CAPÍTULO 4. TRANSFORMADORES PARA SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN
4.1. TRANSFORMADORES
AISLADOS EN LÍQUIDO
4.1.1 CONDICIONES
GENERALES
4.1.1.1 Normas
generales aplicables
La siguiente
normativa y la listada en los apartados 4.1.2.1 y 4.1.3.1 sirve de base y
referencia a las características eléctricas y mecánicas de los transformadores
aislados en líquidos a ser utilizados en los sistemas de distribución. Los
derechos de autor corresponden al American National Standard Institute,
ANSI.
Las normas a
utilizar referidas en este documento serán aquellas correspondientes a la
última revisión y no necesariamente la versión indicada. Cualquier duda,
omisión o ambigüedad será aclarada en función de lo establecido por dicho
estándar en sus diferentes capítulos o referencias.
C57.12.00-2000
Standard Requirements for Liquid-Immersed Distribution, Power, and Regulating
Transformers
C57.12.20-1997
Requirements for Overhead-Type Distribution Transformers, 500 kVA and Smaller,
High Voltage , 34500 Volts and Below, Low Voltage 7970/13800 Y Volts and Below
C57.12.70-1978
(R1993) Terminal Markings and Connections for Distribution and Power
Transformers.
C57.12.80-1992 Terminology for Power and
Distribution Transformers (ANSI).
C57.12.90-1993 Standard Test Code for
Liquid-Immersed Distribution, Power, and Regulating Transformers and IEEE Guide
for Short Circuit Testing of Distribution and Power Transformers
C57.91-1981 Guide for Loading Mineral-Oil-Immersed
Overhead and Padmounted Transformers Rated 500 kVA and Less with 55 °C or 65 °C
Average Winding Rise.
C57.109.1993 Guide for Liquid-Immersed Transformer
Through-Fault-Current Duration.
IEEE Std 469-1988 (Reaff 1994), IEEE Recommended
Practice for Voice-Frequency Electrical-Noise Tests of Distribution
Transformers.
4.1.1.2 Condiciones usuales de servicio
Los transformadores aislados en líquido a ser utilizados en los sistemas
de distribución subterránea deberán cumplir con lo establecido en la norma ANSI
C57.12.00 y cualquier otra característica particular que se indique. A menos
que se indique expresamente lo contrario en este documento, serán para uso
exterior, con enfriamiento por aire natural, para operar a una altitud de hasta
1000 m.s.n.m., con una humedad relativa del 95%.
Todas las unidades serán de tipo lazo y de frente muerto, tanto en el
lado de media tensión como en el lado de baja tensión. En obras nuevas la
empresa distribuidora aceptará únicamente la conexión de transformadores
nuevos.
El uso de transformadores aislados en líquido en condiciones inusuales
de servicio de acuerdo con lo establecido en el apartado 4.3 de la norma ANSI
C57.12.00, deberá ser acordado con la empresa distribuidora a cuyo sistema
serán conectados, la cual aprobará, en caso necesario, las características
especiales del equipo en función de la variación en las condiciones de uso.
4.1.1.3 Características eléctricas particulares
a. Frecuencia
La frecuencia de operación será 60 Hz.
b. Fases
Monofásico o trifásico según sea la utilización del equipo.
c. Capacidades nominales
Las capacidades nominales serán las establecidas en la Tabla 3 de la
norma ANSI C57.12.00.
Las capacidades aceptables para ser cedidas a la empresa distribuidora,
para su operación y mantenimiento, estarán de acuerdo con la política,
procedimiento o el reglamento aplicable para la aceptación de obras de la
empresa distribuidora de energía eléctrica a cuyo sistema será conectado el
equipo.
d. Tensiones nominales
Las tensiones nominales serán las establecidas en el apartado 2.1.4 de
la norma técnica AR-NTSDC de ARESEP o su equivalente vigente. Para media
tensión la empresa distribuidora definirá entre estas, la tensión de servicio a
utilizar en la zona a ubicar el equipo.
e. Polaridad, desplazamiento angular y conexiones
En los transformadores monofásicos la polaridad será la establecida en
el apartado 5.7.1 de la norma ANSI C57.12.00 siendo aditivos los
transformadores de menos de 200 kVA para el sistema de 13,8 kV y sustractivos
en todas las demás aplicaciones. La conexión en media tensión debe ser de fase
a tierra y en baja tensión debe ser trifilar.
En los transformadores trifásicos el desplazamiento angular entre media
tensión y baja tensión debe ser cero grados. La conexión debe ser Yy0 y los
devanados de media y baja tensión deben ser conectados en estrella sólidamente aterrizada,
a través de los terminales designados como Ho y Xo, este a su vez, será
conectado firmemente a tierra por medio de láminas de cobre flexible al tanque.
f. Núcleo
En todos los casos el núcleo deberá quedar eléctricamente conectado al
tanque y será de acero al silicio o metal amorfo.
