Equipo Integrantes: José ángel Güel VelásquezFlorencio Alcalá BadilloDante Omar cruz muñozErick Alejandro Espinoza Cedillo

Conexiones de Transformadores

Transformadores MonofasicosLos transformadores monofásicos son

empleados frecuentemente Para suministrar energía eléctrica Para alumbrado residencial, toma-corrientes, acondicionamiento de aire, y calefacción.

Transformadores TrifásicosEn la actualidad, la gran mayoría de los

sistemas de distribución y generación de energía, son sistemas trifásicos de CA.

Un transformador trifásico está constituido por tres transformadores, que se encuentran separados o combinados sobre un solo núcleo.

Conexiones de Transformadores TrifásicosLos primarios y secundarios de cualquiera de

ellos pueden conectarse en estrella o en delta, dando lugar a un total de cuatro posibilidades de conexión en el transformador trifásico:

1. Circuito Delta-delta

Gráfica Explicativa

2. Circuito Delta-estrella

Gráfica Explicativa

3. Circuito Estrella-delta

Gráfica Explicativa

4. Circuito Estrella-estrella

Gráfica Explicativa

Operación de transformadores en paralelo

Conexión en paralelo Podemos clasificar transformadores por la

potencia que manejan, por su construcción, por su operación. Los transformadores de potencia pueden llegar a cientos de miles de kilovolts en las grandes redes o a décimos de volts en equipos de comunicaciones o de uso doméstico.

- Por su construcción en cuanto al núcleo y bobinados podemos dividirlos en:

- Tipo de columnas.

- Tipo acorazado.

En ambos casos los núcleos se construyen con hierro laminado especial con alto contenido de silicio, laminaciones que están barnizadas y revestidas para aislarlas entre sí y reducir las corrientes parásitas de circulación. Forman un circuito magnético de alta permeabilidad y bajas pérdidas con entrehierros mínimos (laminaciones trabadas en forma alternada).

En los transformadores de columnas los bobinados son claramente visibles y están devanados sobre núcleos en forma de columnas, unidos por extremos, a las otras columnas por un yugo o puente. Las bobinas rodean a los núcleos.

En los transformadores trifásicos de este tipo cada fase merced al bobinado existente sobre tres columnas crea su flujo magnético.

En los transformadores acorazados el flujo producido por cada bobinado es encerrado en un anillo magnético, de modo que no hay interacción entre el flujo de una fase y las restantes.Los núcleos rodean las bobinas.

Los transformadores monofásicos pueden ser todavía más versátiles si tienen tanto el devanado primario como el devanado secundario fabricados en dos partes iguales. Las dos partes de cualquiera de los devanados pueden entonces ser reconectadas en serie o en paralelo, Configuración en Serie, Configuración en Paralelo. Los transformadores monofásicos tienen habitualmente sus devanados divididos en dos o más secciones. Cuando los dos devanados secundarios están conectados en serie, se agregan sus tensiones. Cuando los devanados secundarios están conectados en paralelo, se agregan sus intensidades.

consideremos que cada devanado secundario está calibrado a 120 volts y 100 amperes. En el caso de una conexión en serie, sería 240 volts a 100 amperes, o 24KVA. Cuando la conexión es en paralelo, sería 120 volts a 200 amperes, o bien 24KVA. En el caso de conexiones en serie, se debe tomar precauciones para conectar los devanados de tal manera que sus tensiones se agreguen. Si ocurre lo contrario, una corriente de corto circuito fluirá en el devanado secundario, provocando que el devanado primario cause un corto circuito a partir de la fuente. Esto podría dañar el transformador, así como la fuente, y tal vez el conector.

Cuando una cantidad considerable de energía está involucrada en la transformación de energía trifásica, es más económico utilizar un transformador trifásico. La colocación única de los devanados y del núcleo ahorra una gran cantidad de hierro, evita pérdidas, ahorra espacio y dinero.

