Conexion de Transformadores

7/18/2019 Conexion de Transformadores

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Conexiones

deTransformadores



Transformadores Monofasicos Los transformadores monofásicos son empleados

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



Transformadores Trifásicos En la actualidad, la gran mayoría de los sistemas de

distribución y generación de energía, son sistemastrifásicos de CA.

Un transformador trifásico está constituido por trestransformadores, que se encuentran separados ocombinados sobre un solo núcleo.



Conexiones de Transformadores

Trifásicos

Los primarios y secundarios de cualquiera de ellospueden conectarse en estrella o en delta, dando lugar aun total de cuatro posibilidades de conexión en eltransformador trifásico:



1. Circuito Delta-delta



Gráfica Explicativa



2. Circuito Delta-estrella



3. Circuito Estrella-delta



4. Circuito Estrella-estrella



Operación de transformadores

en paralelo



Conexión en paralelo

Podemos clasificar transformadores por la potenciaque manejan, por su construcción, por su operación.Los transformadores de potencia pueden llegar acientos de miles de kilovolts en las grandes redes o adécimos de volts en equipos de comunicaciones o deuso 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 hierrolaminado especial con alto contenido de silicio,laminaciones que están barnizadas y revestidas paraaislarlas entre sí y reducir las corrientes parásitas decirculación. Forman un circuito magnético de altapermeabilidad y bajas pérdidas con entrehierrosmínimos (laminaciones trabadas en forma alternada).



En los transformadores de columnas los bobinados sonclaramente visibles y están devanados sobre núcleos enforma de columnas, unidos por extremos, a las otras

columnas por un yugo o puente. Las bobinas rodean a losnúcleos.

En los transformadores trifásicos de este tipo cada fase

merced al bobinado existente sobre tres columnas crea suflujo magnético.

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



Los transformadores monofásicos pueden sertodavía más versátiles si tienen tanto el devanado

primario como el devanado secundario fabricadosen dos partes iguales. Las dos partes de cualquierade los devanados pueden entonces serreconectadas en serie o en paralelo, Configuraciónen Serie, Configuración en Paralelo. Lostransformadores monofásicos tienenhabitualmente sus devanados divididos en dos omás secciones. Cuando los dos devanadossecundarios están conectados en serie, se agregan

sus tensiones. Cuando los devanados secundariosestán conectados en paralelo, se agregan susintensidades.



consideremos que cada devanado secundario estácalibrado a 120 volts y 100 amperes. En el caso de

una conexión en serie, sería 240 volts a 100amperes, o 24KVA. Cuando la conexión es enparalelo, sería 120 volts a 200 amperes, o bien24KVA. En el caso de conexiones en serie, se debe

tomar precauciones para conectar los devanadosde tal manera que sus tensiones se agreguen. Siocurre lo contrario, una corriente de corto circuitofluirá en el devanado secundario, provocando que

el devanado primario cause un corto circuito apartir de la fuente. Esto podría dañar eltransformador, así como la fuente, y tal vez elconector.



Cuando una cantidad considerable de energía estáinvolucrada en la transformación de energía trifásica,

es más económico utilizar un transformador trifásico.La colocación única de los devanados y del núcleoahorra 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 paralelo Se 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 transformadoresconectados en paralelo



Estas especificaciones establecen los requisitos mínimos que Debencumplir los transformadores trifásicos de distribución tipo pedestal,inmersos en líquido aislante, del tipo intemperie.

Diseño y fabricación

*Generalidades

El transformador tipo pedestal debe tener un compartimiento Para losterminales de alta y Para los terminales de Baja tension. Donde cada

compartimiento debe estar separado por barreras metálicas o de otromaterial rígido.

El tanque del transformador y el compartimiento debe ensamblarseformando una unidad compacta. La unidad debe limitar la entrada de aguaal compartimiento (excepto en el caso de inundaciones) sin que impida laoperación del transformador.

