análisis transformadores potencia definitivo.ppt

7/25/2019 Anlisis Transformadores Potencia DEFINITIVO.ppt

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TRANSFORMADORESTRANSFORMADORES

DE POTENCIADE POTENCIA

FALLASFALLAS


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El transformadores un dispositivo que convierte energa elctrica de uncierto nivel de voltaje, en energa elctrica de otro nivel de voltaje, por

medio de la accin de un campo magntico. Est constituido por dos oms bobinas de alambre, aisladas entre si elctricamente por lo general y

arrolladas alrededor de un mismo ncleo de material ferromagntico.

Los transformadores se utilian para transportar energa elctrica de

sistemas que trabajan a una tensin dada a sistemas que lo !acen a unatensin deseada

L TRANSFORMADOR


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Campo MagnticoCampo Magnticocreado por una corriente elctricacreado por una corriente elctrica

Alrededor de un conductorelctrico que lleva unacorriente, hay siempre uncampomagntico.

" El campo magntico nonecesariamente requieremateriales magnticos.

" Las lneas de campo flujosiguen siempre un caminocircular alrededor del

conductor.


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Cmo aumentar la intensidad de unCmo aumentar la intensidad de uncampo magntico!campo magntico!

" "#ndole una vuelta al conductorse agregar#n lneas de campo enla superficie de la vueltaintensificando el campomagntico.

" Los campos magnticos de cadavuelta se aglomeran formando elcampo magntico de la $o$ina.

" %ncrementando el n&mero de vueltaso incrementando la intensidad de la

corriente se incrementar# el flujomagntico .

" Adem#s de esto si se introduce enel devanado un n&cleo de materialmagntico esto intensificar#


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Campo magntico en $o$inas de transformador de potencia!Campo magntico en $o$inas de transformador de potencia!

lBIF =

Ncleo L

V

HV

Nmero deNmero deespirasespiras

Flujo MagnticoFlujo Magntico

Proporcional aProporcional a IIEXCEXCACAC

! N" !E


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VV22= N= N2 .2 . d/dtd/dtNN11 N2N2

II11

VV11

II22

Transferencia de Energa: Fenmeno de

induccin electromagntica (Faraday)

VV11VV22

NN11NN22

aaTransformador ideal II22II11

aa


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Conceptos Bsicos de

Generacin

'ig. (#ista de corte de los flujos del generador

Las lneas de flujo van desde un polo, a travs del espacio de aire hacia el ncleo llamado estator! " re#resan al

polo opuesto$ %ientras el rotor #ira se induce voltaje en los &o&inados de la armadura llamada estator!$ 'stos

&o&inados estn locali(ados en ranuras del estator$ 's espacio de aire es minimi(ado para mantener las lneas de

flujo tan altas como sea posi&le$


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Conceptos Bsicos de

Generacin

'ig. )$enerador y onda sinusoidal %&

VEL#CI$A$VEL#CI$A$$E %I$E %I

FlujoFlujoMa nticoMa ntico

Proporcional aProporcional a IIEXCEXC$C$C

&PM"E


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'erminal %''erminal ('

)adiadores

&arcaa

*cleo

+evanado %'

+evanado ('


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. *cleo

&ore

-. +evanados ('

L# indings

/. +evanados %'

0# indings

1.(obinados de regulacin

)egulation coils

2.&onductores

&onnection &onductors

3. %isladores pasa tapas de ('

L# (us!ings

4. %isladores pasa tapas de %'0# (us!ings

5. #igas de prensado del *cleo

&ore pressing beams

6. &ambiador de derivaciones bajo

carga

7n load tap c!anger

8. %ccionamiento motoriado

9otor drive

. 'anque

'an:

-. 'anque de e;pansin

&onservator 'an:

/. )adiadores

)adiators

1. %ccesorios%ccessories

Partes de un TransformadorPartes de un Transformador


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Material de conductores BobinasMaterial de conductores Bobinas

Co$reCo$re #entajaserdidas bajas

= (ajo calentamiento

= +urea = ?oportabilidad al corto circuito

+esventajasartculas conductoras">olvo">roduct.. descomposicin

'AC/+-E* 45E "%*M%56E LA -.".

012 7 *+L%"+* )+

RI1IDE< DIELECTRICARI1IDE< DIELECTRICA

ASTM D/=>> 2 9=9?ASTM D/=>> 2 9=9?


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RI1IDE< DIELECTRICARI1IDE< DIELECTRICA

ASTM D/=>> 2 9=9?ASTM D/=>> 2 9=9?

T Solubilidd

d!l H2O

Solubilidd

d!l H2O

H2O !"

