Transformador de distribucin

Se denomina transformadores de distribucin, generalmente los transformadores de potencias

iguales o inferiores a 500 kVA y de tensiones iguales o inferiores a 67 000 V, tanto monofsicos

como trifsicos. Aunque la mayora de tales unidades estn proyectadas para montaje sobre

postes, algunos de los tamaos de potencia superiores, por encima de las clases de 18 kV, se

construyen para montaje en estaciones o en plataformas. Las aplicaciones tpicas son para

alimentar a granjas, residencias, edificios o almacenes pblicos, talleres y centros comerciales.

A continuacin se detallan algunos tipos de transformadores de distribucin:

Transformadores de distribucin Tipo seco encapsulado al vaco

Son transformadores que se utilizan desde 50 kVA hasta 30.000 kVA.

Los transformadores de tipo seco encapsulado al vaco estn diseados a prueba de humedad y

son adecuados para funcionar en ambientes hmedos o muy contaminados. Son los

transformadores idneos para funcionar en ambientes que presenten una humedad superior al

95 % y en temperaturas por debajo de los -25 C.

El devanado encapsulado al vaco es el nico transformador de resina de colada certificada por

UL con un ndice trmico de al menos 180 C (Clase H) conforme a la norma ANSI

C57.12.60 - IEEE, procedimientos estndar de prueba para la evaluacin trmica de los

sistemas de aislamiento de transformadores de energa y distribucin de colada slida y

encapsulada con resina. Mucho ms accesibles para el usuario final, los transformadores secos

pueden instalarse cerca del lugar de utilizacin, lo que permite optimizar el diseo de

instalacin reduciendo al mximo los circuitos de baja tensin, con el consiguiente ahorro en

prdidas y conexiones de baja tensin. En muchos pases es obligatorio instalar

transformadores secos cuando las subestaciones estn situadas en edificios pblicos.

Los ms econmicos:

Los que menos espacio necesitan. Los que menos trabajo de ingeniera civil precisan. No requieren caractersticas de seguridad especiales (deteccin de incendios).

Exentos de mantenimiento. Una vida til de los transformadores ms larga gracias a un bajo envejecimiento

trmico. Puede instalarse cerca del lugar de consumo reduciendo las prdidas de carga. Un diseo ptimo sujeto a mejoras constantes tan pronto como se dispone de nuevos

materiales.

Son seguros y respetan el medio ambiente:

Contaminacin medioambiental reducida Sin riesgo de fugas de sustancias inflamables o contaminantes Fabricacin segura para el medio ambiente (sistema cerrado) Apropiados para zonas hmedas o contaminadas Sin peligro de incendio Los transformadores son incombustibles Alta resistencia a los cortocircuitos Gran capacidad para soportar sobrecargas Buen comportamiento ante fenmenos ssmicos Capaces de soportar las condiciones ms duras de balanceo y vibraciones Impactos medioambientales mnimos Alto reciclad o (90 %)

Capacidad de sobrecarga:

La experiencia ha demostrado que un transformador de tipo seco dura por lo general

varias dcadas. No obstante, es imposible calcular la duracin exacta, ya que depende

de las condiciones a las que haya sido expuesto el transformador. La vida til de un

transformador de tipo seco depende especficamente de las sobrecargas que haya

sufrido durante su funcionamiento. Dichas sobrecargas pueden crear una fluctuacin

de temperatura durante el devanado que degrade las propiedades del aislamiento

debido al envejecimiento trmico.

Sin embargo, un transformador puede funcionar con algunas sobrecargas sin que ello

afecte a su vida til. Esto es posible si la carga normal es menor que la potencia

nominal. Estas sobrecargas admisibles (K2) estn limitadas en cuanto al tiempo (tp)

de acuerdo con el ndice de funcionamiento anterior (factor de carga, K1) y dependen

de la temperatura ambiente media ponderada a.

Los transformadores se fabrican para un funcionamiento en potencia nominal, a una temperatura

ambiente normal y de acuerdo a la norma CEI 6072:

Temperatura mxima: 40 C

Temperatura media diaria: 30 C

Temperatura media anual: 20 C

La temperatura de referencia, en caso de que no se especifique otra, ser la temperatura

media anual 20 C.