T bl C di ió d S i i



Descripción Unidades Valor

- Servicio - continuo

- Temperatura Ambiente

* Máxima ° C 40

* Media ° C 24

* Mínima ° C 15

- Altura sobre el nivel del mar M < 1000

- Valor promedio de radiación w/m2 1000

- Velocidad máxima del viento a 10 m de altura

* Establece (5 minutos) Km./h 100

* Ráfagas (segundos) Km./h 125

- Clima - Tropical

- Humedad relativa

* Máxima % 100

* Media % 80* Mínima % 45

* Peligro sísmico - Elevado

* Coeficiente de aceleración horizontal - 0,3

* Coeficiente de aceleración vertical - 0,21

- Nivel de contaminación III - Pesado

Tabla Condición de Servicio



Características del Sistema

CARACTERISTICAS UNIDAD REQUERIDO

Tensión nominal (kV) 23,9

Frecuencia (Hz) 60

Tensión entre fase y tierra

Solidamente puesto a tierra(kV) 13,8



Características Técnicas del Transformador


Uso - Intemperie

Norma de Fabricación - ANSI C57.12.26

COVENIN 536; y 2284

Tipo - Frente Muerto

Números de Fases - 03

Número de Devanados - Dos (02)

Tipo de Enfriamiento - ONAN

Capacidad Nominal (según solicitud)

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

Frecuencia Nominal (Hz) 60

DEVANADO PRIMARIO

Tensión Nominal 24, 94 / 14,40 Y Tierra

Grupo de Conexión YNyn0

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

Nivel Básico de Aislamiento (BIL) a la

Onda 1,2/50μs en A.T. (kVpico) 125

Tensión Soportada a FrecuenciaIndustrial 60hz. a 1 min. en A.T.

(kVrms) 40

Clase de Aislamiento Devanado A.T. (kV) 18




DEVANADO SECUNDARIO

Tensión Nominal Secuandaria (V) 208 /120

Nivel Básico de Aislamiento (BIL) a la

Onda 1,2/50μs en A.T. (kVpico) 30

Tensión Soportada a FrecuenciaIndustrial 60hz. a 1 min. en A.T.

(kVrms) 10

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

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

(%) 1, 00 a 5, 00

1, 20 a 6, 00

1, 50 a 7, 00 5,75

Aumento Promedio de Temperatura

(en los devanados a plena carga)(°C) 65



*Generalidades

El transformador tipo pedestal debe tener un

compartimiento Para los terminales de alta y Para losterminales de Baja tension. Donde cada compartimientodebe estar separado por barreras metálicas o de otromaterial rígido.

El tanque del transformador y el compartimiento debeensamblarse formando una unidad compacta. La unidaddebe limitar la entrada de agua al compartimiento (exceptoen el caso de inundaciones) sin que impida la operación deltransformador.



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

Los dispositivos de conexión, protección y maniobra deben ser adecuadospara la utilización de conectores aislados separables en el lado de altatensión 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 Tensión

Cada aislador de alta tensión deberá traer su correspondiente conectorterminal constituido por un premoldeado de 25KV; 200 continuos.

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



Soporte Mufa

Para el caso de la configuración en anillo deberá estar provisto porochos soportes montado junto a los terminales de A.T., ubicado a 12,5grados respecto a la horizontal y sirve para colocar los conectoresmodulares de A.T.

Aisladores y terminales de baja tensión

Serán 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 BILde 30 kv pico y deben estar fijados externamente a la pared del tanque.La parte conductora debe ser de cobre estañado o cadmíado, del tipoespada, 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, ya su vez conectado internamente al punto de neutro de los devanadosde 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 elementoso accesorios.

a) Cortacorriente: Será del tipo pared inclinado con la combinación defusible de expulsión del tipo Bay-O-Net. Este accesorio contendrá elcartucho fusible y dentro de éste, el elemento fusible reemplazable.

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



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

Lado de Baja Tensión La 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 dela construcción del transformador.