Su#$!"#i%" RD

T

Solubilidd

d!l H2O

H2O !"

Su#$!"#i%" RD

SI& RDT


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0IDA BTIL O REMANENTE DE LOS


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LA 0IDA DEL TRANSFORMADOR ES LA 0IDA

DEL AISLAMIENTO SLIDO&

LA 0IDA DEL TRANSFORMADOR ES LA 0IDA

DEL AISLAMIENTO SLIDO&

EL PAPEL s3%o p.e(eser !a-@$a(o& E% a%to!osto (e% !a-@$o (e%

pape% represe#ta e% )$#a%(e $(a (e% e.$po&

EL PAPEL s3%o p.e(eser !a-@$a(o& E% a%to!osto (e% !a-@$o (e%

pape% represe#ta e% )$#a%(e $(a (e% e.$po&

EL ACEITE p.e(e serso-et$(o a .#trata-$e#to (e

re*e#era-$e#to os$-p%e-e#te ser!a-@$a(o&

EL ACEITE p.e(e serso-et$(o a .#trata-$e#to (e

re*e#era-$e#to os$-p%e-e#te ser!a-@$a(o&


TRANSFORMADORES DE POTENCIA


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E8+L5C%9 6 :E-*:EC/%8A

N0 CIMI NTO D L AISLAMI NTO SLIDO

N0 CIMI NTO D L AISLAMI NTO SLIDO

CALOR

H

D

PRODUCTOS D

D SCOMP& OIL

PAPE! AIS!ANTE

#OMPE CAENAS E

CE!U!OSA

E$#AACION MECANICA % E!ECT#ICA& $"P"E$#AACION MECANICA % E!ECT#ICA& $"P"

FU#ANOS' ()O CO & CO)

D


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FALLAS D LOS TRANSFORMAD OR S

CAUSAS DE

FALLAS

CAUSAS DE

FALLAS


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Los transformadores de potencia son dispositivos estticos

que se encuentran totalmente encerrados y sumergidos enaceite de tal manera que una falla ocurre muy raramente, sin

embargo, cuando ocurra alguna falla sus consecuencias son

severas por lo que es necesario repararlo lo ms pronto

posible.

Los transformadores de potencia son dispositivos estticos

que se encuentran totalmente encerrados y sumergidos enaceite de tal manera que una falla ocurre muy raramente, sin

embargo, cuando ocurra alguna falla sus consecuencias son

severas por lo que es necesario repararlo lo ms pronto

posible.

Las fallas en los transformadores se dividen en tres7 %@DCLC%) %ceite, desecador,

ventilador, conmutador, etcF.-. A%LL%? E* L% >%)'E C*'E)C7) +evanados, espiras,

ncleoF

/. ED'E)*7? &ortocircuitos, sobrecarga, sobretensin, etcF

POSIBL S FALLAS


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FABRICANTE

OPERACIN

EN0EECIMIENTO

La 0$(a t$% (e .# tra#s)or-a(or ;G aos

; :rogramacin en compra o reposicin de equipos.

; Confia$ilidad en la operacin del sistema.; -educcin de Costos.=:rdida de garanta sin la operacin

; +$solecencia /ecnolgica



CAUSAS DE FALLAS EN LOS


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=:/ Fa%%as -e!"#$!as (e% s$ste-a a$s%a#te

/ E#eJe!$-$e#to

/ Co#ta-$#a!$3#

9:/ Otras rao#es

/ De)e!tos Fa@r$!a!$3# / D$seo

/ Pro@%e-as e# e% tra#sporte

/ Pro@%e-as e# %a $#sta%a!$3#

La 0$(a t$% (e .# tra#s)or-a(or ;G aos





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* Vandalismo, transporte, operacin,protecciones, inadecuado mantenimiento,animales, otras.

A@E*'E G

%islamiento -3.3

&orto circuitos E;t. ,/

&ambiador de 'aps 6.3?obre voltages 3.2

+efect. 9anufactura -.5

*cleo -.1

7trasH /6

Se*# M$!4ae% B%a#*.er




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ImagenImpacto socialImpacto econmicoMultas

CUN TO 0AL UNA FALLA U

SBITA D UN QUIPO

Interconexin Elctrica S.A. - Laboratorio de Anlisis QumicoInterconexin Elctrica S.A. - Laboratorio de Anlisis Qumico


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CORTOCIRCUITOCORTOCIRCUITO

CALC5L+ C+--%E/E "E


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El cortocircuito es un fenmeno transitorio en el sistemaelctrico, que destruye o reduce la !abilidad para transmitir

energa de las partes del sistema con corrientes de

cortocircuito que pueden llegar a magnitudes que someten

al equipo a grandes esfueros trmicos y dinmicos, si se

permite que persistan, pueden .ocasionar daIos severos alequipo.

