Análisis de descargas parciales en las boquillas de baja tensión de un transformador de potencia

Abstract

Las boquillas de un transformador de potencia están sometida a grandes esfuerzos dieléctrico, porque son fuentes probables de fallas. El presente trabajo resulta un estudio de descargas parciales en una boquilla de tipo sólida, marca H-J que opera en un transformador de 30 MVA a 115/34.5 kV, en el lado de baja tensión utilizando el software COMSOL Multiphysics®. Se detallan las propiedades físicas y las especificaciones geométricas de la boquilla en estudio, se modela en Axisimétrico 2D y 3D, para obtener las zonas donde existen mayores concentraciones de campo eléctrico. Identificadas estas zonas y utilizando un modelo simplificado de la boquilla, se agrega una cavidad llena de aire para demostrar que ocurre la ruptura eléctrica dentro de la misma y por tanto se puede iniciar una descarga. Para medir el índice de descargas se construye un circuito equivalente utilizando el software MATLAB, con valores de capacitancias calculados que representan las partes internas de la boquilla incluyendo a cavidad de aire. Los resultados obtenidos son comparados con pruebas de laboratorio realizadas a la boquilla, se obtiene el patrón de fase medio y el índice de descargas parciales que afecta al dispositivo.

The bushings of a power transformer are subjected to great dielectric stress, which is why they are probable sources of failure. The present work results in a study of partial discharges in a solid-type bushing, Brand H-J that operates in a 30 MVA transformer at 115/34.5 kV, on the low voltaje side using the COMSOL Multiphysics® software, The physical properties and geometric specifications of the bushings under study are detailed, it is modeled in Axsymmetric 2D and 3D, to obtainthe areas where there are higher concentrations of electric field. Once these zones have been identified and using a simplified model of the bushings, a cavity filled with air is added to demonstrate that dieklectric breakdown occurs within it and therefor a disharge can be initiated. To measure the disharge rate, an equivalent circuit is built using MATLAB software, with calculated capacitance values that represent the internal parts of the bushings including the air cavity. The results obtained are compared with laboratory test carried out biushing, the measurewd phaese pattern and partial discharge index tha affects the device are obtaines.