Se entiende que tienen operación en paralelo aquellos transformadores cuyos primarios están conectados a una misma fuente y los secundarios a una misma carga

Razones para la operación de transformadores en paraleloSe conectan en paralelo cuando las

capacidades de generación son muy elevadas y se requiere un transformador demasiado grande

En una conexión de transformadores en paralelo, tenemos un voltaje de fuente, de cierto voltaje, entonces podemos decir que el voltaje de entrada es el mismo para los dos transformadores conectados en paralelo

Estas especificaciones establecen los requisitos mínimos que Deben cumplir los transformadores trifásicos de distribución tipo pedestal, inmersos en líquido aislante, del tipo intemperie.Diseño y fabricación

*GeneralidadesEl transformador tipo pedestal debe tener un compartimiento Para los terminales de alta y Para los terminales de Baja tension. Donde cada compartimiento debe estar separado por barreras metálicas o de otro material rígido.El tanque del transformador y el compartimiento debe ensamblarse formando una unidad compacta. La unidad debe limitar la entrada de agua al compartimiento (excepto en el caso de inundaciones) sin que impida la operación del transformador.

DescripciónDescripción UnidadesUnidades ValorValor

- Servicio - Servicio -- continuocontinuo

- Temperatura Ambiente- Temperatura Ambiente

* Máxima* Máxima ° C° C 4040

* Media* Media ° C° C 2424

* Mínima* Mínima ° C° C 1515

- Altura sobre el nivel del mar- Altura sobre el nivel del mar MM < 1000< 1000

- Valor promedio de radiación- Valor promedio de radiación w/mw/m22 10001000

- Velocidad máxima del viento a 10 m de altura- Velocidad máxima del viento a 10 m de altura

* Establece (5 minutos)* Establece (5 minutos) Km./hKm./h 100100

* Ráfagas (segundos)* Ráfagas (segundos) Km./hKm./h 125125

- Clima- Clima -- TropicalTropical

- Humedad relativa- Humedad relativa

* Máxima * Máxima %% 100100

* Media* Media %% 8080

* Mínima* Mínima %% 4545

* Peligro sísmico* Peligro sísmico -- ElevadoElevado

* Coeficiente de aceleración horizontal* Coeficiente de aceleración horizontal -- 0,30,3

* Coeficiente de aceleración vertical* Coeficiente de aceleración vertical -- 0,210,21

- Nivel de contaminación - Nivel de contaminación III - PesadoIII - Pesado

Características del Sistema

CARACTERISTICASCARACTERISTICAS UNIDADUNIDAD REQUERIDOREQUERIDO

Tensión nominalTensión nominal (kV)(kV) 23,923,9

FrecuenciaFrecuencia (Hz)(Hz) 6060

Tensión entre fase y tierraTensión entre fase y tierraSolidamente puesto a tierraSolidamente puesto a tierra

(kV)(kV) 13,813,8

Características Técnicas del TransformadorCARACTERISTICASCARACTERISTICAS UNIDADUNIDAD REQUERIDOREQUERIDO

Uso Uso -- IntemperieIntemperie

Norma de FabricaciónNorma de Fabricación -- ANSI C57.12.26ANSI C57.12.26COVENIN 536; y 2284COVENIN 536; y 2284

TipoTipo -- Frente MuertoFrente Muerto

Números de FasesNúmeros de Fases -- 0303

Número de DevanadosNúmero de Devanados -- Dos (02)Dos (02)

Tipo de Enfriamiento Tipo de Enfriamiento -- ONANONAN

Capacidad NominalCapacidad Nominal(según solicitud)(según solicitud)

(kVA)(kVA) 75; 112,5;150;225:300;500;75; 112,5;150;225:300;500;750;1000; 1500; 2000 y 2500750;1000; 1500; 2000 y 2500

Frecuencia NominalFrecuencia Nominal (Hz)(Hz) 6060

DEVANADO PRIMARIODEVANADO PRIMARIO

Tensión NominalTensión Nominal 24, 94 / 14,40 Y Tierra24, 94 / 14,40 Y Tierra

Grupo de ConexiónGrupo de Conexión YNyn0YNyn0

Derivaciones de Tomas “tab”, sin cargaDerivaciones de Tomas “tab”, sin carga 24.940 / 23.900 / 22.860 /24.940 / 23.900 / 22.860 /22.290 /21.72022.290 /21.720

Nivel Básico de Aislamiento (BIL) a laNivel Básico de Aislamiento (BIL) a laOnda 1,2/50Onda 1,2/50μμs en A.T.s en A.T.

