Desarrollo de una metodología para validación teórica de esfuerzos de cortocircuito en transformadores de distribución y media potencia. (2019)
La prueba de aptitud al cortocircuito permite verificar la capacidad del transformador para soportar los esfuerzos térmicos y mecánicos generados durante una falla externa. El ensayo es considerado como el método directo para evaluar esta condición, sin embargo, debido a los altos costos y la ausencia de laboratorios con la capacidad suficiente para su realización, desde el año 2006 la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI) definió un procedimiento alternativo de validación basado en el cálculo teórico de las fuerzas y esfuerzos originados por un cortocircuito. En el procedimiento, los valores calculados son comparados con los obtenidos en un transformador de referencia sometido al ensayo o con los valores definidos por la norma. En este trabajo se realizó una revisión del procedimiento de validación teórica y se propuso una metodología, se desarrolló un caso de análisis teórico para un transformador trifásico de 400kVA y un caso práctico para un equipo de 75kVA el cual fue instrumentado para medir las deformaciones producidas por fuerzas radiales durante un cortocircuito. Las fuerzas fueron calculadas a través del método de elementos finitos y los esfuerzos se estimaron a partir de fórmulas aproximadas. Los resultados del cálculo permiten concluir, para el caso teórico, que el equipo es teóricamente apto para soportar los esfuerzos de cortocircuito. El transformador de 75kVA fue sometido a ensayos de rutina y prueba de respuesta en frecuencias antes y después del ensayo de aptitud al cortocircuito, a pesar de que se registraron grandes esfuerzos radiales en los conductores de los devanados, estos no presentaron deformaciones permanentes.