1.3.1.1.- Transformadores respirantes.1.3.2.- Transformadores secos.
1.3.1.2.- Transformadores de colchón de gas.
1.3.1.3.- Transformadores de llenado integral.
1.3.1.4.- Transformadores con conservador.
1.3.3.1.- Configuraciones de conexión primario / secundario más utilizados.1.3.4.- Funcionamiento en paralelo de los transformadores.
1.3.3.2.- Indice horario.
Hay dos tipos de transformadores que se diferencian por su forma constructiva: transformadores sumergidos y secos. Existen cuatro tipos de transformadores sumergidos: respirantes, de colchón de gas, con conservador y de llenado integral, actualmente sólo se instalan los últimos.
1.3.1.- Transformadores Sumergidos
El circuito magnético y los devanados están sumergidos en un dieléctrico líquido que garantiza el aislamiento y la evacuación de las pérdidas calórificas del transformador. Este líquido se dilata en función de la carga y de la temperatura ambiente.
1.3.1.1.- Transformadores respirantes
Un volumen de aire entre la superficie del aceite y la tapa permite la dilatación del líquido sin riesgo de rebalse. El transformador “respira”, pero la humedad del aire se mezcla con el aceite y la rigidez dieléctrica se degrada.
1.3.1.2.- Transformadores de colchón de gas
La cuba es estanca y la variación de volumen del dieléctrico se compensa con un colchón de gas neutro.
1.3.1.3.- Transformadores de llenado integral.
La cuba está totalmente llena de líquido dieléctrico y herméticamente cerrado. No hay ningún riesgo de oxidación del aceite.
1.3.1.4.- Transformadores con conservador
Para reducir las anteriores inconvenientes, un depósito de expansión limita el contacto aire/aceite y absorbe la sobre-presión. No obstante, el dieléctrico sigue oxidándose y cargándose de agua. La adición de un desecador limita este fenómeno, pero exige un mantenimiento periódico. La sobrepresión debida a la dilatación del líquido es absorbido por los pliegues de la cuba.
1.3.2.- Transformadores secos.
El circuito magnético está aislado (o recubierto) con un material aislante seco de varios componentes. La refrigeración se consigue por medio del aire ambiente, sin líquido intermedio. Este tipo de transformador tiene la ventaja de no presentar ningún riesgo de fuga o contaminación. En contrapartida requiere precauciones de instalación y mantenimiento (local ventilado, eliminación del polvo). Los devanados suelen ir provistos de sondas de detección que vigilan las temperaturas internas y permite la desconexión de la carga y de la alimentación si surge un problema térmico
1.3.3.- Designación simbólica de las conexiones.
La conexión de los devanados trifásicos se designa con las letras Y, D y Z para los devanados de alta tensión e y, d, z para los de baja tensión (figura Nº 1.4). Si el punto neutro de los devanados en estrella o en zigzag es accesible para su conexión, las designaciones se convierten en YN o ZN e yn o zn.
Figura Nº 1.4
1.3.3.1.- Configuraciones de conexión primario / secundario más utilizados
• Estrella / Estrella (Y,y): Robusta, sencilla, neutra y accesible, pero inadecuada en régimen desequilibrado y con corrientes muy fuertes.
• Estrella / Triángulo (Y,d): Buen comportamiento en régimen desequilibrado y ausencia de armónicos de tercer orden, pero no es posible la distribución BT con cuatro hilos (no hay neutro en el secundario).
• Triángulo / Estrella (D,y): Sin neutro en el primario pero con posibilidad de neutro en el secundario (puesta a tierra y distribución con 4 hilos).
• Estrella / Zigzag (Y,z): Primario adecuado para AT (alta tensión), posibilidad de punto neutro puesto a tierra, ausencia de armónicos de tercer orden, buen comportamiento en régimen desequilibrado, caídas de tensión interna pequeñas pero mayor costo y volumen, y realización más delicada.
