Centros de Transformación

GeneralidadesComo veíamos anteriormente la tensión de los

alternadores de las Centrales Eléctricas era muy baja, ypor razones económicas se necesitaba realizar eltransporte de la energía eléctrica hasta los puntos deconsumo situados en las grandes urbes, en donde lassubestaciones transformadoras rebajan la tensión detransporte (400 - 220 - 132 kV) en tensiones dedistribución (66-45 kV), mientras que las de suministro ydistribución en los puntos de utilización se realizan a (30 -20 -15 kV) alimentando a nuevos puntos reductores detensión llamados Centros de Transformación. siendo estasnuevas tensiones las utilizadas por los receptoresnormalmente instalados en industrias o viviendas. Lastensiones trifásicas de utilización que salen de losdiferentes Centros de Transformación son actualmente de3 x 400/230 V, mientras que las anteriores eran de 3 x380/220 V, aunque todavía quedan en algunos puntos deEspaña tensiones de alimentación a 3 x 220/127 V De acuerdo con el Reglamento sobreCondiciones Técnicas y Garantías de Seguridad en Centrales Eléctricas, Subestaciones yCentros de Transformación (R.C.T.G.S.C.E.S.C.T.) en su artículo 1 nos dice: Se denominaCentro de Transformación (C.T.) a la instalación provista de uno o varios transformadoresreductores de Alta a Baja tensión con la aparamenta y obra complementaria precisa.

Clasificación de los centros de transformaciónEl mismo Reglamento en su Artículo 3 clasifica lasinstalaciones en función de sus tensiones, por lo que laclasificación en categorías es la siguiente:Primera Categoría: Las de tensión nominal superior a 66kV.Segunda Categoría: Las de tensión nominal igual oinferior a 66 kV y superior a 30 kVTercera Categoría: Las de tensión nominal igual o inferiora 30 kV y superior a 1 kV

A efectos profesionales las Empresas Productoras yDistribuidoras de Energía Eléctrica y los Fabricantes dematerial eléctrico han convenido en seccionar ladenominada A.T.. o según el Reglamento en lassiguientes parcelas:

MEDIA TENSIÓN (M.T.): Tensión superior a 1 kV hastaunos 50 kV.ALTA TENSIÓN (A.T.): Tensiones comprendidas entrelos 50 y 300 kV.MUY ALTA TENSIÓN (M.A.T.): Tensiones superiores a 300 kV e inferiores a 800 kVULTRA ALTA TENSIÓN (U.A.T.): Tensión igual o superior a 800 kV

Los C.T. pueden ser instalados en el interior o en el exterior o intemperie.

Los CENTROS DE TRANSFORMACIÓN de interior se instalan en edificios independientes oen edificios destinados a otros usos, pero sus dimensiones deberán permitir:

* El movimiento y, colocación en su interior de los elementos y maquinaria necesariospara la realización adecuada de la instalación.

* La ejecución de las maniobras propias de la explotación en condiciones óptimas deseguridad para las personas que las realicen.

* El mantenimiento del material. así como la sustitución de cualquiera de los elementosque constituyen el mismo sin necesidad de proceder al desmontaje o desplazamiento delmismo.

Las dimensiones de los pasillos de acuerdo con el R.C.T.G.S.C.E.S.C.T. 1

Para Pasillos de Maniobra. Con elementos en Tensión a un solo lado: 1.0 m. Con elementos en Tensión a ambos lados: 1.2 m.Para Pasillos de Inspección.Con elementos en Tensión a un solo lado: 0,8 m. Con elementos en Tensión a ambos lados: 1.0 m.Los valores que aquí se indican deberán ser totalmente libres, es decir, medidos entre

las partes más salientes que pudieran existir, tales como mandos de aparatos, barandillas..etc.

En cualquier caso, los pasillos deberán estar libres de todo Obstáculo hasta una alturade 2,30 m.

Deberán poseer ventilación natural para la renovación del CENTRO DETRANSFORMACIÓN.

