-
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Resumen—Este documento presenta los resul-tados de una
metodología de envejecimiento acelerado a descargadores de
sobretensión de ZnO, en el que se estudió el comportamiento de la
componente resistiva de la corriente de fuga y la tensión residual
con respecto a la energía acumulada en el tiempo producto de la
aplica-ción de impulsos de corriente tipo rayo, mientras los
descargadores se encontraban energizados a tensión alterna igual al
MCOV. Los ensayos se realizaron con el generador de impulsos de
corriente del "Laboratorio de Ensayos Eléctricos Industriales-
LABE-" de la Universidad Nacional de Colombia, a un grupo homogéneo
de 5 descargadores de media tensión que se encuen-tran en el
mercado colombiano.
Abstract—This paper presents the results of an accelerated aging
methodology for ZnO surge arresters, in which the behavior of
resistive com-ponent of the leakage current and the residual
voltage were studied respect to the accumulated energy over time
because applying lightning current impulses standard (8/20xs) while
surge arrester was energized with alternating voltage equal to
MCOV. The tests were conducted with the current impulse generator
that is part of "Industrial Electrical Testing Laboratory - LABE"
of the National University of Colombia on an homogeneous group of 5
medium voltage surge arresters samples that they exist in the
Colom-bian market.
AUTORES
Daniel Ricardo Poveda PinedaCERTECNICA
Comportamiento de la corriente de fuga y la tensión residual
ante el envejecimiento acelerado de descargadores de sobretensión
de ZnO
Palabras Clave—Descargador de sobreten-sión, envejecimiento,
corriente de fuga, tensión residual, energía acumulada e impulso de
corriente.
Key Words—Surge arrester, aging, leakage current, residual
voltage, current impulse, accumulated energy
Este parámetro puede ser de carácter eléctrico o térmico, para
lo cual se podría encontrar una corre-lación entre las variables
asociadas al funciona-miento del descargador, variables tales como:
la corriente de fuga, la tensión residual o la energía acumulada
debida a la presencia de impulsos de corriente tipo descarga
eléctrica atmosférica.
En este documento se presenta una metodología experimental para
determinar qué variables afec-tan el envejecimiento de
descargadores en condi-ciones de operación normal. Con base en las
prue-bas realizadas, se presentan los resultados obteni-dos para la
componente resistiva de la corriente de fuga y la tensión residual
del descargador, estos dos parámetros están en función de la
energía acumulada durante la aplicación de los impulsos de
corriente mientras las muestras están energizadas con tensión AC a
su máxima tensión de operación continua (MCOV).
I. MÉTODO DE ENVEJECIMIENTO UTILIZADOUn aspecto a resaltar del
método propuesto es que replica el funcionamiento normal de un
descarga-dor de sobretensión, para ello se energizan los
descargadores a una tensión igual a su máxima tensión de operación
continua MCOV para garanti-zar que el descargador funcione en su
zona de “no conducción”.Para este experimento se aplicaron impulsos
de
corriente tipo rayo estandarizados [1] como parámetro de
envejecimiento considerando lo propuesto por Darveniza, Mercer,
Tumma [2], asumiendo que el descargador en funciona-miento normal
se verá expuesto a descargas atmosféricas.
Los parámetros medidos durante la realización de los ensayos
fueron: Corriente de impulso, tensión residual, corriente de fuga y
tensión alterna. La energía asociada a los impulsos de corriente
aplicados se calculó con base en los oscilogramas de tensión
residual y corriente de impulso obtenidos durante los ensayos. Los
parámetros a medir se escogieron por las siguientes razones:
INTRODUCCIÓNLos descargadores de sobretensión de ZnO son los
dispositivos más utilizados para la protección contra
sobretensiones en transformadores de distribución y de potencia en
los sistemas de media tensión. Este tipo de protecciones son parte
fundamental en la coordinación de aislamien-to de los sistemas
eléctricos, su correcta operación garantiza una mayor confiabilidad
de los sistemas de distribución. Por lo anterior, se considera
conveniente estudiar el comportamiento de los descargadores durante
su vida útil con el fin de encontrar un parámetro que permita
determinar el final de su ciclo de vida que facilite la reposición
de los descargadores sin desener-gizar el sistema eléctrico y sin
remover los descargadores para analizarlos.
1. Corriente de impulso
Se debe medir para garantizar que se está cumpliendo con los
requisitos de corriente
de la norma IEC 60099-4 [1].
