Transformers Clásicos: 50 preguntas

1. ¿Cuáles son los componentes principales de los transformadores sumergidos en aceite?

Respuesta: Los componentes principales del transformador son: núcleo de hierro, bobinado, tanque de combustible, bolsa de aceite, respirador, tubería a prueba de explosiones, radiador, manguito aislante, cambiador de tomas, relé de gas, termómetro, aceite de red, etc.

2. ¿Qué es un transformador totalmente aislado? ¿Qué es un transformador semiaislante?

Respuesta: El semiaislamiento es el aislamiento principal del devanado cercano al punto neutro del transformador, y su nivel de aislamiento es inferior al de los devanados de los extremos. Por el contrario, generalmente el nivel de aislamiento de los devanados de cabeza y cola del transformador se denomina aislamiento completo.

3. ¿Cuál es la función principal del transformador en el sistema eléctrico?

Respuesta: La función del transformador en el sistema eléctrico es transformar la tensión para facilitar la transmisión de energía. Tras elevar la tensión mediante el transformador elevador, se reducen las pérdidas en la línea, se mejora la eficiencia de la transmisión y se logra el objetivo de la transmisión de energía a larga distancia. El transformador reductor transforma la alta tensión en la tensión requerida por el usuario en todos los niveles para satisfacer sus necesidades.

4. ¿Cuáles son los riesgos de las grietas en el revestimiento?

Respuesta: Las grietas en la carcasa reducen la resistencia del aislamiento, lo que puede provocar daños mayores hasta su completa avería. La carcasa también puede reventar si el agua que entra por la grieta se congela. Es evidente que una grieta en la carcasa representa una grave amenaza para el funcionamiento seguro del transformador.

5. ¿Cuál es la diferencia entre punto neutro, punto cero y línea cero?

Respuesta: El punto de conexión común donde se unen los extremos de los devanados trifásicos se denomina punto neutro de la fuente de alimentación. Cuando el punto neutro de la fuente de alimentación tiene una buena conexión con la toma de tierra, se denomina punto cero; y el cable que parte del punto cero se denomina línea neutra.

6. ¿Por qué es fácil calentar el conector de la barra colectora exterior?

A: Las barras conductoras exteriores suelen erosionarse por el viento, la lluvia, la nieve, la luz solar y las heladas. Todos estos factores pueden acelerar la oxidación y corrosión de las juntas de las barras conductoras, lo que aumenta la resistencia de contacto de las juntas y eleva la temperatura.

7. ¿Cuáles son las propiedades químicas del gas SF6?

Respuesta: El gas SF6 es insoluble en agua y aceite de transformador, y no reacciona con oxígeno, argón, aluminio ni muchas otras sustancias a altas temperaturas. Sin embargo, bajo la acción de un arco eléctrico o una descarga corona, el gas SF6 se descompone produciendo compuestos con bajo contenido de flúor, los cuales pueden dañar los materiales aislantes. Estos compuestos son gases altamente tóxicos. La reacción de descomposición del SF6 está estrechamente relacionada con la humedad, por lo que se deben tomar medidas de deshumidificación.

8. ¿Cuál es la función del cojinete de aceite del transformador?

Respuesta: Cuando el volumen del aceite del transformador se expande o se contrae con los cambios de temperatura, la almohadilla de aceite actúa como depósito y reposición, asegurando que el tanque esté siempre lleno y reduciendo su deterioro. Además, cuenta con un indicador de nivel de aceite en un lateral que permite controlar las variaciones en el nivel.

9. ¿Por qué debe estar conectado a tierra el núcleo de hierro del transformador?

Respuesta: Durante el funcionamiento, el núcleo de hierro y los demás componentes del transformador se encuentran en el campo eléctrico que rodea al devanado. Si no están conectados a tierra, inevitablemente generarán una tensión. Cuando la tensión inducida supera la tensión de descarga a tierra, se produce una descarga. Para evitar la descarga interna del transformador, el núcleo de hierro debe estar conectado a tierra.

10. ¿Por qué instalar un conjunto de descargadores de ZnO entre el condensador de potencia y su interruptor automático?

Respuesta: La instalación de un pararrayos de ZnO puede prevenir la sobretensión de funcionamiento que puede producirse al desconectar y conectar el condensador de potencia, y garantizar el funcionamiento seguro de los equipos eléctricos.

11. ¿Cuál es la diferencia entre los valores indicados por el contador de energía eléctrica y el contador de potencia?