La altura entre la entrada y, salida del aire será máxima.Sus dimensiones dependerán de las potencias de los transformadores,Las rejillas situadas en la zona del transformador. serán flotantes respecto del sistema

de tierras y con un IP 33.El volumen de aire a renovar en el CENTRO DE TRANSFORMACIÓN, va en función de las

pérdidas totales de los transformadores y de la diferencia de temperaturas que se admite entreel

aire a la salida y a la entrada del CENTRO DE TRANSFORMACIÓN, como máximo 20 ºC(según el Proyecto tipo UNESA solo 15 ºC).

Los CENTROS DE TRANSFOMACIÓN situados en edificios independientes suelenalojarse en espacios abiertos, en zonas rurales, urbanizaciones, polígonos industriales, etc., enlocales construidos especialmente para su instalación. Los tipos principales son:

En Superficie. Situados en la superficie del terreno, preparados para alojar un Trafo, odos Trafos

Subterráneos. Alojados en el subsuelo, la alimentación será subterráneaLos CENTROS DE TRANSFORMACIÓN también pueden instalarse en edificios

destinados a otros usos. alojándose en locales exclusivamente dedicados a estasinstalaciones. pudiéndose situar:

En la planta baja del edificio. generalmente de viviendas o de locales comerciales.

En planta sótano, instalándose en la primera planta sótano del edificio

Los CENTROS DE TRANSFORMACIÓN de intemperie se instalan sobre apoyos, nosuperando las 160 kVA de potencia. cuando son del tipo de Empresa. La protección contra

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cortocircuitos y/o sobrecargas se realiza por medio de fusibles de expulsión montados sobreseccionadores. La protección contra descargas o sobretensiones de origen atmosféricos serealiza por medio de autoválvulas.

Según su alimentación éstos pueden ser:

Alimentación en Puntas. Únicamente tienen una línea de alimentación, es decir, parten de lared principal en derivación o constituyen el punto final de la misma

Los Centros de Seccionamiento o de Paso. Se Utilizan para el seccionamiento de una línea, y para mejorar la maniobrabilidad de la

misma. Normalmente en todo Centro de Seccionamiento existen varias cabinas o elementos decorte en carga preparadas/os para poder realizar las maniobras adecuadas sobre las líneas deentrada y salida. Cuando el CENTRO DE TRANSFORMACIÓN es propiedad del cliente, al ser lasceldas de acometidas de uso exclusivo de la E.S.E., será necesario la instalación de elementosde corte. seccionadores o interruptores, que puedan dejar sin servicio dicho CENTRO DETRANSFORMACIÓN, A ESTE TIPO DE CENTRO SE LE DENOMINA Centro De Transformación deSeccionamiento y Abonado

Los Centros de Entronque Es un caso particular de los Centros de Seccionamiento. Destinados igualmente a la

maniobra y protección de la instalación que alimenta a un abonado o cliente. Puede existir elequipo de medida general de la instalación de A.T. Es obligatorio cuando la instalación delabonado o cliente se alimenta de la red en subterráneo y su potencia es superior a 1 .000 kVA.

Según su utilización se dividen en:

Centros de Distribución o de Empresa. Son aquellos que pertenecen a las E.S.E. De estos centros parten las diferentes redes

de Baja tensión para la alimentación a los clientes. Centros de Abonado o Cliente,

Son propiedad de¡ cliente. Su tensión de alimentación viene condicionada por la tensiónde red de la E.S.E. que distribuya en la zona.

Dentro de este tipo de centros podemos distinguir dos Tipos:

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* Con equipos demedida en B.T.. normalmenteestos centros son de pequeñapotencia y de tipo intemperie.

