2 C. de transformación

SALESIANOS MANUEL LORA TAMAYO

CENTROS DE TRANSFORMACIN

Salesianos Manuel Lora Tamayo Mdulo: Instalaciones Elctricas y Automticas.

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2 Centros de transformacin ................................................................................................ 2

2.1 Introduccin. ................................................................................................................ 2

2.2 Clasificacin de los centros de transformacin........................................................... 2 2.2.1 Centro de transformacin en funcin de la alimentacin. ....................................... 3

2.2.2 Centros de transformacin en funcin de la propiedad. .......................................... 3 2.2.3 Centros de transformacin en funcin de su emplazamiento. ................................. 3 2.2.4 Centro de transformacin en funcin de su acometida. ........................................... 3 2.2.5 Centro de transformacin en funcin de la obra civil. ............................................. 4

2.2.5.1 C.T. convencional. ............................................................................................. 4

2.2.5.2 C.T. prefabricado. .............................................................................................. 4 2.2.5.3 Centro de transformacin compacto. ................................................................. 7

2.2.6 Partes de un centro de trasformacin. ...................................................................... 8

2.3 Elementos de un centro de transformacin. ................................................................ 9 2.3.1 El transformador de distribucin. .......................................................................... 14

2.3.1.1 Constitucin externa del transformador. ......................................................... 14 2.3.1.2 Placa de caractersticas de un transformador................................................... 15

2.3.1.3 Constitucin interna del transformador. .......................................................... 16 2.3.1.4 Grupo de conexin e ndice horario. ............................................................... 16

2.3.2 Red de puesta a tierra. ............................................................................................ 18 2.3.2.1 Elementos de la puesta a tierra. ....................................................................... 18

2.4 Montaje de un centro de transformacin. .................................................................. 19 2.4.1 Puesta en servicio del CT. ...................................................................................... 20

2.5 mantenimiento y averas en un Centro de Transformacin. ...................................... 21 2.5.1 Mantenimiento de un C.T. ..................................................................................... 21

2.5.2 Averas en un centro de transformacin. ............................................................... 21


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2 Centros de transformacin

2.1 Introduccin.

Los centros de transformacin son los encargados de reducir la tensin de las redes de

distribucin en A.T. a valores de consumo de baja. As pues, como se indic en el tema anterior, los

centros tienen entrada en alta, fundamentalmente lneas de 3 categora (6, 10, 15, 20 Kv...) y salida en

baja tensin (380/220 V).

Definimos Centro de transformacin como:

En el reglamento electrotcnico de baja tensin se especifica que en la construccin de un

edificio o agrupacin de stos, si la previsin de carga de potencia es superior a 50 kVA, o cuando la

demanda de un nuevo edificio supere esta potencia, el propietario del edificio debe reservar un local

destinado al montaje de un C.T., con las caractersticas apropiadas a la red suministradora existente

(area o subterrnea), con las dimensiones necesarias para el montaje de todo su equipamiento.

As pues la funcin que realiza el centro de transformacin es reducir la tensin que llega a los

a valores de usuario y distribuir la nerga a los abonados de baja tensin.

2.2 Clasificacin de los centros de transformacin.

Centros de transformacin

Alimentacin En punta

De paso

Propiedad De empresa

De abonado

Emplazamiento Intemperie o areo

Interior

Acometida Area

Subterranea

Obra civil

Convencional

Prefabricado

Compacto

De maniobra

La instalacin provista de uno o varios transformadores reductores de

alta a baja tensin con la aparamenta y la obra complementaria precisa.


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2.2.1 Centro de transformacin en funcin de la alimentacin.

Nos encontramos con dos tipos de alimentacin principalmente en los centros de

transformacin:

En Punta: El centro de transformacin tiene una sola lnea de alimentacin, con lo que la red de alta tensin termina en el centro de transformacin.

De paso: Tambin conocido como en bucle o anillo. Dispone de una lnea de entrada y una de salida hacia otro centro de transformacin o hacia un centro de reflexin.

2.2.2 Centros de transformacin en funcin de la propiedad.

Existen dos tipos bien diferenciados:

De empresa: Cuando el propietario del centro es la compaa suministradora de energa. Normalmente poseen varias celdas de lnea y una celda de proteccin para el transformador.

De abonado: Propiedad del cliente, siendo la red de entrada a la subestacin de la compaa suministradora, lo que supedita el montaje de la red a lo que establezca la compaa en su lnea

de alta. Existen dos variantes:

Con equipo de medida en B.T., para pequeas potencias.

Con equipos de medida en A.T. para mayores potencias, en la que parte del centro es propiedad de la empresa suministradora, siendo el resto propiedad del abonado.

2.2.3 Centros de transformacin en funcin de su emplazamiento.

De intemperie o areo: Transformadores montados sobre postes o estructuras metlicas, con potencias inferiores a 160 kVA, con protecciones mediante fusibles y seccionadores.

De interior: Ubicados en recintos cerrados a tal efecto. Pudindose habilitar en la zona construida o mediante edificio prefabricado. Se pueden clasificar a su vez en centros de

superficie y centros subterrneos.

2.2.4 Centro de transformacin en funcin de su acometida.

De acometida area: La alimentacin llega a travs de una lnea elctrica de alta tensin de tipo area, (Cables desnudos que entran en el centro de transformacin a travs de aisladores

pasamuros)

De acometida subterrnea: A travs de una lnea de alta tensin de tipo subterrnea, con cables aislados y entrada de alta tensin en el centro de transformacin por la parte inferior de

ste.


