{"id":4426,"date":"2024-05-15T17:22:55","date_gmt":"2024-05-15T09:22:55","guid":{"rendered":"https:\/\/kvhipot.com\/?p=4426"},"modified":"2024-06-22T16:02:16","modified_gmt":"2024-06-22T08:02:16","slug":"guia-completa-sobre-las-causas-de-los-cortocircuitos-en-transformadores-las-medidas-de-prevencion-y-los-metodos-de-prueba","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kvhipot.com\/es\/comprehensive-guide-to-transformer-short-circuitcauseprevention-measures-and-testing-methods\/","title":{"rendered":"Gu\u00eda completa sobre los cortocircuitos en transformadores: causas, medidas de prevenci\u00f3n y m\u00e9todos de prueba"},"content":{"rendered":"<p>Ante la frecuencia con la que se producen accidentes por cortocircuito en los transformadores, debemos profundizar en el an\u00e1lisis de las causas subyacentes, examinar las condiciones que provocan los cortocircuitos y elaborar estrategias para minimizar su frecuencia y su impacto, adem\u00e1s de verificar las pruebas de cortocircuito de los transformadores. Este enfoque proactivo ser\u00e1 crucial para garantizar el funcionamiento normal del sistema el\u00e9ctrico y mantener la confiabilidad del suministro de energ\u00eda.<\/p><p>El transformador es un componente fundamental para garantizar la seguridad y la estabilidad de la red el\u00e9ctrica. Dada la complejidad de su fabricaci\u00f3n y sus altos costos, asegurar el funcionamiento sin fallas del transformador reviste una importancia enorme para el sistema el\u00e9ctrico.<\/p><figure class=\"wp-block-image size-full\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"700\" height=\"470\" src=\"https:\/\/kvhipot.com\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/Power-Grid.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-4429\"\/><\/figure><h2 class=\"wp-block-heading\">1. Cortocircuito en el transformador<\/h2><h3 class=\"wp-block-heading\">1.1 Causas de los cortocircuitos en los transformadores<\/h3><h4 class=\"wp-block-heading\">1) Cortocircuito en la estructura<\/h4><p>1.<strong>La temperatura y el m\u00e9todo de bobinado son factores importantes que provocan cortocircuitos en los transformadores.<\/strong> La temperatura tiene un gran impacto en la curvatura y la resistencia del alambre. A medida que aumenta la temperatura del alambre, su curvatura y resistencia disminuyen en distintos grados; al mismo tiempo, tambi\u00e9n disminuye el alargamiento del alambre.<\/p><p>Al dise\u00f1ar un transformador, el cableado suele analizarse en condiciones de temperatura ambiente, lo que a menudo lleva a pasar por alto las condiciones reales de funcionamiento. Sin embargo, a la capacidad nominal del transformador, la temperatura de los devanados supera significativamente la temperatura ambiente, pudiendo llegar a m\u00e1s de 100 \u2103<\/p><p>A medida que aumenta la temperatura del bobinado, su resistencia a la flexi\u00f3n y a la tracci\u00f3n se reducir\u00e1n significativamente. Un bobinado flojo, as\u00ed como los hilos y las espiras mal fijados debido a medidas de curado inadecuadas, hacen que el cable se deforme f\u00e1cilmente durante el funcionamiento, lo que provoca un cortocircuito en el transformador.<\/p><figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" width=\"960\" height=\"720\" src=\"https:\/\/kvhipot.com\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/Transformer.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-4487\" srcset=\"https:\/\/kvhipot.com\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/Transformer.jpg 960w, https:\/\/kvhipot.com\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/Transformer-700x525.jpg 700w, https:\/\/kvhipot.com\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/Transformer-768x576.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 960px) 100vw, 960px\" \/><\/figure><p>2. <strong>El efecto de un cortocircuito en el transformador var\u00eda seg\u00fan el tipo de cable.<\/strong> El alambre de transposici\u00f3n com\u00fan, debido a su baja resistencia mec\u00e1nica, se deforma bajo la acci\u00f3n de fuerzas externas, lo que provoca que el cobre quede expuesto de vez en cuando. A la corriente nominal, el par de torsi\u00f3n en ambas partes es mayor, incluyendo la torsi\u00f3n del cable de transposici\u00f3n al subir y los extremos del bobinado del carrete; este par de torsi\u00f3n es consecuencia directa de la distorsi\u00f3n o incluso la deformaci\u00f3n del conductor, lo que aumenta considerablemente el riesgo de cortocircuito dentro del transformador.<\/p><p>Los conductores blandos fueron la causa m\u00e1s importante de los cortocircuitos en los transformadores en sus inicios. Debido a la falta de concientizaci\u00f3n y a cuestiones de costo, los fabricantes utilizan cables blandos en lugar de cables duros en la producci\u00f3n, lo que ha hecho que el tipo de cable sea una de las causas m\u00e1s importantes de los cortocircuitos en los transformadores.