* Con equipo demedida en A.T., para esto esobligatorio que dicho centrodisponga de una Celda deMedida en la que irán alojadoslos transformadores deintensidad y de tensiónrespectivamente. y en eseorden en el sentido de lacorriente. Además seráobligatoria la instalación de unarmario que se encuentreseparado de dichas celdas,donde irán alojados losdiferentes componentes queforman el equipo de medidacomo son: Contador de activa(si la potencia del CENTRO DETRANSFORMACIÓN es superiora 50 kVA, el contador deactiva estará dotado de Maxímetro) contador dereactiva, placas de comprobación, conmutador horario (reloj),

Todo CENTRO DE TRANSFORMACIÓN de cliente cuya potencia alcance las 1.000 kVA,deberá disponer de relés de protección de puesta a tierra.

Partes fundamentales

Nombre Designación Descripción

Celda de Línea CML

Dotada con un interruptor - seccionador de tresposiciones, permite comunicar el embarrado del conjunto

de celdas con los cables, cortar la corriente asignada,seccionar esta unión o poner a tierra simultáneamente los

tres bornes de los cables de Media Tensión

Celda de proteccióncon fusibles CMP-F

Además de un interruptor igual a la celda de línea,incluye la protección con fusibles, permitiendo su

asociación o combinación con el interruptor.Opcionalmente se puede incorporar el sistema autónomo

de protección RPTA.

Celda interruptorautomático de corte

en vacíoCMP-V

Incluye un interruptor automático de corte en vacío y unseccionador de tres posiciones en serie con él. Está

dotada del sistema autónomo de protección RPGM, quepermite la realización de protecciones generales o de

transformador.

Celda interruptorpasante CMIP

Dispone de un interruptor en el embarrado de la celda,con objeto de permitir la interrupción en carga

(separación en dos partes) del embarrado principal delcentro de transformación.

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Celda de remonte CMR

Dispone de un interruptor en el embarrado de la celda,con objeto de permitir la interrupción en carga

(separación en dos partes) del embarrado principal delcentro de transformación.

Celda de medida CMM

Esta celda, de reducidas dimensiones, permite incluir enun bloque homogéneo con las otras funciones del sistema

modular de celdas, los transformadores de medida detensión e intensidad.

Celda de entrada de línea Es la encargada de recibir el conductor que alimenta el centro de transformación. Está

equipada con interruptor de corte en carga y seccionador de puesta a tierraCelda de salida de línea.

Es la encargada de interrumpir el conductor de salida a otros CENTROS DETRANSFORMACIÓN. Si desde este CENTROS DE TRANSFORMACIÓN se alimenta a un centro enpuntas existirá otra celda que será la encargada de seccionar dicha línea. Está equipadaigualmente con interruptor de corte en carga y seccionador de puesta a tierra.Celda de Seccionamiento.

Es la encargada de dejar fuera de servicio la parte del CENTRO DE TRANSFORMACIÓNpropia del abonado.

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En función de la potencia del CENTRO DE TRANSFORMACIÓN estará dotada deseccionador si la potencia del CENTRO DE TRANSFORMACION es inferior a 1.000 kVA o deinterruptor automático si la potencia es superior.

Celda de Seccionamiento y Protección General.Es la encargada de alojar los elementos de seccionamiento y protección general del CENTRODE TRANSFORMACIÓN, esto es cuando el mismo posee más de un transformador.

Celda de MedidaCompuesta por tres transformadores, de intensidad y tres de tensión. El equipo de

medida compuesto por los contadores. placas de comprobación y reloj se encuentran situadosfuera de la celda para evitar cualquier riesgo para el personal que realiza su lectura. Dichacelda se encuentra precintada por la E.S.E.

Celda de Protección de Máquina o de Transformador. (CMP-F)Corresponde con la protección individual del transformador, generalmente se realiza con

interruptor y fusibles de a.p.r. combinados, o bien, por interruptor automático

Celda de Transformación. Punto donde se coloca el transformador de potencia. Deberá estar protegido por

tabiques o muros que impidan la proyección de material y aceite al resto de las instalaciones,en caso de proyección de los mismos.

De tal forma deberá preverse la recogida del aceite en caso de accidente.