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2.2.5 Centro de transformacin en funcin de la obra civil.

En este apartado vamos a estudiar los distintos tipos de edificios y construcciones en las que

podemos ubicar un centro de transformacin. Podemos clasificar estos edificios en cuatro tipos

fundamentalmente, que pasamos a detalla en los siguientes apartados.

2.2.5.1 C.T. convencional.

Construidos especialmente para la instalacin de los transformadores y los elementos de

proteccin y distribucin de la energa. Suelen ser de ladrillo piedra u hormign, segn un proyecto de

obra civil.

Este tipo de centros de transformacin debe

cumplir la normativa referente a instalacin de

equipos de alta y movimiento de los operarios para

el mantenimiento, siendo necesario disear pasillos

de seguridad y elementos que impidan el acceso

a las partes de la instalacin que se encuentran

en tensin.

Tambin es necesario prever la ventilacin

del centro, siendo sta, segn lo recogido en la

normativa de subestaciones y centros de transfor-

macin, de tipo natural, con rejillas de ventilacin

de entrada de aire en la parte inferior y salida en la

superior, de las dimensiones necesarias para

evacuar el calor generado por el transformador y el

resto de aparamenta.

2.2.5.2 C.T. prefabricado.

Este sistema de construccin de centros de transformacin es el ms utilizado en la actualidad,

desplazando a los centros de tipo convencional.

Aparecen por la necesidad de ahorrar espacio en las zonas edificadas, as como por la facilidad

de instalacin que presenta este tipo de edificacin respecto a las ya existentes.

Este centro de transformacin consiste en una envolvente de hormign, de tipo monobloque, en

cuyo interior se alojan todos los elementos necesarios para su funcionamiento. Normalmente

incorpora, los aparatos de alta y baja tensin de tipo corte al aire o en SF6, cuadros de baja tensin,

transformador o transformadores, dispositivos de control, etc.


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Estos centros de transformacin presentan como ventajas:

A continuacin, su muestra una tabla con los trabajos que son necesarios a realizar en la zona

donde se instala el centro de transformacin.

Estos trabajos vienen divididos en trabajos previos a la instalacin y trabajos posteriores a la

colocacin del centro de transformacin, correspondiendo, en orden descendente con la secuencia de

trabajos a realizar.

Trabajos previos a realizar Trabajos posteriores a realizar

Preparacin del terreno para el CT. Conexionado de las instalaciones de puesta a tierra de proteccin y servicio.

Excavacin para el CT. Realizacin de puentes de AT y BT.

Excavacin para las canalizaciones. Rellenado de la excavacin

Inst. electrodos de puesta a tierra de proteccin y servicios.

Construccin de acera perimetral en el caso de que no existiera.

Acceso para la gra y camiones.

En este tipo de centros de transformacin podemos encontrar con una o dos puertas para la

instalacin de los transformadores y con una para el acceso del personal autorizado.

La parte exterior est compuesta por

hormign armado y vibrado, dividida en dos

partes: Una formada por el fondo y las paredes,

en la que tambin podemos encontrar lo huecos

de las puertas y la ventilacin, y otra constituida

por el techo de una sola pieza.

Por ltimo indicar que todas las

estructuras metlicas del centro de transformacin

estn puestas a tierra: Desde la estructura de acero

situada en el interior del hormign, pasando por

las rejillas de ventilacin, hasta las puertas de

acceso del personal y de los transformadores.

Construccin y montaje interior ntegros en fbrica, lo que aumenta la calidad de montaje y reduce el trabajo en la obra.

Pueden representar cualquier esquema de distribucin y montar hasta 2 transformadores de 1.000 kVA mximo.

Instalacin especialmente sencilla, que se reduce la excavacin, posicionamiento y conexionado de los cables de acometida y salida en baja.


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CT prefabricados subterrneos.

Dentro de los centros de transformacin prefabricados existe tambin la modalidad de centros

diseados para ser instalados en el subsuelo de las cercanas a las zonas a instalar. Son usados

fundamentalmente en zonas urbanas en donde el impacto visual cobra especial importancia, por lo que

es necesario instalar centros que no rompa el entorno paisajstico. Un ejemplo de este tipo de centro lo

encontramos en ncleos urbanos donde es necesario respetar el casco histrico artstico a la vez que

existe una elevada demanda de energa.

Se pueden clasificar a su vez estos centros de transformacin en funcin de su sistema de

ventilacin. As podemos encontrar:

Rejillas de ventilacin horizontales no salientes.

Rejillas de ventilacin verticales salientes.

Para la instalacin de estos centros de transformacin ser necesario realizar una excavacin

para alojar la envolvente, quedando la parte superior del centro a ras de la cota de la calle

(normalmente situados en aceras o zonas ajardinadas). Bajo el centro de transformacin se colocar

una capa de arena compactada y una placa de hormign que le conferirn estabilidad sobre el

terreno.

En la parte superior, con acceso desde la calle, se instalar una puerta de acceso que se podr

abrir por un solo operario, dando paso a travs de una escalera con un ngulo mximo de 68 de

pendiente, al interior del CT. La apertura de la puerta de acceso incluir una valla perimetral de

proteccin.