Un transformador diseado para funcionar bajo una temperatura ambiente media anual de 20

C puede utilizarse en ambientes con temperaturas mayores o menores.

Datos tcnicos IP 00, IP 21 hasta 33:

Dibujo acotado - Transformadores de tipo seco encapsulado ABB IP 00

Fuente: http://www.abb.com/

Dibujo acotado - Transformadores de tipo seco encapsulado ABB IP 21 hasta 33

Fuente: http://www.abb.com/

Datos tcnicos IP 00

Fuente: http://www.abb.com/

Datos tcnicos IP 00 21 hasta 33

Fuente: http://www.abb.com/

Transformadores de Distribucin en Aceite.

Los transformadores se fabrican en conformidad con las normas IEC 60076-13 y, IEEE

C57.1201 (u otras requeridas).

El ncleo esta realizado con lminas magnticas de alta permeabilidad y baja tasa de

prdidas con un ensamblaje de juntas de 45 con canales de refrigeracin.

Todo el bobinado de conductores esta hecho de cobre electroltico de E-CU 99,9 %.

Segn el diseo del transformador, el bobinado puede ser continuo o con disco a

intervalo, con hlice mltiple o simple.

Lo canales de refrigeracin estn hechos con varillas adecuadamente formadas y con

anillos gua.

La derivacin se da en el bobinado HV, controlado, bien por un conmutador o por un

transformador de derivacin.

Los bobinados son secados en autoclave para alcanzar las dimensiones exactas y evitar

sucesivos fallos de falta de elasticidad. Todo el transformador esta encajado en el

tanque y rellenado con aceite aisladamente. El tanque, normalmente, es del tipo al

vaci.

La refrigeracin se efecta por medio de radiadores: principalmente los atornillados, del

tipo desmontable; a veces se suelda.

Se puede utilizar ventiladores o bombas para incrementar el funcionamiento del

transformador.

Los transformadores son capaces de operar a una potencia superior a la nominal en base

a la norma IEC 354.

Cuando el problema de dimensiones no permite entregar el transformador con el liquido

aislado, el tanque se lleva con gas inerte, o los radiadores y el conservador se entregan

desmontados.

Los transformadores pueden estar equipados con accesorios especficos adems de los

de serie, tales como vlvula de sobrepresin, conservador con membrana,

transformadores amperomtricos, indicador de la temperatura del bobinado, caja de

cables, centralizacin etc.

Cuando se requiera, el montaje puede llevarse a cabo por nuestro especializado

personal.

CARACTERISTICAS TCNICA:

NORMAS

Los transformadores estn realizados segn las normas IEC 76.

NUCLEO

Est construcido con lmina magntica con cristales orientados, laminada

en fro y aislada sobe los dos lados por medio de una capa fina de barniz

aisladora ( Carlyte). El ensamblaje est hecho con juntas intercaladas con cortes de 45. El conjuntoadecuadamente cerrado asegura un

funcionamiento con ruido muy bajo,

ARMADURAS

En madera o barras de acero, segn el proyecto de construccin, siempre de dimensiones adecuadas. Prnos verticales que permiten una proteccn

perfecta para evitar daos provenientes de corto circuitos.

ENVOLVIMIENTOS

En cobre electroltico, aislado con celulosa pura y por eso en condiciones

de soportar todas las sobretensiones atmosfricas. La perfecta circulacin

del aceite, tambin la interior de las bobinas, est asegurada por medio de grandes canales obtenidos por medio de cartn ondulado y plegado.

Antes de se montados, los envolvimientos vienen secados e impregnados.

TANQUE

Estructura de acero soldado y reforzado, interiormente pintada con barniz indisoluble en presencia de aceite y externamente a prueba de corrosin.

Ejecucin standard con radiadores y laminas de acero ondulado.

AISLADORES

En porcelana oscura, segn la norma UNEL. Sustituibles facilmente

cuando se quiebran.

