Centros de transformación Concepto de centro de transformación Un centro de transformación se define como la instalaciones eléctrica provista de uno o varios transformadores reductores de alta a baja tensión con la a paramenta y obra complementaria precisa. Los elementos básicos de un centro de transformación son: y y y y
Transformador de potencia. Las protecciones eléctricas y la a paramenta. Las protecciones mecánicas y los elementos de construcción. Los elementos de enlace con las redes de AT y BT,
Los materiales más habituales empleados en los CT se f abrican dentro de series definidas por las tensiones máximas del material. El suministro eléctrico a pequeños consumidores de energí a se puede contratar en BT con valores de tensión de fase 230V o tensión de línea 400 El suministro a grandes consumidores de energía se puede contratar en AT atreve s de centros de transformación propiedad del abonado. Clasificación de los CT Los centros de transformación dependiendo de su misión y su situación en la red eléctrica de AT Centros de transformación según su alimentación Podemos diferenciar entrar centros alimentados en punt a, en paso, en anillo, en bucle y de reparto. y
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Un CT alentando en punta es aquel que se conecta en derivación con la red de de distribución principal o en su punto final. Un CT alimentado en paso, anillo o en bucle es aquel que dispone de una línea de entrada procedente de la red de distribución y una línea de salía hacia otro centro de transformación. Un CT de reparto es un centro de transformación de compañía con salidas controladas por aparatos de corte con capacidad de despejar faltas.
Centro de transformación según sea el propietario Podemos diferenciar entre puestos compañía y abonado. abonado. y
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Un CT compañía es aquel que pertenece a la empresa distribuidora de energía por lo que de el parten las redes públ icas de distribución BT. Un CT abonado es aquel que pertenece a el cliente y tiene que hacer el las mediciones.
Centros de trasformación según su desplazamiento Según
el emplazamiento podemos diferenci ar entre cetros de transformaciones intemperie y de interior. y
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Un CT de intemperie es aquel en el que todos sus el ementos se ubican en el exterior. Todos los elementos están apoyados sobre hormi gón armado. Se emplear en zonas rurales. Un CT de interior es aquel en el que todos sus elementos esta situados dentro de un local de distancia naturaleza reservado para ese fin.
Centros de transformación según el tipo de acometida La acometida de un centro de transformación puede ser aérea o subterránea y
y
Un CT con acometida aérea es aquel en el que la conexión a la red de distribuciones realiza mediante cable aéreo desnudo En un CT con acometida subterránea esta se realiza mediante cables aislados en zanja.
Centros de transformación según la obra civil Un centro de transformación por obra civil puede ser convencional, prefabricado o compacto. y
y
y
Un CT convencional es aquel que se ubica en el interior de recintos construidos según proyecto de obra civil. Un CT prefabricado es aquel que dispone de una envolvente de hormigón armada hecho con módulos o con bloques por un fabricante especifico Los CT subterráneos disponen de versiones distintas según sea el sistema de ventilación.
Elementos básicos de un CT El transformados de potencia El transformador de potencia se utiliza en los centros de transformación para modificar la tensión desde los valores de distribución en AT hasta la tensión de consumo e BT Los tipos mas habituales de transformadores son: y y
Los
Los transformadores con líquidos dieléctrico Los transformadores encapsulados
transformadores con líquido dieléctrico
La mayoría de estos elementos ya se han estudiado los demás los comentam os brevemente: Las pasatapas son los elementos usados para permitir la conexión de los devanados primario y secundario del transformador con las redes de A T y BT pueden ser: y
y
Pasatapas abiertas. Son de tipo abierto y se f abrica con porcelanas electrónicas con exterior vibrado de color marrón. Pasatapas enchufables. Permiten la rápida conexión y desconexión del transf ormador, y se hacen con resinas epo xi.
El conmutador de tomas está situado en la parte superior de la tapa de cierre de la cuba y generalmente es accionable si tensión El líquido dieléctrico más utilizado por su relación calidad/precio es el aceite mineral. Los
transformadores encapsulados
Los transformadores encapsulados por resinas se fabrican para potencias nominales desde 250 a 2500kVA y se utiliza para CT de abonado donde el incremento de coste se puede amortizare un tiempo corto. Interpretación de la placa de características La placa de características del trasformador de potencia recoge información proporcionada por el fabricante de la maquina eléctrica sobre las principales magnitudes eléctricas. Es pues muy importante saber interpretar todos y cada uno de los parámetros indicados en la misma La placa de características también incluye datos de tipo constructivo como: y
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El grado de protección IPXX que especifica el nivel de protección que proporciona l a envolvente de cualquier material eléctrico contra el acceso a las partes peligrosas. La penetración de cuerpos sólidos extraños y el agua.