Tambin sobre la superficie de la acera se dispondr de una tapa para la colocacin del

transformador en el centro.

Al igual que el modelo de superficie, este centro de transformacin se realiza de hormign

armado vibrado de alta resistencia mecnica y a agentes externos.


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2.2.5.3 Centro de transformacin compacto.

Los centros de transformacin compactos son una variante de los centros prefabricados. Son al

igual que los anteriores, de estructura monobloque de hormign.

Las diferencias fundamentales de este tipo de centros de transformacin con respecto a los

prefabricados son las siguientes:

El centro de transformacin viene completa-mente montado desde fbrica, con toda su

aparamenta correspondiente para su instala-

cin. NO se puede modificar su estructura y es

necesario indicar al fabricante las especifica-

ciones de las caractersticas que queremos

incluir.

Se realiza en un espacio mnimo. Est diseado para ser accionado y realizar el

mantenimiento desde el exterior, por lo que no

existen pasillos en el interior del centro, como

aparecen en los prefabricados. Se instalan una

serie de puertas en las caras exteriores del

centro. Una destinada para el acceso al trans-

formador, otra para registro del cuadro de baja

tensin y otra para el mantenimiento y

operacin de las celdas de alta tensin.

Este tipo de centro monta un solo transformador e interruptores en corte SF6 de tipo modular,

permitiendo la instalacin de un centro de transformacin en un espacio mnimo.

Dentro de los centros compactos podemos realizar la siguiente clasificacin:

CT compacto de superficie.

CT compacto semienterrado.

CT compacto de maniobra.

El primero es el centro compacto ms convencional en donde la instalacin del centro de

transformacin se realiza a la cota del suelo donde se instala. El segundo presenta la particularidad de

que parte de la estructura del centro se encuentra bajo el nivel de la acera, reduciendo an ms el

impacto visual. Quedara sobre el nivel de la calle las puertas de acceso a los equipos y al

transformador, quedando la acometida en AT y la salida en BT bajo el nivel de la acera.

Por ltimo destacar el centro de maniobra, en el que solo se instalarn 3 interruptores en

carga en bao de SF6 que tienen como funcin realizar conmutacin entre varias redes de distribucin.

El acceso a estos interruptores se realiza desde el exterior, para minimizar sus dimensiones, mediante

dos puertas de apertura hacia el exterior, desde donde se realiza el mantenimiento y las maniobras.


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2.2.6 Partes de un centro de trasformacin.

De forma general, en un centro de transformacin podemos hacer una clasificacin de las

partes que lo componen en orden a la misin que realizan y a sus caractersticas elctricas de

funcionamiento. As pues atendiendo a la funcionalidad podemos encontrar dentro del centro:

Celda de entrada de remonte.

Celda encargada de llevar los cables de alimentacin hacia el embarrado. nicamente posee

una envolvente metlica que oculta y protege de la manipulacin los cables normalmente de M.T.

Como nico elemento de maniobra puede poseer seccionador de puesta a tierra y es aconsejable que

posea sealizacin de presencia de tensin. Podemos encontrar celdas de remonte de lneas y celdas de

remonte de embarrado

Celda de lnea.

Pueden ser de entrada o de salida de lnea. Las de entrada se encargan de recibir el conductor

de alimentacin en el centro de transformacin. Por su parte las de salida de lnea tienen por misin la

de cortar el suministro de energa en AT a otro centro de transformacin, en el caso de que no se

encuentre en punta. Al igual que el centro de entrada, est equipada con un interruptor de corte en

carga y un seccionador de puesta a tierra.

Celda de seccionamiento.

Celda encargada de dejar sin suministro elctrico a la parte del abonado, es decir, encargada de

cortar el suministro en alta al transformador. Si la potencia del centro es inferior a 1.000 kVA, se

instalar un seccionador, en caso de ser superior, ser necesaria la instalacin de un interruptor

automtico.

Celda de seccionamiento y proteccin general.

Se sita en aquellos CT en donde existe ms de un transformador y se encarga de proteger al

conjunto. Posee un interruptor automtico general que protege de posibles fallos aguas arriba de la

proteccin individual de los transformadores. Se montarn los interruptores automticos de corte en

SF6 o aceite y en los casos en que la potencia supere los 1.000 kVA, se instalar un rel homopolor

contra derivaciones a tierra con un transformador toroidal, con disparo programable.

Celda de medida.

Compuesta por tres transformadores de intensidad y uno de tensin conectados a los

contadores, placas de comprobacin y reloj de discriminacin. Estos equipos se encuentran en el

exterior del CT pasa su fcil lectura y para evitar cualquier riesgo. Tambin indicar que la celda se

encuentra precintada por la compaa suministradora.

Celda de proteccin del trasformador.

Proteccin individual de cada transformador, compuesta por interruptor y fusibles asociados o

combinados, o bien por interruptor automtico gobernados por rels directos o indirectos. En centros

de transformacin de ms de 1.000 kVA se instalar proteccin contra defectos a tierra, como en el

caso de las celdas de seccionamiento y proteccin general.

Celda de transformacin.

Zona destinada a situar el transformador de potencia. Estar separado del resto para evitar la

proyeccin de aceite y material en caso de avera. Tambin debe situarse una cuba de recogida de

aceite bajo el transformador que garantice que no se derrame y afecte al resto de aparamenta.


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Cuadro de baja tensin.