<\/p><h4 class=\"wp-block-heading\">2) Funcionamiento en cortocircuito<\/h4><p>La corriente de cortocircuito prolongada es la principal causa de los cortocircuitos en funcionamiento. Por lo general, cuando se produce una falla por cortocircuito dentro del rango de protecci\u00f3n de la interrupci\u00f3n de corriente, el dispositivo de protecci\u00f3n de rel\u00e9s puede garantizar que la falla se elimine r\u00e1pidamente sin demora; tomando en cuenta el retraso inherente a la acci\u00f3n mec\u00e1nica de la situaci\u00f3n, la corriente de cortocircuito dura un per\u00edodo de tiempo que, por lo general, no excede los 250 ms, pero la realidad es diferente:<\/p><p>En primer lugar, debido a la naturaleza selectiva de la protecci\u00f3n de rel\u00e9s, en el lado de distribuci\u00f3n de la red no se suele utilizar una protecci\u00f3n de interrupci\u00f3n de corriente, sino una protecci\u00f3n contra sobrecorriente de tiempo fijo; adem\u00e1s, el lado de distribuci\u00f3n tambi\u00e9n forma parte del circuito de cortocircuito;<\/p><p>En segundo lugar, aunque los requisitos de protecci\u00f3n por rel\u00e9s son que sean de acci\u00f3n r\u00e1pida, selectivos, sensibles y confiables, esto no garantiza que no se produzcan casos en los que el dispositivo de protecci\u00f3n por rel\u00e9s no se active; y cuando la protecci\u00f3n no se activa, la falla persiste durante un per\u00edodo de tiempo m\u00e1s prolongado, a veces hasta unos minutos o incluso unas horas, el tiempo que el conductor del transformador debe soportar la gran corriente de cortocircuito aumenta significativamente por encima de su estabilidad t\u00e9rmica, lo que provocar\u00e1 que la corriente de cortocircuito, al tener que ser soportada por el conductor del transformador durante un per\u00edodo prolongado, supere su estabilidad t\u00e9rmica y cause una falla por cortocircuito;<\/p><p>Por \u00faltimo, para garantizar un funcionamiento seguro y confiable del sistema el\u00e9ctrico, es necesario que la protecci\u00f3n por rel\u00e9s cuente con un dispositivo de reconexi\u00f3n; si la falla es permanente, el proceso de reconexi\u00f3n producir\u00e1 un impacto secundario en el transformador, ya que, al ocurrir el cortocircuito, la sobrecorriente hace que la temperatura del conductor del transformador aumente dr\u00e1sticamente, la resistencia a la flexi\u00f3n del conductor es muy baja, por lo que es probable que la corriente de impacto secundario provoque un accidente de cortocircuito en el transformador.<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\">1.2 S\u00edntomas de un cortocircuito en un transformador<\/h3><p>Los cortocircuitos en los transformadores causan un gran perjuicio al funcionamiento seguro y estable de la red el\u00e9ctrica. Por lo tanto, un estudio a fondo de los s\u00edntomas de los cortocircuitos en los transformadores nos ayudar\u00e1 a dise\u00f1ar de manera proactiva estrategias preventivas, con el fin \u00faltimo de reducir la incidencia de estos cortocircuitos.<\/p><p>En la actualidad, los s\u00edntomas de un cortocircuito en un transformador incluyen: el cortocircuito externo, que, debido a la reconexi\u00f3n, provoca m\u00faltiples impactos de cortocircuito. Esto causa una deformaci\u00f3n grave de la bobina conductora del transformador y da lugar a da\u00f1os en el aislamiento o incluso a su ruptura.Cuando se produce un cortocircuito externo, las frecuentes sacudidas de cortocircuito a intervalos cortos acabar\u00e1n provocando da\u00f1os por cortocircuito en el transformador.<\/p><p>Da\u00f1o por cortocircuito en el transformador causado por el impacto de un cortocircuito prolongado debido a la falla del dispositivo de protecci\u00f3n por rel\u00e9. El transformador resulta da\u00f1ado por un impacto de cortocircuito provocado por una corriente de cortocircuito elevada.<\/p><figure class=\"wp-block-image size-large is-resized\"><img decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"819\" src=\"https:\/\/kvhipot.com\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/transformer-short-circuit-1024x819.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-4430\" style=\"width:718px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/kvhipot.com\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/transformer-short-circuit-1024x819.jpg 1024w, https:\/\/kvhipot.com\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/transformer-short-circuit-700x560.jpg 700w, https:\/\/kvhipot.com\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/transformer-short-circuit-768x614.jpg 768w, https:\/\/kvhipot.com\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/transformer-short-circuit.jpg 1280w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure><h2 class=\"wp-block-heading\">2. Medidas de prevenci\u00f3n y control de cortocircuitos en transformadores<\/h2><p><\/p><h3 class=\"wp-block-heading\">2.1 Instalaci\u00f3n correcta del transformador<\/h3><p>El transformador debe estar dise\u00f1ado para cumplir con los requisitos de las condiciones reales de funcionamiento, y su instalaci\u00f3n debe realizarse respetando estrictamente la capacidad nominal indicada en la placa de identificaci\u00f3n del transformador, as\u00ed como la corriente nominal, la tensi\u00f3n nominal, la impedancia nominal y el grupo de devanados. La instalaci\u00f3n del transformador debe ir acompa\u00f1ada de un certificado de f\u00e1brica que garantice que el transformador es un producto calificado de un fabricante reconocido.