2. Tensión residualPara el ensayo de trabajo pesado
establecido en la norma IEC 60099-4, este es el parámetro que se
utiliza para
determinar si un descargador cumple con el criterio de
conformidad.
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Resumen—Este documento presenta los resul-tados de una
metodología de envejecimiento acelerado a descargadores de
sobretensión de ZnO, en el que se estudió el comportamiento de la
componente resistiva de la corriente de fuga y la tensión residual
con respecto a la energía acumulada en el tiempo producto de la
aplica-ción de impulsos de corriente tipo rayo, mientras los
descargadores se encontraban energizados a tensión alterna igual al
MCOV. Los ensayos se realizaron con el generador de impulsos de
corriente del "Laboratorio de Ensayos Eléctricos Industriales-
LABE-" de la Universidad Nacional de Colombia, a un grupo homogéneo
de 5 descargadores de media tensión que se encuen-tran en el
mercado colombiano.
Abstract—This paper presents the results of an accelerated aging
methodology for ZnO surge arresters, in which the behavior of
resistive com-ponent of the leakage current and the residual
voltage were studied respect to the accumulated energy over time
because applying lightning current impulses standard (8/20xs) while
surge arrester was energized with alternating voltage equal to
MCOV. The tests were conducted with the current impulse generator
that is part of "Industrial Electrical Testing Laboratory - LABE"
of the National University of Colombia on an homogeneous group of 5
medium voltage surge arresters samples that they exist in the
Colom-bian market.
AUTORES
Daniel Ricardo Poveda PinedaCERTECNICA
Comportamiento de la corriente de fuga y la tensión residual
ante el envejecimiento acelerado de descargadores de sobretensión
de ZnO
Palabras Clave—Descargador de sobreten-sión, envejecimiento,
corriente de fuga, tensión residual, energía acumulada e impulso de
corriente.
Key Words—Surge arrester, aging, leakage current, residual
voltage, current impulse, accumulated energy
Este parámetro puede ser de carácter eléctrico o térmico, para
lo cual se podría encontrar una corre-lación entre las variables
asociadas al funciona-miento del descargador, variables tales como:
la corriente de fuga, la tensión residual o la energía acumulada
debida a la presencia de impulsos de corriente tipo descarga
eléctrica atmosférica.
En este documento se presenta una metodología experimental para
determinar qué variables afec-tan el envejecimiento de
descargadores en condi-ciones de operación normal. Con base en las
prue-bas realizadas, se presentan los resultados obteni-dos para la
componente resistiva de la corriente de fuga y la tensión residual
del descargador, estos dos parámetros están en función de la
energía acumulada durante la aplicación de los impulsos de
corriente mientras las muestras están energizadas con tensión AC a
su máxima tensión de operación continua (MCOV).
I. MÉTODO DE ENVEJECIMIENTO UTILIZADOUn aspecto a resaltar del
método propuesto es que replica el funcionamiento normal de un
descarga-dor de sobretensión, para ello se energizan los
descargadores a una tensión igual a su máxima tensión de operación
continua MCOV para garanti-zar que el descargador funcione en su
zona de “no conducción”.Para este experimento se aplicaron impulsos
de
corriente tipo rayo estandarizados [1] como parámetro de
envejecimiento considerando lo propuesto por Darveniza, Mercer,
Tumma [2], asumiendo que el descargador en funciona-miento normal
se verá expuesto a descargas atmosféricas.
Los parámetros medidos durante la realización de los ensayos
fueron: Corriente de impulso, tensión residual, corriente de fuga y
tensión alterna. La energía asociada a los impulsos de corriente
aplicados se calculó con base en los oscilogramas de tensión
residual y corriente de impulso obtenidos durante los ensayos. Los
parámetros a medir se escogieron por las siguientes razones:
INTRODUCCIÓNLos descargadores de sobretensión de ZnO son los
dispositivos más utilizados para la protección contra
sobretensiones en transformadores de distribución y de potencia en
los sistemas de media tensión. Este tipo de protecciones son parte
fundamental en la coordinación de aislamien-to de los sistemas
eléctricos, su correcta operación garantiza una mayor confiabilidad
de los sistemas de distribución. Por lo anterior, se considera
conveniente estudiar el comportamiento de los descargadores durante
su vida útil con el fin de encontrar un parámetro que permita
determinar el final de su ciclo de vida que facilite la reposición
de los descargadores sin desener-gizar el sistema eléctrico y sin
remover los descargadores para analizarlos.