Respuesta: El medidor de potencia indica la cantidad de energía eléctrica emitida, transmitida y consumida por los equipos de generación, suministro y consumo instantáneos; y el valor del medidor de energía eléctrica es la cantidad acumulada de energía eléctrica emitida, transmitida y consumida dentro de un período de tiempo determinado.

12. ¿Cuáles son los requisitos para las baterías en paquetes de baterías en paralelo?

Respuesta: La fuerza electromotriz de cada batería en un sistema en paralelo debe ser igual; de lo contrario, la batería con mayor fuerza electromotriz descargará la de menor fuerza electromotriz, generando una corriente circulante dentro del conjunto. Además, la resistencia interna de cada batería también debe ser la misma; de lo contrario, la corriente de descarga de la batería con menor resistencia interna será excesiva. No se deben utilizar en paralelo baterías con diferentes grados de uso.

13. ¿Cuál es la función del dispositivo de señalización central?

Respuesta: La central de señales es un dispositivo que supervisa el funcionamiento de los equipos eléctricos en la subestación. Emite señales sonoras y luminosas según las características de la falla, informando a los operadores para que la detecten rápidamente, realicen diagnósticos precisos y la solucionen, garantizando así el funcionamiento seguro de los equipos.

14. ¿Por qué sigue existiendo electricidad durante un breve período de tiempo cuando se utiliza el lápiz de prueba eléctrica para la inspección de electricidad después de una falla de energía en la línea de cable?

Respuesta: El cable actúa como un condensador. Tras un corte de energía, queda carga residual en el cable y persiste una diferencia de potencial con respecto a tierra. Si se interrumpe la alimentación inmediatamente, el comprobador detectará la presencia de electricidad en el cable. Por lo tanto, es fundamental descargarlo completamente, y el cable de tierra solo puede instalarse después de comprobar que no hay corriente eléctrica.

15. ¿Qué es la sobretensión interna?

Respuesta: La sobretensión interna es un proceso transitorio en el que el estado del sistema cambia repentinamente debido a su funcionamiento, un accidente u otras razones, y se produce una transición de un estado estable a otro. Durante este proceso, pueden producirse sobretensiones peligrosas para el sistema. Estas sobretensiones son causadas por la oscilación y acumulación de energía electromagnética en el sistema, por lo que se denominan sobretensiones internas.

16. ¿Cuál es la función del anillo ecualizador superior del pararrayos de la válvula de 220 kV?

Respuesta: Después de instalar el anillo ecualizador de voltaje, asegúrese de que la distribución de voltaje del pararrayos sea uniforme.

17. ¿Qué es la conexión de protección cero? ¿Cuáles son las ventajas?

Respuesta: La conexión de protección cero es un método para conectar directamente al sistema, mediante cables, las partes metálicas del equipo que no se cargan en condiciones normales. Utilice este método para garantizar su seguridad personal y prevenir accidentes por descarga eléctrica.

18. ¿Cuál es la función de un interruptor automático de alta tensión?

Respuesta: El interruptor automático de alta tensión no solo puede interrumpir y conectar la corriente en vacío y la corriente con carga en el circuito de alta tensión en condiciones normales, sino que también coopera con el dispositivo de protección y el dispositivo automático cuando el sistema falla para interrumpir rápidamente la corriente de falla y evitar que el accidente se propague. De esta manera, se garantiza el funcionamiento seguro del sistema.

19. ¿Qué función desempeña el sistema de corriente continua (CC) en la subestación?

Respuesta: El sistema de CC proporciona energía de CC confiable para el control, la señalización, la protección de relés, los dispositivos automáticos y la iluminación de emergencia en la subestación. También proporciona energía operativa confiable para el funcionamiento. La confiabilidad del sistema de CC es fundamental para la operación segura de la subestación y constituye su garantía.

20. Para mantener la batería completamente cargada durante la carga flotante normal, ¿cuál debe ser el voltaje terminal de cada batería?

Respuesta: Para mantener la batería completamente cargada, cada batería conectada al bus de CC debe mantener un voltaje de 2,15 V durante la carga de mantenimiento.

21. ¿Por qué instalar un dispositivo de monitoreo de aislamiento de CC?

Respuesta: No está permitido el funcionamiento prolongado de un polo conectado a tierra en el sistema de CC de la subestación, ya que si se produce una nueva conexión a tierra en otro punto del mismo polo, podría provocar un mal funcionamiento del dispositivo de señalización, la protección del relé y el circuito de control. Además, si un polo se conecta a tierra y el otro también se conecta a tierra, se producirá un cortocircuito de CC.