Se instala en centros de transformacin de empresa. De la salida de cada transformador se

deriva a estos cuadros desde donde parte, protegidas por cortacircuitos fusibles, las lneas de baja

tensin que alimentan a las distintas cajas generales de proteccin.

2.3 Elementos de un centro de transformacin.

Dentro de cada centro de transformacin encontraremos una aparamenta especfica tanto en

alta como en baja tensin. No en todos los centros de transformacin encontraremos todos los

elementos aqu expuestos, pero s que muchos de ellos formarn parte de su configuracin. Pasamos a

detallar los ms comunes.

Seccionador:

Segn el reglamento de lneas elctricas de alta

tensin, es un aparato mecnico de conexin manual, que

en posicin abierta debe satisfacer una distancia de

seguridad acorde con la tensin que soporta. Estn

diseados para apertura y cierra de circuitos sin carga o con

cargas muy pequeas. Es capaz de soportar por diseo la

corriente nominal y la corriente de cortocircuito,

pudindose ser de tipo unipolar o tripolar.


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Interruptor:

Aparato dotado con poder de corte, que puede realizar la apertura y cierre de circuitos en carga,

en dos posiciones bien diferenciadas.

Este aparto puede soportar corrientes de cortocircuito, pero no interrumpirlas en caso de avera.

La extincin del arco elctrico en la apertura del interruptor se puede realizar de las siguientes

formas:

Aparte de sus caractersticas elctricas de tensin e intensidad, es fundamental conocer su:

Poder de corte: Valor de la intensidad que el aparato puede cortar bajo una tensin de restablecimiento determinada y en las condiciones de funcionamiento. Se expresa en kA y en

MVA.

Poder de cierre: Valor de intensidad que el aparato es capaz de restablecer en condiciones de funcionamiento nominal.

Interruptor-Seccionador:

Interruptor que en posicin de abierto satisface las especificaciones de aislamiento de un

seccionador, fundamentalmente las distancia entre los contactos en posicin abierto.

Interruptor automtico:

Interruptor capaz de abrir o cerrar un circuito en

condiciones normales adems de cortar de forma automtica

cualquier sobreintensidad, causada por una avera, hasta el

punto de soportar la corriente de cortocircuito en el punto de

conexin.

Su uso en fundamental para la proteccin de

instalaciones y de los transformadores del centro.

Su accionamiento puede ser manual o automtico,

siendo ste ltimo comandado por rels de sobreintensidad

(directos o indirectos), rels de corriente homopolar o bobinas

de disparo, rels de mnima tensin...

Seccionador de puesta a tierra:

Aparato destinado a poner a tierra determinadas parte del circuito o instalacin. Normalmente

el seccionador acta cuando la carga del circuito se ha desconectado, pero puede soportar la intensidad

nominal durante un corto espacio de tiempo.

- Areos con apagachispas o cuernos.

- De soplado magntico.

- De soplado por aire autoneumtico.

- En bao de aceite, gas (SF6), pequeo

volumen de aceite.


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Su funcionamiento suele estar condicionado al de un interruptor, interruptor automtico o

seccionador, de forma que solo se puede accionar si estos estn desconectados, mediante un

enclavamiento mecnico. Tambin existen modelos de interruptor que incluyen el seccionador de

puesta tierra, encontrando en estos casos tres posiciones de funcionamiento; cerrado, abierto y

puesto a tierra.

Auto-vlvulas:

Pararrayos de resistencia variable que pueden

proteger al transformador y a la lnea de sobretensiones

superiores al nivel de aislamiento seleccionado en la auto-

vlvula. El cuerpo principal del pararrayos lo componen

discos de xido de zinc, con un soporte epoxdico

reforzado con fibra de vidrio y sellado en todo su entorno con

una pieza moldeada termorretractil. Todo el pararrayos

constituye una pieza compacta sin aire en su interior.

Gracias a su constitucin el pararrayos es capaz de absorber altas energas durante las

sobretensiones y al mismo tiempo limitar las corrientes de fuga a valores muy pequeos de

funcionamiento normal

Rels directos:

Estos rels tienen como funcin desconectar el interruptor asociado a stos en el caso de que la

corriente que circula a travs de ellos supere el valor en el que se ha tarado. Su denominacin

directo atiende a la caracterstica de que la corriente que circula por l es la propia que alimenta al transformador o a la lnea.

Rels indirectos:

En este caso la excitacin que produce el disparo del rels est reducida, siendo esta imagen de

la corriente primaria que circula por el transformador. Para obtener esta intensidad reducida se recurre

a transformadores de intensidad.

La saturacin magntica de los transformadores impiden las puntas de intensidad que pueden

daar a los equipos, siendo lo suficientemente precisos para las necesidades industriales.

Termmetros:

Los termmetros se suelen utilizar para el control de la

temperatura del aceite de los transformadores. Si la potencia es

pequea, se suelen utilizar termmetros de columna de

mercurio o alcohol coloreado, sobre la tapa del transformador.

El mercurio o el alcohol se alojan en una ampolla de vidrio

donde se marca la escala graduada de temperatura.

Para potencias mayores se utiliza un termmetro de

esfera. Este termmetro presenta la ventaja de que es posible

conectar unos contactos elctricos que pueden accionar:

- Alarma de a un determinado valor de temperatura.

- Desconexin del transformado en caso de sobrepasar una temperatura de tarado.

