Protección de transformadores.

FALLA ELÉCTRICA.

La falla eléctrica es una operación anormal de un equipo o sistema eléctrico debida a diversas causas, que generalmente se traduce en un incremento de corriente. De acuerdo con las características de la falla, ésta tendrá que ser liberada del sistema en determinado tiempo para evitar daños a los equipos conectados o a elementos del sistema.

CORRIENTE NOMINAL.

Es la corriente máxima para la cual fue diseñado un equipo sin que se presente ningún tipo de daño. Un equipo eléctrico puede trabajar perfectamente con corrientes por debajo de ella y no afecta su operación, pero si la corriente se eleva por encima de la nominal vienen una subida de temperatura que puede dañar de forma permanente los equipos. Por ejemplo, un pesista entrena y es capaz de levantar 100 Kg que en este caso sería similar a la corriente nominal, si el pesista alza 80 Kg este no tiene ninguna afección en su saluda, pero s el intenta alzar 120 Kg puede lastimar sus tendones o músculos.

SOBRECARGA.

La sobrecarga es una condición de operación de un equipo en la que se demanda una corriente que excede la nominal, o de un conductor por el cual circula una corriente mayor a la permisible. Cuando dicha condición persiste durante suficiente tiempo, puede causar daños a causa de sobrecalentamientos de conductores o equipos eléctricos que pueden ser perjudiciales.

Para nuestro caso consideraremos como sobrecargas todos aquellos valores de corriente que excedan a la corriente nominal de los equipos, a veces se estima que hay sobrecarga cuando se sobrepasa el 120% de la corriente nominal, pero sin exceder un 300%.

CORTOCIRCUITO

El cortocircuito es una condición en la que la corriente de un equipo o sistema se eleva a valores muy superiores del valor nominal. Para nuestro caso se considera que existe un cortocircuito a todo valor de corriente que excede el 300% de la nominal.

INTERRUPTOR TÉRMICO.

El funcionamiento de un relé térmico se basa en el alargamiento que tiene los metales al ser calentados. Dos materiales con coeficiente de dilatación térmica diferente se unen y se calientan simultáneamente. El material de menor dilatación térmica se coloca en la parte superior y el de mayor se coloca en la parte inferior, al calentarse los dos metales por medio de una resistencia estos se elongan de forma diferente, lo que permite que el relé bimetálico se curve y desactive el mecanismo de anclaje del relé.

Este es un relevador bimetálico sirve como dispositivo de seguridad para evitar una sobrecarga en la corriente de cualquier aparato eléctrico.  El tiempo que demoran los metales en alcanzar las distancias de disparo es el que se usa para activar el relé. Esto implica que el relé térmico no actúe apenas se produce la sobrecorriente sino después de un tiempo. Los relés térmicos bimetálicos constituyen el sistema más simple y conocido de la protección térmica por control indirecto, es decir, por calentamiento del motor a través de su consumo.

INTERRUPTOR MAGNÉTICO.

Para la construcción de este tipo de interruptores se aprovecha el campo magnético que se presenta alrededor de un elemento conductor cuando por éste circula una corriente. La magnitud del campo que se presenta es directamente proporcional a la cantidad de corriente circulante.

Este tipo de dispositivo se usa para proteger circuitos contra cortocircuitos, la ventaja que se tiene con el fusible es que la protección magnética se puede usar varias veces mediante un dispositivo de rearme. Como se dijo anteriormente, la protección magnética empieza a hacer efecto o se activa una vez se haya superado una corriente de funcionamiento de 300% la nominal.

INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO.

El principio de funcionamiento del relé termo magnético se divide en dos partes: una es, la que detecta una sobrecarga que se realiza por medio del relé bimetálico y la otra que detecta el cortocircuito, que se detecta por medio de una bobina, es decir el relé magnético.

Esta protección es la más completa que se ha diseñado hasta hora, ya que protege a los aparatos eléctrico contra sobrecargas por medio de su parte bimetálica y de cortocircuitos con su bobina magnética. El termomagnético es un dispositivo de rearmable y no se debe reemplazar cada vez que sucede una falla; por tal razón ha sustituido al fusible.

En la simulación siguiente se puede ver como funciona las protecciones a las diferentes cargas.