El diseño de una instalación AT/BT requiere conocer las características eléctricas del transformador a través de los datos de catal ogo de fabricante la placa de características. Tipos de cargas trifásicas y grupos de conexión Los tipos de conexión en un devanado trifásico de un t ransformador, sea en el primario o en el secundario dan lugar a lo que se conoce como el grupo de conexión. y
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Los tipos de conexión en estrella son normal e inversa, donde dominación normal indica que el devanado esta ali mentado por principio de bobina y la inversa por el f inal de la bobina. Los tipos de conexión triangulo puede ser también normal e inversa igual que antes pero hay que indicar c omo se ha hecho el triangulo según el orden utilizado.
A paramenta de protección en un CT Se
denomina aparamenta al conjunto de elementos que se encargan de la seguridad, la maniobra y la protección del trasformador del CT. La protección eléctricas realiza con dispositivos que de tectan y abren el ci rcuito o realizan una indicación de alamar cuando se produce el defecto para el que se a diseñado. y
y
Las protecciones directas instaladas en el circuito principal provoca la apert ura del mismo por actuación directa. Las protecciones indirectas necesitan elementos captadores instalados en el c ircuito principal que den una señal al relé, que actué sobre la bobina de disparo del interruptor.
Fusibles limitadores de alto de poder de ruptura El fusible es un el emento de protección directa asado en la fusión de un elemento conductor debido al calor producido por efecto Joule.
La selección de un f usible depende de la tensión e i ntensidad nominal de la instalación proteger. El fusible tiene la zona de funcionamiento correcto ante cortocircuitos entre a intensidad mínima y la máxima. Protección
contra sobrecargas
La protección contra sobre cargas se reali za mediante dispositivos que vigilan la temperatura de los devanados del transformador. Protección
para trasformadores con dieléctrico liquido.
1. Termómetro: Consiste de un termómetro con aguja i ndicadora de la temperatura y contactos regulables para la alarma de disparo. 2. Relé Buchholz: Es un detecto de los gases desprendidos en el interior de la cuba cuada se produce un defecto eléctrico en os devanados. 3. Bloque de protección DGPT-2: Se aplica en los transformadores de llenado integral y engloba tres sistemas de protección. 4. Termostato: Como el termómetro es una elemento que sirve para la protección térmica del transformador pero sin indicar la tem peratura. 5. Desecador de aire: En transformadores abiertos se utiliza un cartucho con granos de silicagel entre el depósito de expansión y l a atmosfera para absorber la humedad del aire. 6. Válvula de sobrepresión: Es un dispositivo de alivio de presión para transf ormadores de tipo hermético con cám ara que se tara en u valor según las normas. 7. Indicador de nivel de aceite: Es una ventanilla circular para observar e nivel de aceite a todas las temperaturas entre l os 0 y los 100ºC.
Transformadores encapsulados 1.
2.
Resistencias PTC y equipos de procesado: Se sitúa como mínimo dos resistencias PTC, cuyo valor óhmico depende de un incremento positivo de temperatura en cada devanado de BT. Termómetros de resistencia eléctrica de platino ( PT100) y equipos de procesado: Se sitúa como mínimo un termómetro de resistencia eléctrica PT100 en cada devanado de BT.
Relés de protección directa e indirecta El relé electromecánico es una protección directa pues básicamente es u elemento de tipo magneotermico instalado en serie en el circuito principal y que provoca la apertura del interruptor al sobrepasar el valor de intensidad pref ijado. Dispone de un bimetal para la protección contra sobrecargas y de una bobi na para la protección contra cortocircuitos. La protección indirecta habitual es un rel é electrónico que recibe ua señal proporcional a la intensidad del circuito pri ncipal a través de transformadores de tensione int ensidad.
