¿Cuántos tipos de sobretensiones puede sufrir un transformador en funcionamiento?

Durante el funcionamiento del sistema eléctrico, los transformadores se ven amenazados por diversas sobretensiones. Si estas situaciones de sobretensión no se previenen y se tratan, pueden dañar gravemente el aislamiento de los transformadores, afectar a su funcionamiento normal e incluso provocar daños en los equipos.

Contenido

● Impacto de las sobretensiones de conmutación

Las sobretensiones de conmutación se originan principalmente en operaciones de conmutación en el sistema. Por ejemplo, durante el cierre sin carga, se generarán altas sobretensiones en los devanados del transformador debido al proceso transitorio electromagnético. Dado que existe magnetismo residual en el núcleo del transformador, cuando la fase de la tensión de alimentación y la tensión magnética residual es adecuada en el momento del cierre, se superpondrá un valor de sobretensión mucho mayor que la tensión nominal. Además, el funcionamiento de líneas de conmutación sin carga también puede desencadenar sobretensiones de conmutación. Al abrir líneas sin carga, se producirá una conversión de energía y una oscilación entre la inductancia y la capacitancia en las líneas, lo que generará sobretensiones transitorias de alta frecuencia. Estas sobretensiones se propagarán a lo largo de las líneas y actuarán sobre el transformador, lo que puede provocar descargas parciales en el aislamiento del devanado del transformador. La acumulación a largo plazo degradará el rendimiento del aislamiento y amenazará el funcionamiento seguro y estable del transformador.

● Peligros de sobretensiones atmosféricas

Las sobretensiones atmosféricas son causadas principalmente por actividades de rayos y pueden dividirse en descargas directas de rayos y descargas de rayos por falla de blindaje. Una descarga directa de rayos significa que el rayo golpea directamente el transformador o las instalaciones eléctricas cercanas, liberando instantáneamente una gran cantidad de energía y generando sobretensiones extremadamente altas. La amplitud de tales sobretensiones puede alcanzar millones de voltios o incluso más, lo que romperá directamente el aislamiento del transformador y causará fallas graves como cortocircuitos en los devanados del transformador. Las descargas de rayos por falla de blindaje ocurren cuando el rayo pasa por alto el cable de protección contra rayos y golpea el conductor, y luego introduce sobretensiones en el sistema eléctrico donde se encuentra el transformador. Aunque la probabilidad de descargas de rayos por falla de blindaje es relativamente baja, una vez que ocurren, también causarán daños graves al transformador porque las sobretensiones generadas exceden con creces el nivel de resistencia de aislamiento del transformador y pueden provocar la ruptura de la capa de aislamiento del transformador y desencadenar accidentes eléctricos.

● Riesgos de sobretensiones resonantes

Las sobretensiones resonantes se generan cuando los elementos inductivos y capacitivos del sistema eléctrico resuenan en condiciones específicas. Cuando los parámetros del sistema coinciden, por ejemplo, cuando la inductancia del transformador y la capacitancia de la línea forman un circuito resonante, y bajo la acción de incentivos externos (como operaciones, fallas, etc.), se puede activar la resonancia. Durante la resonancia, la tensión aumentará bruscamente y puede alcanzar varias veces la tensión nominal. Estas sobretensiones resonantes harán que el transformador soporte una tensión excesiva, acelerarán el envejecimiento del aislamiento y, dado que la resonancia puede durar un período de tiempo, la acción a largo plazo de las sobretensiones dañará gradualmente el aislamiento interno del transformador y eventualmente provocará la ruptura del aislamiento, lo que afectará gravemente la confiabilidad y la vida útil del transformador.

En resumen

En conclusión, los transformadores en funcionamiento pueden sufrir diversas situaciones de sobretensión, como sobretensiones de conmutación, sobretensiones atmosféricas y sobretensiones resonantes. El personal de operación y mantenimiento del sistema eléctrico debe comprender plenamente los mecanismos de generación y los peligros de estas sobretensiones y tomar medidas de protección eficaces, como instalar pararrayos, optimizar los procesos de operación y ajustar los parámetros del sistema, para proteger los transformadores de los daños por sobretensión y garantizar el funcionamiento seguro y estable del sistema eléctrico.

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