¿Cómo proteger el transformador de sobrecorriente, sobretensión y otras fallas? Proteger los transformadores de sobrecorrientes, sobretensiones y diferentes fallas es vital para garantizar su funcionamiento seguro y confiable. Se contratan varios dispositivos y sistemas de protección para descubrir condiciones atípicas e iniciar movimientos para evitar daños. Estas son las medidas comunes para proteger los transformadores: 1. Protección contra sobrecorriente: fusibles y disyuntores: Los fusibles y disyuntores se conectan dentro de los circuitos número uno y / o secundarios para interrumpir la corriente que acompaña el flujo en caso de situaciones de sobrecorriente. Relés de sobrecorriente: Los relés de sobrecorriente experimentan una experiencia moderna inmoderada y viajan el disyuntor o diferentes dispositivos defensivos para aislar el transformador. 2. Protección contra sobretensiones: Descargadores de sobretensiones: Los descargadores de sobretensiones (o protectores contra sobretensiones) se instalan en los terminales del transformador para desviar el exceso de voltaje causado por rayos o sobretensiones de conmutación. Cambiadores de tomas: Los cambiadores automáticos de grifos pueden consistir en características de seguridad contra sobretensiones para evitar rangos de voltaje excesivos durante la conversión de grifos. Tres. Protección contra cortocircuitos: Protección diferencial: Los relés diferenciales examinan la corriente que entra y sale de los devanados del transformador. Una buena diferencia de tamaño sugiere una falla. Protección de distancia: Los relés de distancia nivelan la impedancia a la región de falla, disparando el disyuntor si la impedancia está por debajo de un umbral estricto y rápido. Cuatro. Protección de temperatura: Relés térmicos: Los sensores de temperatura dentro de los devanados del transformador activan los relés térmicos si la temperatura excede los límites seguros, lo que provoca el disparo del transformador. Relé Buchholz: Instalado en transformadores sumergidos en aceite, el relé Buchholz detecta la gasolina generada con la ayuda de fallas internas que incluyen un cortocircuito o sobrecalentamiento. Cinco. Protección contra subfrecuencia y sobrefrecuencia: Relé de frecuencia: monitorea la frecuencia del dispositivo y dispara el transformador si la frecuencia se desvía más allá de los límites aceptables. 6. Protección contra falla a tierra: Protección contra falla a tierra restringida (REF): monitorea el desequilibrio moderno entre las fases y el neutro, disparando el transformador si se detecta una falla a tierra. Relés de falla a tierra: Detecta fallas a tierra e inicia movimientos de blindaje para aislar el transformador. 7. Protección de respaldo: Relés de respaldo: Múltiples capas de seguridad garantizan que si un dispositivo de blindaje falla o funciona mal, otros actúan como respaldos para proteger el transformador. Fuente de alimentación de respaldo: garantiza que los dispositivos defensivos funcionen incluso durante un corte de electricidad. 8. Protección basada en la comunicación: Protocolos de comunicación: Los transformadores modernos también pueden tener talentos de comunicación, lo que les permite cambiar la información con relés de protección y administrar estructuras. Nueve. Sistemas de monitoreo de transformadores: Monitoreo en línea: Las estructuras de monitoreo en tiempo real determinan constantemente las circunstancias del transformador, teniendo en cuenta la detección temprana de problemas de capacidad. Análisis de gases disueltos (DGA): Monitorea los gases disueltos dentro del aceite del transformador, lo que proporciona información sobre las fallas de capacidad. 10. Dispositivos de aislamiento y apagado: Disyuntores: Proporcionan la capacidad de desconectar manual o automáticamente el transformador del sistema eléctrico en caso de falla. Interruptores de aislamiento: Se utilizan para la desconexión de la guía en algún momento del mantenimiento o en condiciones de emergencia. Once. Cumplimiento de las normas y reglamentos: Cumplimiento: Asegúrese de que el transformador y sus dispositivos de blindaje cumplan con los estándares y regulaciones aplicables de la industria. 12. Capacitación y procedimientos: Capacitación del personal: Eduque al personal sobre la protección de los transformadores, el manejo adecuado de los dispositivos de blindaje y las estrategias de emergencia. Procedimientos operativos estándar: Desarrollar y seguir enfoques generales de trabajo para la seguridad y el mantenimiento de transformadores.