Cuadros moduladores de BT Un cuadro modulador de BT ara un CT es u conjunto formado por módulos montados en fabrica que sirven para recibir el circuito principal de BT de transformador y distribuirlo en varios circuitos individuales. Trasformadores de medida Los transformadores de medidas de tensión o de la intensidad e utilizan en la celda de medida de u CT abonado para adecuar las tensiones e intensidades que hay en el CT a valores que puedan medirse en un contador. Trasformador de tensión La tensión del secundario es de
para medida. Para tensiones inferiores a 36kV los TT son
de aislamiento seco a base de resinas sintéticas Los transformadores de tensión deben tener una tensión en primario comprendida entre el 80% y el 120% de la tensión nominal de red. Transformadores de intensidad La intensidad nominal secundaria es de 5ª para la medida. Los transformadores de intensidad son de gama extendida. Sistemas de celdas en los CT Concepto de celda Una celda se puede defini r como cada una de las partes en que puede descomponer se centro de transformación con una función independiente. Según y
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sus características las celdas se pueden c lasificar en: Celdas de ejecución in situ con tecnología de corte al aire: Actualmente están en desuso pues a pesar de que el corte del circuito es visible presentan un gran número de inconvenientes. Celdas modulares con corte al aire: Son una mejora respecto a las anteriores pues son prefabricadas. Celdas compactas y moduladoras con corte mediante hexafluoruro de azufre : En la actualidad se emplean celdas con corte SF que añaden una reducción muy importante del tamaño de las celdas.
A paramenta en AT para celdas Las celdas compactas y modulares empleadas en centros de transformación utilizan como a paramenta mas habitual la de AT: y
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El seleccionador es un dispositivo de maniobra que no t iene poder de corte ni de cierre. El seccionador de puesta a tierra. Es un aparato mecánico de conexión no t iene poder de corte pero si de cierre elevado. El interruptor es un aparato de maniobra con poder de corte pequeño y poder de cierre elevado. El interruptor-ruptofusible es un interruptor asociado a un fusible.
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El interruptor automático o disyuntor es un aparato de maniobra con poder de corte y cierre elevado.
Las características comunes asociadas a la a paramenta de AT utilizada e las celdas son: y y y y y y y
Tensión asignada Nivel de aislamiento asignado Frecuencia asignada Intensidad e servicio continuo Intensidad admisible asignada de corta duración Duración admisible asignada de la intensidad de cortocircuito Poder de corte máximo
Esquemas unifilares de CT CT de compañía Los esquemas básicos para los CT de compañía son: y y y
En punta con 1 transformador con 2 transformadores en paralelo. En bucle con 1 transformadora con 2 transformador en paralelo. En buce tripe con 2 transformadores en paralelo.
CT de abonado Los CT de abonado presentan esquemas más complejos al contar como mínimo con una celda más. Los esquemas básicos para CT abonado son: y y y
Puesta
En punta con 1 transformador y celda de medida. En bucle con 1 o 2 transformadores y celda de medida. En bucle triple con 2 transformadores. a tierra de un CT
En el caso de un sistema de potencia que incluya centros de transformación puedan existir hasta cuatro instalaciones dist intas de puesta a tierra, con electrodos distintos y sin ninguna conexión eléctrica entre ellas e independientes de forma que el funcionamiento de cualquiera de ellas no debe afectar a las otras. Tipos de puesta a tierra Puesta
a tierra de protección
Esla conexión directa a tierra de las partes metálicas interiores de los elementos del CT que normalmente están sin tensión pero que pueden ser puestos en tensión a consecuencia de averías, contactos accidentales, descargas atmosféricas o sobretensiones. y y y
Las carcasas de los transformadores Los chasis y bastidores de los aparatos de maniobra Las envolventes y armazones de conjuntos de a paramenta de AT
y y
Puesta
Los armarios y cofres con aparatos y elementos de BT Las pantallas y blindajes de los cables eléctricos de AT. a tierra de servicio
En la conexión que tiene por objeto unir a tierra temporalmente parte de las instalaciones que esta normalmente bajo tensión permanentemente ciertos puntos de los circuitos eléctricos de servicio, por tanto se deben conectar: y y
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En los transformadores, el puto neutro del secundario BT cuando proceda. En los transformadores de intensidad y de tensión uno de os bornes de cada uno de los secundarios En los seccionadores de puesta a tierra el punto de cierre en cortocircuito de l as tres fases y desconexión a tierra.
Tipos de cables utilizados en CT Los cables utilizados en un CT son muy variados pues dependen de la finalidad o uso y de las tensiones que deba soportar En la entrada al CT se debe emplear cables de distribución Ates decir cabes utilizados para líneas subterráneas de distribución hasta 30k V en general Tambien se requiere cables de BT para ejecutar las instalaciones de puesta a ti erra y para realizar la interconexión trasformador-cuadro de BT. Cables unipolares de AT Los fabricantes realizan series con secciones 50, 70, 95, 12, 15, 185, 240, y 400 . La sección de 50 se utiliza solo para la interconexión de las celdas c on el transformador.