CALC5L+ C+--%E/E "EC+-/+C%-C5%/+

/rovocar un incendio o representar un

peligro para las personas.

"%=M%C+*+eformacin de juego de barras.%rrancado o desprendimiento de

los cables.


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LA* :-%C%:ALE* '5E/E* "EC+--%E/E C+-/+C%-C5%/+

AC/%8+*

:A*%8+*

$enerador ?ncrono.9otor ?ncrono .9otor de induccin.

'ransformador con

regulacin.Lneas de transmisin.

*%*/EMA ELEM:-E*A *5M%%*/-A"+-A?.


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+*C%L+3-A'@A *E3 '5E/E* "EC+--%E/E "E C+-/+C%-C5%/+

'ALLA *%M


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'ALLA *%M


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'ALLA A*%M


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/-A*'+-MA"+-E*< Los circuitos equivalentes de secuencia de los trasformadorestrifsicos dependen de las cone;iones de los devanados primario y secundario.

'ALLA A*%M


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CO#TOCI#CUITOS

" C+*EC5EC%A*

J +E'E)C7)7 +EL %C?L%9CE*'7J &7*+@&E % A%LL%? ?@(?E&@E*'E?


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lBIF =

Ncleo

LV

HV


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FALLASEXTERNAS


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FALLAS EXTERNAS


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Circuito elemental

/onde0

TC 1 Transformador de corriente

B 1 Bo&ina de operacin del rel

C 1 Contacto de disparo del rel

B/ 1 Bo&ina de disparo del interruptor

Alimentador de Distribucin

TC

B CBD

Interruptor

Fuente DC

Rel

I>

PROTECCIONDIFERENCIAL(87)


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PROTECCION DIFERENCIAL (87)

PROTECCIONDIFERENCIAL(87)


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PROTECCION DIFERENCIAL (87)


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:ertur$aciones en un sistema:ertur$aciones en un sistemaelctricoelctrico

=/ensiones anormales

*o$re tensinB "eterioro del aislamiento delos equipos que dan lugar a fallas a tierra

%nternoB"Manio$ras de corta duracin.

"Lneas largas tensionadas en vaco afrecuencia industrial orden de segundos y

minutos > efecto ferranti?"'allas monof#sicas en sistema sinaterramiento se incrementa la tensin en las

fases no falladas

"EternoB "escargas atmosfricas

+rigen


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SOB#ETENSIONES

" CA5*A* B

2/escar#as atmosfricas t = s!$

23o&retensiones por manio&ras t 1 4s ms!$25ermanentes a frecuencia industrial L$ T$

lar#as! t 1 s min!$

" Consecuencia B

2'sfuer(o en aislamiento$

2Calentamiento de ncleo ma#ntico$


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'! (ipos de )o*retensiones(ipos de )o*retensiones

Sobretensiones temporales

Sobretensiones de maniobra

Sobretensiones atmosfricas

Por su lugar de ocurrencia

Sobretensiones internas !as temporales " de maniobraSobretensiones e#terna !as atmosfricas

& t i+ d l * t i& t i+ d l * t i


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&epresentaci+n de las so*retensiones&epresentaci+n de las so*retensiones

1()

1()

1()2

1((

1(2

1(

D

1

)

F

(

G

2

8 p.u

*o$retensiones A/M+*'E-%CA*

*o$retensiones de manio$ra

*o$retensiones temporales

5m D.)) H D.G I/ensin

pico de fase

CLASESYFORMASDESOBRETENSION


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CLASES Y FORMAS DE SOBRETENSION


60/97

LA* *+,-E/E*%+E*


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LA* *+,-E/E*%+E*

Las sobretensiones pueden dar lugar a la

descomposicin de los 0idrocarburos que conforman el

%ceite aislante y al envejecimiento del papel, debido al

efecto de las descargas o al arco elctrico que se pueden

producirK los cuales alcanan altas temperaturas.

El efecto corona se produce por la ioniacin del aire y de

los gases contenidos en el aceite del 'ransformador, lo

que conduce a la descomposicin del aceite.

En resumen, diremos que el efecto combinado de estos

agentes puede afectar seriamente el funcionamientonormal de los 'ransformadores en aceite.


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El 'enmeno del -ayo

i >t?

lnea area

i

1

i

1

iI corriente de descarga total en funcin del tiempo


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,388 L# 588 L#

,-888%

3888 %3888 % 1188 %

588 %

&7))CE*'E? +E

>)E+E?&%)$%

)f )f

?C* &7))CE*'E? +E

>)E+E?&%)$%

&7* &7))CE*'E?

