Como proveedor de transformadores montados en la almohadilla, a menudo encuentro preguntas de los clientes con respecto a varios aspectos técnicos de estos transformadores. Una de las preguntas más frecuentes es sobre la corriente de falla de un transformador montado en la almohadilla. En esta publicación de blog, profundizaré en el concepto de corriente de falla, su importancia en el contexto de los transformadores montados en PAD y cómo afecta el diseño, la operación y la seguridad de estos transformadores.
Comprender la corriente de falla
La corriente de falla es la corriente anormal que fluye a través de un circuito eléctrico cuando se produce una falla. Una falla puede definirse como cualquier condición anormal en el sistema eléctrico que cause un flujo de corriente no intencionado. Los tipos comunes de fallas incluyen circuitos cortos, fallas de tierra y circuitos abiertos. En el caso de los transformadores montados en la almohadilla, los circuitos cortos son el tipo de falla más crítico que debemos considerar.
Circuitos cortos ocurren cuando hay una conexión directa entre dos conductores de diferentes fases o entre un conductor de fase y el suelo. Esto da como resultado una ruta de impedancia muy baja para la corriente, lo que hace que fluya una gran cantidad de corriente. La magnitud de la corriente de falla depende de varios factores, incluida la impedancia fuente, la impedancia del transformador y el tipo de falla.
La impedancia fuente es la impedancia del sistema de energía que suministra el transformador. Una impedancia de fuente más baja significa que el sistema de energía puede suministrar una mayor cantidad de corriente durante una falla. La impedancia del transformador en sí también juega un papel crucial. Los transformadores tienen un cierto valor de impedancia, que está diseñado para limitar la corriente de falla a un cierto nivel. El tipo de falla, ya sea una sola fase a falla a tierra, una falla de fase a fase o una falla de tres fase, también afecta la magnitud de la corriente de falla.
Importancia de la corriente de falla en transformadores montados en la almohadilla
La corriente de falla es de gran importancia en el diseño, la operación y la seguridad de los transformadores montados en la almohadilla.
Diseño
Durante la fase de diseño, los ingenieros deben considerar la corriente de falla máxima posible que el transformador puede experimentar. Esto es importante para determinar la calificación de los componentes internos del transformador, como los devanados, los bujes y los dispositivos de protección. Por ejemplo, los devanados del transformador deben poder resistir el estrés mecánico causado por la corriente de falla alta sin sufrir ningún daño. Los dispositivos de protección, como fusibles o disyuntores, deben ser dimensionados correctamente para interrumpir la corriente de falla de manera oportuna.
Operación
En el funcionamiento normal, la corriente de falla no debe fluir a través del transformador. Sin embargo, en caso de falla, el transformador debe poder manejar la corriente de falla por un corto período de tiempo hasta que funcionen los dispositivos de protección. Si la corriente de falla es demasiado alta y los dispositivos de protección no funcionan, puede conducir al sobrecalentamiento del transformador, lo que puede causar daño a aislamiento y, en última instancia, dar como resultado una falla del transformador.
Seguridad
La corriente de fallas también es una gran preocupación de seguridad. Las corrientes de fallas altas pueden causar arco, lo que puede provocar incendios y explosiones. Por lo tanto, los transformadores montados en la almohadilla están diseñados con características de seguridad para evitar estos peligros. Por ejemplo, a menudo están encerrados en un gabinete de metal para contener cualquier arco potencial y para proteger al personal de entrar en contacto con piezas vivas.
Calculando la corriente de falla
Calcular la corriente de falla de un transformador montado en PAD es un proceso complejo que requiere una buena comprensión de los principios de ingeniería eléctrica. El método más común para calcular la corriente de fallas es usar el sistema periódico. En el sistema pericial, todas las cantidades eléctricas se expresan como una fracción de un valor base.
El primer paso para calcular la corriente de falla es determinar los valores base para voltaje, corriente, potencia e impedancia. Una vez que se determinan los valores base, la impedancia de la fuente y la impedancia del transformador se convierten en valores pers. La corriente de falla se puede calcular utilizando los valores de impedancia de la unidad y el tipo de falla.