Estos termmetros presenta tambin la ventaja de que la lectura

se puede hacer directa sobre la escala indicando los valores mximos de


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temperatura, pudiendo registrarse, mediante una aguja conducida, el valor mximo de temperatura que

ha alcanzado el transformador.

El sistema de control de temperatura y disparo a travs de los contactos del termmetro es apto

para sobrecargas en el transformador, pero no para cortocircuitos, ya que el termmetro tardara

mucho tiempo en desconectar este tipo de fallo, teniendo antes que calentarse todo el aceite a causa del

cortocircuito, que para el caso de un transformador de 1.000 kVA tardara del orden de 10 a 15

minutos.

Rel Buchholz:

Dispositivo de proteccin, situado en el conducto de unin

entre la cuba y el depsito de expansin, destinado a proteger al

transformador de posibles defectos por aumento de temperatura y

descomposicin del aceite.

El transformador, cuando sufre algn defecto elctrico,

genera pequeos arcos elctricos en los bobinados, que a su vez

descomponen el aceite, liberando gases. Estos gases son indicadores

de posible fallo en la mquina y pueden servir como sistemas de

deteccin de averas.

El rel buchholz es una cmara, que en condiciones normales est llena de aceite. Dentro de

esta cmara se sitan dos flotadores que actan sobre dos contactos

de tipo ampolla de mercurio.

La primera funcin que tiene el rel es la de recoger las

posible burbujas de aire que se puedan desprender en la puesta en

servicio del transformador. Cuando se produce una pequea avera,

los gases desprendidos se acumulan en la parte superior del rel,

desplazando el aceite hacia el depsito de expansin. Cuando se

acumula una determinada cantidad, el flotador, al descender el nivel

de aceite, se desplaza el flotador cerrando el contacto que activa una

alarma.

Cuando la avera es de cierta importancia, el

desprendimiento de gases por descomposicin del aceite es ms

violento. En este caso, es la presin que ejerce el propio gas el que

desplaza el segundo flotador cerrando un contacto que desconecta la

alimentacin y la salida del transformador.

En la parte superior del rel existe una vlvula que tiene

como funcin la recogida de los gases desprendidos para su

posterior anlisis, a fin de determinar las posibles causas de avera.

En transformadores de tipo llenado total, se instalan bloques

de proteccin de tipo DGPT, capaces de detectar fugas de gas,

excesos de presin y termostato en dos puntos de regulacin.

A travs de un pequeo visor se pueden observar pequeos descensos de nivel. A la vez

incorpora un termmetro que indica el valor instantneo de temperatura del aceite. Posee una serie de

contactos elctricos que disparan alarma o desconectan el transformador en caso de acumulacin de

gas, perdida de dielctrico, sobrepresin interna de gas, temperatura anormal de aceite dielctrico.


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Rel integrado de seguridad (DGPT 2)

En los nuevos transformadores de tipo hermtico

de llenado integral, es necesaria la utilizacin de

elementos de proteccin capaces de realizar las

siguientes funciones:

Deteccin de la emisin de gases del lquido dielctrico (disparo de desconexin)

Deteccin del aumentos excesivo de la presin del aceite dentro de la cuba (disparo de desconexin)

Lectura de la temperatura del aceite dielctrico y visualizacin del nivel de lquido (contactos de

alarma y disparo regulable)

Todas estas funciones las realizan los rels

integrados de seguridad en un solo elemento.

Fusibles.

Es uno de los elementos fundamentales para la

proteccin de cortocircuitos y sobrecargas en media tensin, pudiendo ser combinado con

seccionadores e interruptores.

Consta de un cilindro aislante,

normalmente de cermica al que en

los extremos se le colocan dos

casquillos metlicos que son los que

se unen al portafusibles. Interiormente

el fusible contiene una o varias

lminas de cobre o aluminio

calculadas para que se fundan al paso

de cierto valor de intensidad. Este

elemento a su vez va unido a un

sistema de muelle que en condiciones normales est tenso. Cuando el fusible se funde libera el muelle

que acta sobre un percutor colocado en uno de los casquillos.

El percutor indica la fusin del fusible y cuando se monta en sistemas con interruptores asociados,

permite abrir en interruptor en caso de fallo de una fase, dejando sin tensin toda la instalacin.

Importante!

Fusibles Combinados: El Interruptor desconecta las tres

fases en caso de fusin de uno o

ms fusibles (disparo por accin

del percutor del fusible).

Fusibles asociados: La fusin de un fusible permite la

continuidad de servicio en el

resto de fases.


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2.3.1 El transformador de distribucin.

Mquina esttica de induccin electromagntica, encarga de reducir la tensin de distribucin

primara, fundamentalmente lneas de alta tensin de tercera categora, a tensin de distribucin de

baja, es decir, a 400/230 V.

Podemos clasificar los transformadores de distribucin en funcin de su aislamiento existiendo

los siguientes tipos:

Transformador con aislamiento de aceite:

Es el tipo ms comn de transformador. El

aislamiento de las bobinas y la refrigeracin se realiza

mediante un aceite especial aislante.

Dentro de este tipo a su vez se puede distinguir

entre transformadores con depsito de expansin y

transformadores de tipo llenado integral. Este ltimo es

el que se est imponiendo en la actualidad por su

mnimo mantenimiento y al que corresponde la imagen

de la derecha.