Cuadro de Baja Tensión (a instalar en CENTRO DE TRANSFORMACIÓN de Empresa).De la salida de cada uno de los transformadores se deriva al cuadro de Baja Tensión,

desde donde partirán debidamente protegidas las líneas de B.T. que alimentarán,respectivamente. a las diferentes Cajas Generales de Protección (C.G.P.) o bases tripolaresverticales (B.T.V.) y desde éstas a los diferentes puntos de consumo.

Aparamenta para alta tensión

Se denomina aparamenta eléctrica a todos aquellos equipos o aparatos que permitencontrolar el sistema eléctrico a voluntadLa aparamenta que se dispone en un Centro de Transformación bien sea de interior como deintemperie cumple las funciones de:

* Maniobra de circuitos.* Transformación de la energía.* Protección de bienes y personas.

A continuación veremos parte de las funciones e instalaciones que deben existir en unCENTRO DE TRANSFORMACIÓN.

Los CABLES que alimentarán al CENTRO DE TRANSFORMACIÓN serán de aluminio de:1 x95 mm2, 1 x 150 mm2 y 1 x240 mm2 para 12/20 kV y de 15/25 kV de aislamiento

AISLADORES.- Son piezas de materialaislante que sirven para soportar o sujetarconductores o equipos eléctricos. En función de dóndese sitúen podrán ser de interior o de exterior Los materiales más utilizados en la fabricación deaisladores para equipos, de maniobra interior enCENTROS DE TRANSFORMACION son: la Esteatita ylas resinas de Epoxy, por su gran capacidad parasoportar los grandes esfuerzos mecánicos que seproducen cuando se realiza la apertura y cierre de loselementos de conexión

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SECCIONADOR.- Es un aparato mecánico deconexión que, por razones de seguridad en posiciónabierta asegura una distancia de seccionamiento quesatisface a condiciones especificadas.

También es capaz de abrir y cerrar un circuitocuando es despreciable la corriente a interrumpir o aestablecerSu montaje deberá realizarse de tal modo que no puedacerrarse de forma imprevista. por gravedad o vibraciones.

INTERRUPTOR. Es el aparato dotado depoder de corte. destinado a efectuar la apertura yel cierre de un circuito. que tiene dos posiciones enlas que puede permanecer en ausencia de acciónexterior y que corresponden una a la apertura , laotra al cierre del circuito.

Puede cerrar. pero no interrumpirintensidades de cortocircuito.

Los procedimientos utilizados máscomúnmente para la extinción del arco son:

Aéreos con apagachispas o cuernos.De soplado magnético.De soplado neumático o autoneumático.En baño de aceite, pequeño volumen de aceite,gas (SF6) hexafloruro de azufre.

En estos aparatos además de suscaracterísticas eléctricas de intensidad y tensiónnominales, es fundamental conocer su:

PODER DE CORTE.- Valor de la intensidadque el aparato es capaz de cortar bajo una tensiónde restablecimiento determinada y en lascondiciones prescritas de funcionamiento. Seexpresa en kA y MVA.

PODER DE CIERRE.- Valor de la intensidad que el aparato es capaz de restablecer, bajouna tensión dada, en las condiciones prescritas de funcionamiento.

INTERRUPTOR-SECCIONADOR Es un interruptor que en la posición abierto satisface las condiciones, de aislamiento

especificadas para un seccionador.

INTERRUPTOR AUTOMÁTICOLa MIE30.- dice: Interruptor Automático es el interruptor capaz de establecer, mantener

e interrumpir la intensidad de la corriente de servicio, o interrumpir automáticamente oestablecer en condiciones predeterminadas, intensidades de corriente anormalmente elevadas,tales como las corrientes de cortocircuito. Se utilizan para la protección de instalaciones y transformadores.

SECCIONADORES DE PUESTA A TIERRA

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Aparatos de conexión utilizados para poner a tierra partes de un instalación. Puedesoportar durante determinado tiempo intensidades en condiciones anormales como las decortocircuito, pero no están previstos para soportar la intensidad en las condiciones normalesdel circuito o instalación.

