CORRIENTE DE MAGNETIZACION INRUSH.

La corriente de magnetización Inrush es una condición transitoria que ocurre cuando se energiza un transformador, cuando el voltaje aumenta repentinamente después de haber aislado una falla y el sistema se restablece, ó cuando se energizan dos transformadores en paralelo. Esta corriente fluye solo de la fuente hacia el transformador (Sin fluir fuera de el) razón por la que aparece como una corriente diferencial. Sin embargo, esto no es una condición de falla y el relé debe permanecer estable durante este transitorio.

La corriente inrush puede aparecer en las tres fases y en el neutro aterrizado del transformador, su magnitud y duración dependen de factores externos y de diseño como:

Impedancia de la fuente de alimentación.

Capacidad del transformador.

Localización del devanado energizado (Interno o externo) con respecto al nucleo laminado.

Conexión de los arrollamientos.

Punto de la onda de CA donde se cierran los contactos del interruptor que energiza al transfortmador.

Características magnéticas del nucleo

Remanencia del nucleo.

Uso de resistores de preinserción.

Restableciemiento súbito de voltaje. Después de haber aislado una falla.

Energización en paralelo de transformadores.

La impedancia de la fuente de alimentación y la reactancia del nucleo en el devanado energizado determinan la magnitud de la corriente Inrush cuando el nucleo se satura.Sin embargo, la probabilidad de que se presente la máxima corriente Inrush es muy baja.

La capacidad del transformador define en gran medida la duración y magnitud de la corriente Inrush. La constante de tiempo para este transitorio utilizada con gran aproximación en en cálculos, es de 0.1 seg. para transformadores con capacidades menores a 100 kVA y arriba de o.1 seg. para transformadores de mayor capacidad,. Se ha observado que en transformadores de gran capacidad, la corriente inrush áún permanece después de 30 min. de haberse energizado.

En transformadores de nucleo acorazado, la magnitud de la corriente inrush es mayor en el devanado interno que en el externo. En el primer caso la corriente Inrush alcanza valores de 10 a 20 veces la corriente nominal, mientras que en el segundo, de 5 a 10 veces. Usualmente, el devanado de alto voltaje es externo y el de bajo voltaje es interno.

El valor de la corriente Inrush depende del punto en la onda de CA donde se cierran los polos del interruptor. El máximo valor de la corriente Inrush se presenta cuando el interruptor cierra sus polos en el momento en que elk voltaje es cero y el nuevo flujo magnetico de la corriente inrush toma la misma dirección que el flujo remanente. La corriente Inrush es pequeña cuando los flujos toman direcciones opuestas. La energización de grandes transformadores de potencia usualmente se realiza mediante el cierre simultaneo de lo tres polos de un interruptor, dejando al azar el instante de la conexión, este proceso origina la presencia de grandes corrientes inrush qe pueden presentarse en las tres fases y en el neutro aterrizado. La corriente Inrush es diferente en cada fase del transformador, debido a que en sistemas trifasicos las ondas

de voltaje correspondientes a las fases están separadas 120° eléctricos y el cierre del interruptor de potencia es simultaneo en los tres polos, por lo que en el momento del cierre del interruptor, las tres ondas de voltaje se encuentran en diferentes puntos.

Cuando ocurre una falla en un sistema de potencia el voltaje disminuye rápidamente hasta llegar a cero al aislarse la falla, sin embargo, cuando se restablece el sistema, el voltaje aumenta repentinamente hasta su valor nominal, repitiendose ujn proceso similar al de energización inicial. Sin embargo, al ser muy rápido el proceso de reestablecimiento de energía, La corriente Inrush es menor que la inicial.

Cuando un segundo transformador de potencia es energizado en paralelo con otro que esta en servicio, se presenta una corriente inrush en el primer transformador de menor valor al de la energización inicial.

COMETODOS PARA INHIBIR LA OPERACION DE LA PROTECCION DIFERENCIAL ANTE LA PRESENCIA DE UNA CORRIENTE INRUSH.

Los relevadores diferenciales en la actualidad utilizan varios métodos para discriminar fallas internas de transitorios como la corriente Inrush e inhibir su operación. Los más usados son:

Bloqueo en energización.- Se bloquea la operación del relé en el momento de energizar al transformador de potencia, a través de una señal de posición del interruptor que alimenta al transformador y/o de la presencia de voltaje-corriente. El tiempo de bloqueo debe ser ligeramente mayor al que permanece la corriente Inrush. Sin embargo, debido a que es muy dificil predecir este tiempo y considerando que es variable en cada energización, este método no es suficiente para evitar la operación en falso de la protección.Bloqueo por 2a. armonica.- Después de analizar detalladamente las características de la corriente Inrush que se presenta cuando energizamos un transformador, se ha encontrado que presentan un gran contenido de 2a armonica con respecto a la fundamental. Este contenido de 2a armonica con respecto a la fundamental es de 30% ó mas en el primer ciclo de la corriente Inrush, lo cual es usado para identificar la presencia del fenomeno inrush y prevenir la operación del relé.

El contenido de 2a armonica de una corriente diferencial es comparada con la fundamental de esa misma corriente diferencial y si es mayor al limite ajustado, entonces se considera una condición de Inrush y se inhibe la operación del relé.

Bloqueo por distorsión en la forma de onda.- Otro metodo para discriminar corrientes por fallas internas de corrientes Inrush, es identificar el tipo de distorsión que se presenta en la forma de onda de la corriente diferencial. Cuando se presenta una corriente diferencial debido al fenomeno Inrush, la corriente es totalmente asimentrica y el intervalo de tiempo en el cual se presentan los picos de la onda, es mucho mayor al intervalo de tiempo para una falla interna. En la Fig. 1-A se muestra la forma de onda para una corriente diferencial debida al fenomeno Inrush y en la Fig. 1-B se muestra una corriente diferencial debida a un falla interna.

La corriente diferencial es comparada con un limite positivo y un negativo de igual magnitud (Ver Fig.6), los cuales son definidos desde el diseño del relé, el intervalo de tiempo en el cual la onda pasa consecutivamente por los limites, es una indicación de la forma de onda. Este intervalo de tiempo en la onda

es comparado con un cuarto de ciclo, de manera que si T es mayor a un cuarto de ciclo, se asume una corriente Inrush y el rele se bloquea, si T es menor a un cuarto de ciclo, el relé opera.

Los dos métodos anteriores para discriminar corrientes diferenciales son empleados en los relés diferenciales incrementando así la estabilidad y presición.