Transformador encapsulado en resina:

En este caso las bobinas del transformador se encuentran

aisladas mediante una resina especial, que impide el acceso al

interior del transformador.

Tiene como ventaja la disminucin en el peso del

tranformador y su menor volumen, adems se pueden realizar

cambis en las conexiones de las bobinas facilmente.

Su principal inconveniente es que en caso de avera hay

que sustituir el conjunto de bobinas puesto que el aislamiento

de resina no se puede retirar, lo que impide rebobinar la parte

daada.

2.3.1.1 Constitucin externa del transformador.

Pasamos ahora a describir las partes fundamentales que forman un transformador de potencia

de tipo aislado en aceite.

Pasatapas de media tensin.

Pasatapas de baja tensin.

Mando conmutador de bobinados de AT.

Radiadores de refrigeracin.

Cuba.

Depsito de expansin.

Indicador de nivel de aceite.

Tapn de llenado.

Placa de caractersticas.

Ruedas de transporte.


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Los pasatapas de alta y baja tensin son aisladores encargados de evitar derivacin entre los

conductores y el exterior del transformador. El mando conmutador es una rueda que desliza unos

contactos sobre el bobinado de alta tensin. La maniobra de regulacin solo se podr realizar con el

transformador desconectado, es decir sin tensin en la entrada y la salida.

Los bobinados se alojan en el interior de una cuba o depsito, que posee un tapn de llenado en

la parte superior y una vlvula de salida en la inferior, que permite el vaciado del aceite dielctrico.

Sobre la cuba se sita un pequeo depsito,

denominado depsito de expansin, destinado a rellenar

con pequeas aportaciones de aceite las posibles

prdidas y mantener los bobinados totalmente

sumergidos en aceite. En el lateral del depsito de

expansin se coloca un pequeo visor de cristal con una

marca de nivel o un reloj indicador, que nos sirve para

comprobar si existen fugas de aceite y para determinar si

la temperatura es mayor del valor nominal, dado que al

aumentar sta aumenta el volumen de aceite.

Alrededor de la cuba se sitan unas aletas o radiadores que tiene como misin evacuar el calor

que se genera en el transformador. Dentro de ella circula el aceite en un movimiento natural, que hace

que se desplace el aceite caliente a la parte superior de la cuba y el aceite ms fro a la zona inferior.

Sobre la cuba del transformador se designara:

2.3.1.2 Placa de caractersticas de un transformador.

Se trata de una placa metlica, situada en el lateral del transformador, en la que estn indicadas

las caractersticas elctricas ms importantes del transformador. Se pueden observar:

n a b c

A B C

BT

MT

Designacin.

Tensin nominal primaria y secundaria.

Potencia nominal.

Intensidad nominal primaria y secundaria.

Tensin de cortocircuito.

Grupo de conexin e ndice horario.

Niveles de aislamiento.

Peso (total y del aceite).

Calentamientos (del cobre, del aceite, temperatura ambiente).


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2.3.1.3 Constitucin interna del transformador.

Bsicamente los transformadores en general estn constituidos en su interior por dos partes

bien diferenciadas, el ncleo magntico y los arrollamientos o bobinados.

Ncleo magntico.

Forma el camino que toman las lneas de campo magntico para inducir la tensin del primario

al secundario del transformador. Est compuesto por chapas de tipo ferromagntico de acero aleado de

unos 0,35 mm de espesor, con una base de silicio del 3 al 5% y aisladas elctricamente entre s con

una capa de barniz.

Se pueden distinguir dos tipos de chapa magntica.

- Chapa normal, laminada en caliente.

- Chapa de grano orientado, laminada en fro.

El ncleo est formado por las columnas, culatas y yugos.

Arrollamientos.

Los arroyamientos son bobinas de hilo de cobre o aluminio de seccin rectangular o circular.

Los arroyamientos de alta y baja tensin pueden ser realizados de dos modos diferentes, de

forma alternada o concntrica.

El arroyamiento alternado consiste en disponer un determinado nmero de vueltas de baja

tensin, para posteriormente colocar una capa de alta y as sucesivamente desde abajo hasta arriba de

la columna de chapas metlicas hasta cubrir su totalidad.

Por su parte, en el bobinado de tipo concntrico se realiza primero el de baja tensin, ocupando

la totalidad de la columna, y una vez que se ha terminado de bobinar, se comienza el de alta sobre el

bobinado de baja ya realizado.

2.3.1.4 Grupo de conexin e ndice horario.

Se denomina grupo de conexin a un convenio que se utiliza para designar los distintos tipos

de conexiones que se puede hacer en el primario y el secundario. Se pueden realizar varias

combinaciones, tanto en estrella, en triangulo o en zig-zag. En la tabla siguiente se recogen las letras

utilizadas para designar a cada tipo de bobinado.

AT BT

Conexin tringulo D d

Conexin estrella Y y

Conexin zig-zag Z z

Por ejemplo: La conexin Yd indica que el arrollamiento primario se ha conectado en estrella

y el secundario se conect en triangulo.

En referencia al ndice horario, es un sistema por el cual definimos el desfase que existe entre

las tensiones primaria y secundaria anlogas.

Para el clculo del ndice horario se toma como referencia la esfera de un reloj. La manecilla

grande se coloca a las doce indicando la fase A del bobinado de alta tensin. La posicin de la manilla

pequea, que coincide con la fase anloga de baja tensin, indica el ngulo de desfase entre ambos.