22. Explique qué es una carga flotante.

Respuesta: La carga flotante se instala en dos unidades de carga: una es la unidad de carga principal y la otra es la unidad de carga flotante. La carga flotante compensa la pérdida por autodescarga de la batería, de modo que el paquete de baterías se mantenga siempre completamente cargado.

23. ¿Cuál es la función de la trampa de ondas?

Respuesta: El inductor de onda es un componente indispensable para la comunicación de alta frecuencia, tanto para la transmisión de señales como para la protección de alta frecuencia. Evita la fuga de corriente de alta frecuencia a otras ramas y reduce la pérdida de energía de alta frecuencia.

24. ¿Cuáles son los fenómenos que ocurren cuando el sistema oscila?

Respuesta: Los fenómenos que ocurren cuando el sistema oscila son:

(1) Las agujas del amperímetro, voltímetro y medidor de potencia en la subestación oscilan periódicamente. Si hay una línea de interconexión, la oscilación del medidor es más evidente.

(2) Cuanto más cerca esté del centro de oscilación del sistema, mayor será la oscilación de voltaje y más evidente será el parpadeo de la lámpara incandescente.

25. ¿Cuál es la función de la señal de tarjeta caída que no se reinicia?

Respuesta: La tarjeta extraviada no se ha reiniciado a la señal luminosa, por lo que el personal de servicio no pasará por alto omisiones ni cometerá errores de juicio durante el proceso de registro de la acción de protección. Se debe prestar atención a devolver la señal a la tarjeta extraviada a tiempo para evitar acciones repetidas, de modo que no se puedan distinguir las dos anteriores y posteriores.

26. ¿Pueden los circuitos de corriente alterna (CA) y corriente continua (CC) de bajo voltaje compartir un solo cable, y por qué?

Respuesta: No, porque:

(1) Compartir un solo cable puede reducir el nivel de aislamiento del sistema de CC.

(2) Si el aislamiento de CC está dañado, la línea mixta de CC provocará un cortocircuito o un mal funcionamiento de la protección del relé.

27. ¿Qué tamaño de megóhmetro se debe usar para medir el aislamiento del circuito secundario? ¿Cuántos megaohmios es el estándar de aislamiento?

Respuesta: Lo ideal es utilizar un megóhmetro de 1000 V para medir la resistencia de aislamiento del circuito secundario. Si no se dispone de uno, se puede utilizar uno de 500 V. Su estándar de aislamiento es de al menos 1 megaohmio en funcionamiento, al menos 20 megaohmios en interiores y al menos 10 megaohmios en exteriores.

28. ¿Cuáles son los usos de los contactos auxiliares del interruptor de aceite?

Respuesta: Los contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados del interruptor automático de aceite cambian sus posiciones de apertura y cierre para conectar los circuitos de cierre y disparo del mecanismo del interruptor automático y el circuito de señal acústica, con el fin de lograr la apertura o el cierre del circuito del interruptor automático y emitir correctamente una señal acústica, activar el dispositivo automático y proteger el circuito de bloqueo, etc. Cuando se utilizan los contactos auxiliares del interruptor automático en los circuitos de cierre y disparo, deben existir retardos de tiempo.

29. ¿Cuál es la función de un transformador de corriente?

Respuesta: El transformador de corriente convierte la corriente elevada en una corriente reducida en una proporción determinada, suministrando corriente para diversos instrumentos y sistemas de protección de relés, y aislando el sistema secundario de la alta tensión. No solo garantiza la seguridad de las personas y los equipos, sino que también simplifica y estandariza la fabricación de instrumentos y relés, y mejora la rentabilidad.

30. ¿Cuál es el principio de funcionamiento de la protección contra sobrecorriente?

Respuesta: Cuando se produce un cortocircuito entre fases en la red eléctrica, la corriente aumenta repentinamente y la tensión disminuye bruscamente. La protección contra sobrecorriente ajusta la corriente de operación del relé de corriente según los requisitos de selectividad de línea. Cuando la corriente de falla en la línea alcanza el valor de activación del relé, este interrumpe selectivamente la línea afectada según los requisitos de selectividad del dispositivo de protección.

31. ¿Cuáles son los métodos de cableado de los transformadores de corriente?

Respuesta: Los métodos de cableado de los transformadores de corriente incluyen el cableado bifásico en forma de V y el cableado bifásico con diferencia de corriente utilizando dos transformadores de corriente; el cableado trifásico en forma de Y, el cableado trifásico en forma de delta y el cableado de secuencia cero utilizando tres transformadores de corriente.