En los transformadores monofásicos podrá ser del tipo acorazado o tipo
núcleo.
En los transformadores trifásicos el núcleo deberá ser de cuatro o cinco
columnas, esta característica debe ser certificada de fábrica.
g. Derivaciones (taps)
Los transformadores deberán tener cinco derivaciones en el lado de media
tensión, enumeradas de 1 a 5. En la posición No. 3, el transformador
suministrará la tensión nominal, las otras posiciones superiores e inferiores
ofrecerán una variación de ±2.5 % por posición de la tensión nominal.
h. Nivel de aislamiento (BIL)
El Nivel Básico de Impulso (BIL) será de acuerdo a los valores
establecidos en la Tabla 4 de la norma ANSI C57.12.00.
Específicamente para media tensión en los sistemas de 34,5 kV será de
150 kV, en los sistemas de 24,9 kV será de 125 kV y en los sistemas de 13,8 kV
será de 95 kV. Para baja tensión el Nivel Básico de Impulso (BIL) en todos los sistemas
será de 30 kV. La empresa distribuidora podrá solicitar niveles diferentes a
los anteriores dentro de los establecidos en la tabla de referencia, en tanto
lo justifique técnicamente mediante un adecuado estudio de coordinación de
aislamiento.
4.1.1.4 Aceite aislante
El aceite dieléctrico puede ser de origen mineral, según ASTM D3487 o de
origen vegetal u otro según la norma ASTM D6871-3.
Otro tipo de fluidos aislantes deberán ser sometidos a y autorizados por
la empresa distribuidora.
4.1.1.5 Material de los devanados
El material de los devanados tanto de baja como de media tensión podrá
ser cobre o aluminio.
4.1.1.6 Pérdidas
Los valores máximos admisibles de pérdidas para las unidades son las que
se indican en las siguiente tablas, en ambos casos se aplicarán los valores de
tolerancia establecidos en el apartado 9.3 de la norma ANSI/IEEE C57.12.00.
UNIDADES MONOFÁSICAS
Basada en las eficiencias de la norma NEMA TP1
|
Rango (kVA) |
Pnúcleo (W) |
Pdevanados (W) |
Pérdidas totales (W) |
|
25 |
90 |
300 |
390 |
|
50 |
150 |
510 |
660 |
|
75 |
200 |
710 |
910 |
|
100 |
270 |
950 |
1220 |
|
167 |
395 |
1450 |
1845 |
|
250 |
500 |
2050 |
2550 |
|
333 |
600 |
3000 |
3600 |
|
500 |
810 |
3800 |
4610 |
UNIDADES TRIFÁSICAS
Basada en las eficiencias de la norma NEMA TP1
|
Rango (kVA) |
Pnúcleo (W) |
Pdevanados (W) |
Pérdidas totales (W) |
|
75 |
245 |
1000 |
1245 |
|
112.5 |
345 |
1350 |
1695 |
|
150 |
430 |
1625 |
2055 |
|
225 |
525 |
2450 |
2975 |
|
300 |
710 |
3200 |
3910 |
|
500 |
1025 |
5000 |
6025 |
|
750 |
1310 |
6800 |
8110 |
|
1000 |
1650 |
9500 |
11150 |
|
1500 |
2150 |
12500 |
14650 |
|
2000 |
2450 |
14500 |
16950 |
|
2500 |
3000 |
18000 |
21000 |
4.1.1.7 Requerimientos para transformadores tipo lazo.
a. Capacidad del lazo
Todos los componentes para funcionamiento en lazo deben ser operables
bajo carga y cumplir con norma ANSI 386, capaces de llevar una corriente
permanente de 200 A y tener una capacidad de cortocircuito de 10 kA., durante
10 ciclos.
b. b. Terminales y marcado
La designación de los terminales debe cumplir con lo establecido en el
apartado 3 de la norma ANSI C57.12.70-1978.
El transformador trifásico debe tener seis terminales en media tensión y
cuatro en el lado de baja tensión. La designación de los terminales primarios
deberá ser: H1A, H2A, H3A - H1B, H2B, H3B, y los secundarios X1, X2, X3, además,
para aterrizamiento y conexión de neutro HoXo.
El transformador monofásico debe tener dos terminales en media tensión y
tres en el lado de baja tensión. La designación de los terminales primarios
deberá ser: H1A, H1B y los secundarios X1, X2, X3, además, para aterrizamiento
y conexión de neutro HoXo.
c. Seccionamiento
Todas las unidades
de pedestal deberán ser provistas de un seccionador en “T” tipo LBOR (Loadbreak
Oil Rotary) de cuatro posiciones, operable desde el exterior mediante una
manija de operación manual, contando con las siguientes características
eléctricas:
.1 Tensión de
operación: de acuerdo a la tensión del sistema.