+E >)E+E?&%)$%


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Caracteristica funcional del

pararra,o

A = Pararrayos

= rans!ormador

E = "lu#o de la ener$a

% = &nda de Sobretensin incidente' = (elocidad de %

e = Extremo de lnea

%P= )i'el de *roteccin A

ensin +esidual %P%

'

A

E

,IL del rans!ormador

r$en de *roteccin

e


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A/ , ,

onsumi-

dor

+ed de ,a#a ensin /*.e. 011 (2+ed de distribucin deedia ensin/*.e. 33 4(2

A Pararrayos de /*.e. P&LI-52, Pararrayos de ,a#a ensin /*.e L&(&S2 a*acidad res*ecto a tierra del e6ui*o *rote$ido

,/

Aplicacin de :ararrayos


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:#ra;raios para aplicaJKo em *u$estaJes:#ra;raios para aplicaJKo em *u$estaJes

SOB#ETENSION PE#MANENTE


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Caracterstica de Materiales Magnticos


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SOB#ETENSION CONTINUA


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IjIsenIjII Fe

inmagnetizacdeoreactivacomponente

V

prdidaslasdeactivacomponente

V

excitacindeovaciodecorriente

==

*** cos


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SOB#ECA#$A

CLA*E* "E A%*LAM%E/+B

&l i l i t M % % E ( A 0 &


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&lase aislamiento < M % %o E ( A 0 &'m;. en N& < 68 82 2 -8 /8 22 58 O58

A%*LAM%E/+ /EM:E-A/5-A

( /8N&

A 22N&

0 58N&


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C Aislamiento Conductor

D12 C

>a?>$?>c?

>d?

D2 C

D)2 C


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EN*E+ECIMIENTO


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Distorsiones de la forma de ondaDistorsiones de la forma de onda


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once*to7Corrientes y tensiones con frecuencias correspondientes am&ltiplos enteros de la frecuencia fundamental.

ArmnicosArmnicos

-rap(

/V0

)1((.(

)(.(

)*(.(

)+(.(

)2(.(

(.(

2(.(

+(.(

*(.(

(.(

1((.(

t/s0

(.( (.((1 (.((2 (.(( (.((+ (.((3 (.((* (.((4 (.(( (.((5 (.(1 (.(11 (.(12 (.(1 (.(1+ (.(13 (.(1* (.(14

-ra

ta6no 7mo

onda deformada

8nda fundamental


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ausas7ausas7 Car6as de cone7i8n directa a los sistemas

3eneradores y motores CA >'uerNa magnemotriN? /ransformadores >*aturacin y corriente energiNacin?. Conein de neutro de transformadores L#mparas de descarga. 0ornos a arco.

Compensadores tipo reactor saturado etc..

Car6as conectadas mediante Con9ersores -ectificadores motores CC controlados. %nversoresHmotores de induccin. Electrlisis por rectificacin. Ciclo conversores H motores sncronos. 0ornos de induccin. Cargadores de $ateras. etc..



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ausas7ausas7 #e6uladores

0ornos de induccin controlados por reactores

saturados. Cargas de controladas por tiristores. 8elocidades dos motores CA controlados por tensin de

estator. -eguladores de tensin a n&cleo saturado. Computadoras. Electrodomsticos con fuentes conmutadas. Compensadores est#ticos 8ars. 8ariadores de frecuencia >"river?.

etc..

ArmnicosArmnicos



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onsecuencias rans!ormadores7onsecuencias rans!ormadores7

Sobrecar$as y sobrecalentamientos en e6ui*osSobrecar$as y sobrecalentamientos en e6ui*osy subsecuente reduccin de 'ida 8tily subsecuente reduccin de 'ida 8til..

Sobretensiones armnicas y solicitaciones deSobretensiones armnicas y solicitaciones de

aislamiento en los dis*ositi'os y reduccin deaislamiento en los dis*ositi'os y reduccin de

'ida 8til'ida 8til.. &*eracin inad'ertida del e6ui*o elctrico.&*eracin inad'ertida del e6ui*o elctrico.

Aumento de consumo de la ener$a elctrica.Aumento de consumo de la ener$a elctrica.

ayores *rdidas en cobre y n8cleo.ayores *rdidas en cobre y n8cleo.

Prdidas *arasitas /orriente Eddy2.Prdidas *arasitas /orriente Eddy2.

ayor corriente !luyendo *or los de'anadosayor corriente !luyendo *or los de'anados

delta.delta.


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