32. ¿Qué tipos de fuentes de potencia reactiva existen en el sistema eléctrico?

Respuesta: Las fuentes de potencia reactiva en el sistema eléctrico son: ① generador síncrono; ② acondicionador de etapa; ③ condensador de compensación en paralelo; ④ condensador de compensación en serie; ⑤ compensador estático.

33. ¿Cuál es el principio de funcionamiento del purificador de aceite del transformador?

Respuesta: El transformador en funcionamiento provoca la circulación del aceite en el purificador de aceite debido a la diferencia de temperatura entre la capa superior e inferior. Las sustancias nocivas presentes en el aceite, como la humedad, el carbono libre y los óxidos, son absorbidas por el gel de sílice del purificador durante la circulación del aceite, lo que permite purificarlo y mantener buenas propiedades eléctricas y químicas, contribuyendo así a la regeneración del aceite del transformador.

34. ¿Cuál es el efecto de enfriamiento del dispositivo de enfriamiento por aire de aceite fuerte del transformador guiado y no guiado?

Respuesta: La mayor parte del flujo de aceite del transformador equipado con un dispositivo de refrigeración por aire con aceite de alta presión no guiado regresa a través del espacio entre la pared de la caja y el devanado, y una pequeña parte del flujo de aceite ingresa al devanado y al núcleo, por lo que su efecto de refrigeración no es elevado. El flujo de aceite refrigerante que ingresa al tanque de aceite del transformador refrigerado por aire, guiado por el aceite de alta presión, es guiado por el flujo de aceite a través del deflector y fluye eficazmente a través del núcleo de hierro y el interior del devanado, lo que mejora el efecto de refrigeración y reduce el aumento de temperatura del devanado.

35. ¿Cuál es la función del termómetro? ¿Cuántos métodos de medición existen?

Respuesta: El termómetro se utiliza para medir la temperatura del aceite en la capa superior del tanque y sirve para controlar el funcionamiento normal del transformador de potencia. Según la capacidad del transformador, los termómetros se clasifican en tres tipos: de mercurio, de mercurio y de resistencia.

36. ¿Cuál es la función del amortiguador de apertura y cierre del interruptor automático de alta tensión?

Respuesta: La función del amortiguador de apertura es evitar que las partes del interruptor automático se dañen por la enorme fuerza de impacto generada cuando el resorte libera energía. La función del amortiguador de cierre es evitar que la fuerza de impacto durante el cierre provoque un cierre demasiado profundo y dañe la carcasa.

37. ¿Cuál es el disparo libre del interruptor automático?

Respuesta: En cualquier momento durante el proceso de cierre del interruptor automático, si la protección activa el circuito de disparo, el interruptor se puede desconectar de forma segura. Este proceso se denomina disparo libre. El interruptor automático con disparo libre garantiza una desconexión rápida ante un cortocircuito, evitando así que el alcance del accidente se agrave.

38. ¿Cuáles son las buenas propiedades extintoras de arco del gas SF6?

Respuesta: El gas SF6 tiene las siguientes buenas propiedades:

(1) La conductividad de la columna de arco es alta, el voltaje del arco es muy bajo y la energía de la columna de arco es pequeña.

(2) Cuando la corriente alterna cruza cero, la fuerza dieléctrica del gas SF6 se recupera rápidamente, aproximadamente 100 veces más rápido que la del aire, es decir, su capacidad de extinción de arco es 100 veces mayor que la del aire.

(3) La rigidez dieléctrica del gas SF6 es mayor.

39. ¿Cuáles son las características de los interruptores automáticos de vacío?

Respuesta: El interruptor automático de vacío se caracteriza por una pequeña distancia de apertura de los contactos, un corto tiempo de arco eléctrico y una mínima quemadura de los contactos al interrumpir la corriente de falla. Por lo tanto, requiere poca energía para su funcionamiento y actúa con rapidez. Además, presenta las ventajas de un tamaño compacto, peso ligero, bajo mantenimiento, resistencia al fuego y a las explosiones, y un bajo nivel de ruido durante su operación.

40. ¿Qué significa la sincronización de la cámara síncrona?

Respuesta: Cuando la cámara está en funcionamiento, el campo magnético giratorio del estator y del rotor giran en la misma dirección y a la misma velocidad, lo que se denomina sincronización.

41. Después de que se quema el fusible del lado primario del transformador de voltaje, ¿por qué no está permitido reemplazarlo con un fusible común?

