Analisis De Fallas En Los Transformadores

INGE::NIERIA ELECTRICA

Análisis de las fallas en transformadores causadas por la operación del pararrayos ante sobretensiones externas

Uno de los problemas más graves que afronta el Sector Eléctrico Colombiano, es el alto indlce de fallas de transformadores de distribución, que para el caso de la reglón central del país, servida por la Empresa de Energia Eléctrica de Bogotá -EEB-, significócerca de 983 millones de pesos en el año 1987 [1], [2]. De los análisis de fallas realizadas por la EEB, se desprende que un alto porcentaje de las mismas pueden deberse a Descargas Eléctricas Atmosféricas [1],[2],[3],[4]. . El presente articulo tiene por objeto analizar este tipo de fallas y explicar mediante el concepto de los llamados ·Lazos Inductivos· -que tienen su aplicación en losestudios de protección contra rayos directos en pararrayos tipo Franklln [17], [20], [21]-; lo que unido a la alta resistividad del terreno, los drásticos cambios de Impedancia en el sitio de Instalación del pararrayos, las variaciones rápidas de la corriente asociadas a los rayos negativos y las tensiones Inducidas por descargas Indirectas, producen sobretensiones hasta ahora no consideradas y demagnitudes Insospechadas en los transformadores de distribución. Como conclusión a este trabajo se plantea un cambio en la filosofia de Instalación de los transformadores de distribución, lo que respaldado por un estudio profundo de los modelos propuestos, puede conducir a una modificación de las normas nacionales de Instalación del conjunto transformador-pararrayos, con la consecuente reducción de loscostos por quema de los mismos, en cifras anuales que pueden ser del orden de 5 millones de dólares en todo el territorio colombiano.

INTRODUCCION Dado que de los transformadores de distribución depende el suministro confiable de energía a los usuarios, son estos equipos los más protegidos del sistema. Sin embargo, en razón a los altos índices de fallas, parece que las protecciones fueraninsuficientes o su operación no fuera satisfactoria ante ciertos tipos de forma de onda generadas por las descargas eléctricas atmosféricas. Para tratar de aclarar estos puntos se han realizado trabajos previos [1],[2],[3],[4], que han dado luces sobre la magnitud del problema, sin que aún pueda considerarse como resuelto. A fin de profundizar en el problema, analizaremos inicialmente las fallas quepor sobretensiones se han presentado en la EEB, por ser estas las informaciones más cercanas de que disponemos. Posteriormente se discute la operación del pararrayos y las corrientes que a él pueden llegar y soportar sin destruirse, ya sea por efecto de los rayos directos o por inducción en la línea. A este respecto, se presenta un análisis de las características conocidas de los rayos -dependiendode su polarldad-, a fin de ir aclarando cuáles pueden ser los parámetros más críticos para la linea de distribución. También se hace un análisis de las tensiones induci das por rayos que impactan cerca a la linea, como una posible fuente de corrientes inducidas muy escarpadas. A partir de las fallas encontradas y las características más comunes de los rayos, se analiza cuál es el efecto de losLazos Inductivos, que se dejan por norma en la instalación de los transformadores de distribución en Colombia. Finalmente se presentan recomendaciones acerca de cómo superar los problemas de lazos inductivos median-

FRANCISCO ROMAN CAMPOS Ingeniero Electricista Especializado en Alta Tensión en la Universidad Frlderlclana de Karlsruhe.RFA Profesor Asociado Universidad Nacional de Colombia Jefe delLaboratorio de Alta Tensión del Instituto de Ensayos e Investigaciones de la Universidad Nacional. M. Se. Universidad Nacional de Colombia. Investigador principal desde 1982 en el proyecto ·Caracterizaclón de las descargas eléctricas atmosféricas en Colombia·.

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TABLA 1 Indlces de fallas Relación de unidades falladas c.pHIdld Trafoa

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