AUTOVÁLVULASLas autoválvulas son pararrayos de resistencia

variable(no lineal). Son los dispositivos de proteccióncontra sobretensiones. cine normalmente se utilizan enlas redes de A.T. para proteger transformadores ycables. que puedan estar sometidos a sobretensionessuperiores al nivel de aislamiento seleccionado paradichos elementos.

RELÉS DIRECTOS Son los excitados por la propia intensidad que pasa por cada fase que alimenta al

transformador o al receptor a proteger. si la intensidad es superior a la que se ha tarado élmismo provoca el disparo del interruptor asociado a él.

RELÉS INDIRECTOSLos relés indirectos están excitados por una intensidad reducida. imagen de la

intensidad primaria que toma el transformador de potencia, haciendo uso de transformadoresde intensidad de relación ln / 5 A.

TERMÓMETROS Para el control de la temperatura a la que

se encuentra el aceite de los transformadores deM.T. se suelen utilizar termómetros. Si la potenciadel transformador es pequeña. se suelen instalartermómetros de columna sobre la tapa deltransformador. Este aparato está dotado en suinterior de alcohol coloreado de color rojo y alojadodentro de una ampolla de cristal en la que se hagrabado una escala donde se realiza la lectura.

El termómetro de esfera de la figuraademás de señalar la lectura directa. va equipadocon dos contactos que permiten:

* Accionar una alarma a una temperaturapredeterminada (t1)

* Ordenar la desconexión del transformadoral alcanzar una temperatura (t2) Algunos equipos están equipados conagujas conducidas que permiten registrar loslímites máximo y mínimo de temperatura en unperíodo a partir del instante de una puesta acero.

RELÉ BUCHHOLZ Los incidentes eléctricos que puedan

afectar a los bobinados sumergidos en aceite setraducen en un desprendimiento de gases cuyacomposición es función de la naturaleza de losaislantes líquidos sometidos a la acción del arcode defecto.

La primera acción del Buchholz es larecuperación de los gases producidos y laseñalización de su aparición. Hay que teneren cuenta que al poner en servicio eltransformador se pueden producirdesprendimientos de burbujas internas de aire.

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Este aire proviene de pequeñas burbujas aprisionadas en los bobinados. los radiadores. Lostubos y conductos de circulación o refrigeración.

La elevación de la temperatura, las vibraciones, el movimiento circular del aceite.eliminan poco a poco estas burbujas de aire.

La presencia de un desprendimiento gaseoso no es pues criterio absoluto de incidente.Es necesario determinar la naturaleza de los gases producidos para descubrir si se trata

de un fenómeno de orden eléctrico. El funcionamiento del mismo es el siguiente:Para permitir recoger la totalidad de los gases. el relé Buchholz ha de colocarse en el

punto más alto del sistema a controlar. es decir. entre el tubo de salida del transformador y eldepósito de expansión del mismo para que siempre esté lleno de aceite.

El interior del cuerpo del relé Buchholz tiene dos flotadores. el F1 situado en la partesuperior y que sirve para dar la alarma previa, y el F2 situado en la parte inferior del mismo yque da la orden de desconexión.

El flotador F1 es controlado por medio de un recinto transparente que nos da lainformación necesaria para ver el estado en que se encuentra.

Cualquier aumento de gases produce un basculamiento del flotador F1, conectando sucontacto NA (normalmente abierto). con el consiguiente aviso. De forma similar y si el nivel delaceite baja hasta hacer actuar al flotador F2. el cual acciona su contacto NA y manda la señal ala bobina de emisión de corriente que lleva el interruptor automático para que proceda a ladesconexión del transformador.

Es importante comprobar rápidamente la naturaleza del gas recogido en la parte altadel relé Buchholz para analizarlo. si el gas recogido no es combustible es porque se trata deaire, por lo que el transformador puede seguir en servicio. En caso de que la muestra de gasesanalizados sea inflamable nos indica que tiene un defecto importante. por lo que procederemosa poner fuera de servicio el mismo.