¿Cuáles son las principales fuentes de pérdida de transformadores? ¿Cómo minimizarlo?
Los transformadores experimentan varios tipos de pérdidas durante su funcionamiento, lo que puede afectar su eficiencia y rendimiento general. Las principales fuentes de pérdidas de transformadores incluyen:
Pérdidas de cobre (pérdidas I²R):
Causado por la resistencia de los devanados del
transformador al flujo de corriente.
Proporcional al cuadrado de la corriente (I²) y a la resistencia (R) del devanado.
Pérdidas de hierro (histéresis y pérdidas por corrientes de Foucault):
Pérdidas por histéresis: Resultado de la histéresis magnética en el material del núcleo, donde los dominios magnéticos resisten los cambios en la magnetización.
Pérdidas por corrientes de Foucault: Se producen debido a las corrientes circulantes inducidas en el núcleo por el campo magnético cambiante.
Pérdidas perdidas:
Flujo de fuga: Es posible que parte del flujo magnético no vincule los devanados primario y secundario, lo que provoca flujo de fuga y pérdidas adicionales.
Inductancia de fuga: Esto contribuye a las pérdidas de potencia reactiva.
Pérdidas dieléctricas:
Resultado del campo eléctrico en los materiales aislantes que provoca la disipación de energía en forma de calor.
Más significativo en aplicaciones de alta frecuencia y transformadores de alta tensión.
Para minimizar las pérdidas de transformadores y mejorar la eficiencia, se pueden emplear varias estrategias:
1. Selección de materiales de núcleo de alta calidad:
Elija materiales de núcleo con baja histéresis y pérdidas por corrientes de Foucault para reducir las pérdidas de hierro.
2. Optimización del diseño del núcleo:
Utilice diseños de núcleo que minimicen la longitud de la trayectoria del flujo magnético, reduciendo tanto la histéresis como las pérdidas por corrientes de Foucault.
Emplee técnicas de traslape u otras técnicas para reducir las pérdidas por corrientes de Foucault en el núcleo.
3. Uso de cobre de alta conductividad:
Seleccione cobre de alta conductividad para los devanados para minimizar las pérdidas de cobre.
Utilice conductores más grandes o varios conductores paralelos para reducir la resistencia.
4. Reducción de la resistencia del devanado:
Minimice la resistencia de los devanados de los transformadores mediante el uso de materiales con baja resistividad y la optimización de los diseños de los devanados.
5. Mejora de la refrigeración del núcleo:
Implemente sistemas de enfriamiento efectivos, como enfriamiento por aceite o líquido, para disipar el calor del núcleo y los devanados.
Opere los transformadores a niveles de carga óptimos para equilibrar las pérdidas de hierro y las pérdidas de cobre.
Evite la sobrecarga, ya que puede aumentar significativamente las pérdidas.
7. Utilización de transformadores de núcleo amorfo:
Las aleaciones de metales amorfos tienen menores pérdidas de núcleo en comparación con el acero al silicio tradicional, lo que las hace más eficientes desde el punto de vista energético.
8. Instalación de dispositivos de regulación de voltaje:
Los reguladores de voltaje o los cambiadores de tomas bajo carga pueden ayudar a mantener niveles óptimos de voltaje y minimizar las pérdidas.
9. Implementación de transformadores energéticamente eficientes:
Utilice transformadores con clasificaciones de eficiencia más altas, que a menudo incluyen características de diseño para minimizar las pérdidas.
10. Aplicación de sistemas avanzados de monitorización y control:
Implemente sistemas de monitoreo en tiempo real para evaluar el rendimiento del transformador e identificar posibles mejoras de eficiencia.
Utilice sistemas de control avanzados para optimizar el funcionamiento del transformador en función de la carga y las condiciones del sistema.
11. Mantenimiento y pruebas regulares:
Realice un mantenimiento regular, incluida la prueba de la resistencia de aislamiento, para garantizar que el transformador funcione de manera eficiente.
Aborde cualquier problema con prontitud para evitar un aumento de las pérdidas con el tiempo.
12. Aplicación de materiales aislantes modernos:
Utilice materiales aislantes avanzados con menores pérdidas dieléctricas para reducir la disipación de energía.
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