(kV(kVpicopico)) 125125

Tensión Soportada a Frecuencia Tensión Soportada a Frecuencia Industrial 60hz. a 1 min. en A.T.Industrial 60hz. a 1 min. en A.T.

(kV(kVrmsrms)) 4040

Clase de Aislamiento Devanado A.T.Clase de Aislamiento Devanado A.T. (kV)(kV) 1818

CARACTERISTICASCARACTERISTICAS UNIDADUNIDAD REQUERIDOREQUERIDO

DEVANADO SECUNDARIODEVANADO SECUNDARIO

Tensión Nominal SecuandariaTensión Nominal Secuandaria (V)(V) 208 /120208 /120

Nivel Básico de Aislamiento (BIL) a laNivel Básico de Aislamiento (BIL) a laOnda 1,2/50Onda 1,2/50μμs en A.T.s en A.T.

(kV(kVpicopico)) 3030

Tensión Soportada a Frecuencia Tensión Soportada a Frecuencia Industrial 60hz. a 1 min. en A.T.Industrial 60hz. a 1 min. en A.T.

(kV(kVrmsrms)) 1010

Clase de Aislamiento denavado B.T.Clase de Aislamiento denavado B.T. (kV)(kV) 1,21,2

Independencia Máxima:Independencia Máxima:75 kVA.75 kVA. 112,5 kVA. a 300 kVA.112,5 kVA. a 300 kVA.500 kVA.500 kVA.750 kVA. a 2500 kVA. 750 kVA. a 2500 kVA.

(%)(%) 1, 00 a 5, 001, 00 a 5, 001, 20 a 6, 001, 20 a 6, 001, 50 a 7, 001, 50 a 7, 00

5,755,75

Aumento Promedio de TemperaturaAumento Promedio de Temperatura(en los devanados a plena carga)(en los devanados a plena carga)

(°C)(°C) 6565

*GeneralidadesEl transformador tipo pedestal debe tener un

compartimiento Para los terminales de alta y Para los terminales de Baja tension. Donde cada compartimiento debe estar separado por barreras metálicas o de otro material rígido.

El tanque del transformador y el compartimiento debe ensamblarse formando una unidad compacta. La unidad debe limitar la entrada de agua al compartimiento (excepto en el caso de inundaciones) sin que impida la operación del transformador.

El compartimiento de alta y baja tensión debe situarse a los lados de una cara del tanque del transformador. Visto desde el frente, los terminales de baja tensión deben situarse a la derecha.

Los dispositivos de conexión, protección y maniobra deben ser adecuados para la utilización de conectores aislados separables en el lado de alta tensión y debe tener la previsión para la instalación del asa de fijación.

El transformador no debe tener abertura que permita la entrada de varillas, alambres o cualquier objeto que pueda entrar en contacto con partes energizadas.

Aislador y Conectores de Alta TensiónCada aislador de alta tensión deberá traer su correspondiente

conector terminal constituido por un premoldeado de 25KV; 200 continuos.

En este conector terminal, estarán alojados codos desconectables de 25KV ; BIL de 125 Kv pico.

Soporte MufaPara el caso de la configuración en anillo deberá estar

provisto por ochos soportes montado junto a los terminales de A.T., ubicado a 12,5 grados respecto a la horizontal y sirve para colocar los conectores modulares de A.T.

Aisladores y terminales de baja tensiónSerán cuatro (04), fabricados en cuerpo de porcelana, color

gris; clase 1,2 KV, BIL de 30 kv pico. Los terminales de baja tensión tendrán un BIL de 30 kv pico y deben estar fijados externamente a la pared del tanque. La parte conductora debe ser de cobre estañado o cadmíado, del tipo espada, rectangular y los huecos.

