Protecciones de transformadores: La Guía Completa

Los transformadores en instalaciones industriales y comerciales necesitan protección constante para evitar daños por sobrecargas, cortocircuitos o condiciones de sobrecalentamiento. Las protecciones de transformadores incluyen dispositivos y sistemas que detectan y responden a condiciones de riesgo antes de que estas afecten la operación del equipo. A continuación, voy a explicar los dispositivos más comunes para proteger los transformadores y cómo estos ayudan a evitar fallas costosas.

¿Qué Protecciones debe tener un Transformador?

Existen diferentes dispositivos de protección que los transformadores deben incluir para garantizar su seguridad y funcionamiento. Estos son algunos de los dispositivos básicos que pueden encontrarse en transformadores de distribución e industriales:

• Fusibles de protección
• Dispositivos de alivio de presión
• Interruptores automáticos
• Relevadores de protección

Dispositivos de Protección para Transformadores

1. Fusibles de Protección

Los fusibles se queman o funden cuando la corriente supera el nivel de operación segura del transformador. Son efectivos para proteger el transformador de sobrecargas y cortocircuitos, interrumpiendo el paso de corriente en caso de problemas.

2. Dispositivos de Alivio de Presión

Cuando se produce un aumento excesivo de presión en el interior del transformador, el dispositivo de alivio de presión libera ese exceso. Esto es especialmente útil en transformadores sumergidos en aceite, donde el sobrecalentamiento puede generar gases que elevan la presión interna.

3. Interruptores Automáticos

Los interruptores automáticos actúan como barreras de protección que desconectan automáticamente el suministro de corriente cuando detectan condiciones de sobrecarga o cortocircuito. Son una de las protecciones más versátiles, ya que pueden ajustarse para diferentes condiciones de operación.

4. Relevadores de Protección

Los relevadores de protección son dispositivos que monitorean las condiciones eléctricas del transformador y envían señales para activar las protecciones cuando detectan problemas, como corrientes de sobrecarga, cortocircuitos, sobre voltajes o protecciones diferenciales. Estos relevadores son necesarios en sistemas eléctricos industriales, sobre todo en equipos con potencias superiores, ya que, garantizan que el transformador opere dentro de sus límites seguros.

¿Qué es la Protección 50/51? Relevador de Sobrecorriente Instantánea y de Tiempo Inverso

La protección 50/51 utiliza relevadores de sobrecorriente para detectar niveles elevados de corriente que podrían dañar el transformador. Esta protección se divide en dos tipos de relevadores:

51 (Sobrecorriente de Tiempo Inverso): Este relevador monitorea corrientes que sobrepasan el valor nominal pero no requieren una acción inmediata. Funciona con una característica de tiempo inverso, lo que significa que el tiempo de actuación disminuye a medida que la corriente aumenta. Esto permite una desconexión segura y controlada en situaciones de sobrecarga prolongada, evitando el desgaste excesivo y el sobrecalentamiento del transformador.

50 (Sobrecorriente Instantánea): Detecta aumentos bruscos en la corriente y actúa de forma instantánea para desconectar el transformador en situaciones de cortocircuito. Esta acción rápida protege al transformador de daños graves debido a corrientes intensas que podrían dañar los devanados y otros componentes internos.

¿Qué es la Protección Diferencial 87? Relevador Diferencial de Alta Sensibilidad

El relevador diferencial es una protección avanzada diseñada para detectar fallas internas en el transformador. Esta protección compara las corrientes de entrada y salida del transformador: si hay una diferencia significativa entre ambas, el relé interpreta esto como una posible falla interna.

• Funcionamiento del Relevador Diferencial: La protección diferencial es altamente sensible y se activa solo en caso de fallas internas, como cortocircuitos entre los devanados o fallas en el aislamiento. Esto permite una actuación precisa y rápida, desconectando el transformador para evitar daños severos y preservar su integridad.