1. Corriente de impulso
Se debe medir para garantizar que se está cumpliendo con los
requisitos de corriente
de la norma IEC 60099-4 [1].
2. Tensión residualPara el ensayo de trabajo pesado
establecido en la norma IEC 60099-4, este es el parámetro que se
utiliza para
determinar si un descargador cumple con el criterio de
conformidad.
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Se probaron 5 descargadores nuevos iguales con las siguientes
características:
Los cinco descargadores se energizaron a su tensión máxima de
operación continua 8,5 kV y se les aplicaron impulsos de corriente
de 10 kA onda (8/20) µs, uno cada hora. Los impulsos de corriente
se aplicaron teniendo los descargado-res energizados en A.C. La
corriente de fuga y la tensión residual se midieron todos los días
antes de iniciar las pruebas.
A. Circuito de prueba
Se empleó el generador de impulsos de corriente – GIC del
Laboratorio de Ensayos Eléctricos Industriales – LABE el cual es
capaz de generar impulsos de corriente tipo rayo con forma de onda
8/20 µs.
Como fuente de alta tensión AC se usó un transformador de 11,4
kV con una potencia de 34,5 kVA. El diagrama esquemático del
circuito empleado se muestra en la figura 1.
II. EQUIPOS DE MEDIDA
Para la medición de los parámetros se emplearon los equipos
calibrados del Labora-torio LABE, de la siguiente manera:
Figura1:Circuito de prueba equivalente para envejecimiento
dedescargadores de sobretensión.
Tabla1:Características de los descargadores bajo ensayo
3. Corriente de fugaEs uno de los parámetros más relaciona-
dos con el envejecimiento de los descarga-dores como se nota en
[3] [4] [5] [6] [7] [8]
[9] [10], por lo que también se midió.
Para algunos autores como Ibáñez [6], es una variable que
muestra cambios
significativos durante el tiempo, es decir a mayor tiempo de
envejecimiento mayor
valor tendrá la corriente de fuga.
4. Tensión alterna
Se debe medir para garantizar que el descargador funciona a su
máxima tensión
continua de operación MCOV.
5. Energía asociada
Se realiza el cálculo de energía para saber cuánta energía
acumuló cada una de las
muestras.
Corriente nominal (kA)
Tensión máxima de operación
continua - MCOV- (kV)
Tensión nominal (kV)
10 8,5 10,2 1. Corriente de impulso: Osciloscopio DIAS y
resistencia shunt de 5,4 mΩ.
2. Tensión residual:Osciloscopio DIAS y divisor capacitivo de 40
kV.
3. Corriente de fuga:Resistencia shunt calibrada de 6,2 kΩ [11]
y osci-loscopio Tektronix TDS 1012B
4. Tensión alterna:Divisor capacitivo de 25 kV, multímetro Fluke
189 y osciloscopio Tektronix TDS 1012B.
III. RESULTADOSA continuación, se presentan los resultados
obte-nidos de las cinco muestras probadas. La tabla II presenta la
energía acumulada por cada una de las muestras en función del
número de impulsos de corriente soportados.
Las figuras 2 a la 6 muestran el comportamiento de la corriente
de fuga en relación con la energía acumulada para cada una de las
muestras. Se puede ver claramente una tendencia a aumentar conforme
se envejece el descargador.
Tabla2:Energía aplicada a los descargadores
Figura2:Relación corriente de fuga y energía acumulada para
lamuestra 1.
Figura3:Relación corriente de fuga y energía acumulada para
lamuestra 2.
Muestra 1 2 3 4 5 Energía
[kJ] 575 337 432 1536 834
Número de impulsos 109 60 74 244 138
Energía promedio
por impulso
[kJ]
5,27 5,61 5,83 6,29 6,0
2016
Figura4:Relación corriente de fuga y energía acumulada para
lamuestra 3.
Figura5:Relación corriente de fuga y energía acumulada para
lamuestra 4.
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Se probaron 5 descargadores nuevos iguales con las siguientes
características:
Los cinco descargadores se energizaron a su tensión máxima de
operación continua 8,5 kV y se les aplicaron impulsos de corriente
de 10 kA onda (8/20) µs, uno cada hora. Los impulsos de corriente
se aplicaron teniendo los descargado-res energizados en A.C. La
corriente de fuga y la tensión residual se midieron todos los días
antes de iniciar las pruebas.
A. Circuito de prueba
Se empleó el generador de impulsos de corriente – GIC del
Laboratorio de Ensayos Eléctricos Industriales – LABE el cual es
capaz de generar impulsos de corriente tipo rayo con forma de onda
8/20 µs.