Por ejemplo, en un sistema de tres fase, la corriente de falla para un circuito corto de tres fase se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
$ I_ {fall} = \ frac {v_ {base}} {\ sqrt {3} z_ {total}} $
Donde $ i_ {Fault} $ es la corriente de falla, $ v_ {base} $ es el voltaje base y $ z_ {total} $ es la impedancia total periódica del sistema, que incluye la impedancia fuente y la impedancia del transformador.
Impacto del tipo de transformador en la corriente de falla
El tipo de transformador montado en la almohadilla también puede tener un impacto en la corriente de falla. Existen diferentes tipos de transformadores montados en la almohadilla, comoTransformador montado en la almohadilla de una sola fase,Transformador de montaje de almohadilla 150kVA, yTransformador montado en la almohadilla triple.
Los transformadores montados en una sola fase se usan típicamente en aplicaciones comerciales residenciales y pequeñas. Tienen una calificación de potencia más baja en comparación con los transformadores de tres fase y, por lo tanto, la corriente de falla en un transformador de fase única es generalmente más baja. Por otro lado, se utilizan transformadores de tres fases montados en almohadilla, en aplicaciones comerciales e industriales más grandes. Pueden manejar niveles de potencia más altos, y la corriente de falla en un transformador de tres fase puede ser significativamente mayor, especialmente en el caso de un circuito de tres fase corto.
La calificación KVA del transformador también afecta la corriente de falla. Una calificación de KVA más alta significa que el transformador puede suministrar más potencia y, por lo tanto, también puede suministrar una mayor cantidad de corriente de falla durante una falla. Por ejemplo, unTransformador de montaje de almohadilla 150kVATendrá una característica de corriente de falla diferente en comparación con un transformador de mayor calificación.
Protección contra la corriente de falla
Para proteger los transformadores montados en la almohadilla de los efectos dañinos de la corriente de falla, se utilizan varios dispositivos de protección.
Fusibles
Los fusibles son uno de los dispositivos protectores más utilizados en los transformadores montados en la almohadilla. Un fusible es un dispositivo de sacrificio que se derrite cuando la corriente que fluye a través de él excede un cierto valor. Cuando se produce una falla, la corriente de falla alta hace que el fusible se derrita, interrumpiendo así el circuito y protegiendo el transformador. Los fusibles son relativamente simples y económicos, pero necesitan ser reemplazados después de haber operado.
Disyuntores
Los interruptores de circuitos son otro tipo de dispositivo de protección. Pueden detectar automáticamente la corriente de falla y abrir el circuito para interrumpir el flujo de corriente. Los interruptores de circuitos tienen la ventaja de poder restablecerse después de que se han operado, lo cual es más conveniente en comparación con los fusibles. Sin embargo, son más caros y requieren más mantenimiento.
Conclusión
En conclusión, la corriente de falla de un transformador montado en PAD es un parámetro crítico que debe considerarse cuidadosamente en el diseño, operación y seguridad de estos transformadores. Comprender el concepto de corriente de falla, cómo calcularlo y cómo protegerlo es esencial para garantizar la operación confiable y segura de los transformadores montados en la almohadilla.
Si está en el mercado de un transformador montado en la almohadilla y tiene preguntas sobre la corriente de falla o cualquier otro aspecto técnico, estamos aquí para ayudarlo. Nuestro equipo de ingenieros experimentados puede proporcionarle la experiencia y la orientación que necesita para seleccionar el transformador adecuado para su aplicación. Contáctenos hoy para comenzar una discusión sobre sus requisitos específicos y explorar las mejores soluciones para sus necesidades de energía eléctrica.
Referencias
- Sistemas de energía eléctrica: análisis y diseño, cuarta edición de J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma y Thomas J. Overbye
- Sistema de energía eléctrica Essentials por Aleksandar M. Stankovic, Miroslav Begovic y Ramesh C. Bansal
- Protección del sistema de energía y apartamento por VK Mehta y Rohit Mehta