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Conexiones de Transformadores

Transformadores MonofasicosLos transformadores monofsicos son empleados frecuentemente Para suministrar energa elctrica Para alumbrado residencial, toma-corrientes, acondicionamiento de aire, y calefaccin.

Transformadores TrifsicosEn la actualidad, la gran mayora de los sistemas de distribucin y generacin de energa, son sistemas trifsicos de CA.Un transformador trifsico est constituido por tres transformadores, que se encuentran separados o combinados sobre un solo ncleo.

Conexiones de Transformadores TrifsicosLos primarios y secundarios de cualquiera de ellos pueden conectarse en estrella o en delta, dando lugar a un total de cuatro posibilidades de conexin en el transformador trifsico:

1. Circuito Delta-delta

Grfica Explicativa

2. Circuito Delta-estrella

Grfica Explicativa

3. Circuito Estrella-delta

Grfica Explicativa

4. Circuito Estrella-estrella

Grfica Explicativa

Operacin de transformadores en paralelo

Conexin en paralelo Podemos clasificar transformadores por la potencia que manejan, por su construccin, por su operacin. Los transformadores de potencia pueden llegar a cientos de miles de kilovolts en las grandes redes o a dcimos de volts en equipos de comunicaciones o de uso domstico.

- Por su construccin en cuanto al ncleo y bobinados podemos dividirlos en:

- Tipo de columnas.

- Tipo acorazado.

En ambos casos los ncleos se construyen con hierro laminado especial con alto contenido de silicio, laminaciones que estn barnizadas y revestidas para aislarlas entre s y reducir las corrientes parsitas de circulacin. Forman un circuito magntico de alta permeabilidad y bajas prdidas con entrehierros mnimos (laminaciones trabadas en forma alternada).

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

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

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

Los transformadores monofsicos pueden ser todava ms verstiles 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, Configuracin en Serie, Configuracin en Paralelo. Los transformadores monofsicos tienen habitualmente sus devanados divididos en dos o ms secciones. Cuando los dos devanados secundarios estn conectados en serie, se agregan sus tensiones. Cuando los devanados secundarios estn conectados en paralelo, se agregan sus intensidades.

consideremos que cada devanado secundario est calibrado a 120 volts y 100 amperes. En el caso de una conexin en serie, sera 240 volts a 100 amperes, o 24KVA. Cuando la conexin es en paralelo, sera 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 fluir en el devanado secundario, provocando que el devanado primario cause un corto circuito a partir de la fuente. Esto podra daar el transformador, as como la fuente, y tal vez el conector.

Cuando una cantidad considerable de energa est involucrada en la transformacin de energa trifsica, es ms econmico utilizar un transformador trifsico. La colocacin nica de los devanados y del ncleo ahorra una gran cantidad de hierro, evita prdidas, ahorra espacio y dinero.

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

Razones para la operacin de transformadores en paraleloSe conectan en paralelo cuando las capacidades de generacin son muy elevadas y se requiere un transformador demasiado grandeEn una conexin 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 mnimos que Deben cumplir los transformadores trifsicos de distribucin tipo pedestal, inmersos en lquido aislante, del tipo intemperie.Diseo y fabricacin*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 metlicas o de otro material rgido.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 operacin del transformador.

DescripcinUnidadesValor- Servicio -continuo- Temperatura Ambiente * Mxima C40 * Media C24 * Mnima C15- Altura sobre el nivel del marM< 1000- Valor promedio de radiacinw/m21000- Velocidad mxima del viento a 10 m de altura * Establece (5 minutos)Km./h100 * Rfagas (segundos)Km./h125- Clima-Tropical- Humedad relativa * Mxima %100 * Media%80 * Mnima%45 * Peligro ssmico-Elevado * Coeficiente de aceleracin horizontal-0,3 * Coeficiente de aceleracin vertical-0,21 - Nivel de contaminacin III - Pesado

Caractersticas del Sistema

CARACTERISTICASUNIDADREQUERIDOTensin nominal(kV)23,9Frecuencia(Hz)60Tensin entre fase y tierraSolidamente puesto a tierra(kV)13,8

Caractersticas Tcnicas del Transformador

CARACTERISTICASUNIDADREQUERIDOUso -IntemperieNorma de Fabricacin-ANSI C57.12.26COVENIN 536; y 2284Tipo-Frente MuertoNmeros de Fases-03Nmero de Devanados-Dos (02)Tipo de Enfriamiento -ONANCapacidad Nominal(segn solicitud)(kVA)75; 112,5;150;225:300;500;750;1000; 1500; 2000 y 2500Frecuencia Nominal(Hz)60DEVANADO PRIMARIOTensin Nominal24, 94 / 14,40 Y TierraGrupo de ConexinYNyn0Derivaciones de Tomas tab, sin carga24.940 / 23.900 / 22.860 /22.290 /21.720Nivel Bsico de Aislamiento (BIL) a laOnda 1,2/50s en A.T.(kVpico)125Tensin Soportada a Frecuencia Industrial 60hz. a 1 min. en A.T.(kVrms)40Clase de Aislamiento Devanado A.T.(kV)18

