Caracterización del comportamiento mecánico de los elementos estructurales y dieléctricos de las sujeciones de las placas aislantes de transformadores para definir directrices del proceso de fabricación en la empresa Efacec Energía, Máquinas y Equipos Eléctricos S.A.

Abstract

The following project has as aim to characterize the mechanical behavior of the active part elements and the clamping structure system through a mathematical model evaluated during the most critical condition (short-circuit). The short-circuit study in transformer is one of the most complex, additionally, it requires diferent disciplines for its analysis. The general steps for a transformer dynamic study are: 1) the calculation of the short-circuit currents, which is done by IEC-60076-5; 2) the calculation of the electromagnetic forces through the image method and 3) mathematical combined model application for active part and clamping structure in a dynamic analysis. The use of a mathematical model eases and reduces time in the transformer analysis under these conditions. Besides, It allows to analyze the behavior of many critical elements of the system at once. In parallel, some manufacturing guidelines were de ned for bolted joints inside the transformer (critical part, owing to the sensibility of the oil dielectric strength), e.g. the lubrication importance and the torque variations for diferent stages up to 140% for the same force.

El presente proyecto tiene como fin caracterizar el comportamiento mec´anico de los elementos de la parte activa y el sistema de sujeci´on de los transformadores a trav´es de un modelado matem´atico en la condici´on m´as cr´ıtica (cortocircuito). El estudio de cortocircuito en transformadores es uno de los m´as complejos, adem´as, requiere de diferentes disciplinas para su an´alisis. Los pasos generales para el estudio din´amico de un transformador son: 1) c´alculo de las corrientes de cortocircuito, el cual se realiza con la norma IEC-60076-5; 2) c´alculo de las fuerzas electromagn´eticas a trav´es del m´etodo de im´agenes y 3) aplicaci´on del modelo matem´atico combinado para la parte activa y las estructuras de sujeci´on para el an´alisis din´amico. El uso de un modelo matem´atico facilita y disminuye el tiempo a la hora de analizar los transformadores en estas condiciones. Tambi´en, permite analizar el comportamiento de varios elementos cr´ıticos del sistema en la misma ejecuci´on. En paralelo, se definieron algunas directrices para la fabricaci´on de uniones atornilladas dentro del transformador (parte cr´ıtica, debido a la sensibilidad de la rigidez diel´ectrica del aceite), e.g. la importancia de la lubricaci´on y las variaciones de torque ante diferentes escenarios de hasta un 140 % para una misma fuerza.