SERGI - Research Program

Investigaciones de SERGI

El Modelo MTH [1], [2]

En 1995, SERGI lanzó un extenso programa de investigación basado en el fenómeno de transferencia energética que ocurre en el transformador durante un cortocircuito. Se analizó el mecanismo de la descomposición de aceite bajo efectos térmicos dando como resultado el modelo Magneto-Termo-Hidrodinámico (MTH) [1].

Se realizaron cálculos precisos en transformadores cuyas características operacionales habían sido medidas previamente. SERGI logró formalizar el modelo MTH en colaboración con un fabricante de transformador [2].

Mallage de Simulación del Arco Eléctrico


	Transformadores de Centrales [3]

	Debido a la inercia del generador, los transformadores de centrales sufren fallas más severas que los transformadores de transmisión y de distribución. Así, SERGI decidió investigar la explosión ocurrida en un transformador elevador de central con el fin de crear un sistema capaz de prevenir cualquier caso de accidente en cualquier tipo de transformador.

	Durante esta investigación, SERGI descubrió que los arcos eléctricos dentro de los transformadores de aceite podían producir gradientes de presión de 300 a 930 bar/segundo (4 300 a 13 500 psi/s). SERGI desarrolló una técnica capaz de aliviar sobrepresiones internas de este tipo antes de que el tanque explote. Las imágenes muestran la técnica del MTH utilizado por SERGI para simular arcos eléctricos.

Válvula de Alivio de Presión [4]

Durante más de 30 años, las Válvulas de Alivio de Presión han sido utilizadas para proteger el tanque del transformador. Sin embargo, todos los transformadores que sufren explosiones tienen esta protección. La incapacidad de la Válvula de Alivio de Presión para operar en estos casos incitó a SERGI a iniciar su estudio mecánico y dinámico. Dicha investigación no podía ser emprendida hasta que los gradientes de presión en condiciones de cortocircuito fueran determinados. Estos fueron calculados por primera vez por SERGI [1], [3].

Las válvulas de alivio de presión están limitadas:
•Por la inercia del resorte que retarda su tiempo de respuesta y apertura;
•Por la salida en forma de U que provoca pérdidas de carga y reduce la velocidad de evacuación;
•Por su geometría, cuando se abre hasta la mitad, la superficie de evacuación es de sólo 15%.




		Imagen del flujo de fluido de una Válvula de Alivio de Presión 2-D, Válvula abierta a un 60%

Comparación entre el TRANSFORMER PROTECTOR y la Válvula de Alivio de Presión [4]

Los comportamientos del TRANSFORMER PROTECTOR y de la Válvula de Alivio de Presión han sido simulados bajo las mismas condiciones de cortocircuito con el fin de comparar el rendimiento de cada uno. En todo caso estudiado:

•el TRANSFORMER PROTECTOR sobrepasó la Válvula de Alivio de Presión y evitó la explosión del tanque del transformador;
•la Válvula de Alivio de Presión nunca evitó la explosión del transformador.




		Evolución de la presión con diferentes sistemas de protección para un gradiente de presión débil de 60 bar/segundo (870 psi/s).