TRANSFORMADOR Es una máquina estática, de inducción

electromagnética destinada a transformar unsistema de corrientes variables en otro deintensidades y tensiones generalmentedistintas. pudiendo ser su aislamiento enaceite o encapsulados en resina

Para este caso de distribución de laenergía eléctrica serán normalmentetrifásicos, si bien se admiten bancosconstruidos con tres transformadoresmonofásicos y excepcionalmente seadmitirán transformadores monofásicos.siempre que su potencia sea inferior a 5 kVA.

Funcionando en vacío, es decir, sincarga la relación de transformación entre lastensiones de fase del primario U1 y delsecundario U2 es a la relación del número deespiras primarias N1 y las secundarias N2

Sus características fundamentalesson:* Tensión Primaria: U1* Tensión Secundaria: U2* Grupo de Conexiones.*Tensión de Cortocircuito: Ucc

Estas características deberán ser ¡guales en caso de trabajar dos o mastransformadores en paralelo.

Las potencias unitarias recomendadas expresadas en kVA para transformadores dedistribución son: 10 - 25 - 50 - 100 - 160 - 250 - 400 - 630 - 800 - 1.000

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Para la instalación de centros de cliente las potencias de los transformadores además delas anteriores pueden llegar a ser, expresadas en kVA. de: 1.250 - 1.600 - 2.000 - 2.500

Todos los transformadores estarán provistos de un dispositivo de regulación +/-(5%) detensión, que irán colocados sobre la tapa y actuarán sobre los arrollamientos de A.T..permitiéndose únicamente variar la relación de transformación estando el transformadordesconectado.

Los tipos de transformadores son:Clase B1 - Apto para alimentar redes a tensiones nominales de 220 V.Clase B2 - Apto para alimentar redes de 380 V.

Los grupos de conexión más utilizados son:* Y zn 11 para transformadores de pequeña potencia de 25 a 100 kVA.* D yn 11 para todas las potencias de 160 a 1.000 kVA.

Siendo:D - Conexión triánguloY - Conexión estrella z = Conexión Zig-Zagn = Neutro accesible.

TRANSFORMADORES DE MEDIDA Son pequeños transformadores de aislamiento seco, que nos reproducen magnitudes

proporcionales a las originales del circuito Principal, tanto en intensidad como en tensiónLos objetivos principales de los transformadores de medidas son:* Aislar o separar los circuitos y aparatos de medida de la A.T. evitando accidentes.* Evitar perturbaciones electromagnéticas de las corrientes elevadas y reducir las

intensidades de cortocircuito a valores admisibles en delicados aparatos de medida.* Obtener magnitudes proporcionales de intensidad y tensión evitando dificultades para

manejar tensiones e intensidades tan elevadas.

EQUIPOS DE MEDIDA La necesidad de medir la energía eléctrica consumida por un cliente obliga a la

instalación de un equipo de medida de energía eléctrica.Éstos suelen estar compuestos por los siguientes aparatos:* Contador de energía activa (simple, doble, triple tarifa. con o sin maxímetro).* Contador de energía reactiva.* Transformadores de intensidad.* Transformadores de tensión.* Placa de comprobación o DIOVA.* Interruptor horario.

MANIOBRAS EN UN CENTRO DE TRANSFORMACIÓN

INSTRUCCIONES PARA MANIOBRASAntes de realizar una maniobra, habrá que tener en cuenta las siguientes premisas: 1º) No accionar nunca un seccionador en carga.2º) Siempre que tengamos que cortar servicio en un circuito en carga, se deberá

accionar primeramente el interruptor de apertura de carga o el interruptor automático.3º) Antes de cerrar un seccionador de puesta a tierra (p.a.t.) comprobar la

ausencia de tensión.4º) Antes de reestablecer servicio en un circuito. Comprobar que están abiertos los

seccionadores de p.a.t.5º) Familiarizarse con el centro y observar detenidamente la señalización si es que la

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

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