Connexions, Proteccions i Transformadors de Mesura (TI/TT)

Tipus de Connexió de Transformadors Trifàsics

Aquí tens un resum senzill sobre els diferents tipus de connexió de transformadors:

• Connexió estrella-estrella (Yy): Permet posar a terra els dos neutres, no genera harmònics i funciona bé sense desequilibris de càrrega.
• Connexió estrella-triangle (Yd): Ideal per reduir tensió, però sense neutre en el secundari. S’utilitza en transformadors d’alta a mitja tensió (ex. 132/15 kV).
• Connexió triangle-estrella (Dy): Molt usada en distribució. Permet extreure el neutre per a subministrament monofàsic i suporta càrregues desequilibrades.
• Connexió estrella-zigzag (Yz): Usada en transformadors petits amb tensions elevades (fins a 160 kVA i 15-20 kV). És estable amb càrregues desequilibrades, però més cara que Dy.
• Connexió estrella-estrella amb devanament terciari (Yyd): Utilitzada en xarxes de transport (400 kV i 230 kV) amb necessitats de terra als dos devanaments i per equilibrar xarxes.
• Connexió estrella-estrella-triangle: Transformador amb tres devanaments i dues tensions de sortida.
• Autotransformador trifàsic en estrella: Connecta xarxes de molt alta tensió (ex. 400 kV a 220 kV) o xarxes de mitja tensió amb neutre aïllat.

Proteccions dels Transformadors de Potència

1. Relé Buchholz (63B)

Protecció clau en transformadors amb dipòsit d’oli. Detecta la presència de gasos (possibles fallades internes) i nivells baixos d’oli. Funciona amb dos flotadors:

• FA (Alarma): Indica acumulació de gasos.
• FD (Dispar i Bloqueig): Actua si hi ha un problema greu.

2. Detector de Gas, Pressió i Temperatura (DGPT)

Usat en transformadors de distribució sense aire. Controla gasos, sobrepressió i temperatura. Dona una alerta en cas de condicions anormals.

3. Relé Buchholz-Jansen (63J)

Combina diverses proteccions en un sol dispositiu:

• Observació directa del nivell i temperatura de l’oli.
• Alarma per acumulació de gasos, sobrepressió i temperatura elevada.

4. Protecció contra Sobrepressió en Canviador de Preses en Càrrega (CTC)

Protegeix el canviador de preses del transformador. Detecta fallades com arcs elèctrics i problemes en la commutació. Actua mitjançant detecció del flux d’oli o sobrepressió.

5. Control de Temperatura

• Dispositiu d'Imatge Tèrmica (49): Mesura la temperatura del coure de manera indirecta per evitar problemes amb l'aïllament.
• Termòmetre (26-1): Mesura la temperatura de l’oli i activa alarmes o ventiladors.
• Termòstat (26-2): Actua quan l’oli arriba a una temperatura límit, però no dona lectura en temps real.

6. Protecció contra Sobrepressió i Nivells d’Oli

• Alliberador de Pressió (63L): Evita deformacions per sobrepressió i activa altres proteccions com el relé Buchholz.
• Indicadors de Nivell (63NT i 63NR): Controlen el nivell de l’oli i generen alarmes en cas de baixada o pujada extrema.

7. Control de la Humitat

• Dessecador d’Aire: Impedeix que l’aire humit entri al transformador mitjançant sílice gel, que canvia de color quan se satura.

8. Protecció Elèctrica

• Protecció del Dipòsit (64): Controla possibles falles de connexió a terra.
• Protecció de Sobreintensitat (51G): Evita sobrecàrregues i curtcircuits.
• Protecció Diferencial (87): Detecta defectes interns (curtcircuits i derivacions a massa) i talla la connexió en transformadors de més de 10 MVA.

Transformadors de Mesura i Protecció (TI i TT)

Els transformadors de mesura en alta tensió (AT) i molt alta tensió (MAT) s’utilitzen per reduir tensions i intensitats a nivells segurs per als circuits de protecció, control i mesura.

Objectius dels Transformadors de Mesura

• Aïllar els circuits de mesura i protecció de l’alta tensió.
• Evitar interferències electromagnètiques i reduir el corrent de curtcircuit als equips de mesura.
• Assegurar un aïllament galvànic entre l’alta tensió i els circuits accessibles.
• Proporcionar valors proporcionals de tensió o intensitat per a la seva anàlisi.

Tipus de Transformadors de Mesura

• Transformadors d’intensitat (TI) → Per mesura i protecció.
• Transformadors de tensió inductius → Per mesura i protecció.
• Transformadors de tensió capacitius → Per mesura i protecció.
• Transformadors combinats → Per mesura i protecció.
• Condensadors d’acoblament → Per transmissió de senyals d’alta freqüència.

Tipus de Servei: Poden ser d’interior o d’exterior.
Tipus d’Aïllament: Poden ser secs, de resina, paper-oli o SF6.

Transformadors d'Intensitat (TI)

Funció: Mesurar intensitats reduint-les a valors segurs i proporcionals a la línia.
Connexió: El devanament primari es connecta en sèrie amb la línia principal.

Tipus de Connexions de TI

• TI per mesura i TI per protecció separats.
• Un únic TI amb doble secundari, servint tant per a mesura com per a protecció.

Alguns TI permeten preses intermèdies per ajustar intensitats nominals o tenen doble devanament secundari per a usos diferents.

Transformadors de Tensió (TT)

Els transformadors de tensió (TT) redueixen la tensió primària a valors segurs per a equips de mesura i protecció.

Característiques Principals dels TT

• La tensió secundària és proporcional a la tensió primària i desfasada un angle proper a zero.
• Es connecten en paral·lel amb el circuit principal.
• No circula intensitat significativa pel primari.
• Els devanaments secundaris es troben sobre el mateix nucli.
• El primari pot connectar-se entre fase-terra o fase-fase.
• Poden utilitzar-se per a mesura (aparells de mesura) o protecció (relés de protecció).

Si un TT es fa servir per a mesura i protecció alhora, no és necessari tenir dos devanaments separats, tret que es vulgui una separació galvànica.

Classificació dels TT segons Aïllament i Aplicació

1. Transformadors de Tensió Inductius (Paper-Oli)

Contenen un nucli magnètic i devanaments primari i secundari.

2. Transformadors Combinats TI-TT (Paper-Oli)

Integren un TI i un TT inductiu en el mateix aparell. Aplicats en espais reduïts o per minimitzar costos.

3. Transformadors de Tensió Capacitius (Condensadors d’Acoblament)

S’utilitzen per a transmissió de senyals d’alta freqüència (AF) a través de línies elèctriques. Integren bobines de bloqueig i condensadors d’acoblament.

4. Transformadors de Tensió per a Subestacions Blindades (GIS)

Poden ser monofàsics o trifàsics. Encapsulats en gas aïllant (GIS). Tots els TT en gas es connecten a la GIS mitjançant un aïllador. La tensió nominal primària pot variar entre 66/√3 kV i 735/√3 kV.

Transformadors de Tensió per a Serveis Auxiliars

Permeten un subministrament directe en baixa tensió (BT) a partir d’una línia d’alta tensió (AT).

Aplicacions Principals

• Alimentació de serveis auxiliars de subestacions.
• Subministrament per a sistemes de telecomunicacions.
• Electrificació rural de zones aïllades.
• Alimentació temporal durant construcció de subestacions i parcs eòlics.
• Subministrament d’emergència en catàstrofes naturals.

Es fabriquen amb aïllament paper-oli (fins a 362 kV) i aïllament en gas (fins a 500 kV).