Cortocircuito din mico en transformadores de distribuci n

CORTOCIRCUITO DINÁMICO DE TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN:
LA EXPERIENCIA DE MAS DE UN CENTENAR DE ENSAYOS
TOURN, Daniel; CAMPETELLI, Gabriel; REINERI, Claudio;
AMATTI, Juan Carlos; BASÍLICO, Marcelo.
Instituto de Protecciones de Sistemas Eléctricos de Potencia
Universidad Nacional de Río Cuarto
Ruta Nacional 36 - km. 601
5800 - Río Cuarto, Córdoba, ARGENTINA
/fax: +54 - 0358 - 4676171
E-Mail:gcampetelli@ing.unrc.edu.ar

RESUMEN
Este ensayo se encuentra Normalizado en nuestro país por la Norma IRAM 2112 y consiste en cortocircuitar un transformador y alimentarlo con la tensión nominal durante un tiempo preestablecido. El objetivo de esta prueba es verificar la
capacidad mecánica de la máquina para soportar los esfuerzos electrodinámicos provocados por la interacción entre el
flujodisperso y la corriente en los bobinados. Durante un cortocircuito, estos esfuerzos se pueden incrementar a más de
600 veces su valor nominal.
La experiencia adquirida en la realización de estos ensayos en el Laboratorio del IPSEP en la Universidad Nacional de Río
Cuarto, nos ha permitido valorar su importancia en el diseño de transformadores rurales y de distribución. Originalmente
solo se podíanrealizar ensayos a transformadores de menos de 160 kVA, posteriormente se llegó hasta 315 kVA y actualmente estamos en condiciones de ensayar máquinas de 630 kVA. Durante este tiempo hemos observado que muchos
fabricantes modificaron sus diseños para cumplir con las solicitaciones del cortocircuito. Indudablemente, estas modificaciones no se hubieran llevado a cabo sin la posibilidad de realizar estaprueba.

INTRODUCCIÓN
La vida funcional de un transformador y los parámetros
que la afectan, siempre han sido motivo de interés, tanto
para los usuarios como para los fabricantes de estos equipos.
Las solicitaciones por cortocircuitos tienen una gran importancia en la vida útil de los transformadores. En este sentido, el ensayo de cortocircuito con tensión aplicada es esencial y necesario para eldimensionamiento de estas máquinas con respecto a los esfuerzos electrodinámicos producidos por tales corrientes.

ESFUERZOS ELECTRODINÁMICOS
La corriente de carga crea en los bobinados del transformador un flujo magnético que intercepta las espiras y penetra en los bobinados en dirección axial y radial. Este
flujo se conoce como flujo disperso; figura 1.
El efecto conjunto de este flujo y lacorriente que circula
por los bobinados, los somete a esfuerzos mecánicos proporcionales al producto de la corriente y la densidad de
flujo. Simplificando el análisis se llega a que estos esfuerzos son proporcionales al cuadrado de la corriente. La
máxima fuerza aparece en el valor pico de la corriente y el
máximo valor de corriente se produce en un cortocircuito.

Figura 1
Si tenemos en cuenta untransformador rural o de distribución que tiene una tensión de cortocircuito de 4%, presenta
una corriente de cortocircuito máxima de 25 veces la corriente nominal y por lo tanto, los esfuerzos electrodinámicos serán 625 veces mayores que los de plana carga.
Usualmente estos esfuerzos se dividen en sus componentes

cada uno. En los transformadores rurales y de distribución,
se realizan tres ensayosconsecutivos; en caso de ser trifásicos, son tres en cada fase. Para garantizar que las
condiciones del ensayo son las que más solicitan al
transformador, el ángulo de conexión con respecto a la
onda de tensión con que se realiza cada aplicación debe ser
de 0°, consiguiéndose así la máxima asimetría de corriente.
Existen distintos procedimientos para realizar este ensayo.
La puesta encortocircuito puede ser mientras el transformador esta energizado o puede ser realizada antes de la
puesta bajo tensión (cortocircuito preestablecido). La alimentación puede ser trifásica o monofásica y puede ser
realizada por el primario o por el secundario.

Figura 2.
radial y axial. La habilidad de los bobinados de soportar
estas fuerzas, es también dividido en radial y axial.
Las fuerzas radiales actúan...