Puesta a tierra y conexión del neutroEn cada compartimiento del tanque, en su parte interior, se proveeránconectores tipo mordaza para la puesta a tierra; cada uno de ellossituada en la parte inferior del tanque a través de una pieza metálicaroscada y que permitirá alojar conductores de cobre hasta el calibre No.4/0 AWG. Allí se hará la puesta a tierra del tanque, del neutroconcéntrico del cable primario y del terminal neutro. El conectordepuesta a tierra del compartimiento y el terminal del neutro (Xo) deB.T. deberán conectarse entre sí, externamente, por medio de unapletina de cobre flexible, con capacidad suficiente para soportar lacorriente 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 laconexión externa.

El gabinete debe estar puesto a tierra a través del tanque por algúnmedio distinto de aquél que puedan brindar los medios de sujeción delgabinete al tanque.

Características Mecánicas

Debe estar provisto de una válvula para liberar presiones internas. Deberá llevar un tapón roscado en el lado inferior del tanque en el

comportamiento de baja tensión para drenaje y conexión del filtro deaceite.

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.



Tanque

El tanque debe ser herméticamente sellado.

Debe tener una válvula para aliviar la sobre presión queresulte de la operación normal del transformador.

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

Debe estar provisto de dispositivos para el vaciado y llenadodel tanque.

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

Pintura La pintura del tanque del transformador deberá resistir la corrosión,

agua y demás agentes contaminantes debidos a la intemperie. Elproceso será como se describe a continuación:



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

- Por chorro de arena

- Por medios químicos.b) Aplicación de fondo anticorrosivo:

- Parte Interna: Aplicar un fondo anticorrosivo, el mismodebe ser del tipo Cromato de Zinc.

- Parte Externa: Si requiere un fondo anticorrosivo, elmismo 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 ya una altura de 100 mm de una capa de pintura bituminosacomo protección adicional contra la corrosión.



Marcación y Rotulación

Placa de Característica

La placa de característica deberá ser indeleble, fabricada enaluminio resistente a la corrosión y contendrá la siguienteinformación:

Número Serial

Nombre del fabricante, lugar de fabricación

Mes y año de Fabricación

Clase de Enfriamiento

Número de Fases

Frecuencia 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)

Marcación Los terminales deberán ser identificados como H1A; H1B; H2A; H2B; y

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

La manija del cambiador de tomas en el compartimiento de alta

tensión debe llevar una indicación de color Rojo que diga “OPERARSIN TENSIÓN” En la tapa frontal lado derecho debe llevar una etiqueta de advertencia

por choque eléctrico.



Marcación Los terminales deberán ser identificados como H1A; H1B;

H2A; H2B; y H3A;H3B (alta tensión) y X1; X2; X3 y Xo (bajatensión). Se usará pintura de color negro, con letras ynúmeros 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 quediga “OPERAR SIN TENSIÓN”

En la tapa frontal lado derecho debe llevar una etiqueta deadvertencia 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, loscertificados de calidad de la materia prima utilizada en lafabricación de los transformadores, verificando que entales 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 cadamaterial suministrado. Firma y sello del departamento de Control de Calidad.



Pruebas

El fabricante deberá presentar certificado de

pruebas del 100% de los transformadores aadquirir por capacidad.

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

Relación de Transformación

Ensayo 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 espiras

de bobinas)Hermeticidad

Rigidez dieléctrica del aceite

Resistencia de Aislamiento (Megger)

Comprobación de la polaridad.

PerdidasPerdidas en vacío

Las pérdidas en vacío o en el hierro, deben ser indicadas por elfabricante en su oferta a la tensión y frecuencia nominal.

Pérdidas en cortocircuito

Las pérdidas en cortocircuito o en el cobre deben ser indicadas por elfabricante su oferta a la corriente y frecuencia nominal.



Perdidas Totales

Pérdidas Totales = Pérdidas en el Hierro + Pérdidas en el Cobre.

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