Respuesta breve: La protecci\u00f3n diferencial del transformador funciona comparando la corriente que entra al transformador con la corriente que sale del transformador. Si todo est\u00e1 bien, entonces las dos corrientes ser\u00e1n las mismas; sin embargo, si la corriente est\u00e1 desbalanceada, el rel\u00e9 se disparar\u00e1. El c\u00f3digo ANSI correspondiente es 87T. En muchos sistemas, sin embargo, se utiliza un circuito de protecci\u00f3n diferencial con sesgo porcentual con un umbral establecido en aproximadamente 20-30% de la corriente nominal del transformador.<\/p><\/blockquote>\n
![\"Protecci\u00f3n](\"https:\/\/subian-electric.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/Differential-Protection-of-Transformer.webp\")
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La zona que protege \u2014 y el l\u00edmite que m\u00e1s importa<\/h2>\n
Un sistema de protecci\u00f3n diferencial protege cualquier maquinaria ubicada entre dos conjuntos de transformadores de corriente. En lo que respecta a un transformador con dos devanados, esto cubre devanados, n\u00facleo, cambiador de tomas, cables internos y bujes hasta el punto de instalaci\u00f3n de los CT. Sin embargo, los alimentadores aguas abajo y los sistemas de bus de alta tensi\u00f3n que suministran electricidad a los transformadores no est\u00e1n incluidos en estos arreglos.<\/p>\n
Por eso, colocar los transformadores de corriente es quiz\u00e1s el aspecto m\u00e1s crucial del dise\u00f1o de todo el sistema. Si el CT de alta tensi\u00f3n est\u00e1 situado demasiado lejos del transformador, entonces cualquier falla que ocurra en el cable entre la sala de conmutaci\u00f3n y el transformador estar\u00e1 fuera del alcance tanto del rel\u00e9 diferencial como del transformador, y se necesitar\u00e1n dispositivos de protecci\u00f3n contra fallas a tierra o sobrecorriente adicionales para cubrir ese tramo particular de cable. Permitir la m\u00e1xima proximidad de los dos transformadores de corriente al transformador esencialmente elimina la brecha.<\/p>\n
C\u00f3mo funciona el principio diferencial<\/h2>\n
El concepto es sorprendentemente muy sencillo. Los principios reales del transformador no importan; tan simple como eso, un transformador puede ser descrito como un dispositivo de transferencia de corriente. Por lo tanto, las corrientes en los lados secundarios de los CT deben ser id\u00e9nticas. El rel\u00e9 luego \u201cbusca\u201d una anomal\u00eda o una diferencia, que no existe. Esa igualdad solo se mantiene si los CTs est\u00e1n correctamente dimensionados y cableados, lo que significa que el esquema hereda cada error cometido en el circuito de los CT \u2014 el com\u00fan M\u00e9todos de conexi\u00f3n de CT utilizados en circuitos de protecci\u00f3n<\/a> valen la pena corregir antes que nada.<\/p>\n La corriente operativa es b\u00e1sicamente la suma vectorial de las dos corrientes secundarias producidas por los transformadores de corriente:<\/p>\n Iop= |I1seg\u2013 I2seg|<\/p>\n Despu\u00e9s de la aparici\u00f3n de una falla dentro del transformador, aparece un tercer componente que no fue considerado por los transformadores, por lo tanto, la suma ya no podr\u00eda ser cero. Pero hay dos factores que complican la situaci\u00f3n porque un transformador siempre tiene una rama de magnetizaci\u00f3n, por lo tanto, existe un peque\u00f1o desequilibrio que es realmente una corriente de fuga o desajuste incluso cuando el sistema est\u00e1 funcionando correctamente. Lo mismo se puede decir sobre las relaciones del transformador y el funcionamiento del equipo de derivaci\u00f3n que tampoco suelen ser los mismos para todos los transformadores que enfrentan la misma situaci\u00f3n.