CARACTERISTICASUNIDADREQUERIDODEVANADO SECUNDARIOTensin Nominal Secuandaria(V)208 /120Nivel Bsico de Aislamiento (BIL) a laOnda 1,2/50s en A.T.(kVpico)30Tensin Soportada a Frecuencia Industrial 60hz. a 1 min. en A.T.(kVrms)10Clase de Aislamiento denavado B.T.(kV)1,2Independencia Mxima:75 kVA. 112,5 kVA. a 300 kVA.500 kVA.750 kVA. a 2500 kVA. (%)1, 00 a 5, 001, 20 a 6, 001, 50 a 7, 005,75Aumento Promedio de Temperatura(en los devanados a plena carga)(C)65

*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 metlicas o de otro material rgido.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 operacin del transformador.

El compartimiento de alta y baja tensin debe situarse a los lados de una cara del tanque del transformador. Visto desde el frente, los terminales de baja tensin deben situarse a la derecha.Los dispositivos de conexin, proteccin y maniobra deben ser adecuados para la utilizacin de conectores aislados separables en el lado de alta tensin y debe tener la previsin para la instalacin del asa de fijacin.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 TensinCada aislador de alta tensin deber traer su correspondiente conector terminal constituido por un premoldeado de 25KV; 200 continuos.En este conector terminal, estarn alojados codos desconectables de 25KV ; BIL de 125 Kv pico.

Soporte MufaPara el caso de la configuracin en anillo deber 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 tensinSern cuatro (04), fabricados en cuerpo de porcelana, color gris; clase 1,2 KV, BIL de 30 kv pico. Los terminales de baja tensin tendrn un BIL de 30 kv pico y deben estar fijados externamente a la pared del tanque. La parte conductora debe ser de cobre estaado o cadmado, del tipo espada, rectangular y los huecos.El terminal de neutro de baja tensin (Xo) debe estar aislado y ser de igual tipo al empleado para el resto de los terminales de baja tensin, y a su vez conectado internamente al punto de neutro de los devanados de alta y baja tensin.

Cambiador de Tomas Deber estar diseado para operar sin carga, con indicacin clara de su posicin y bloqueo; ser del tipo exterior 25 kV, BIL de 150 kVpico; 100amperios continuos, y estar ubicada en el compartimiento de A.T.

ProteccionesLado Altas Tensiones La proteccin de sobre corriente se har mediante los siguientes elementos o accesorios.Cortacorriente: Ser del tipo pared inclinado con la combinacin de fusible de expulsin del tipo Bay-O-Net. Este accesorio contendr el cartucho fusible y dentro de ste, el elemento fusible reemplazable.

b) Elemento fusible: Ser 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 TensinLa proteccin en B.T. podr hacerse mediante interruptores automticos fusibles limitadores para cables; pero ellos estn, intrnsecamente relacionados con el diseo de la red y no dependen de la construccin del transformador.

Puesta a tierra y conexin del neutro En cada compartimiento del tanque, en su parte interior, se proveern conectores tipo mordaza para la puesta a tierra; cada uno de ellos situada en la parte inferior del tanque a travs de una pieza metlica roscada y que permitir alojar conductores de cobre hasta el calibre No. 4/0 AWG. All se har la puesta a tierra del tanque, del neutro concntrico del cable primario y del terminal neutro. El conector depuesta a tierra del compartimiento y el terminal del neutro (Xo) de B.T. debern conectarse entre s, 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 har con la conexin externa. El gabinete debe estar puesto a tierra a travs del tanque por algn

medio distinto de aqul que puedan brindar los medios de sujecin del gabinete al tanque.Caractersticas MecnicasDebe estar provisto de una vlvula para liberar presiones internas.Deber llevar un tapn roscado en el lado inferior del tanque en elcomportamiento de baja tensin para drenaje y conexin del filtro de aceite.Deber llevar un tapn roscado en el lado superior del comportamiento de baja tensin para el llenado.La unidad no presentar saliente, bordes ni aristas agudas cortantes. Todas las soldaduras debern estar lisas.

TanqueEl tanque debe ser hermticamente sellado.Debe tener una vlvula para aliviar la sobre presin que resulte de la operacin normal del transformador.Debe soportar una presesin relativa de 0,5 kg/cm2 sin que se produzca deformacin permanente.Debe estar provisto de dispositivos para el vaciado y llenado del tanque.El tanque debe llenarse con lquido aislante que cumpla con la norma del fabricante.

