Introducción
Un relé Buchholz es un dispositivo de protección para transformadores eléctricos. En los transformadores eléctricos con conservador, se instala un relé accionado por gas o relé Buchholz entre el tanque conservador y el tanque principal. Los relés accionados por gas tienen dos funciones, mientras que un relé Buchholz tiene tres. El relé Buchholz lleva el nombre de su inventor, Max Buchholz.
Ubicación del Relé Buchholz en el Transformador
Componentes del Buchholz
Los relés Buchholz generalmente se instalan con dos flotadores y una placa deflectora. Los flotadores se colocan en posiciones alta y baja dentro de la carcasa del relé. La placa deflectora está conectada a un eje que corre verticalmente a través de la carcasa del relé.
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Componentes del Relé Buchholz (modelo 3D basado en el diseño de Mibos.com)
Funcionamiento de los Relés Buchholz
El siguiente video es un extracto de nuestro Curso en Video de Introducción a los Transformadores Eléctricos.
Falla 1: Pequeñas Fallas Eléctricas
Operador: Flotador Superior
Efecto: Alarma
Pequeñas fallas eléctricas dentro del tanque del transformador calientan el líquido aislante y generan pequeñas burbujas de gas. Estas burbujas ascienden a la parte superior del tanque y se dirigen al relé Buchholz. El gas no puede atravesar el relé, por lo que se acumula lentamente dentro de la carcasa del relé, desplazando el líquido aislante. Si la falla persiste, el volumen de gas será tan grande que el flotador superior caerá (al flotar sobre el líquido) activando una alarma.
Falla 2: Bajo Nivel de Líquido Aislante
Operador: Flotador Inferior
Efecto: Alarma y Apagado Una reducción significativa del líquido aislante dentro del transformador podría provocar una falla catastrófica. Para evitar esto, el relé Buchholz apagará el transformador si se detecta un bajo nivel de líquido. Un nivel de líquido decreciente será detectado primero por el flotador superior, que activará una alarma a medida que el nivel de líquido dentro del relé disminuya. Si el nivel de líquido sigue disminuyendo, el flotador inferior caerá y el transformador se disparará/apagará.
Falla 3: Grandes Fallas Eléctricas
Operador: Placa Deflectora
Efecto: Apagado
Una gran falla eléctrica generará un gran volumen de gas que desplazará un gran volumen de líquido dentro del tanque del transformador. Como no hay espacio para este líquido desplazado dentro del tanque del transformador, el líquido aislante se mueve hacia el tanque conservador a alta velocidad (onda de presión/choque). El movimiento repentino del líquido a través del relé hace que la placa deflectora gire, lo que activa un interruptor y/o empuja el flotador inferior hacia abajo, y dispara el transformador.
Resumen de Fallas y Operadores
Pequeñas Fallas Eléctricas = Flotador superior cae. Flotador inferior sin movimiento. Placa deflectora sin movimiento.
Bajo Nivel de Líquido Aislante = Flotador superior cae. Flotador inferior cae. Placa deflectora sin movimiento.
Grandes Fallas Eléctricas = Flotador superior tal vez cae. Flotador inferior cae. Placa deflectora empuja el flotador inferior hacia abajo.
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Cómo Funcionan los Relés Buchholz
El siguiente video es un extracto de nuestro Curso en Video de Introducción a los Transformadores Eléctricos.
¿Cuál es la diferencia entre un relé accionado por gas y un relé Buchholz?
Los relés accionados por gas operan basándose en la cantidad de gas generado por fallas eléctricas pequeñas y/o grandes, no miden el nivel de líquido del transformador. Los relés Buchholz operan basándose en la cantidad de gas generado por fallas eléctricas pequeñas, fallas eléctricas grandes y el nivel de líquido aislante del transformador.
Fallas Generales
Las fallas generales dentro del transformador también pueden llevar a que uno o más de los operadores dentro del relé causen alarmas o disparos. Cualquiera que sea la razón de la falla, todas las alarmas y disparos deben ser investigados a fondo. Si el transformador se ha disparado, la razón de este disparo debe determinarse antes de que el transformador vuelva a estar en servicio.
Razones de las Fallas
Pequeñas fallas eléctricas podrían ser causadas por corrientes de Foucault, sobrecalentamiento local, descargas parciales, o, condiciones deficientes del líquido aislante.
Grandes fallas eléctricas son más probables debido a fallas entre devanados, fallas entre fases, o fallas a tierra.
Una reducción en el nivel de líquido aislante es más probable debido a fugas del tanque del transformador o de la tubería y apéndices asociados. Juntas, sellos, uniones y soldaduras son los lugares usuales de fuga.
Pruebas y Mantenimiento
Normalmente es posible probar los operadores de flotador bombeando aire en la cámara del flotador para desplazar el líquido, lo que hace que los flotadores caigan. La placa deflectora puede probarse girando una varilla o palanca de mano, que está montada en la carcasa del relé. La condición de los interruptores eléctricos en sí mismos puede verificarse midiendo la resistencia al usar un multímetro estándar.
Nota: Algunas personas desaprueban bombear aire en la cámara del flotador para probar el relé, aunque es la experiencia del autor que hay tantas personas a favor del procedimiento como en contra. Hay pros y contras, pero estos se discuten en el curso de Mantenimiento de Transformadores de saVRee y están fuera del alcance de este artículo.
Vista Seccional del Relé Buchholz
Recursos Adicionales
https://owlcation.com/stem/How-does-a-Buchholz-relay-work
https://www.electricaleasy.com/2014/06/buchholz-relay-construction-working.html