ACCESORIOS STANDARD

Conservados en aceite, indicador de nivel de aceite, tapn carge y

descarga de aceite, dispositivo de salida sobrepresiones interiores, conexin del secador de aire, termometro, toma tierra, argollas, rodillos

giratorios de deslizamiento, conmutador para el reglado de sobrecarga de

alta tensin.

ACCESORIOS BAJA PEDIDO

Cajas de conexin de alta tensin, termometro con contactos elctricos,

relay Buccholz, secador sicilagel, conmutador para regulacin enchufes de alta tensin, caja auxiliar.

INSTALACION

Al interior o exterior

TESTEO

Todos los transformadores estn testeados con pruebas de rutina

establecidas por las normas IEC 76. Bajo pedido, pueden tambin

hacerse pruebas de resitencia a las ondas de choque. Pruebas especiales a resitencia de corta circuitos.

Transformadores Hermticos de Llenado Integral

Se utilizan en intemperie o interior para distribucin de energa elctrica en media tensin,

siendo muy tiles en lugares donde los espacios son reducidos. Son de aplicacin en zonas

urbanas, industrias, minera, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda

actividad que requiera la utilizacin intensiva de energa elctrica.

Su principal caracterstica es que al no llevar tanque de expansin de aceite no necesita

mantenimiento, siendo esta construccin ms compacta que la tradicional. Se fabrican en

potencias normalizadas desde 100 hasta 1000 kVA, tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35

kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.

Transformadores Auto Protegidos

El transformador incorpora componentes para proteccin del sistema de distribucin contra

sobrecargas, corto-circuitos en la red secundaria y fallas internas en el transformador, para esto

posee fusibles de alta tensin y disyuntor de baja tensin, montados internamente en el tanque,

fusibles de alta tensin y disyuntor de baja tensin. Para proteccin contra sobretensiones el

transformador est provisto de dispositivo para fijacin de pararrayos externos en el tanque.

Caractersticas:

Potencia: 45 a 150KVA Alta Tensin: 15 o 24,2KV Baja Tensin: 380/220 o 220/127V

TRANSFORMADOR DE CORRIENTE TT/CC

Los transformadores de corriente se utilizan para tomar muestras de corriente de la lnea y

reducirla a un nivel seguro y medible, para las gamas normalizadas de instrumentos, aparatos de

medida, u otros dispositivos de medida y control. Ciertos tipos de transformadores de corriente

protegen a los instrumentos al ocurrir cortocircuitos.

Los valores de los transformadores de corriente son:

Carga nominal: 2.5 a 200 VA, dependiendo su funcin.

Corriente nominal: 5 y 1A en su lado secundario. se definen como relaciones de corriente

primaria a corriente secundaria. Unas relaciones tpicas de un transformador de corriente

podran ser: 600/5, 800/5, 1000/5.

Usualmente estos dispositivos vienen con un ampermetro adecuado con la razn de

transformacin de los transformadores de corriente, por ejemplo: un transformador de 600/5

est disponible con un ampermetro graduado de 0 - 600A.

SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION

Las subestaciones de distribucin son aquellos puntos de transformacin del nivel de

distribucin primaria al nivel de distribucin secundara. Los niveles de tensin primaria

comprende: 13,2 - 11,4- 7,62 - 4,16 - 2,4 kV y los niveles de tensin secundaria comprende: 440

- 220 - 208 - 127 - 120 V.

De acuerdo a su equipamiento la subestacin puede ser:

Tipo convencional

Tipo area

Tipo compacta

Subestacin subterrnea

SUBESTACIONES AREAS

Prescripciones de Instalacin Los transformadores de distribucin a instalarse en subestaciones areas podrn ser:

adosados directamente al poste, suspendidos en crucetas, o colocados sobre plataformas

sujetas a postes.

Separaciones Mnimas entre partes bajo tensin Separacin de partes bajo tensin y con respecto a tierra. Las separaciones mnimas que

cumplan con los requerimientos del nivel de aislamiento se dan en la Tabla siguiente:

Es la subestacin de distribucin cuyo equipamiento es del tipo exterior (a la

intemperie) y est instalado sobre el nivel del piso sobre uno o dos soportes. Si

la subestacin area esta soportada en un poste (generalmente de concreto

armado pretensado) es tipo monoposte. Y si est soportada por 2 postes unidos

entre s por una plataforma en la que se asienta el transformador (generalmente

de concreto pretensado) es del tipo biposte.

