2.4 proteccion de transformadores contra sobrecorrientes
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8/11/2019 2.4 Proteccion de Transformadores Contra Sobrecorrientes
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PUCV-EIERSC -- 2010 1
PROTECCION DE
TRANSFORMADORES CONTRA
SOBRECORRIENTES
R aúl Saavedra ossio
PONTIFICI UNIVERSID D C TOLIC DE V LP R ISO
Escuela de Ingeniería Eléctrica
8/11/2019 2.4 Proteccion de Transformadores Contra Sobrecorrientes
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PUCV-EIERSC: 2
Protección de transformadores
CONSIDERACIONES:
Las protecciones de transformadores contra
sobre-corrientes debido a fallas de fases con o sin
contacto a tierra son muy comunes.
Este tipo de protección se emplea en unidades
pequeñas o cualquier otra unidad sin proteccióndiferencial
Se emplea como respaldo en grandes unidades
con Protección Diferencial
Se acostumbra, en nuestro país, proteger
comúnmente con fusibles o relés en el primario a
unidades de hasta 4 MVA y 66 kV
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PROTECCIÓN DE TR NFORM DORES
Premisas: Es necesario calibrar esta protección con tanta
sensibilidad como sea posible. Los relés y fusiblesno deben operar bajo ciertas condiciones quecomúnmente son tolerables; por ejemplo,corriente de inrush, carga fría, condiciones de
emergencia, etc.
La protección Residual debe operar, o debe sercalibrada, para corriente superior a la corrienteresidual máxima admisible en el sistema, debido
al desbalance resultante por cargas monofásicasno distribuidas uniformemente por fases en la
red.
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PUCV-EIERSC: 4
PROTECCIÓN DE TR NFORM DORES
Std ANSI/IEEE C57.12.00
% de Impedancia Tiempo (seg)
4% o menores
5%
6%
7% ó más
25
20
16
14 ó menos
2
3
4
5
Protección mediante Fusible:
Condiciones: (1973)
1. Debe ser capaz de soportar 1,5 veces la corriente nominal del transformador.
2. Debe ser capaz de soportar la corriente de Inrush (de 8 a 10 veces la corrientenominal durante 0,1 seg)
3. Debe quemarse para corrientes iguales o superiores a 6 veces la nominal si laimpedancia es inferior o igual a 4%; o bien, de 4 a 6 veces la corriente nominal sila impedancia es de 6% a 10%.
4. El fusible debe quemarse para valores de corrientes e impedancias indicadas en lasiguiente tabla:
/CC N I I
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PROTECCIÓN DE TR NFORM DORES
Cambios STD/IEEE C57.12.00
Máxima corriente de Falla admisible
1977 (1980) 197325
20
16
14 ó más
4
5
6
8 ó más
2
2
2
2
2
3
4
5
N CC I I /
(%)CC
Z
:CC I Corriente de cortocircuito en los bornes del transformadorconectado supuestamente a una barra infinita
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PROTECCIÓN DE TR NFORM DORES
Curva de daños en transformadores
Hay seis curvas clasificadas en cuatro categorías
1 para la Categoría I
2 para la Categoría II
2 para la Categoría III1 para la categoría IV
La primera curva o base, es común a todas y esconformada para un transformador de 4% deimpedancia
Esto implica que el transformador puede
soportar hasta 25 veces su corriente basenominal durante 2 segundos. ( en sus bornes yconectado a una barra infinita)
Se muestra en forma segmentada la curva paratransformador con impedancia diferente a 4% ydependiendo de la frecuencia de falla durante lavida útil del transformador
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PROTECCIÓN DE TRANFORMADORES
A) Categoría I: parafalla frecuente oinfrecuente
Categoría II o III confalla infrecuente
B) Categoría II
Para falla frecuente
C) Categoría III con fallafrecuente
Categoría IV con fallafrecuente o infrecuente
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PROTECCIÓN DE TR NFORM DORES
Frecuencia de falla: La frecuencia de falla que
puede acontecer durante la
vida útil del transformador es
una estimación empírica, que
depende del buen juicio yexperiencia práctica.
En caso de duda, después de
consultar la tabla-guía, esconveniente aplicar una
condición severa, es decir, la
curva para falla frecuente.
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PROTECCIÓN DE TR NFORM DORES
Categoría
Potencia Nominal delTransformador (kVA) Tipo
deCurva
Frecuencia defalla
CurvasegmentadaaplicadadesdeMonofásico Trifásico
I
II
III
IV
5-500
501-1667
1668-10000
Sobre 10MVA
15-500
501-5000
5001-30000
Sobre 30MVA
A)
A) ó
A)+B)A) ó
A)+C)
A)+C)
-
10
5
-
(1)
(2)
(3)
(3)
260
1250
I
f t
K t I 2
(1) 25% a 50% donde
(2) 70% a 100% de la falla máxima posible donde (K es determinado para la corriente máxima en 2 seg)
(3) 50% a 100% de la falla máxima posible donde (K es determinada para la corriente máxima en 2 (seg)) K t I 2
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PROTECCIÓN DE TR NFORM DORES
Procedimiento:
1. Determine la categoría
2. Si la categoría es II o III, determine si el sistemaesta sujeto a falla frecuente o infrecuente yseleccione la curva correspondiente con conformidad
a la impedancia Z%
3. Dibuje la curva en un papel Log-log referida al ladocorrespondiente en que esté haciendo el análisis (espreferible el lado de baja tensión si es que tiene que coordinar conotro elemento de protección)
4. Seleccione el fusible apropiado o determine lacalibración adecuada del relé para proteger ycoordinar
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PROTECCIÓN DE TRANFORMADORES
Fusible o Relé en el lado primario
Falla potencialmente infrecuente
Transformador
Categoría II o III
Lado secundario (Opcional )
Falla potencialmente infrecuente
Protección de alimentadores
a) Falla potencialmente poco frecuente para alimentadores
encapsulados , subterráneos , canalizados en ductos etc .
Tramo corto como unión a un segundo transformador
b) Falla potencialmente frecuente para alimentadores a la
intemperie
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PROTECCIÓN DE TRANFORMADORES
0.866
0.866
0.5
1.0
0.5
0.5
0.5
A
B
C
a
b
c
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
0.577
0.577
0.577
A
B
C
a
b
c
1.00.577
0.577
0.577
A
B
C
a
b
c
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0,01
0,1
1
10
100
1000
0,1 1 10 100 1000 10000 100000
s e g
Amp en 12 kV
Protección de Transformador
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