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Clase de aislamiento para mquinas elctricas

Clase de aislamiento Y A E B F H C

Temperatura mxima admisible ( en C) 90 105 120 130 155 180 Ms de 180


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2.3.2 Red de puesta a tierra.

Los centros de transformacin debern estar provistos de una instalacin de puesta a tierra, con

objeto de limitar las posibles tensiones de defecto a tierra que pueden aparecer en caso de avera. Este

sistema de tierra debe ser complementado con dispositivos de interrupcin de corriente, deber

asegurar la descarga a tierra de la intensidad de defecto, contribuyendo a la eliminacin del riesgo

elctrico.

Para la realizacin del diseo de la red de tierra se aplicar el Mtodo de clculo y Proyecto de Instalaciones de Puesta a Tierra para CENTRO DE TRANSFORMACIN conectados a Redes de

Tercera Categora de UNESA.

Segn la instruccin MIE-RAT 13, se pondrn a tierra de proteccin, todas las partes

metlicas de la instalacin que no estn en tensin en condiciones normales, pero que puedan estarlo

en caso de accidente.

La misma instruccin dispone que se conecten a tierra de servicio los elementos de la

instalacin que lo necesiten, entre los que se puede destacar:

Los neutros de los transformadores.

Los circuitos de BT de los transformadores de medida.

Los elementos de derivacin a tierra de los seccionadores.

Las auto-vlvulas, limitadores, descargadores, etc.

El sistema de puesta a tierra puede ser de dos tipos:

- Instalacin de tierra general.

- Instalacin de tierras separadas.

Se monta la instalacin de tierra general cuando la tensin de defecto a tierra es inferior a

1.000 V, estando unidas las tierras de proteccin y de servicio.

En caso contrario, cuando la tensin de defecto a tierra es superior a 1.000 V, se montan las

tierras de proteccin y servicio por separado, instalacin de tierras separadas, conectando a la tierra

de servicio los neutros de los transformadores de potencia y medida.

2.3.2.1 Elementos de la puesta a tierra.

Dentro de la instalacin de puesta a tierra podemos distinguir dos elementos fundamentales:

Lnea de tierra.

Electrodo de puesta a tierra.

La lnea de tierra estar constituida por conductor de cobre o de otro material de seccin

equivalente, capaz de soportar la corriente de defecto a tierra en unas condiciones de temperatura

establecidas.

En tierras separadas, la tierra de neutro o de servicio deber tener un aislamiento de 10 kV a

frecuencia industrial (1 minuto) y 20 kV a impulso de rayo de onda (1,2/50 s).

Por su parte, el electrodo de puesta a tierra puede estar constituido de los siguientes elementos:

Picas.

Conductores enterrados horizontalmente.


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En el caso de montaje de picas, estas se clavarn quedando la parte superior a una profundidad

no inferir a 0,5 metros, aconsejndose en terrenos donde se prevean heladas una profundidad de 0,8 m.

En el caso de instalar electrodos horizontales, la profundidad ser igual a la parte superior de

las picas, es decir, 0,5 metros.

La superficie total de electrodos se obtendr en funcin de la intensidad de defecto, la

resistividad del terreno y el tiempo de duracin del defecto medido en segundos.

2.4 Montaje de un centro de transformacin.

El montaje e instalacin de un centro de transformacin va a depender del tipo de centro y de

las condiciones del entorno. No obstante existen una serie de procedimientos de instalacin comunes a

cualquier tipo de centro de transformacin. Vamos a centrarnos en la instalacin de un centro de tipo

prefabricado, dado que este tipo de centro es el ms comn en la actualidad.

Podemos distinguir los trabajos de instalacin en dos:

Trabajos previos a la colocacin del centro.

Los trabajos previos a la colocacin del centro indican las maniobras que se han de realizar

antes que se site el centro de transformacin prefabricado. Dentro de este apartado podemos

distinguir:

Preparacin del terreno para el CT.

Excavacin para el CT. Realizando la excavacin y nivelacin de este, situando un lecho de arena de ro compactada que nos facilite el drenaje y el acceso de las

lneas elctricas por la parte inferior.

Excavacin de las canalizaciones elctricas. Se realizarn sendas zanjas para los conductores de media tensin y para los de baja, de modo que la entrada al centro

resulte cmoda y no se fuercen los radios de curvatura de los conductores.

Instalacin de los electrodos de puesta a tierra. Tanto los de servicio como los de proteccin, en caso de que ambos se instalen por separado.

Acceso de gra y camiones. Acondicionamiento de las inmediaciones al terreno para el acceso del camin de transporte al lugar de instalacin.


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Trabajos posteriores a la colocacin del centro.

Los trabajos posteriores a la instalacin del centro de transformacin sern los siguientes:

Todos estos pasos previos y posteriores a la instalacin del CT prefabricado no incluyen el

montaje de los elementos interiores dado que este tipo de centros traen la aparamenta instalada de

fbrica. No obstante, para centros de tipo convencional, se debera proceder, una vez situado el centro

a la instalacin de:

La aparamenta de las celdas.

Las protecciones y equipos de medida de alta tensin.

Los cuadro de salida en baja tensin.

El transformador.

Los cables conductores que interconectan cada elemento.

2.4.1 Puesta en servicio del CT.

Una vez instalado el centro de transformacin se procedera a la realizacin de pruebas de

funcionamiento y proteccin para posteriormente poner en servicio el centro. Entre las operaciones

previas a la puesta en funcionamiento podemos destacar:

Revisin de las normas de explotacin.

