SERGI - Transformer Protector Test

Pruebas del TRANSFORMER PROTECTOR

El TRANSFORMER PROTECTOR ha sido sometido a 2 series de pruebas en el 2002 y 2004. Se buscaron las peores condiciones para provocar la explosión del transformador. Así, para las 62 pruebas se creó un arco eléctrico entre los electrodos del aceite. El objetivo fue:




Imagen de la zona de ensayos del CEPEL con 3 transformadores equipados con TRANSFORMER PROTECTOR con 1 TSAG

•Verificar la eficacia del TRANSFORMER PROTECTOR para gradientes de presión hasta 4 000 bar/segundo (58 000 psi/s);
•Comparar los cálculos preliminares del modelo MTH con casos reales de fallas del transformador;
•Aumentar el conocimiento de SERGI acerca el arco eléctrico en el aceite;
•Calcular la propagación de la onda de presión;
•Medir el funcionamiento de las protecciones tradicionales de transformadores;
•Medir y definir una ley para el volumen de generación de gas durante un cortocircuito.

Pruebas en el Laboratorio de Electricidad de Francia (EDF), 2002 [6]

El laboratorio de Alto Voltaje de EDF realizó 28 pruebas en un transformador de 160 kVA.
Los arcos eléctricos fueron producidos con corriente de 2.5 a 7.5 kilo amperios, la energía de los arcos alcanzó 300 kilojulios y las gradientes de presión variaron entre 200 a 1 200 bar/segundo (2 900 a 17 400 psi/s). Durante estas pruebas, se filmó (cf. foto) la expansión rápida del gas generada por la descomposición del aceite antes de crearse el arco. Además, los diferentes sensores ubicados en distintos puntos del tanque midieron las ondas de presión luego de la creación de gas
.


	Gas generado durante una falla del aislante, antes de la generación del arco en el tanque



		2 ms

3 ms


	4 ms


	Tiempo, milisegundos




		5 ms

Pruebas en el Laboratorio de CEPEL, Brasil, 2004 [6]

El laboratorio de Alto Voltaje de CEPEL realizó 34 pruebas en 3 transformadores de 6, 10 y 20 MVA con corrientes de 15 kilo Amperios y energías de 2,4 Mega Julios. La mitad de las pruebas fueron realizadas en vacío para medir el volumen total del gas producido durante la generación del arco.
Se optaron diferentes ubicaciones para la ignición del arco para estudiar el comportamiento del TRANSFORMER PROTECTOR (ver fotos).


•A, frente al Conjunto de Despresurización; •B, al lado opuesto; •C, al lado opuesto en la parte inferior del transformador. •Las medidas obtenidas permitieron el estudio de la propagación de las ondas de presión.

Resultados

•Las gradientes de presión y la despresurización del tanque obtenidas durante las pruebas coinciden con los valores calculados previamente con el modelo MTH [1 a 4]. •Se demostró la eficacia del TRANSFORMER PROTECTOR. Como se muestra al lado, el TRANSFORMER PROTECTOR absorbe una gradiente de presión de 3 900 bar/segundo (56 500 psi/s) y la presión de la cuba vuelve a la presión de la calibración del Disco de Ruptura en tan sólo 3 milisegundos después de la activación. •El gráfico ilustra que cuando el cortocircuito es más fuerte, el TRANSFORMER PROTECTOR reduce más rápido la presión en la cuba. La eficacia excepcional del TRANSFORMER PROTECTOR fue puesta en evidencia en el 2001, publicación [3]. •Los parámetros operacionales del TRANSFORMER PROTECTOR son independientes de la posición del arco dentro de la cuba. Incluso para los arcos ubicados en la posición C, la onda de presión se propagó y activó el TRANSFORMER PROTECTOR antes de la explosión del tanque. •Los análisis demostraron que los resultados del modelo MTH y en particular la Propagación de la Onda de Presión fueron muy precisos de acuerdo a las medidas obtenidas de las pruebas. •Todos los gases inflamables que el arco eléctrico produjo fueron evacuados a la atmósfera, y nunca se incendiaron. Los gases provenientes del Tanque de Separación Aceite-Gases estaban a temperatura ambiente. Se demostró que la auto-inflamación de estos gases es imposible. •Durante todas las pruebas, la señal de presión y gases del Buchholz nunca funcionaron debido a que la velocidad del fenómeno es demasiado rápida para estos dispositivos.




	Las 3 ubicaciones distintas de ignición del arco



	Variación de Presión durante la activación del TRANSFORMER PROTECTOR



		Tiempo de activación en función de la Energía

Certificado de Pruebas

El TRANSFORMER PROTECTOR funcionó de manera eficaz durante las 62 pruebas, despresurizando el transformador y evitando la explosión del tanque y deformación permanente del mismo. CEPEL emitió un Certificado de las 34 pruebas llevadas a cabo en sus Laboratorios [15].