El terminal de neutro de baja tensión (Xo) debe estar aislado y ser de igual tipo al empleado para el resto de los terminales de baja tensión, y a su vez conectado internamente al punto de neutro de los devanados de alta y baja tensión.

Cambiador de Tomas Deberá estar diseñado para operar sin carga, con

indicación clara de su posición y bloqueo; será del tipo exterior 25 kV, BIL de 150 kVpico; 100amperios continuos, y estará ubicada en el compartimiento de A.T.

ProteccionesLado Altas Tensiones La protección de sobre corriente se hará mediante los

siguientes elementos o accesorios.a) Cortacorriente: Será del tipo pared inclinado con la

combinación de fusible de expulsión del tipo Bay-O-Net. Este accesorio contendrá el cartucho fusible y dentro de éste, el elemento fusible reemplazable.

b) Elemento fusible: Será del tipo reemplazable (Bay-ONet Dual Sensing) de capacidad acorde a la del transformador.

c) Fusible limitador o de respaldo: (Insulation link) para proteger a la red primaria de fallas de alta corriente en los devanados de alta del transformador, de capacidad acorde a la del transformador.

Lado de Baja TensiónLa protección en B.T. podrá hacerse mediante

interruptores automáticos ó fusibles limitadores para cables; pero ellos están, intrínsecamente relacionados con el diseño de la red y no dependen de la construcción del transformador.

Puesta a tierra y conexión del neutro En cada compartimiento del tanque, en su parte interior,

se proveerán conectores tipo mordaza para la puesta a tierra; cada uno de ellos situada en la parte inferior del tanque a través de una pieza metálica roscada y que permitirá alojar conductores de cobre hasta el calibre No. 4/0 AWG. Allí se hará la puesta a tierra del tanque, del neutro concéntrico del cable primario y del terminal neutro. El conector depuesta a tierra del compartimiento y el terminal del neutro (Xo) de B.T. deberán conectarse entre sí, externamente, por medio de una pletina de cobre flexible, con capacidad suficiente para soportar la corriente de falla basada en la capacidad del transformador.

El neutro de las bobinas de A.T. debe ir conectado a la pared interna del tanque mediante un conector tipo grapa; igual se hará con la conexión externa.

El gabinete debe estar puesto a tierra a través del tanque por algún

medio distinto de aquél que puedan brindar los medios de sujeción del gabinete al tanque.

Características MecánicasDebe estar provisto de una válvula para liberar presiones

internas.Deberá llevar un tapón roscado en el lado inferior del tanque

en elcomportamiento de baja tensión para drenaje y conexión del

filtro de aceite.Deberá llevar un tapón roscado en el lado superior del

comportamiento de baja tensión para el llenado.La unidad no presentará saliente, bordes ni aristas agudas

cortantes. Todas las soldaduras deberán estar lisas.

TanqueEl tanque debe ser herméticamente sellado.Debe tener una válvula para aliviar la sobre

presión que resulte de la operación normal del transformador.

Debe soportar una presesión relativa de 0,5 kg/cm2 sin que se produzca deformación permanente.

Debe estar provisto de dispositivos para el vaciado y llenado del tanque.

El tanque debe llenarse con líquido aislante que cumpla con la norma del fabricante.

PinturaLa pintura del tanque del transformador deberá resistir la

corrosión, agua y demás agentes contaminantes debidos a la intemperie. El proceso será como se describe a continuación:

a) La preparación de la superficie debe efectuarse por uno de los siguientes métodos:

- Por chorro de arena - Por medios químicos.

b) Aplicación de fondo anticorrosivo: - Parte Interna: Aplicar un fondo anticorrosivo, el

mismo debe ser del tipo Cromato de Zinc. - Parte Externa: Si requiere un fondo anticorrosivo,

el mismo debe ser del tipo Cromato de Zinc.c) Acabado final: Se aplicará una pintura al horno o poliuretano de

color verde, RAL 6001 ó 6005. El espesor total del acabado debe soportar 1000 horas en cámara salina.

