteccin diferencial
Transformadores de Interposicin para hacer desfasaje
y correccin de magnitud
Influencia del cambiador de TAP
Restringida por rmonicos
2to por Inrush de energizacin / Inrush de reenergizacin de despeje de falla cercana.
Respaldo una sobre-corriente (50)
5to por sobre-excitacin
Respaldo V/Hz (24)

Transformadores de Potencia
Proteccin Diferencial

Principio de componentes simtricas (Secuencia Negativa)

Complemento de disparo con la curva de restriccin.
Las fallas de los transformadores son entre el 70 al 80% entre
espiras. (Cigr)
La rpida actuacin evita daos mayores por evolucin de la falla,
que clsicamente slo sera detectada por el Buchholtz cuando el
dao ya es considerable.

Transformadores / Reactores de Potencia

Proteccin Diferencial
10

Differential current |I1+I2 |

I1
< 25
I
High

Unrestrained

Trips
I2
Blocks

I d min

Irestrain
1

10

(|I1 |+ |I2 |)/2

Transformadores / Reactores de Potencia

Proteccin Diferencial con Seis CTs
DIFFERENTIAL RELAY

Transformadores de Potencia
Configuracin Falla a Tierra Restringida

Auto - Transformadores de Potencia

Configuracin

Transformadores / Reactores de Potencia

De que depende la corriente de inrush
Nivel de Ccto.
Tamao del Transformador
Lado de devanado de energizacin
Punto de la onda de cierre
Propiedades magnticas del ncleo
La Remanencia del ncleo
El uso de la resistencia de pre-insercin
El uso de mando sincronizado

Transformadores / Reactores de Potencia

Corrientes Inrush
El Inrush tiene gran componente DC que puede saturar
los transformadores de corriente
Riesgo de mal operacin de protecciones diferenciales y
sobre Corriente

Transformadores / Reactores de Potencia

Sobre - Excitacin

Sobre excitacin lleva a sobre-calentamiento y

dao.
Especialmente usado para transformadores en
generacin

Transformadores / Reactores de Potencia

Protecciones Mecnicas Monitoreo Gas / Aceite
GAS / ACEITE

TEMPERATURA

Presin Sbita

Termmetro Aceite

Nivel de Aceite

Termmetro Devanado

Proteccin Buchholz

Transformadores de Potencia
Generales Proteccin 5 MVA
>5 MVA

<5 MVA

Detector Gas ( Buchholz)

Detector de Gas (Buchholz)

Sobre Carga

Sobre Carga

Reles Trmicos

Sobre Corriente

Monitoreo Temperatura

Falla a Tierra

Sobre Corriente
Falla a Tierra
Diferencial
Falla Entre Espiras
Presin Cambiador TAP
Nivel de Aceite

Transformadores / Reactores
Sistemas Avanzados Relion

Cambiadores de TAPs
Cual es su funcin?
El cambiador de TAPs cambia
el nmero de vueltas en un
nmero pre-definido de pasos,
de tal manera que cambia el
voltaje
secundario
del
transformador.
Cada
paso
representa
usualmente en el lado de baja
sin carga aprox. 0.5 - 1.7%.
Un
cambiador
de
TAPs
estndar ofrece entre 7 a 17
pasos (p.e. 15 a 35 posiciones).

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Cambiador de TAPs
Alta Baja Tensin?

Como prctica los TAP usualmente son desarrollados en el lado de alto

voltaje (implica baja corriente) con el objetivo de minimizar los
requerimientos en los contactos

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Control de Voltaje
Tansformador Individual
Paralelo

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Conceptos
Controlador Automtico TAP [ATCC]
ATCC mantiene el lado de
baja tensin en un valor
pre-seleccionado, dentro de
la banda muerta preajustada.
Originalmente el ATCC fu
diseado para compensar
las cadas del voltaje por
por la cada de tensin en
el
transformador
de
potencia debido al flujo de
corriente.
Load

ATCC ha sido usado desde

1950.

IL

RL

Load

Cambiador Automtico de TAPs

Compensacin por cada de tension en la lnea

XL

UBB

ULC

El control de voltaje se
usa para la carga
Configuracin de
prctica puede ser
fcil.

Im

UBB

U LC
RL I L
IL

jX L IL

Re

Arquitectura General
Puntos Tpicos de Conexin

HV

T1

Entradas CT & VT

ATTC

T2

OC Block

U<
U>
LDC & CC

LV

UBus
mA or BCD

Load

Lectura Pos.
TAP
Control Com.

COM

RET 670

Paralelo

Cambiador Automtico de TAPs

Control General
Modo de Control Automtico Manual de cambiador de TAP
Control Manual desde: Local / Sala / Remoto
Controlador Automatico de TAP (ATCC) se basa en la medida
de voltaje
Caracterstica de Tiempo Inverso o Definido desde el primer
comando y los consecutivos.

Security Range

Auto mode
is Blocked

Lower Cmd
is Blocked

Ublock

U
U
Uin Uin

Raise Cmd

Umin

U1

Uset

Lower Cmd

U2

Fast Lower Cmd

Raise Cmd is Blocked

Umax

Voltage Magnitude

Aplicaciones Especiales
PST Transformadores
Desfasadores
Protecciones Elctricas

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June 30, 2014 | Slide 27

Transformadores Desfasadores
Definicin Protecciones IEEE

Transformadores Desfasadores 350 MVA x 2

Sistema Troncal 220 kV

Preguntas?

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