<\/p>\n As\u00ed, el \u00fanico rel\u00e9 \u00fatil que se puede concebir hoy podr\u00eda estar sesgado. Vale la pena mencionar que cada transformador de corriente produce la corriente de restricci\u00f3n utilizando el valor mayor de las dos corrientes (o su promedio). Esto significa que en condiciones normales, incluso si hay alguna peque\u00f1a diferencia, la corriente se mantiene dentro de los l\u00edmites de la corriente de restricci\u00f3n. Cuando existe una falla real, el rel\u00e9 funciona perfectamente.<\/p>\n Adem\u00e1s, la mayor\u00eda de los rel\u00e9s tambi\u00e9n incluyen un elemento especial que reacciona de inmediato bajo un nivel de corriente muy alto (hasta 20 veces m\u00e1s que el nivel del equipo de derivaci\u00f3n). Este elemento es necesario porque a niveles muy altos de corriente de falla, el transformador de corriente en uno de los lados puede saturarse tanto que la medici\u00f3n sesgada falla.<\/p>\n Los manuales para rel\u00e9s muestran una gran cantidad de variaci\u00f3n, lo cual no es muy \u00fatil cuando te enfrentas a una lista de verificaci\u00f3n de puesta en marcha de rel\u00e9s. Aqu\u00ed est\u00e1n las configuraciones que se utilizan m\u00e1s com\u00fanmente en la pr\u00e1ctica para un rel\u00e9 87T est\u00e1ndar:<\/p>\n La configuraci\u00f3n del segundo arm\u00f3nico tambi\u00e9n merece una advertencia. El bloqueo convencional parece presuponer la presencia del segundo arm\u00f3nico en la corriente de inrush. La tecnolog\u00eda de n\u00facleo tradicional que utiliza acero de alto silicio trabaja sobre esta premisa, pero las tecnolog\u00edas avanzadas de n\u00facleo de transformador, como los metales amorfos, han reducido dr\u00e1sticamente la presencia del segundo arm\u00f3nico en la corriente de inrush. Por lo tanto, bloquear el rel\u00e9 en 15% en tales transformadores puede llevar a disparos espurios despu\u00e9s de energizar. Las soluciones comunes implican el bloqueo cruzado o la detecci\u00f3n basada en la forma de onda para la corriente de inrush. Por lo tanto, si especifica los rel\u00e9s para un transformador con bajas p\u00e9rdidas, aseg\u00farese de preguntar qu\u00e9 m\u00e9todo utiliza el proveedor.<\/p>\n Aqu\u00ed podemos ver la diferencia entre esquemas cl\u00e1sicos y modernos y la fuente de muchos errores de puesta en marcha.<\/p>\n En los esquemas electromec\u00e1nicos cl\u00e1sicos, la conexi\u00f3n de CT es la misma que la conexi\u00f3n del transformador. Para transformadores Dyn11, los CTs del lado de alta tensi\u00f3n tienen una conexi\u00f3n en estrella y los CTs del lado de baja tensi\u00f3n tienen una conexi\u00f3n en delta. La conexi\u00f3n en delta resuelve dos problemas a la vez: cancela el desplazamiento de fase de 30 grados causado por el devanado delta del transformador y bloquea la corriente de secuencia cero de pasar a trav\u00e9s del rel\u00e9 cuando hay una falla a tierra externa.<\/p>\n En un rel\u00e9 num\u00e9rico, todos los CTs est\u00e1n conectados con conexi\u00f3n en estrella. El desplazamiento de fase, la coincidencia de relaciones y el filtrado de secuencia cero se realizan por software. El cableado se vuelve as\u00ed m\u00e1s simple y las pruebas m\u00e1s f\u00e1ciles, sin embargo, tambi\u00e9n crea un punto que a menudo se pasa por alto: el rel\u00e9 debe bloquear la corriente de secuencia cero por medio de software, al igual que lo hac\u00eda la conexi\u00f3n delta en hardware. No habilitar este filtro puede llevar a que el circuito del CT funcione bajo la influencia de la falla a tierra externa, haciendo que el rel\u00e9 se dispare. Aseg\u00farese de verificar la configuraci\u00f3n; la mayor\u00eda de las empresas lo proporcionan, pero no siempre est\u00e1 activado por defecto.