<\/p><p>Se deben revisar minuciosamente las estructuras del transformador para detectar posibles problemas de calidad, incluyendo si las secciones de acero presentan corrosi\u00f3n, si los pernos son del tipo galvanizado y si cuenta con arandelas planas y arandelas el\u00e1sticas de acuerdo con sus especificaciones. Tambi\u00e9n se debe verificar si la pintura antioxidante y la pintura aislante cuentan con certificados de conformidad. <\/p><p>Una vez finalizada la construcci\u00f3n e instalaci\u00f3n, se debe verificar que las dimensiones y la estructura cumplan con los requisitos del dise\u00f1o; adem\u00e1s, en el caso de los transformadores de interior, se debe comprobar que no haya fugas en el techo y que el piso dentro de la casa est\u00e9 nivelado y limpio.<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\">2.2 Configuraci\u00f3n \u00f3ptima de la protecci\u00f3n del transformador<\/h3><p>El uso de protecciones electromec\u00e1nicas controladas por microcomputadora reduce considerablemente los accidentes por cortocircuito en los transformadores; sin embargo, para garantizar la rapidez, sensibilidad y confiabilidad de la acci\u00f3n de la protecci\u00f3n, tambi\u00e9n es necesario incluir en la configuraci\u00f3n de la protecci\u00f3n la instalaci\u00f3n de protecciones diferenciales de barras, protecciones contra fallas, etc. <\/p><p>La protecci\u00f3n propia del transformador tambi\u00e9n es importante; tanto en el lado de media tensi\u00f3n como en el de baja tensi\u00f3n del transformador es necesario configurar la protecci\u00f3n para limitar la velocidad de respuesta, de modo que, en caso de falla en la salida del transformador, esta se pueda aislar r\u00e1pidamente y as\u00ed reducir el impacto de la corriente de cortocircuito en el transformador.<\/p><p>Al elegir un transformador, se debe optar por uno con una alta resistencia a los cortocircuitos y ajustar adecuadamente la forma de conexi\u00f3n a la red principal, a fin de reducir el impacto de la corriente de cortocircuito en caso de falla en el transformador. Otra medida para reducir la corriente de cortocircuito del transformador consiste en instalar un reactor limitador de corriente en la l\u00ednea. <\/p><p>En los \u00faltimos a\u00f1os, debido a la insuficiente capacidad de conmutaci\u00f3n y a que con frecuencia se producen cortocircuitos en el transformador, por lo que es muy necesario instalar interruptores de gran capacidad tanto en el lado del transformador como en el de baja tensi\u00f3n; al mismo tiempo, debido a la gran capacidad del pararrayos de \u00f3xido de zinc para soportar sobretensiones, tambi\u00e9n es aplicable a la protecci\u00f3n del transformador y de la barra colectora, la distancia de fuga es mayor y el recipiente antisuciedad ofrece un mejor aislamiento, lo que puede prevenir eficazmente los cortocircuitos en la salida del transformador.<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\">2.3 Analizar las caracter\u00edsticas din\u00e1micas de los cortocircuitos en transformadores<\/h3><p>El cortocircuito en la red el\u00e9ctrica y el impacto de la corriente de cortocircuito en el transformador se manifiestan, en realidad, como vibraciones en los devanados del transformador; por lo tanto, el estudio de las caracter\u00edsticas de vibraci\u00f3n de los devanados del transformador constituye una medida eficaz para prevenir los cortocircuitos en el transformador. El campo magn\u00e9tico generado por la corriente de cortocircuito producir\u00e1 tensi\u00f3n mec\u00e1nica en el devanado del transformador, lo cual est\u00e1 relacionado con el aislamiento del alambre electromagn\u00e9tico, la configuraci\u00f3n del devanado, la frecuencia, etc. Si la frecuencia intr\u00ednseca del devanado y la frecuencia de la tensi\u00f3n mec\u00e1nica son similares, se producir\u00e1 resonancia, lo que agravar\u00e1 la vibraci\u00f3n del devanado.<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\">3 Pruebas de impedancia en caso de cortocircuito en transformadores<\/h2><p>La prueba de impedancia de cortocircuito de los transformadores es una prueba importante en la ingenier\u00eda de transformadores durante la entrega, el mantenimiento, las pruebas de funcionamiento y la entrega al usuario, y puede utilizarse para evaluar la capacidad de cortocircuito del transformador y la seguridad operativa.<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\">3.1 <strong>El principio de las pruebas de impedancia en caso de cortocircuito en transformadores<\/strong><\/h3><p>La impedancia de cortocircuito de un transformador se refiere a la relaci\u00f3n entre la ca\u00edda de tensi\u00f3n y la corriente de cortocircuito entre los devanados primario y secundario del transformador cuando este se encuentra en estado de cortocircuito.