La combinación de la protección 50/51 y la protección diferencial permite una respuesta integral ante fallas internas y externas, protegiendo el transformador en una amplia gama de condiciones.

Por cierto, recuerda suscribirte a Capacitación Eléctrica Trafomex y recibe contenido práctico y útil para mejorar tus habilidades en electricidad industrial. Suscríbete hoy para mejorar tu conocimiento cada día.

Protección Contra Sobrecarga en Transformadores

Una sobrecarga ocurre cuando el transformador maneja más corriente de la que fue diseñado para soportar de forma continua. Aunque puede soportar sobrecargas temporales, una sobrecarga prolongada daña los devanados internos. Para evitarlo, algunos transformadores cuentan con:

• Relevadores de sobrecorriente: Detectan el exceso de corriente y desconectan el transformador.
• Monitoreo continuo de temperatura: Los sensores de temperatura ayudan a identificar cuando el equipo trabaja en niveles altos de calor.

Protección Contra Cortocircuitos en Transformadores

Los cortocircuitos son peligrosos para cualquier transformador porque generan un aumento abrupto en la corriente, lo cual puede dañar los devanados y otros componentes. En transformadores más pequeños y de distribución, los fusibles o interruptores automáticos se utilizan para cortar el suministro en caso de cortocircuito.

Fusibles en Transformadores de Distribución

Los fusibles protegen contra fallos rápidos en transformadores de distribución, donde no se requieren protecciones avanzadas como los relevadores de sobre corriente o diferencial que se encuentran en transformadores de potencia. Los fusibles deben estar seleccionados de forma correcta para proteger al transformador.

Protección Térmica para Transformadores

El calor es uno de los mayores enemigos de un transformador, ya que puede dañar el aislamiento de los devanados y otros componentes internos. Para evitar daños por calor excesivo, algunos transformadores incluyen protección térmica en forma de termostatos o sensores de temperatura.

• Termómetros y sensores: Miden la temperatura interna del transformador para que este no exceda sus límites operativos.
• Ventilación adicional: En algunos transformadores, se emplea ventilación para controlar el calor y evitar sobrecalentamientos.

Protección Contra Sobretensiones en Transformadores

Las sobretensiones pueden ser causadas por fenómenos externos como rayos o maniobras en la red de suministro eléctrico. Para prevenir daños, los transformadores cuentan con dispositivos de protección que desvían o absorben el exceso de energía.

• Pararrayos y supresores de sobretensión: Absorben los picos de voltaje y desvían la energía a tierra, reduciendo el impacto en el transformador.

Sistema de Puesta a Tierra en Transformadores

El sistema de puesta a tierra es una protección necesaria para cualquier transformador. Conecta el equipo a tierra para permitir que las corrientes no deseadas, como las producidas por fallas eléctricos o desbalances de corrientes, se desvíen de manera segura. Este sistema también protege al personal que mantiene o trabaja cerca del transformador.

Mantenimiento y Monitoreo de las Protecciones Eléctricas de Transformadores

Realizar un mantenimiento preventivo adecuado es importante para mantener las protecciones del transformador en buen estado. El monitoreo periódico ayuda a identificar problemas en las protecciones antes de que afecten al transformador o a los sistemas conectados.

• Inspección visual: Permite detectar problemas visibles.
• Pruebas de funcionamiento: Verifican que cada dispositivo actúe de forma correcta y desconecte el transformador en caso de sobrecarga o cortocircuito.

Conclusión

Las protecciones de transformadores son indispensables para evitar daños mayores y mantener la operación continua en sistemas eléctricos industriales y comerciales. Desde fusibles hasta sistemas de puesta a tierra, cada protección cumple una función específica para garantizar que el transformador se mantenga en condiciones seguras. Un mantenimiento adecuado y una supervisión continua aseguran que el transformador y sus protecciones actúen de manera correcta frente a condiciones anormales.

En Trafomex, contamos con la experiencia y los conocimientos para resolver tus necesidades en cuanto a mantenimiento, estudios y cursos de electricidad industrial.