Respuesta: Tomando como ejemplo un transformador de voltaje de 10 kV, la corriente nominal del fusible en el lado primario es de 0,5 A. El fusible relleno de arena de cuarzo ofrece un mejor rendimiento de extinción de arco y una mayor capacidad de ruptura, además de limitar la corriente de cortocircuito. Sin embargo, los fusibles comunes no cumplen con los requisitos de capacidad de ruptura.

42. ¿Por qué debe estar conectado a tierra el lado secundario de un transformador de tensión y de un transformador de corriente?

Respuesta: La puesta a tierra del lado secundario del transformador de tensión y del transformador de corriente forma parte de la puesta a tierra de protección. Esto se debe a que, si el aislamiento de los lados primario y secundario se daña, la alta tensión del lado primario se conectará al lado secundario, lo que pondrá en peligro la seguridad de las personas y los equipos. Por lo tanto, es imprescindible que el lado secundario esté conectado a tierra.

43. ¿Qué tipo de placa de identificación de equipo eléctrico es FKL-10-2×750-6?

Respuesta: FKL-10-2×750-6 es la placa de características del reactor divisor de cable de aluminio con reactancia nominal del 6%, tensión nominal de 10 kV y corriente nominal de dos ramas de 750 A.

44. ¿Cuál es la función de un reactor en derivación y de un reactor en serie?

Respuesta: El reactor de derivación de línea compensa la corriente de carga capacitiva, limita el aumento de la tensión del sistema y la generación de sobretensiones operativas, garantizando así la seguridad de la línea. El reactor en serie de la barra colectora limita la corriente de cortocircuito y mantiene la barra colectora con una alta tensión residual. El reactor en serie del banco de condensadores limita los armónicos superiores y reduce la reactancia.

45. ¿Cuáles son las características del método de cableado de un segmento de barra colectora simple?

Respuesta: El cableado segmentado de una sola barra colectora reduce el alcance de una falla en la barra. Cuando una sección de la barra falla, el interruptor automático seccional, junto con la protección de relé, se activa automáticamente para desconectar la sección afectada, permitiendo que la barra no afectada mantenga el suministro eléctrico normal. Para los usuarios críticos, la energía puede obtenerse de diferentes segmentos para garantizar un suministro eléctrico ininterrumpido.

46. ​​¿Cuáles son las desventajas del cableado con doble barra colectora?

Respuesta: El cableado con doble barra colectora presenta las siguientes desventajas:

(1) El cableado y el funcionamiento son más complicados, y es probable que se produzcan errores de funcionamiento durante la operación de conmutación.

(2) Hay muchos interruptores de aislamiento de bus, y la estructura del dispositivo de distribución de energía también es más complicada, por lo que la economía es pobre.

47. ¿Cuál es la función del registrador de fallas?

Respuesta: El registrador de fallas se utiliza en el sistema eléctrico. Cuando el sistema falla, registra de forma automática y precisa las variaciones de diversas magnitudes eléctricas antes y después de la falla. Mediante el análisis y la comparación de estas magnitudes, se puede analizar y gestionar el incidente. Desempeña un papel fundamental para determinar si la protección funciona correctamente y para mejorar el nivel de seguridad del sistema eléctrico.

48. ¿Por qué se deben instalar juntas de expansión en las barras conductoras rígidas?

Respuesta: Los objetos presentan dilatación y contracción térmica, y la longitud de la barra conductora varía debido al calor durante su funcionamiento. Para evitar tensiones excesivas y daños en la barra conductora y el aislante de soporte debido a estos cambios, se deben instalar juntas de dilatación en la barra conductora rígida.

49. ¿Cuál es el grado de compensación de la bobina supresora de arco y cuál es la corriente residual?

Respuesta: La relación entre la diferencia entre la corriente inductiva y la corriente capacitiva de la bobina supresora de arco y la corriente capacitiva de la red eléctrica se denomina grado de compensación. Una vez que la corriente inductiva de la bobina supresora de arco compensa la corriente capacitiva, la corriente residual que fluye a través del punto de puesta a tierra se denomina corriente residual.

50. Cuando el sistema con el punto neutro conectado a tierra a través de la bobina de supresión de arco está funcionando normalmente, ¿tiene voltaje la bobina de supresión de arco?

Respuesta: Cuando el sistema funciona con normalidad, debido al desequilibrio de capacitancia trifásica a tierra de la línea, existe una tensión entre el punto neutro de la red y tierra, cuyo valor está directamente relacionado con dicho desequilibrio. En condiciones normales, la tensión generada en el punto neutro no puede superar el 1,5 % de la tensión nominal de fase.