La parte inferior del tanque deberá tener un acabado final y a una altura de 100 mm de una capa de pintura bituminosa como protección adicional contra la corrosión.

Marcación y RotulaciónPlaca de CaracterísticaLa placa de característica deberá ser indeleble,

fabricada en aluminio resistente a la corrosión y contendrá la siguiente información:

Número SerialNombre del fabricante, lugar de fabricaciónMes y año de FabricaciónClase de EnfriamientoNúmero de FasesFrecuencia Nominal (Hz)Potencia Nominal (kVA)Voltaje Nominal de A.T. (kV)

Voltaje Nominal de B.T, (V)

Derivaciones de la Tomas (mostrando posición y voltaje) Aumento promedio de temperatura (a plena carga) (°C) Polaridad Impedancia de cortocircuito (%) Diagrama de conexión Corriente Nominal (A) Nivel Básico de Aislamiento (BIL) a la onda 1,2/ 50 μs (kVpico) A.T./B.T. Tensión soportada a frecuencia industrial (kVrms) A.T./B.T. Peso (kg) Volumen de Aceite (l)

MarcaciónLos terminales deberán ser identificados como H1A; H1B;

H2A; H2B; y H3A; H3B (alta tensión) y X1; X2; X3 y Xo (baja tensión). Se usará pintura de color negro, con letras y números de 40 mm de ancho y 60 mm de alto.

La manija del cambiador de tomas en el compartimiento de alta tensión debe llevar una indicación de color Rojo que diga “OPERAR SIN TENSIÓN”

En la tapa frontal lado derecho debe llevar una etiqueta de advertencia por choque eléctrico.

MarcaciónLos terminales deberán ser identificados como

H1A; H1B; H2A; H2B; y H3A;H3B (alta tensión) y X1; X2; X3 y Xo (baja tensión). Se usará pintura de color negro, con letras y números de 40 mm de ancho y 60 mm de alto.

La manija del cambiador de tomas en el compartimiento de alta tensión debe llevar una indicación de color Rojo que diga “OPERAR SIN TENSIÓN”

En la tapa frontal lado derecho debe llevar una etiqueta de advertencia por choque eléctrico.

Disposiciones de Terminales AT

Disposiciones de terminales BT

Requisitos de la Materia Prima El fabricante deberá presentar a la compañía

que compra el producto, una vez realizada la inspección final, los certificados de calidad de la materia prima utilizada en la fabricación de los transformadores, verificando que en tales certificados, figure la siguiente información general:

Nombre del proveedor de la materia prima.Denominación del producto.Fecha de producción.Normas de Fabricación.Resultados de los ensayos, pruebas y análisis por

cada material suministrado.Firma y sello del departamento de Control de

Calidad.

PruebasEl fabricante deberá presentar certificado

de pruebas del 100% de los transformadores a adquirir por capacidad.

Las cuales que se efectuarán para verificar la calidad y uniformidad de la mano de obra y de los materiales usados en la construcción de los transformadores y para determinar los valores característicos de éstos. Las pruebas a realizar serán las siguientes:

Relación de TransformaciónEnsayo en Vacío (permite conocer las pérdidas en el hierro

y la corriente de excitación, ésta no debe exceder del 2%).Ensayo de Corto Circuito (permite conocer las pérdidas en

el cobre y la impedancia de cortocircuito).

Ensayo de Tensión Aplicada (permite verificar el aislamiento entre

bobinas y tanques, y entre bobinas)Ensayo de Tensión Inducida (para verificar aislamiento entre

espirasde bobinas) HermeticidadRigidez dieléctrica del aceiteResistencia de Aislamiento (Megger)Comprobación de la polaridad.

PerdidasPerdidas en vacíoLas pérdidas en vacío o en el hierro, deben ser indicadas por el

fabricante en su oferta a la tensión y frecuencia nominal.Pérdidas en cortocircuitoLas pérdidas en cortocircuito o en el cobre deben ser indicadas

por el fabricante su oferta a la corriente y frecuencia nominal.

Perdidas TotalesPérdidas Totales = Pérdidas en el Hierro + Pérdidas en el

Cobre.