Funcionament dels transformadors de potència

Els transformadors de potència són elements integrals del sistema elèctric. Aquests elements fan una funció molt important: converteixen l'electricitat d'un valor de tensió a un altre valor, que és necessari per a una transferència d'energia posterior o per subministrar energia als usuaris finals.

La tasca més important de la indústria de l'energia elèctrica és mantenir el funcionament normal i continu de l'equip, inclosos els transformadors de potència, que només es pot assegurar amb el seu correcte funcionament. En aquest article, considerarem en detall les característiques de rendiment dels transformadors de potència.

Requisits d'instal·lació dels transformadors de potència

En primer lloc, cal tenir en compte que el funcionament correcte i sense problemes dels transformadors de potència només és possible si es compleixen els requisits per a la seva instal·lació.

Els transformadors amb protecció contra gas segons el disseny s'han d'instal·lar a la base de l'equip amb una lleugera inclinació de manera que la coberta superior del transformador s'elevi al relé de gas en un 1-1,5% i el gasoducte a l'expansor en un 2-4% . Els transformadors amb potència nominal de fins a 1000 kVA, per regla general, no estan equipats amb protecció contra gas, per tant, s'instal·len sense pendent.

La condició més important per al correcte funcionament d'un transformador de potència és el compliment del règim de temperatura normalitzat durant el seu funcionament. Per tant, és molt important complir amb tots els requisits del fabricant per a la instal·lació del transformador. La tasca principal en aquest cas és garantir el funcionament normal del transformador sota càrrega, tenint en compte els possibles canvis en la temperatura ambient.

Temperatura de funcionament del transformador

El funcionament del transformador en condicions de temperatura normals està assegurat principalment pel sistema de refrigeració proporcionat constructivament. En conseqüència, el funcionament normal del transformador de potència només és possible si manteniment i funcionament eficient del sistema de refrigeració.

Si el transformador s'instal·la en una cambra tancada, a més del sistema de refrigeració estàndard, s'ha de proporcionar una ventilació efectiva a l'habitació. Per als transformadors amb poca potència, per regla general, la ventilació natural és limitada. Depenent de les condicions locals, es poden proporcionar les característiques del transformador de potència i la seva capacitat, subministrament forçat i ventilació d'escapament.L'eficiència de refrigeració del transformador ve determinada per la diferència de temperatura entre l'aire entrant i sortint, no ha de superar els 15 graus.

La dissipació de calor dels bobinats dels transformadors d'oli s'assegura mitjançant l'oli del transformador en el qual es col·loquen els bobinats d'aquest equip. Per evitar danys als bobinatges durant el funcionament, s'ha d'observar el nivell d'oli requerit al dipòsit del transformador. Per tant, el funcionament del transformador proporciona un seguiment del nivell d'oli al conservador del dipòsit del transformador. El nivell d'oli ha d'estar dins dels límits permesos i correspondre aproximadament a la temperatura ambient, tenint en compte la càrrega actual del transformador.

A més, els transformadors estan equipats amb termòmetres o sensors de temperatura que controlen la temperatura de les capes superiors d'oli del transformador, que han de complir els requisits d'un determinat sistema de refrigeració.

Càrrega del transformador

Controlar el mode de càrrega és una de les tasques més importants en el funcionament d'un transformador de potència. El corrent de càrrega de cadascun dels bobinatges del transformador no ha de superar el valor nominal Es permeten sobrecàrregues lleugeres, la mida i la durada de les quals depenen de molts factors; aquestes dades s'indiquen a la documentació operativa.

La sobrecàrrega prolongada dels transformadors més enllà dels estàndards permesos afecta negativament la vida del transformador.Per tant, en cas d'escassetat d'energia, s'ha de substituir el transformador per un de més potent que respongui a les necessitats actuals dels consumidors.

En cas de canvis estacionals de les càrregues sense potència, una opció per solucionar el problema seria instal·lar un transformador addicional que, si cal, implicats en treballs paral·lels… És possible connectar transformadors per a un funcionament en paral·lel només si es compleixen diverses condicions:

• igualtat de grups de connexió de bobines;

• la relació de la potència nominal dels transformadors no és superior a 1 a 3;

• igualtat de tensions nominals (es permet el 0,5% de diferència entre relacions de transformació);

• igualtat de tensió de curtcircuit (es permet una desviació del 10%);

• observació de les fases en connectar els bobinatges.