<\/p>\n Independientemente de la tecnolog\u00eda, se deben observar tres reglas:<\/p>\n Si est\u00e1 trabajando a trav\u00e9s del cableado en una unidad desconocida, este recorrido de c\u00f3mo cablear conexiones de transformador delta y estrella<\/a> cubre el lado del devanado del mismo problema, lo cual es \u00fatil cuando est\u00e1 comparando dibujos con la placa de identificaci\u00f3n.<\/p>\n La protecci\u00f3n de falla a tierra restringida, que tambi\u00e9n se llama ANSI 64REF o simplemente REF, se dice que es \u201cla protecci\u00f3n diferencial de un devanado\u201d. Esto es bastante cierto ya que REF es un esquema de alta impedancia que mide la corriente que fluye hacia el punto estrella de un devanado en comparaci\u00f3n con la corriente que regresa a trav\u00e9s de los CTs de fase. Dado que detecta la corriente en un solo devanado, es mucho m\u00e1s sensible que el esquema diferencial completo, siendo generalmente aproximadamente diez veces m\u00e1s sensible.<\/p>\n \u00bfPor qu\u00e9 se necesitan ambos? Porque en caso de una falla de giro a tierra que ocurre cerca del neutro de un devanado estrella, la corriente ser\u00e1 peque\u00f1a y la mayor parte circular\u00e1 en el devanado mismo en lugar de pasar por la zona diferencial. El rel\u00e9 87T en general no puede verlo. REF s\u00ed puede.<\/p>\n Deber\u00edamos enumerar los principales inconvenientes de la protecci\u00f3n diferencial, ya que determinan los ajustes:<\/p>\n Para tener una perspectiva sobre c\u00f3mo se construye la detecci\u00f3n de fallas a tierra alrededor de un principio diferente, el transformador de corriente de balance de n\u00facleo<\/a> es un contraste \u00fatil: detecta corriente residual en lugar de corriente diferencial, y es lo que usar\u00edas para una falla a tierra en un cable o motor donde no existe una zona diferencial.<\/p>\n Al instalar un rel\u00e9 diferencial, es importante realizar pruebas de puesta en marcha para prevenir problemas m\u00e1s adelante. Los siguientes son los requisitos m\u00ednimos que se deben cumplir durante las pruebas:<\/p>\n Despu\u00e9s de la fase de puesta en marcha del rel\u00e9, los chequeos rutinarios incluyen pasos muy sencillos: medir y guardar la corriente de derrame cada a\u00f1o, alterar los registros del rel\u00e9 para cada falla de paso y monitorear si se han agregado nuevas cargas a la bobina de CT de repuesto. Para una visi\u00f3n m\u00e1s amplia de lo que tambi\u00e9n pertenece a la rutina anual del transformador, este lista de verificaci\u00f3n de mantenimiento de transformadores<\/a> es un modelo razonable para adaptar a su propio sitio.<\/p>\n Este es un plan de protecci\u00f3n que mide la cantidad de electricidad que fluye hacia el transformador en comparaci\u00f3n con la que fluye fuera de \u00e9l. Cuando ambas energ\u00edas coinciden, significa que no hay un cortocircuito; si hay alguna diferencia por encima del punto umbral definido para la protecci\u00f3n, se detecta una falla interna y el rel\u00e9 env\u00eda la se\u00f1al de disparo a los interruptores de circuito del transformador a trav\u00e9s del rel\u00e9 de bloqueo.<\/p>\n Al rel\u00e9 diferencial de transformador se le asigna el n\u00famero 87T. Mientras que 87 es el c\u00f3digo general para todos los rel\u00e9s diferenciales, 87T indica que ha sido dise\u00f1ado espec\u00edficamente para su uso con un transformador. Algunos otros c\u00f3digos que pueden encontrarse en el mismo panel son 87G o 64REF en relaci\u00f3n con la falla a tierra restringida, 87B para diferencial de barra colectora, 50\/51 para respaldo de sobrecorriente por tiempo, Buchholz o presi\u00f3n s\u00fabita 63, 49 para t\u00e9rmico y 24 para sobreexcitaci\u00f3n.