Transformadores Con cambiadores de carga

Los transformadores con cambiadores de tomas bajo carga (OLTC) tienen una gran influencia en la estabilidad de voltaje [8], ya que este transformador es una máquina eléctrica estática, parte principal del SEP, que por inducción electromagnética tiene la capacidad de transformar el voltaje y corriente entre los devanados a nuevas magnitudes deseadas [8][9]. Se pretende que un transformador con cambiadores de tomas bajo carga entregue un voltaje estable que no sobrepase los límites de operación del sistema sea funcionando de manera correcta o en presencia de una perturbación como por ejemplo una carga altamente variable en la etapa de distribución [10].

Un regulador o cambiador de tomas en carga (OLTC, On-Load Tap Changer, o CTC por sus iniciales en español), es la única parte con movimiento en un transformador. Su función es realizar la operación de cambio de una toma a otra del arrollamiento de regulación, permitiendo regular la tensión de salida del transformador a los niveles requeridos, lo cual se consigue modificando el número de espiras en uno de los arrollamientos del transformador sin la interrupción de la corriente de la carga, durante un tiempo entre 60 y 80 ms.

Definición El TAP de un transformador es un selector mecánico que le sobrepone al bobinado primario un número de espiras para que la tensión de salida sea la adecuada según la regulación de tensión que se ha de operar.

Mecanismo de operación

Gabinete que contiene los elementos mecánicos y eléctricos necesarios para el accionamiento del cambiador, como contactores, pulsadores de mando, motor eléctrico y elementos de control, se encuentra equipado con una manivela de emergencia que permite accionar el OLTC cuando falla la fuente de alimentación o para movimientos de prueba. Su funcionamiento puede ser automático, manual o de emergencia.

Mecanismo de transmisión

Para realizar cambios de una toma a otra, el OLTC es movido por un sistema de transmisión, a través de ejes verticales, horizontales y engranajes en ángulo. Un funcionamiento anormal o desalineación de cualquiera de los elementos de la transmisión puede provocar una falla.

Cabeza del regulador

La cabeza del OLTC, es un receptáculo metálico situado en la parte superior que le sirve de soporte a todo el cambiador. Dispone de una serie de tuberías que sirven para la conexión con el tanque de expansión de aceite, para la toma de muestras, vaciado y filtrado del aceite del cambiador, en su interior contiene un mecanismo de acumulación de energía mediante resortes.

Selector de tomas

Este dispositivo, realiza la selección de dos tomas a conmutar a través de dos contactos móviles. El primero conecta la toma en la que se encuentra trabajando el transformador (toma en servicio), mientras que el otro es el encargado de seleccionar la toma en la que se desea que el transformador funcione (próxima toma a conectar).

Conmutador o ruptor

Dentro del cilindro se encuentra el ruptor sumergido en aceite dieléctrico. Es el que realiza el cambio de posición bajo carga generando pequeños arcos eléctricos por lo que su aceite es independiente del transformador

Tipos de OLTC

Tipo resistivo

➢No utilizan posición puente como una posición de servicio (40 – 60 ms)

➢Utiliza resistores para absorver energia

•Tipo reactivo

➢Utilizan posición puente como posición de servicio (reactor es diseñado para operación continua bajo carga)

➢Utiliza reactores que permiten manejar corrientes más altas

FALLAS TÍPICAS EN CAMBIADORES

Considerando que el cambiador de tomas bajo carga, es el único elemento móvil del transformador y está sometido a grandes esfuerzos mecánicos, térmicos y eléctricos, éste elemento constituye una causa de falla de los transformadores, usualmente las fallas se producen por:

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