PinturaLa pintura del tanque del transformador deber resistir la corrosin, agua y dems agentes contaminantes debidos a la intemperie. El proceso ser como se describe a continuacin:

a) La preparacin de la superficie debe efectuarse por uno de los siguientes mtodos: - Por chorro de arena - Por medios qumicos.b) Aplicacin 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 aplicar una pintura al horno o poliuretano de color verde, RAL 6001 6005. El espesor total del acabado debe soportar 1000 horas en cmara salina. La parte inferior del tanque deber tener un acabado final y a una altura de 100 mm de una capa de pintura bituminosa como proteccin adicional contra la corrosin.

Marcacin y RotulacinPlaca de CaractersticaLa placa de caracterstica deber ser indeleble, fabricada en aluminio resistente a la corrosin y contendr la siguiente informacin:

Nmero SerialNombre del fabricante, lugar de fabricacinMes y ao de FabricacinClase de EnfriamientoNmero de FasesFrecuencia Nominal (Hz)Potencia Nominal (kVA)Voltaje Nominal de A.T. (kV)Voltaje Nominal de B.T, (V)

Derivaciones de la Tomas (mostrando posicin y voltaje)Aumento promedio de temperatura (a plena carga) (C)PolaridadImpedancia de cortocircuito (%)Diagrama de conexinCorriente Nominal (A)Nivel Bsico de Aislamiento (BIL) a la onda 1,2/ 50 s (kVpico) A.T./B.T.Tensin soportada a frecuencia industrial (kVrms) A.T./B.T.Peso (kg)Volumen de Aceite (l)

MarcacinLos terminales debern ser identificados como H1A; H1B; H2A; H2B; y H3A; H3B (alta tensin) y X1; X2; X3 y Xo (baja tensin). Se usar pintura de color negro, con letras y nmeros de 40 mm de ancho y 60 mm de alto.La manija del cambiador de tomas en el compartimiento de alta tensin debe llevar una indicacin de color Rojo que diga OPERAR SIN TENSINEn la tapa frontal lado derecho debe llevar una etiqueta de advertencia por choque elctrico.

MarcacinLos terminales debern ser identificados como H1A; H1B; H2A; H2B; y H3A;H3B (alta tensin) y X1; X2; X3 y Xo (baja tensin). Se usar pintura de color negro, con letras y nmeros de 40 mm de ancho y 60 mm de alto.La manija del cambiador de tomas en el compartimiento de alta tensin debe llevar una indicacin de color Rojo que diga OPERAR SIN TENSINEn la tapa frontal lado derecho debe llevar una etiqueta de advertencia por choque elctrico.

Disposiciones de Terminales AT

Disposiciones de terminales BT

Requisitos de la Materia Prima El fabricante deber presentar a la compaa que compra el producto, una vez realizada la inspeccin final, los certificados de calidad de la materia prima utilizada en la fabricacin de los transformadores, verificando que en tales certificados, figure la siguiente informacin general:

Nombre del proveedor de la materia prima.Denominacin del producto.Fecha de produccin.Normas de Fabricacin.Resultados de los ensayos, pruebas y anlisis por cada material suministrado.Firma y sello del departamento de Control de Calidad.

PruebasEl fabricante deber presentar certificado de pruebas del 100% de los transformadores a adquirir por capacidad.Las cuales que se efectuarn para verificar la calidad y uniformidad de la mano de obra y de los materiales usados en la construccin de los transformadores y para determinar los valores caractersticos de stos. Las pruebas a realizar sern las siguientes:

Relacin de TransformacinEnsayo en Vaco (permite conocer las prdidas en el hierro y la corriente de excitacin, sta no debe exceder del 2%).Ensayo de Corto Circuito (permite conocer las prdidas en el cobre y

la impedancia de cortocircuito).

Ensayo de Tensin Aplicada (permite verificar el aislamiento entrebobinas y tanques, y entre bobinas)Ensayo de Tensin Inducida (para verificar aislamiento entre espirasde bobinas)

HermeticidadRigidez dielctrica del aceiteResistencia de Aislamiento (Megger)Comprobacin de la polaridad.

PerdidasPerdidas en vacoLas prdidas en vaco o en el hierro, deben ser indicadas por el fabricante en su oferta a la tensin y frecuencia nominal.

Prdidas en cortocircuitoLas prdidas en cortocircuito o en el cobre deben ser indicadas por el fabricante su oferta a la corriente y frecuencia nominal.

Perdidas TotalesPrdidas Totales = Prdidas en el Hierro + Prdidas en el Cobre.