Cuál es el papel del relé Buchholz en los transformadores, su principio de funcionamiento, su construcción y sus aplicaciones

El relevo Buchholz fue realizado por primera vez en 1921 por "Max Buchholz". Este relé es un dispositivo de seguridad utilizado en campos como la transmisión y distribución de energía. Este relé se instalaba en algunos transformadores llenos de aceite y se utilizaba como dispositivo de protección en caso de que se produjeran fallos dieléctricos en el transformador, como fugas de corriente, descargas fraccionadas, puntos calientes y arcos voltaicos, fenómenos que provocan la degradación del aislamiento del aceite, produciendo un peligroso flujo de gas en el depósito del transformador. La parada de los transformadores tiene un gran impacto económico en el funcionamiento de la red eléctrica. Por tanto, el objetivo es garantizar una medición exacta del estado del transformador.

¿Qué es el relevo de Buchholz?

El relé Buchholz es un dispositivo de seguridad que se utiliza normalmente en los grandes transformadores con absorción de aceite. Es un tipo de relé de seguridad activado por el aceite y el gas. La finalidad del relé Buchholz es proteger un transformador de los distintos fallos que se producen en él, como el cortocircuito, la interrelación, el núcleo, el incipiente, etc. Este relé detecta estos fallos y cierra el circuito de alarma. A continuación se muestra un esquema del relé Buchholz.

Las principales características del relé Buchholz son: consistencia probada en campo, ausencia de falsas alarmas, diseño robusto, diseño especial para aplicaciones OLTC, transformadores herméticos y transformadores con conservador de bolsa de goma, etc.

Principio de funcionamiento del relé de Buchholz

El principio de funcionamiento del relé Buchholz es muy sencillo. El funcionamiento de este relé depende de un fenómeno mecánico, es decir, se activa mecánicamente. Cuando se produce un pequeño error interno en el transformador, como un error de aislamiento entre las bobinas, una interrupción del funcionamiento del núcleo del transformador, una temperatura elevada del núcleo, el aceite del transformador se descompone en diferentes gases hidrocarburos, Co y CO2. El gas de análisis del relé Buchholz generado por la descomposición del aceite del transformador se acumulará en la parte superior del recipiente Buchholz, haciendo que el nivel de aceite en su interior descienda.

Esto significa bajar la posición del flotador y luego girar el interruptor de mercurio. Los interruptores de contacto se detienen y se refuerza un circuito de alarma. A veces, debido al escape de aceite del depósito principal, pueden formarse burbujas de aire en la parte superior del contenedor Buchholz, lo que puede hacer que el nivel de aceite baje y el circuito de alarma se refuerce. Recogiendo los gases acumulados en las bolsas de la parte superior del relé y examinándolos, se puede predecir el tipo de fallo del transformador.

Varios tipos de fallos van acompañados de un flujo de aceite que golpea la placa deflectora y hace que se cierre el interruptor de mercurio del elemento menor. Este disyuntor energiza el circuito de disparo de los disyuntores conectados al transformador y aísla el transformador defectuoso sin retardo de los restantes disyuntores conectados a los lados de BT y AT del transformador. Así es como funciona un relé Buchholz.

Construcción del relé Buchholz

El relé Buchholz consta de dos elementos: el elemento superior y el elemento inferior. El elemento superior comprende un interruptor de mercurio conectado a un flotador. Del mismo modo, el elemento inferior consiste en un interruptor de mercurio aumentado en una trampilla abatible situada en la línea recta del flujo de aceite. En este caso, el flujo de aceite del transformador al conservador está en contacto con el otro flotador.

¿Cómo funciona?

Cuando se produce un pequeño fallo en un aparato eléctrico, las corrientes de fallo generan calor. El calor producido hace que el aceite del aparato eléctrico se descomponga y se formen burbujas de gas. Estas burbujas de gas corren hacia arriba y se recogen en el relé de Buchholz.

El gas recogido desplaza al aceite en el relé de Buchholz y, por tanto, el desplazamiento es similar a la cantidad de gas recogido. El desplazamiento del aceite hace que el flotador superior cierre el interruptor de mercurio superior para conectar un circuito de alarma.

