Relé DGPT2: protección del transformador hermético

Qué es el relé DGPT2

El DGPT2 es un relé de protección para transformadores sumergidos de llenado integral: transformadores herméticos, sin conservador ni colchón de gas, cuyo tanque de paredes onduladas absorbe la dilatación del líquido. La documentación técnica lo describe como un relé de dos niveles que vigila el dieléctrico líquido del transformador y detecta la bajada del nivel o el desprendimiento de gas, el aumento de presión y el aumento de temperatura. Su nombre resume eso: detección de gas, presión y temperatura con dos umbrales.

Schneider Electric, en su documentación de los relés DGPT2 y DMCR, enumera los cuatro tipos de defecto que detectan:

• Desprendimiento de gas, por pirólisis de los aislantes o pequeños arcos en un aislamiento dañado.
• Bajada importante del nivel del dieléctrico, por una fuga o por una válvula de vaciado o purga que no quedó bien cerrada.
• Sobrepresión en el tanque, como la que produce un cortocircuito franco dentro del transformador.
• Aumento de la temperatura del dieléctrico, por un sobrecalentamiento de devanados, una sobrecarga por encima de la potencia nominal o una mala ventilación.

En la numeración ANSI no tiene un número propio: reúne funciones que en un transformador con conservador corresponden al 63 (gas y presión), al 26 (temperatura del aceite) y al 71 (nivel). Vea protecciones mecánicas del transformador 63 y 26.

Dónde se usa

• Transformadores de distribución herméticos en centros de transformación y subestaciones compactas, en redes de distribución y en industria.
• Estaciones de transformación de plantas solares cuyo transformador es hermético. Aquí hay que distinguir: las fichas de las estaciones Huawei JUPITER declaran un transformador en aceite con conservador y Buchholz, y otras fichas declaran un relé de presión, temperatura y gas sobre un transformador sin conservador. El relé integral solo tiene sentido en el segundo caso.

No se usa en transformadores con conservador, que llevan Buchholz, ni en transformadores secos, que vigilan la temperatura de los devanados con sondas.

Cómo funciona

El relé se instala en la tapa del transformador de distribución, en el punto más alto del tanque, de modo que el líquido lo llena por completo en servicio normal.

• Gas y nivel. Los flotadores permanecen arriba mientras el relé está lleno de líquido. Si se acumula gas en la parte alta, o si el nivel baja por una fuga, descienden y cierran su contacto.
• Presión. Un presostato cierra su contacto cuando la presión interna del tanque supera su umbral, como ocurre con un arco dentro del líquido.
• Temperatura. Un termostato con dos umbrales mide la temperatura del líquido en la parte alta: el primero suele usarse para alarma y el segundo para disparo.

En el esquema habitual, la primera etapa de temperatura da alarma y las demás señales disparan la celda del transformador. El reparto final, y los umbrales, los fija el fabricante del transformador y el proyecto; no se modifican en campo sin su criterio.

Cómo se cablea al disparo de la celda

Los contactos del DGPT2 no abren nada por sí mismos. Llegan al tablero de la estación de transformación y de ahí al aparato de corte del transformador:

• Combinado interruptor-fusible con bobina de apertura. El contacto de disparo energiza la bobina y el interruptor-seccionador abre las tres fases. Es la solución habitual en compactas de distribución con fusibles.
• Interruptor con relé. El contacto entra a una entrada de disparo externo del relé de la celda del transformador o actúa directamente sobre la bobina del interruptor. Si el relé es autoalimentado, hay que confirmar en su manual que esa entrada funcione sin auxiliar.
• Interruptor de baja tensión. En algunos diseños el disparo abre también el interruptor general de baja tensión, para que el transformador no quede alimentado desde ese lado. En una estación solar, el lado de baja es el de los inversores, que dejan de inyectar al perder la red. El conjunto de causas de apertura se ordena en disparos de una estación solar.

En todos los casos, el contacto necesita una fuente que energice la bobina. Una compacta sin servicios auxiliares necesita una solución para eso, y es un punto que se revisa en el diseño y en la puesta en servicio.

DGPT2 frente al Buchholz

Equivalentes y normas

Hay relés equivalentes de otros fabricantes con otros nombres, como el DMCR, que vigila nivel, presión y temperatura con dos umbrales; Schneider destaca que su flotador se ve en 360° y que la versión e-DMCR permite leer los contactos a distancia. La norma europea de estos aparatos fue la EN 50216-3, protective relay for hermetically sealed liquid-immersed transformers and reactors without gaseous cushion, hoy retirada; los organismos de normalización la dan por sustituida por la IEC 60076-22-1:2019, que trata los dispositivos de protección de transformadores sumergidos con o sin conservador. Los umbrales de fábrica y las curvas de cada modelo están en la documentación del fabricante del relé.

Qué se revisa en la puesta en servicio y en el mantenimiento

En general: que el relé esté lleno de líquido y sin gas atrapado después del llenado, que cada contacto haga lo que dice el esquema (alarma o disparo), que el disparo abra realmente la celda, el aislamiento del cableado y la señalización al SCADA si existe. En mantenimiento se revisan el nivel, el estado del relé y sus juntas, y se confirma el funcionamiento de los contactos. Un gas acumulado sin causa aparente se trata como una señal de falla incipiente: el paso siguiente son las pruebas del transformador y el análisis del aceite dieléctrico.

Errores típicos

• Reenergizar después de un disparo por gas o presión sin inspeccionar el transformador.
• Gas atrapado tras el llenado que provoca alarmas o disparos en la energización.
• Contactos cableados a una bobina sin fuente en una compacta sin auxiliares.
• Alarma de temperatura ignorada en un transformador que trabaja sobrecargado o con la ventilación de la caseta obstruida.
• Cambiar los umbrales de temperatura sin el criterio del fabricante del transformador.

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Referencias

• Schneider Electric, pregunta frecuente FAQ000185372, funciones de vigilancia y disparo de los relés DGPT2 y DMCR.
• Documentación técnica del relé DGPT2 (Automation 2000), citada en material técnico del Ministerio de Educación de Francia (Eduscol).
• EN 50216-3, Power transformer and reactor fittings – Part 3: Protective relay for hermetically sealed liquid-immersed transformers and reactors without gaseous cushion (retirada).
• IEC 60076-22-1, Power transformer and reactor fittings – Part 22-1: Protective devices.
• IEEE C37.2, Standard for Electrical Power System Device Function Numbers, Acronyms, and Contact Designations.
• Huawei, ficha técnica de la estación JUPITER (Smart Transformer Station).

Preguntas frecuentes