<\/p><p>La magnitud de la impedancia de cortocircuito influye directamente en el proceso transitorio electromagn\u00e9tico y en la magnitud de la corriente de cortocircuito en una situaci\u00f3n de cortocircuito. Por lo tanto, reviste gran importancia para la capacidad de cortocircuito y la seguridad operativa del transformador.<\/p><figure class=\"wp-block-image size-full is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"520\" height=\"596\" src=\"https:\/\/kvhipot.com\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/Transformer-short-circuit-impedance-tester.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-4431\" style=\"width:312px;height:auto\"\/><\/figure><h3 class=\"wp-block-heading\">3.2 <strong>M\u00e9todo de prueba de impedancia de transformadores<\/strong><\/h3><p>Las pruebas de impedancia de cortocircuito de los transformadores suelen realizarse mediante el m\u00e9todo de inyecci\u00f3n de corriente. Los pasos operativos espec\u00edficos son los siguientes: primero, se cortocircuitan el devanado principal y el devanado secundario del transformador; luego, se excita el transformador inyectando corriente para medir el voltaje y la corriente del devanado principal y del devanado secundario; y, finalmente, se calcula la impedancia de cortocircuito del transformador seg\u00fan los resultados de la medici\u00f3n.<\/p><p>Al realizar la prueba de impedancia de cortocircuito del transformador, se deben tener en cuenta los siguientes puntos. En primer lugar, la prueba debe realizarse cuando el transformador se encuentre en condiciones normales de funcionamiento, sin carga o con carga ligera. En segundo lugar, la frecuencia de la corriente inyectada debe ser la misma que la frecuencia nominal del transformador, que suele ser de 50 Hz.<\/p><p>Adem\u00e1s, para garantizar la precisi\u00f3n de la prueba, se debe revisar y calibrar antes de la prueba para asegurar la precisi\u00f3n de los instrumentos y equipos de medici\u00f3n.<\/p><p>El valor de la impedancia de cortocircuito de un transformador se puede obtener mediante la prueba de impedancia de cortocircuito del transformador, y los m\u00e9todos de expresi\u00f3n m\u00e1s comunes son la impedancia porcentual y la impedancia absoluta. La impedancia porcentual es la relaci\u00f3n entre la impedancia de cortocircuito del transformador y la tensi\u00f3n nominal; por lo general, se utiliza para evaluar la capacidad de cortocircuito del transformador. La impedancia absoluta es el valor real de la impedancia de cortocircuito del transformador; por lo general, se utiliza para calcular la corriente de cortocircuito del transformador.<\/p><p>La prueba de impedancia de cortocircuito del transformador es una prueba indispensable en la ingenier\u00eda de transformadores, ya que permite evaluar la capacidad de cortocircuito y la seguridad operativa del transformador. El valor de la impedancia del transformador se puede obtener mediante la prueba de impedancia de cortocircuito, lo que proporciona una base de referencia importante para el dise\u00f1o, la operaci\u00f3n y el mantenimiento del transformador. Por lo tanto, al llevar a cabo proyectos de ingenier\u00eda de transformadores, es imprescindible realizar la prueba de impedancia de cortocircuito para garantizar el funcionamiento seguro y confiable del transformador.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ante la frecuencia con la que se producen accidentes por cortocircuito en los transformadores, debemos profundizar en el an\u00e1lisis de las causas subyacentes, examinar las condiciones que dan lugar al cortocircuito y elaborar estrategias para minimizar su frecuencia y su impacto, adem\u00e1s de verificar las pruebas de cortocircuito de los transformadores.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":4430,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","_seopress_titles_title":"","_seopress_titles_desc":"","_seopress_robots_index":"","footnotes":""},"categories":[35],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/kvhipot.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4426"}],"collection":[{"href":"https:\/\/kvhipot.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/kvhipot.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kvhipot.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kvhipot.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4426"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/kvhipot.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4426\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/kvhipot.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4430"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/kvhipot.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4426"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/kvhipot.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4426"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/kvhipot.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4426"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}