La subestacin area o tipo poste es empleada en zonas rurales, y urbanas, para

prestar el servicio a usuarios industriales o residenciales de estratos 1,2 y 3. La

subestacin area est conformada por un transformador de distribucin,

acompaado de su respectiva proteccin contra sobretensin (Descargadores de

sobretensin DST) y proteccin contra sobre-corriente (cortacircuitos), como

tambin de algunos accesorios indispensables para su montaje como apoyos,

aisladores y herrajes.

Los transformadores utilizados en este tipo de subestacin pueden ser

monofsicos o trifsicos y los fabricantes ofrecen transformadores de

distribucin con potencias nominales normalizadas que no exceden los 150

kVA, cuando la potencia nominal excede los 112.5KVA o el peso del

transformador sobrepasa los 650kg, se requiere utilizar para su instalacin una

estructura tipo H. La estructura tipo H se compone de dos apoyos (postes).

La alimentacin de los transformadores que conforman una subestacin area

puede hacerse por red area o subterrnea.

Las subestaciones areas debern ir provistas de los elementos de maniobra y proteccin

siguientes:

Lado Primario. Seccionadores, fusibles y pararrayos, si se requieren Lado Secundario. Disyuntores y/o fusibles pueden ir en un tablero de

distribucin instalado debajo de los transformadores.

Puesta a tierra. Las partes metlicas de la subestacin debern estar conectadas a tierra. El neutro, ir instalado a una tierra independiente

Seales de peligro. Placas metlicas en las que se indique el peligro de muerte.

Los niveles de tensin para redes de uso pblico se encuentran definidos en la Norma

ICONTEC NTC 1340 es tensiones nominales en sistema de energa elctrica a 60 Hz en

redes de servicios pblicos, y, pero si un cliente de un operador de red requiere un nivel

de tensin diferente, puede definir su contrato de conexin en un nivel de tensin

normalizado, con el cual alimentar un transformador de su propiedad, este

transformador recibe el nombre de transformador de uso dedicado y definir as la

relacin de transformacin que ms le convenga a sus necesidades.

Las potencias nominales de los transformadores instalados en subestacin area o tipo

poste en Colombia son las siguientes:

Potencias nominales de transformadores instalados en subestacin area o tipo poste

SUBESTACIN CONVENCIONAL

Es la subestacin de distribucin cuyo equipamiento es del tipo interior y est instalado

en una caseta apropiada en la que se ha previsto pasadizos y espacios de trabajo. Por su

ubicacin la subestacin convencional puede ser de 2 tipos: de superficie (en caseta a

nivel del piso) y subterrnea ( en el stano de edificios).

. Grfica de una caseta de un sistema de subestacin convencional

SUBESTACIN COMPACTA:

Es la subestacin de distribucin cuyo equipamiento es del tipo exterior (a la intemperie) y tiene

un transformador de distribucin trifsico no convencional denominado transformador

compacto, porque tiene los dispositivos de proteccin y maniobra incorporados dentro de la

cuba o tanque de aceite dielctrico. La subestacin compacta es de tipo bveda si el

transformador est instalado en una bveda de concreto subterrnea bajo la vereda de la va

pblica; y es del tipo pedestal si el transformador est instalado sobre una base de concreto a

nivel de la superficie del piso en una rea libre de terreno de 3x3 m2.

Subestacin compacta

SUBESTACIN SUBTERRNEA:

La subestacin subterrnea se instala bajo el nivel del piso en andenes, zonas verdes, o en un

predio particular, estn conformadas por dos bvedas una para el transformador y otra para el

seccionador de maniobras, estas se encuentran unidas por un banco de ductos. El seccionador

debe ser de tipo inundable de operacin bajo carga de 200 A, debe contar con codos pre

moldeados sin partes vivas expuestas, para la conexin de los terminales de media tensin.

Subestacin subterrnea