Medium voltage autotransformer failures: Explaining the unexplained — Continuation of the story

Abstract

When medium voltage autotransformer (RVAT) motor starters fail, also referred to as a Korndorfer starter, the results are almost always catastrophic, particularly ones in which there is no clear failure to the core or tap-to-tap but just layer-to-layer deep down in the windings. An offshore platform is used as an example to explain the techniques and to discuss site specific solutions that are based on recently developed switching transient analysis, sweep frequency response analysis and state-of-the-art EMTP simulation techniques. This paper will explain how the power system, interrupter, and transformer interact and outline the steps to solve this longstanding problem as well as present the newly applied solutions. Since implementation of these new solutions, no further failures have occurred.Index Terms ---Korndorfer, autotransformer, switching transient analysis, layer to layer failure, interrupter, power system, snubber, resonance (electrical), transformer terminal voltage and transient recovery voltage (TRV), ATP, EMTP, and SFRA.

Sobretensiones en Arrancadores con Autotransformador Causadas por la Desconexión del Interruptor Principal en el Arranque de los Motores

“…Para minimizar las posibilidades de que se formen re-encendidos en el lado línea de los autotransformadores, es necesario que se instale en esta zona, una combinación de apartarrayos y supresores de transitorios RC, tal como se instalaron en el lado neutro del autotransformador. Esto es lo recomendado por Lawrence et al (2015).…”

“…Con la medida correctiva, los Sistemas ATR presentaron 8 años libres de fallas (Lawrence et al, 2015). Obviamente, las publicaciones acerca de fallas en Sistemas ATR, también disminuyeron.…”

“…Obviamente, las publicaciones acerca de fallas en Sistemas ATR, también disminuyeron. Fue hasta el año 2015, cuando se presentaron nuevos problemas dieléctricos (Lawrence et al, 2015). Ahora, las fallas se presentaron en el lado línea de los autotransformadores.…”

“…Sin embargo, sus frecuencias fueron capaces de excitar una resonancia interna en el autotransformador, ocasionando una falla dieléctrica. Para resolver este problema, Lawrence et al recomendaron que también se instalen apartarrayos y supresores RC, en el lado línea de los Sistemas ATR (Lawrence et al, 2015). a) Falla entre las derivaciones del 0 y 50% b) Arco eléctrico contra el gabinete En este artículo, se presenta un mecanismo de falla, que también puede ocurrir en un Sistema ATR de media tensión, pero que es diferente a los descritos en los párrafos anteriores.…”

“…También pueden ocasionar la falla del interruptor principal o una falla dieléctrica en cualquier otro equipo conectado al mismo bus de alimentación (Gajjar et al, 2013). Afortunadamente, la instalación de apartarrayos y supresores RC, en el lado línea, recomendados por Lawrence et al, para la protección contra sobre tensiones por pre-igniciones múltiples (Lawrence et al, 2015), también pueden minimizar las sobre tensiones por re-igniciones múltiples y escalación de tensiones.…”