Como fuente de alta tensión AC se usó un transformador de 11,4
kV con una potencia de 34,5 kVA. El diagrama esquemático del
circuito empleado se muestra en la figura 1.
II. EQUIPOS DE MEDIDA
Para la medición de los parámetros se emplearon los equipos
calibrados del Labora-torio LABE, de la siguiente manera:
Figura1:Circuito de prueba equivalente para envejecimiento
dedescargadores de sobretensión.
Tabla1:Características de los descargadores bajo ensayo
3. Corriente de fugaEs uno de los parámetros más relaciona-
dos con el envejecimiento de los descarga-dores como se nota en
[3] [4] [5] [6] [7] [8]
[9] [10], por lo que también se midió.
Para algunos autores como Ibáñez [6], es una variable que
muestra cambios
significativos durante el tiempo, es decir a mayor tiempo de
envejecimiento mayor
valor tendrá la corriente de fuga.
4. Tensión alterna
Se debe medir para garantizar que el descargador funciona a su
máxima tensión
continua de operación MCOV.
5. Energía asociada
Se realiza el cálculo de energía para saber cuánta energía
acumuló cada una de las
muestras.
Corriente nominal (kA)
Tensión máxima de operación
continua - MCOV- (kV)
Tensión nominal (kV)
10 8,5 10,2 1. Corriente de impulso: Osciloscopio DIAS y
resistencia shunt de 5,4 mΩ.
2. Tensión residual:Osciloscopio DIAS y divisor capacitivo de 40
kV.
3. Corriente de fuga:Resistencia shunt calibrada de 6,2 kΩ [11]
y osci-loscopio Tektronix TDS 1012B
4. Tensión alterna:Divisor capacitivo de 25 kV, multímetro Fluke
189 y osciloscopio Tektronix TDS 1012B.
III. RESULTADOSA continuación, se presentan los resultados
obte-nidos de las cinco muestras probadas. La tabla II presenta la
energía acumulada por cada una de las muestras en función del
número de impulsos de corriente soportados.
Las figuras 2 a la 6 muestran el comportamiento de la corriente
de fuga en relación con la energía acumulada para cada una de las
muestras. Se puede ver claramente una tendencia a aumentar conforme
se envejece el descargador.
Tabla2:Energía aplicada a los descargadores
Figura2:Relación corriente de fuga y energía acumulada para
lamuestra 1.
Figura3:Relación corriente de fuga y energía acumulada para
lamuestra 2.
Muestra 1 2 3 4 5 Energía
[kJ] 575 337 432 1536 834
Número de impulsos 109 60 74 244 138
Energía promedio
por impulso
[kJ]
5,27 5,61 5,83 6,29 6,0
2016
Figura4:Relación corriente de fuga y energía acumulada para
lamuestra 3.
Figura5:Relación corriente de fuga y energía acumulada para
lamuestra 4.
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A diferencia del comportamiento de la corriente de fuga, la
tensión residual no muestra ningún cambio significativo en el
descargador de sobre-tensión a pesar del incremento en la energía
acumulada como lo muestran las figuras 7 a la 11.
Figura6:Relación corriente de fuga y energía acumulada para
lamuestra 5.
Figura7:Relación tensión residual y energía acumulada para
lamuestra 1.
Figura9:Relación tensión residual y energía acumulada para
lamuestra 3.
Figura10:Relación tensión residual y energía acumulada para
lamuestra 4.
Figura8:Relación tensión residual y energía acumulada para
lamuestra 2.
Figura11:Relación tensión residual y energía acumulada para
lamuestra 5.
Revista 2016
IV. CONCLUSIONESLa corriente de fuga resistiva aumenta a medida
que el descargador es sometido a más descargas atmosféricas
directas o inducidas, de manera lineal con la energía acumulada.
Este hecho abre la posibilidad de establecer sistemas de medida que
revisen el estado del descargador sin necesidad de desconectarlo de
la red ni de desenergizar la red, lo que reduciría costos de
mantenimiento y reposición en los sistemas eléctricos de
distribución.
El comportamiento de la tensión residual no muestra una relación
con la energía acumulada puesto a que se mantuvo prácticamente
constante durante todo el tiempo que duraron los ensayos, lo que
permite concluir que estos descargadores mantuvieron su nivel de
protección hasta el final de su vida útil.
V. REFERENCIAS[1] IEC 60099-4 “Part 4: Metal-oxide surge
arresters without gaps for a.c. systems”, Edition 2, 2004.
