Transformador de puesta a tierra trifásico sumergido en aceite

Un transformador de puesta a tierra trifásico sumergido en aceite proporciona un punto neutro para sistemas de energía trifásicos de tres hilos que no tienen una conexión neutra accesible. Se utiliza comúnmente con resistencias de puesta a tierra neutras, bobinas de supresión de arco y sistemas de protección de fallas a tierra.

El transformador utiliza una disposición de devanado en zigzag (tipo Z) para proporcionar una ruta definida de secuencia cero durante condiciones de falla a tierra. En sistemas que requieren energía adicional de la estación, el transformador de puesta a tierra también se puede diseñar con un devanado auxiliar para cargas locales.

El aislamiento y la refrigeración en baño de aceite hacen que esta configuración sea adecuada para subestaciones de media y alta tensión, instalaciones al aire libre y aplicaciones donde es necesario acomodar corrientes de falla relativamente altas y de corta duración.

Los rangos típicos de voltaje del sistema incluyen de 6 a 110 kV, y el voltaje nominal real, la capacidad, la impedancia de secuencia cero, la disposición de conexión a tierra y el nivel de aislamiento se determinan a partir de las especificaciones del proyecto.

Cómo funciona el transformador de puesta a tierra

Un sistema trifásico de tres cables no necesariamente proporciona un punto neutro para conectar a tierra el equipo. El devanado en zigzag crea una conexión neutra artificial que se puede conectar al dispositivo de puesta a tierra seleccionado.

Durante el funcionamiento normal equilibrado, la disposición del devanado limita el efecto del flujo de secuencia cero. Cuando ocurre una falla monofásica a tierra, el transformador proporciona un camino para la corriente de secuencia cero a través del circuito de puesta a tierra.

Dependiendo del diseño del sistema, el punto neutro se puede conectar a:

· Una bobina de supresión de arco

· Una resistencia de puesta a tierra neutra

· Otros equipos de puesta a tierra de neutro

· Equipos de protección de fallo a tierra

Por lo tanto, el transformador de puesta a tierra forma parte del sistema de puesta a tierra general, en lugar de actuar como un dispositivo independiente de eliminación de fallas.

Construcción principal

Bobinado en zigzag

El devanado primario utiliza una conexión en zigzag en la que las secciones del devanado de fase están dispuestas para proporcionar las características de secuencia cero requeridas.

Los conductores de cobre y las estructuras de bobinado soportadas mecánicamente se utilizan de acuerdo con los requisitos de tensión nominal, corriente y fallas de corta duración.

Núcleo magnético

El núcleo se ensambla a partir de laminaciones de acero eléctrico. El circuito magnético está diseñado según los requisitos requeridos de voltaje, impedancia, pérdida, rendimiento térmico y servicio de fallas.

Aislamiento y refrigeración sumergidos en aceite

La parte activa está instalada en un tanque de acero lleno de aceite. El aceite aislante proporciona aislamiento dieléctrico y transfiere calor desde los devanados y el núcleo al tanque y las superficies de enfriamiento.

La disposición de enfriamiento se selecciona de acuerdo con la clasificación del transformador y las condiciones de instalación.

Accesorios para tanques y protecciones

Dependiendo de la configuración y potencia, el equipo puede equiparse con:

· Bujes AT/BT

· Conservador

· Dispositivo de alivio de presión

· Relevo Buchholz

· Indicador de nivel de aceite

· Indicador de temperatura del aceite

· Sensores de temperatura

· Válvula de drenaje y muestreo

· Terminales de tierra

· Accesorios de elevación y transporte

La lista de accesorios real debe seguir las especificaciones técnicas aprobadas.

Especificaciones técnicas

Nota: Los transformadores de puesta a tierra normalmente se especifican a partir de los requisitos del sistema de puesta a tierra completo. La capacidad nominal por sí sola no define el producto correcto. También se deben considerar la impedancia de secuencia cero, la corriente de conexión a tierra, la duración de la falla, el nivel de aislamiento y si se requiere una carga auxiliar.

Transformador de puesta a tierra con o sin carga auxiliar

El transformador de puesta a tierra puede configurarse para servicio de puesta a tierra únicamente o combinarse con una función de alimentación auxiliar.

La configuración adecuada depende del método de conexión a tierra y de los requisitos de energía auxiliar de la estación.

Donde se usa

Las aplicaciones típicas incluyen:

· Subestaciones exteriores de 35 kV, 66 kV y 110 kV

· Subestaciones de distribución y transmisión de servicios públicos

· Sistemas de captación de energía eólica y fotovoltaica

· Subestaciones elevadoras de energías renovables

· Grandes subestaciones industriales

· Plantas metalúrgicas

· Sistemas de energía minera

· Redes eléctricas de la industria química

· Sistemas trifásicos de tres hilos sin punto neutro accesible

Para proyectos al aire libre, el diseño debe tener en cuenta la temperatura ambiente, la altitud, el nivel de contaminación, la coordinación del aislamiento, los requisitos del recinto y las condiciones de instalación locales.

Construcción sumergida en aceite para aplicaciones de alta calificación

La construcción sumergida en aceite proporciona aislamiento eléctrico y transferencia de calor, lo cual es útil cuando el equipo tiene una clasificación relativamente alta o debe soportar una corriente de conexión a tierra de corta duración.

En comparación con una construcción de tipo seco, el diseño lleno de aceite también introduce requisitos adicionales para la contención de aceite, inspección, protección contra incendios y mantenimiento del aceite.