• Triángulo Zigzag (D,z): Similar calidad que la anterior, con mejor comportamiento en régimen desequilibrado pero sin neutro en el primario.
La designación de las conexiones (por medio de letras, figura Nº 1.5) se completa con una cifra que indica el desfase angular, por ejemplo Yy6, Yd11, Ynyn0 (neutro de salida). Donde esa cifra corresponde n*30°.
Figura Nº 1.5
1.3.4.- Funcionamiento en paralelo de los transformadores
Para que dos transformadores trifásicos puedan funcionar en paralelo, es conveniente que tengan:
• Una relación de potencia < 2
• Características de tensión igual (relación de transformación)
• Características de cortocircuitos iguales (% de tensión, corriente)
• Conexión estrella / triangulo compatibles
• Mismo grupo de conexión.
Se puede conseguir que funcionen en paralelo transformadores de grupos diferentes modificando conexiones, pero esto, estará sujeto obligatoriamente a la aprobación de los fabricantes.
Consideraciones en la elección del transformador:
Operación del Transformador :
Las principales características son:
a) Potencia, la potencia del transformador está determinada por la magnitud de la carga que se alimentará y la perspectiva de aumentos futuros de consumos.
b) Cantidad, c uantos transformadores se requieren, por ejemplo para una potencia de 20MVA, existen las alternativas, un transformador de 1 x 20 MVA, 2 x 10 MVA, 2 x 20 MVA, la solución dependerá de lo que se quiera invertir y de lo estratégico de la carga.
c) Taps , cantidad y valores de las derivaciones en el primario y secundario para disponer de una mayor flexibilidad para optimizar los niveles de la tensión secundaria.
d) Tensión del Primario y Secundario , c orresponden a la tensión primaria existente y la necesidad de tensión secundaria.
e) Aspectos constructivos
• La disponibilidad de taps.
• La instalación (intemperie, bajo techo).
• Protecciones (incorporadas): temperatura, presión.
• Refrigeración: Ventilación forzada; Circulación del aceite forzada.
• Componentes de montaje.
• Cambiador de taps bajo carga.
f) Mantención del Transformador , a demás de chequear periódicamente las condiciones generales del transformador y de su funcionamiento, se debe analizar el estado del aceite, limpieza de aisladores. En general estos elementos requieren de poca mantención.
Debe de establecerse un plan de mantenimiento preventivo, para asegurar que el transformador, funcione en sus óptimas condiciones sin deteriorar su vida útil.
g) Temperatura, e n que condiciones el transformador va ha estar sometido, dependiendo en el ambiente que este ubicado, se debe tener en cuenta las temperaturas que se desarrollen internamente en el transformador, para no entrar en el deterioro de la vida útil de los elementos involucrados. Al momento de seleccionar el transformador se debe tener claro en que rangos puede variar las temperaturas internas del transformador, sin entrar en el envejecimiento rápido del transformador, información entregada por el fabricante.
h) Costo, n ormalmente existe una gran variedad de transformadores que pueden cumplir el mismo objetivo, pero al mismo tiempo el costo juega un papel importante en la elección del transformador.
Un ejemplo de una placa de datos de un transformador (tabla N°1.2):
Fabricante : |
Rhona S.A. |
Aumento de Temperatura : |
55°C |
Tensión primario : |
69000 V |
Tensión secundario: |
13800 V |
Derivaciones Primario : |
69000 ± 10% en 18 pasos |
Líquido Aislante : |
Aceite mobilent 35, 18950 litros |
Peso Total : |
50200 Kg. |
Potencia : |
25000 KVA |
Fases : |
3 |
Polaridad : |
yd-1 |
Corriente Primario : |
209 A |
Corriente Secundario : |
1046 A |
Número de Serie : |
17890 |
Frecuencia : |
50Hz |
Impedancia : |
10 % a 75 °C |
Conexión Primario: |
Estrella |
Conexión Secundario : |
Delta |