[2] Darveniza, Mercer, Tumma “The Effects of multiple stroke
lightning impulse current on ZnO arres-ters” IEEE, 1995.
[3] Christodoulou, C.A., Avgerinos M.V., Ekonomou L., Gonos
I.F., Stathopulos I.A. “Measurement of the resistive leakage
current in surge arresters under artificial rain test and impulse
voltage subjec-tion” IET Meas. Technol, Vol. 3, lss.3, 2009 [4]
Tada, Miyake, Shirakawa “A diagnosis of remaining life
characteristics of Zno type surge arresters (1st stage) for 275 kV
power systems” IEEE, 2002.
[5] Lee, Song, Kim, Lee B.S., Kwon “Aging characteristics of
polymer lightning arrester by multi-stress accelerated aging test”
International conference on solid dielectrics, Toulouse France,
,July 2009.
[6] Ibáñez Olaya Henry Felipe “Estudio de degradación de
descargadores de ZnO tipo distribución bajo condiciones normales de
funcionamiento” Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá, Tesis
de Maestria, Bogotá, 2004.
[7] Alain Vicaud “A.C. Voltage ageing of Zinc-Oxide ceramics”
IEEE Transaction on Power Systems, Vol. PWRD-1, No. 2, 1986
[8] Izumi, Honna, Tanaka “Deterioration of metal oxide surge
arrester element caused by internal partial discharges under
polluted conditions” International conference on properties and
applica-tions of dielectric materials, Tokyo 1991.
9] Kim Ju-yong, Kim, Song, Moon “Accelerated aging test to
determine the replacement criterion of distribution surge
arresters” IEEE, 2001.
[10] Mardira, Darveniza, Saha “Search for new diagnostics for
metal oxide surge arrester” Internatio-nal conference on properties
and applications of dielectric materials, China 2006
[11] Ramos, J, Torres, L. “Evaluación de las corrientes de fuga
en el envejecimiento de descargadores de media tensión” Universidad
Nacional de Colombia sede Bogotá, Bogotá, 2013
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A diferencia del comportamiento de la corriente de fuga, la
tensión residual no muestra ningún cambio significativo en el
descargador de sobre-tensión a pesar del incremento en la energía
acumulada como lo muestran las figuras 7 a la 11.
Figura6:Relación corriente de fuga y energía acumulada para
lamuestra 5.
Figura7:Relación tensión residual y energía acumulada para
lamuestra 1.
Figura9:Relación tensión residual y energía acumulada para
lamuestra 3.
Figura10:Relación tensión residual y energía acumulada para
lamuestra 4.
Figura8:Relación tensión residual y energía acumulada para
lamuestra 2.
Figura11:Relación tensión residual y energía acumulada para
lamuestra 5.
Revista 2016
IV. CONCLUSIONESLa corriente de fuga resistiva aumenta a medida
que el descargador es sometido a más descargas atmosféricas
directas o inducidas, de manera lineal con la energía acumulada.
Este hecho abre la posibilidad de establecer sistemas de medida que
revisen el estado del descargador sin necesidad de desconectarlo de
la red ni de desenergizar la red, lo que reduciría costos de
mantenimiento y reposición en los sistemas eléctricos de
distribución.
El comportamiento de la tensión residual no muestra una relación
con la energía acumulada puesto a que se mantuvo prácticamente
constante durante todo el tiempo que duraron los ensayos, lo que
permite concluir que estos descargadores mantuvieron su nivel de
protección hasta el final de su vida útil.
V. REFERENCIAS[1] IEC 60099-4 “Part 4: Metal-oxide surge
arresters without gaps for a.c. systems”, Edition 2, 2004.
[2] Darveniza, Mercer, Tumma “The Effects of multiple stroke
lightning impulse current on ZnO arres-ters” IEEE, 1995.
[3] Christodoulou, C.A., Avgerinos M.V., Ekonomou L., Gonos
I.F., Stathopulos I.A. “Measurement of the resistive leakage
current in surge arresters under artificial rain test and impulse
voltage subjec-tion” IET Meas. Technol, Vol. 3, lss.3, 2009 [4]
Tada, Miyake, Shirakawa “A diagnosis of remaining life
characteristics of Zno type surge arresters (1st stage) for 275 kV
power systems” IEEE, 2002.
[5] Lee, Song, Kim, Lee B.S., Kwon “Aging characteristics of
polymer lightning arrester by multi-stress accelerated aging test”
International conference on solid dielectrics, Toulouse France,
,July 2009.