Por tanto, cuando se produce un pequeño fallo, se activa la alarma. La cantidad de gas recogida indica la gravedad de la avería. En caso de averías menores, la cantidad de gas no es suficiente para mover el flotador inferior. Por lo tanto, en caso de fallos menores, el flotador inferior no se modificará.

Durante las fallas importantes, como el tramo corto de tierra, el calor generado es elevado y se produce una cantidad desproporcionada de gas. Esta enorme cantidad de gas puede seguir fluyendo hacia arriba, pero su movimiento es suficiente para inclinar el flotador inferior dentro del Relé de Buchholz. En este caso, el flotador inferior puede disparar el interruptor de mercurio inferior, que puede disparar el transformador de potencia.

Ventajas y desventajas del relevo Buchholz

Las ventajas del relé Buchholz son las siguientes

• Este relé especifica los errores entre vueltas que se producen debido al calentamiento del núcleo y ayuda a prevenir fallos graves.
• El entorno y la dureza de la avería se determinan sin separar el transformador mediante la comprobación de muestras de aire.

Las desventajas del relé Buchholz son las siguientes.

• Este tipo de relé es aplicable a un transformador con absorción de aceite.
• Este relé sólo puede detectar cuando el nivel de aceite es más bajo.
• Este relé no protege los cables de conexión. Por lo tanto, es necesario proteger los cables por separado.
• Tiene un alto tiempo de respuesta.
• El tiempo mínimo de funcionamiento del relé Buchholz es de 0,1 segundos.

Aplicaciones del relé Buchholz

El relé Buchholz puede proteger contra diferentes tipos de fallos del transformador e identificarlos con una alarma. Las aplicaciones del relé de Buccholz son las siguientes

• El relé de Buchholz puede utilizarse para la entrada de burbujas de aire en el aceite
• Fallo de aislamiento del perno del núcleo
• El relé Buchholz se puede utilizar en los casos en los que el nivel de aceite baja debido a una fuga
• Este relé puede utilizarse en casos de contactos eléctricos sueltos y defectuosos
• Pinchazo del casquillo
• El cortocircuito entre el estadio
• Cortocircuito del bobinado

Condiciones de funcionamiento del relé Buchholz

El relé de Buchholz funciona en tres condiciones

• Siempre que se formen burbujas de gas en el interior del transformador debido a un error grave.
• Cuando la cantidad de aceite en el transformador disminuye.
• Siempre que el aceite del transformador cambie del depósito de conservación al depósito principal o del depósito principal al depósito de conservación.

Procedimientos de prueba de los relés Buchholz

Los diferentes tipos de procedimientos de prueba de los relés de Buchholz son los siguientes

Prueba de fugas

Los relés Buchholz se pueden envasar con aceite a una temperatura de 90°C y una fuerza de bar, y comprobar su estanqueidad después de 30 minutos.

Prueba eléctrica

Las conexiones de aislamiento a tierra pueden garantizar una tensión de 2000 V durante 1 minuto.

Prueba funcional

La prueba del relé Buchholz puede realizarse en una unidad de prueba especialmente diseñada y controlada por PLC, y se comprobarán todas las condiciones de respuesta del sistema de contactos.

Precauciones de instalación del relé Buchholz

• La conexión del conductor debe hacerse con un contacto de papel en los terminales en lugar de goma, ya que podría dañarse con la bobina.
• Hay que comprobar la rigidez del aire de los flotadores del transformador, por ejemplo, sumergiéndolos en aceite caliente para crear un exceso de fuerza.
• El tubo de conexión y la tapa del relé deben tener una pendiente de 1,5-3% y no deben tener ningún saliente externo para garantizar la salida de gases hacia el interior del conservador.

Esto es todo sobre el relé de Buccholz, el funcionamiento, la construcción, etc. Del manual de relés de Buchholz mencionado anteriormente, podemos concluir que estos relés no responden a la presión externa y no requieren mantenimiento durante su funcionamiento. Además, si tienes alguna duda sobre este tema, danos tu opinión comentando en la sección de comentarios de abajo. Aquí tienes una pregunta: ¿cuál es la función del relé Buchholz?

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