Seguretat contra incendis en el funcionament dels transformadors de potència

Els transformadors de potència són equips amb un major risc d'incendi. Per tant, durant el funcionament dels transformadors de potència, cal observar estrictament les normes de seguretat contra incendis.

En una cambra tancada o al territori d'un aparell de commutació obert on s'instal·la el transformador, hi ha d'haver l'equip de lluita contra incendis necessari: caixes amb sorra, extintors.

S'instal·len instal·lacions automàtiques especials d'extinció d'incendis per als transformadors d'alta potència. En aquest cas, el funcionament dels transformadors inclou comprovacions periòdiques de l'operabilitat i manteniment d'aquestes instal·lacions.

Per als transformadors amb un gran volum d'oli de transformador, per tal d'evitar esquitxades d'oli en cas de fuites al dipòsit, s'instal·len receptors d'oli especials, que estan connectats per canonades a un dipòsit d'oli. Si el transformador està danyat, tot el volum d'oli entrarà al cassó d'oli.

A les instal·lacions energètiques, es presta especial atenció a la formació del personal de servei sobre qüestions de seguretat contra incendis: s'organitza la formació, es verifica periòdicament el coneixement de les normes de seguretat contra incendis, es realitza formació contra incendis i es desenvolupen esquemes especials d'extinció d'incendis, tenint en compte les condicions locals.

Protecció dels transformadors de potència

El funcionament dels transformadors de potència dins de la vida útil declarada està garantit per la presència de dispositius de protecció, la tasca principal dels quals és protecció dels transformadors de sobrecàrregues no desitjades i danys interns.

Per tant, el funcionament dels transformadors també inclou la inspecció i el manteniment oportuns de les proteccions de relés i els elements d'automatització del transformador.

Com funcionen els transformadors de potència a les instal·lacions elèctriques

Per garantir un funcionament continu i a llarg termini, el funcionament dels transformadors de potència a les subestacions inclou les mesures següents:

• realitzar inspeccions periòdiques de l'equip;

• realitzar manteniment i revisió programats;

• resolució de problemes després d'emergències.

La freqüència d'inspecció dels transformadors depèn del tipus d'instal·lació elèctrica.En instal·lacions elèctriques amb personal fix de guàrdia, la inspecció es realitza un cop al dia, sense personal fix -almenys un cop al mes, i la inspecció de transformadors als punts de distribució- un cop cada 6 mesos.

Depenent de les condicions de funcionament del transformador, en particular del mode de càrrega, de la temperatura ambient, així com de l'estat tècnic de l'equip en general, la freqüència de les comprovacions pot canviar.

En cas de situacions d'emergència, després de l'activació de la protecció o un canvi sobtat de la temperatura ambient, es realitzen comprovacions extraordinàries del transformador.

Els transformadors es revisen sense apagar-los. Quan es revisa un transformador de potència, es comprova el següent:

• lectures dels sensors de temperatura, el nivell d'oli a l'expansor i la correspondència d'aquestes dades amb la temperatura mitjana diària de l'entorn, tenint en compte la magnitud de la càrrega del transformador de potència;

• l'absència de crepitjades externes dins del dipòsit del transformador, sorolls que no són típics per al funcionament normal del transformador;

• la integritat del conductor de terra (bus);

• la integritat i l'absència de contaminació dels aïllants de casquilles, la pressió de l'oli i l'absència de fuites amb casquilles segellades;

• l'estat de les barres i connexions de contacte, la manca de la seva calefacció;

• no hi ha fuites d'oli al dipòsit del transformador, canonades i altres elements estructurals;

• l'estat del gel de sílice senyal a l'assecador d'aire;

• servei i funcionament adequat dels equips de tractament d'oli, dispositius de refrigeració;

• en presència d'un interruptor de càrrega: compliment de la posició de l'interruptor de l'interruptor d'accionament situat al transformador i l'indicador situat al panell de protecció, control i automatització;

• també al panell de protecció, es comproven les lectures dels dispositius: els nivells de corrent i tensió de càrrega a cada costat, l'absència de senyals externs de la protecció i l'automatització, la correspondència de les posicions dels dispositius de commutació amb el funcionament normal del equipament.

El funcionament dels transformadors també inclou el control dels nivells de tensió en el consumidor. En cas de desviació de tensió fora dels valors permesos, la tensió s'ajusta canviant les preses de bobinat mitjançant canviadors de preses fora de circuit o dispositius de commutació de càrrega.