[6] Ibáñez Olaya Henry Felipe “Estudio de degradación de
descargadores de ZnO tipo distribución bajo condiciones normales de
funcionamiento” Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá, Tesis
de Maestria, Bogotá, 2004.
[7] Alain Vicaud “A.C. Voltage ageing of Zinc-Oxide ceramics”
IEEE Transaction on Power Systems, Vol. PWRD-1, No. 2, 1986
[8] Izumi, Honna, Tanaka “Deterioration of metal oxide surge
arrester element caused by internal partial discharges under
polluted conditions” International conference on properties and
applica-tions of dielectric materials, Tokyo 1991.
9] Kim Ju-yong, Kim, Song, Moon “Accelerated aging test to
determine the replacement criterion of distribution surge
arresters” IEEE, 2001.
[10] Mardira, Darveniza, Saha “Search for new diagnostics for
metal oxide surge arrester” Internatio-nal conference on properties
and applications of dielectric materials, China 2006
[11] Ramos, J, Torres, L. “Evaluación de las corrientes de fuga
en el envejecimiento de descargadores de media tensión” Universidad
Nacional de Colombia sede Bogotá, Bogotá, 2013
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RESEÑA AUTORESDaniel Ricardo Poveda Pineda es ingeniero
electricista de la Universidad Nacional de Colom-bia 2008, Magister
en ingeniería eléctrica en 2016, trabajo durante 5 años en el
Laboratorio de Ensayos Eléctricos Industriales como ingeniero de
pruebas. Actualmente se desempeña como Director Técnico de
CERTECNICA.
Francisco Javier Amórtegui Gil es ingeniero electricista de la
Universidad Nacional de Colom-bia en 1983, Especialista en
planeación educati-va, Docente de las áreas de sistemas eléctricos
y alta tensión de la Facultad de Ingeniería de la Universidad
Nacional desde 1988, Jefe técnico de ensayos del Laboratorio de
Ensayos Eléctricos Industriales –LABE-
The importance of control the power transformer energization
distribution systems.
Using CS when energizing power transfor-mers has a positive
effect on circuit breakers (CB), power transformers, potential
transfor-mers (PTs) and current transformers (CTs), as a CSD:
• Decreases its risks of failures caused by stresses induced by
electrical tran-sients.• Lowers its maintenance costs.• Extends its
lifespan.
Benefits for the power system can also be expected, as a
CSD:
• Improves the system’s power quality by mitigating voltage
transients and inrush current.• Decreases probabilities of power
outa-ges caused by equipment failures or undesired protection
trips.
This paper describes the issues that may arise from uncontrolled
energization of power transformers and how they can be mitigated by
using an enhanced CSD. It illustrates bene-fits of this evolving
technology and includes a description of Hydro-Québec’s experience
using controlled switching for over twenty years. Outcomes of tests
using Gang Opera-ted (GO) CBs and Controlled Switching Device are
also presented.
Abstract—Uncontrolled energization of power transformers can
produce excessive inrush currents as a result of the asymmetrical
magnetic flux and core saturation. One of the most critical effects
is voltage dips maintained over time, which in some cases harms the
electrical system stability. In addition, high inrush current
produces thermal problem, increased vibration and mecha-nical
stress, can result in protection relays malfunctioning and
decreased power equipment life expectancy. By energizing the
transformer with an enhanced controlled switching device (CSD)
these issues can be mitigated. Controlled closing taking into
account the residual magnetic flux is one of the most efficient and
reliable solu-tions to limit inrush current and voltage
distur-bances.
Key Words—Controlled switching (CS), power transformers, circuit
breakers, inrush currents, voltage transients
I. INTRODUCTION
Energizing transformers causes disturbances triggered by inrush
current. This inrush current reduces the transformer remaining life
and it may generate temporary overvoltage on the network. It may
also lead to unwanted protective relay operation and reduction of
the power quality delivery [4]. In addition, other phenomena can
appear like mechanical stress and heat in the coils of the
transformer, sympathetic inrush in neighbor transformers, etc.
Several utilities have been using CS for the attenuation of
switching transients in high-volta-ge (HV) power systems. New
technological advances have led to the development of affor-dable
CSD for medium voltage applications, opening the door for
innovative applications for
AUTORES
Marc Lacroix Eng, M. Eng, Senior Member IEEE
Andrea Gutierrez Eng, M. Eng.
VIZIMAX Inc. – Canada