Comprobar los circuitos y tomas de tierra.

Limpiar todas las instalaciones, aisladores, soportes, etc.

Revisar normas y manuales de cada aparato.

Comprobar el buen funcionamiento de dispositivos de mando y enclavamientos.

Limpieza y revisin de todos los contactos, presin de cierre, etc.

Comprobar las conexiones de embarrados y cableado, bien realizadas y con apriete suficiente.

Asegurar el aislamiento de la instalacin y verificar que las condiciones de explotacin son acordes a reglamento.

Observar los niveles de aceite del transformador (si procede).

Tambin se debern realizar las siguientes pruebas.

Medida de resistencia del terreno.

Medida de la tensin de paso y de contacto.

Medida del tarado de rels y del tiempo de actuacin.

Conectar las instalaciones de puesta a tierra de proteccin y servicio a los terminales del centro de transformacin.

Realizar los puentes con el cableado o las barras, tanto para el circuito de alta tensin como para el de baja tensin.

Rellenar la excavacin circundante al centro, que permita su consolidacin definitiva.

Construir una acera perimetral, en el caso de que sea necesaria.


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2.5 Mantenimiento y averas en un Centro de Transformacin.

2.5.1 Mantenimiento de un C.T.

Antes de realizar cualquier maniobra en un centro de transformacin es necesario tener en

cuenta una serie de normas de suma importancia. El no cumplimiento de estas normas bsicas puede

acarrear una avera o un accidente de consecuencias muy graves para el operario o para terceras

personas:

1) No accionar nunca un seccionador en carga.

2) Siempre que tengamos que cortar el servicio en un circuito en carga, se deber accionar

primero el interruptor de apertura en carga o interruptor automtico.

3) Antes de cerrar el seccionador de puesta a tierra comprobar la ausencia de tensin.

4) Antes de restablecer el servicio, comprobar que estn abiertos los seccionadores de

puesta a tierra.

5) Familiarizarse con el centro, observando detenidamente las sealizaciones.

6) Utilizar el material de seguridad necesario en cada maniobra.

Dentro de las operaciones de mantenimiento que se suelen realizar en los centros de

transformacin destacamos las siguientes:

2.5.2 Averas en un centro de transformacin.

En los centros de transformacin actuales las averas son cada vez menos frecuentes,

fundamentalmente debido al grado de tecnificacin y los exhaustivos controles de calidad a los que se

someten aparatos e instalaciones. No obstante pasaremos a indicar las averas ms usuales en funcin

del tipo de transformador y de la configuracin del centro.

C.T. intemperie:

Estos centros, que normalmente estn situados sobre apoyos, suelen dar averas a causa de los

agentes atmosfricos a los que estn expuestos (lluvia, viento, nieve, etc.). Otra causa de averas en

estos C.T. son los actos vandlicos. Ambas causas dan como resultado la rotura y deterioro de

Revisin de la aparamenta elctrica (interruptores, seccionadores, fusibles, auto-vlvulas, etc.)

Estado de las celdas (limpieza, engrase, etc.)

Estado de los transformadores (cables, aisladores, foso, posibles prdidas de aceite.

Comprobacin del estado de las tierras (arquetas, picas, conexiones, medicin de los valores)

Comprobacin de alumbrado interior, exterior y dems elementos auxiliares y de seguridad.


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aisladores, auto-vlvulas y fusibles en la mayora de los casos, averas que se pueden localizar

visualmente desde el suelo, siendo su reparacin igualmente sencilla, realizndose sta sin tensin en

la mayora de los casos.

C.T. interior:

Una gran mayora de las averas que encontramos en este tipo de centros de transformacin se

debe a rotura de timonera (manivelas y elementos de apertura cierre y control). Para este tipo de

avera la reparacin pasa por contactar con el proveedor del material y sustituir los elementos

defectuosos.

Otra avera comn que podemos encontrar en este tipo de centros es la perforacin de alguna

botella terminal en los conductores que van al centro. Si la avera resulta visible, la reparacin pasa por

la sustitucin de estos terminales por unos nuevos, siendo necesario realizar ensayos en el resto de

terminales para comprobar que su estado es bueno, si no es as se proceder a sustituir la totalidad de

los terminales conectados al mismo lugar en el que encontramos el deteriorado.

Tambin es comn la destruccin de los portafusibles en baja tensin por aflojamiento de los

tornillos de estos. En este caso se proceder a sustituir el portafusible defectuoso.

Termografa

En muchas ocasiones la avera no es detectable a simple vista hasta que sus consecuencias no

son muy graves. Por lo que es recomendable realizar inspecciones de las conexiones con equipos que

sean capaces de detectar pequeas anomalas, como problemas de apriete en tornillera, malas

conexiones, recalentamientos en puntos determinados, etc. Para ello se utilizarn equipos especficos

que detectan las variaciones de temperatura en la instalacin a cierta distancia, denominados cmaras

termogrficas.

Estos equipos presentan una imagen en colores que van del negro al blanco pasando por

violeta, azul, verde, amarillo, rojo y blanco. Estos colores indican la temperatura de los objetos que

estamos visualizando y nos dan idea de los puntos calientes de nuestra instalacin, que podran

originar una avera futura.

2 C. de transformación

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