Por lo tanto, la elección entre una construcción sumergida en aceite y una construcción seca debe basarse en la clasificación eléctrica, la resistencia a fallas, el entorno de instalación, los requisitos de seguridad contra incendios y las condiciones de mantenimiento, en lugar de que una construcción sea universalmente preferible.

Capacidad de fabricación y pruebas

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. se estableció en 1999 y fabrica transformadores de potencia, transformadores de horno, transformadores rectificadores, reactores y otros equipos eléctricos personalizados.

Yulan tiene capacidad de fabricación que cubre equipos de hasta la clase de 110 kV, con aproximadamente 35.000 m² de área de sitio y 15.000 m² de espacio de taller.

Los equipos de producción y prueba relevantes incluyen:

· Equipo de elevación de 80 toneladas

· Sistema de secado al vacío en fase vapor de queroseno de 400 kW

· Equipo de prueba de impulso de 1200 kV

· Transformador de prueba de tensión soportada a frecuencia industrial de 400 kV

· Grupo electrógeno de prueba de inducción de 300 kV

· Equipo de bobinado vertical controlado por ordenador

· Equipos de corte longitudinal y transversal

· Equipo de prensado hidráulico

· Equipo de bobinado de láminas

La empresa opera sistemas de gestión ISO 9001:2015, ISO 14001 e ISO 45001:2018.

Para proyectos individuales, se pueden organizar pruebas y documentación en fábrica de acuerdo con las especificaciones técnicas acordadas y las normas aplicables.

Información del comprador para cotización

Para seleccionar un transformador de puesta a tierra, los compradores deben proporcionar:

1. Tensión del sistema

2. Tensión máxima del sistema

3. Frecuencia

4. Método de conexión a tierra

5. Corriente de conexión a tierra requerida

6. Duración de la falla de corta duración

7. Requisito de impedancia de secuencia cero

8. Capacidad requerida del transformador

9. Si se requiere un devanado auxiliar

10. Nivel de aislamiento

11. Instalación interior o exterior

12. Temperatura ambiente y altitud

13. IEC/GB aplicables o estándares locales

14. Pruebas y documentación de fábrica requeridas

Un diagrama unifilar es particularmente útil porque muestra cómo se conectará el transformador de puesta a tierra al equipo de puesta a tierra del neutro.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un transformador de puesta a tierra?

Un transformador de puesta a tierra crea un punto neutro utilizable en un sistema eléctrico que no tiene un neutro accesible. Luego, el neutro se puede conectar a un equipo de conexión a tierra, como una bobina de supresión de arco o una resistencia de conexión a tierra.

¿Por qué se utiliza un devanado en zigzag?

La conexión en zigzag proporciona la ruta de secuencia cero requerida para el sistema de puesta a tierra mientras mantiene el comportamiento previsto en funcionamiento trifásico equilibrado.

¿Es lo mismo un transformador de puesta a tierra que un transformador de puesta a tierra?

Sí. En la terminología técnica internacional, el transformador de puesta a tierra y el transformador de puesta a tierra se utilizan comúnmente para la misma función general. También se podrá utilizar “transformador de puesta a tierra de neutro” según el mercado.

¿Puede funcionar con una bobina de supresión de arco?

Sí. Un transformador de puesta a tierra puede proporcionar el punto neutro requerido para una bobina de supresión de arco cuando el sistema de energía no tiene un neutro accesible.

¿Se puede conectar a una resistencia de puesta a tierra neutra?

Sí. El punto neutro se puede conectar a una resistencia de conexión a tierra cuando se selecciona la conexión a tierra por resistencia para el sistema de energía.

¿El transformador también puede suministrar energía auxiliar?

Puede diseñarse con un devanado auxiliar cuando el proyecto requiera tanto conexión a tierra como energía de servicio de la estación. La carga auxiliar debe estar incluida en el diseño eléctrico inicial.

¿Qué determina la capacidad requerida?

La capacidad depende del servicio de puesta a tierra y, en su caso, de la carga auxiliar. Se deben considerar la corriente de conexión a tierra de corta duración, la duración de la falla, los requisitos térmicos y los requisitos de energía auxiliar.

¿Se puede utilizar a 110 kV?

Se puede diseñar una aplicación de clase de 110 kV sujeta al nivel de aislamiento requerido, la corriente de conexión a tierra, las características de secuencia cero, el servicio de corta duración y las normas aplicables.

¿Qué norma se puede aplicar a un transformador de puesta a tierra?

IEC 60076-6 incluye específicamente los transformadores de puesta a tierra (acopladores de neutro) dentro de su alcance. Los requisitos de cumplimiento y estándar exactos deben confirmarse a partir de la especificación del proyecto y el diseño del producto documentado.

Acerca del transformador Yulan

Fundada en 1999, Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. fabrica transformadores y reactores para proyectos de servicios públicos, industriales y energéticos.

Los recursos de producción y pruebas de la empresa respaldan equipos eléctricos personalizados hasta la clase de 110 kV, incluidos productos que requieren disposiciones de devanado, sistemas de aislamiento, características de conexión a tierra y pruebas de fábrica específicas.

Para un proyecto de transformador de puesta a tierra, Yulan puede revisar el voltaje del sistema, la corriente de conexión a tierra, los requisitos de secuencia cero, la carga auxiliar, las condiciones de instalación y los estándares aplicables antes de preparar la especificación técnica.