<\/p>\n Lleve a cabo el proceso en cinco etapas. Como ejemplo, tomemos un transformador de 10 MVA, 33\/11 kV, Dyn11.<\/p>\n Hay variaciones en la pr\u00e1ctica dependiendo de la utilidad y la importancia de la unidad, pero generalmente se siguen los siguientes l\u00edmites. Para menos de aproximadamente 1 MVA, se pueden usar fusibles y rel\u00e9s de sobrecorriente. Para valores de alrededor de 1 a 5 MVA, la protecci\u00f3n diferencial comienza a emplearse en unidades cr\u00edticas y transformadores que alimentan la planta. Para valores superiores a 5 y especialmente para aquellos superiores a aproximadamente 10 MVA, la instalaci\u00f3n de protecci\u00f3n diferencial se vuelve obligatoria. Hay dos excepciones a esa regla. Una forma es cuando un transformador es del tipo donde el reemplazo es una operaci\u00f3n muy compleja y\/o costosa. Otra raz\u00f3n puede ser un bajo nivel de corrientes de falla en comparaci\u00f3n con la capacidad del transformador.<\/p>\n La protecci\u00f3n diferencial en s\u00ed misma es simple: comparar la entrada con la salida y ajustar el umbral de tal manera que las discrepancias normales no activen su protecci\u00f3n. El problema est\u00e1 en los detalles: colocaci\u00f3n correcta del CT, coincidencia de relaciones, filtro de secuencia cero, uso de bloque arm\u00f3nico y rango de cambiador de tap. Siempre que estos detalles sean correctos, el rel\u00e9 de protecci\u00f3n diferencial funcionar\u00e1 perfectamente durante un largo per\u00edodo de tiempo, activ\u00e1ndose solo cuando sea necesario. Si estos detalles son incorrectos, aparecer\u00e1n como err\u00f3neos tan pronto como el transformador est\u00e9 energizado.<\/p>\n En caso de que el transformador en cuesti\u00f3n sea el que est\u00e1 adquiriendo en lugar de proteger, entonces estamos fabricando transformadores sumergidos en aceite y equipos de tipo seco completos con toda la documentaci\u00f3n de prueba relevante, por lo que tiene toda la informaci\u00f3n de la placa de identificaci\u00f3n necesaria para la selecci\u00f3n del CT y la configuraci\u00f3n del rel\u00e9 antes de que se despache el transformador. Podr\u00eda solicitar una cotizaci\u00f3n para el transformador incluyendo el informe de prueba, dibujos y rango de tap, en la mayor\u00eda de los casos es suficiente para que el ingeniero de protecci\u00f3n finalice la configuraci\u00f3n del rel\u00e9 sin correos electr\u00f3nicos adicionales.<\/p>\n <\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" When you ask one of the experienced relay engineers which protective relay will never be taken out of service on a power transformer, the answer will always be differential relay. 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<\/p>\nConfiguraciones de sesgo porcentual que realmente se utilizan<\/h2>\n
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Conexiones de CT para devanados delta, estrella y zigzag<\/h2>\n
\n
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<\/p>\nDiferencial versus REF \u2014 y d\u00f3nde el esquema se queda corto<\/h2>\n
\n
Puesta en marcha y verificaciones continuas<\/h2>\n
\n
Preguntas frecuentes<\/h2>\n
\u00bfQu\u00e9 es la protecci\u00f3n diferencial de transformador?<\/h3>\n
\u00bfCu\u00e1l es el c\u00f3digo ANSI para la protecci\u00f3n diferencial de transformador?<\/h3>\n
\u00bfC\u00f3mo calcular la protecci\u00f3n diferencial de transformador?<\/h3>\n
\n
\u00bfPara qu\u00e9 clasificaci\u00f3n de transformador se recomienda la protecci\u00f3n diferencial?<\/h3>\n
Referencias<\/h2>\n
\n
Conclusi\u00f3n<\/h2>\n