Transformadores de Tensión Inductivos TPI

Transformadores de Tensión Inductivos TPI

febrero 14, 2020 1 Por Guillermo Huerta

Los transformadores de tensión inductivos son equipos de medición diseñados para reducir las altas tensiones de una subestación a valores manejables y proporcionales a las primarias originales; lo anterior sirviendo como equipo de instrumento para contadores, relés, protecciones, equipo de control y comunicación separando a estos del circuito de alta tensión.

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Además, los transformadores de tensión inductiva están pensados para conexión entre fase y tierra en redes con punto neutral aislado o conectado directamente a tierra.

El diseño se corresponde a las exigencias tanto de las normas internacionales reconocidas como las IEC como IEEE.

También existen soluciones de diseño especiales para ajustarse a otras normas y necesidades del cliente.

Los transformadores están diseñados con una densidad de flujo baja en el núcleo y a menudo puede dimensionarse para el 190% de la tensión nominal durante más de ocho horas.

Diseño de un Transformadores de Tensión Inductivos

Devanados primarios

Comúnmente el devanado primario está diseñado como una bobina de capa múltiple de hilo con doble esmaltado con capa de aislamiento de papel especial. Los dos extremos de los devanados están conectados a blindajes metálicos.

Devanados secundarios y terciarios

En su diseño de serie, el transformador tiene un devanado de medición secundario y otro terciario para la protección contra los fallos de conexión a tierra; aunque puede disponer de otras configuraciones si fuese necesario. (2 devanados secundarios en un diseño conforme a la norma IEEE).

Además los devanados están diseñados con hilo con doble esmaltado y están aislados del núcleo y del devanado primario con cartón prensado (prespán) y papel. Se puede dotar a los devanados de bornes adicionales para otras relaciones (tomas).

Núcleo

Los transformadores de tensión inductivos dispone de un núcleo de material seleccionado escrupulosamente, con el fin de proporcionar una curva de imantación plana. El núcleo se sobredimensiona con un flujo muy reducido a tensión operativa.

Impregnación

El calentamiento en vacío seca el devanado. Después del ensamblaje, todo el espacio libre en el transformador (aproximadamente el 60%) es rellenado con granos de cuarzo seco y esterilizado.

El transformador ensamblado es preparado al vacío y es impregnado con aceite mineral des gasificado. Además el transformador siempre se entrega lleno de aceite y sellado herméticamente.

Tanque y aislador

Comúnmente la sección inferior del transformador consiste en un tanque galvanizado en calor, en el que se sitúan el núcleo y los devanados. El aislador, en su diseño estándar; está hecho de porcelana marrón vidriada de alta calidad.

El sistema de sellado está hecho de sellos de corcho engomado. Los sellos están bajo el nivel del aceite, lo que impide el secado y las fugas.

Sistema de expansión

El equipo transformador dispone de un sistema de expansión cerrado, con partes completamente inmóviles, con un colchón de nitrógeno, que se comprime por la expansión del aceite.

Una condición previa para esto es que el relleno de arena de cuarzo reduzca el volumen de aceite, así como la utilización de un volumen de gas relativamente grande, lo que da como resultado variaciones de presión pequeñas en el sistema.

Ferrorresonancia

El diseño de un arreglo de conexiones en los transformadores contrarresta significativamente la aparición de fenómenos de ferrorresonancia.

  • El escaso flujo en el núcleo a tensión operativa proporciona un gran margen de seguridad contra saturación si se produjesen oscilaciones de ferrorresonancia.
  • La curva de imantación plana permite un aumento suave de las fugas del núcleo, atenuando de forma eficaz la ferrorresonancia.

Si el arreglo de conexiones se instalase en una red con un riesgo alto de ferrorresonancia, puede, como medida de precaución adicional, acondicionarse con una carga de amortiguamiento adicional, sobre un devanado terciario conectado en delta.

Características del diseño del Transformadores de Tensión Inductivos

Clima

Estos transformadores están diseñados para ser instalados en una amplia variedad de condiciones climáticas, desde zonas polares a desiertos por todo el mundo.

Vida útil

Las sobre tensiones bajas y uniformes en el devanado primario garantizan la fiabilidad del producto para una larga vida útil.

Sistema de expansión

El sistema de expansión, basado en el colchón de gas nitrógeno, proporciona una
gran fiabilidad operativa y reduce al mínimo la
necesidad de mantenimiento e inspección.

Relleno de cuarzo

Reduce al mínimo la cantidad de aceite y proporciona soporte mecánico a los núcleos y al devanado primario.

Rigidez sísmica

El equipo está diseñado para soportar las elevadas exigencias de las aceleraciones
sísmicas.

Diagrama Constructivo de un transformador de tensión inductivos

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