.2 Nivel de impulso
básico: de acuerdo a la tensión del sistema según 4.1.1.3.h.
.3 Corriente nominal
máxima 200 A.
.4 Corriente momentánea
máxima 10 kA.
4.1.1.8
Característica de cortocircuito
Toda unidad según su
capacidad nominal deberá soportar los niveles de magnitud de cortocircuito
establecidos en el Apartado 7 de la norma ANSI C57.12.00 durante los tiempos
establecidos en la curva correspondiente de acuerdo al Apartado 4.4 de la norma
ANSI C57.109.
4.1.1.9
Característica de impedancia
La impedancia deberá
estar dentro del rango establecido en cada norma específica según el tipo de
transformador.
La tolerancia sobre
los valores ofrecidos en los valores de impedancia obtenidos no podrá ser mayor
que la establecida en el Apartado 9.2 de la norma ANSI C57.12.00.
4.1.1.10
Protecciones
Los transformadores
deben tener dos fusibles por fase, ambos conectados en serie y debidamente
coordinados entre sí, los cuales estarán sumergidos en aceite en el interior
del tanque. Uno de estos, tipo bayoneta, denominado fusible de expulsión (FE),
será de doble elemento (dual sensing), de operación interna y podrá ser
reemplazado exteriormente por medio de una pértiga. El otro, denominado fusible
limitador de corriente (FLC) será de rango parcial, su sustitución solo podrá
realizarse accediendo al interior del tanque de la unidad.
4.1.1.11 Placa de
datos del transformador
El transformador
deberá tener una placa de datos con la información descrita en el Apartado
5.12.2 de la norma ANSI C57.12.00 de acuerdo con la característica de la
unidad. La placa debe ser construida con acero inoxidable o aluminio,
resistente a la corrosión y la información debe ser impresa e indeleble.
En todo caso la
ubicación de la placa será tal de manera que la información pueda ser leída aún
con los cables en su lugar. En los transformadores de pedestal deberá estar
colocada en el compartimiento de baja tensión. En los transformadores sumergibles,
en la parte superior de la unidad.
Todos los elementos
y accesorios externos de los transformadores deberán ubicarse en las zonas y
áreas indicadas en las figuras de distribución de espacio de las normas
correspondientes.
4.1.1.12 Rotulación
del transformador
Toda indicación
referente a operación, mantenimiento y seguridad, deberá venir preferentemente
en el idioma español.
Todo transformador
deberá trae en la parte frontal exterior el símbolo de identificación del
equipo eléctrico energizado.
4.1.1.13
Preservación del aceite
El transformador
debe ser de construcción de tanque sellado, llenado de un volumen constante de
nitrógeno por medio de una válvula Schreder con el fin de aislar el aceite
dieléctrico de la atmósfera y a la vez desplazar el posible oxígeno que se
encuentre dentro del tanque y así, evitar la acción de humedad. Una válvula
reemplazable debe ser provista para evacuar cualquier sobrepresión que se
produzca y estar ubicada en el tanque del transformador, además, ser manual y
automática calibrada para operar entre 50 y 62 kPa. La válvula debe ser montada
mediante una rosca de 13 mm (½ pulgada) tipo NPT y de un tamaño especificado
para un rango mínimo de flujo, ésta deberá estar provista de un anillo de
jalado capaz de soportar una fuerza de tracción de 11.34 Kg durante un minuto
sin sufrir deformación permanente. Las partes de la válvula expuestas al
ambiente tienen que ser resistentes a la corrosión. Asimismo los empaques
lineales y de anillos resistentes al vapor del aceite y a una temperatura de
105 ºC de operación continua.
4.1.1.14 Pruebas
Las pruebas en
fábrica deben ser hechas de acuerdo con la norma ANSI/IEEE C.57.12.90, éstas
serán presentadas a la empresa distribuidora en el protocolo de pruebas
realizado por el fabricante, la lista de pruebas por realizar estará de acuerdo
con la tabla 19 de la norma ANSI C57.12.00 de acuerdo con la capacidad y
cantidad de cada unidad y según los procedimientos establecidos en la norma
ANSI C57.12.90.
Las pruebas de
rutina deberán ser certificadas para cada unidad por el fabricante. Las pruebas
de diseño u otras podrán ser solicitadas a pedido especial. La tolerancia y
precisión de cada una de las mediciones será regido por lo estipulado en las normas
ANSI C57.12.00 y C57.12.90.
4.1.1.15 Nivel de
sonido audible
Los transformadores
deben cumplir los niveles de sonido audible establecidos en la Tabla 0-3 de la
norma NEMA TR1.
Las pruebas para
determinar el nivel de sonido audible se ajustarán a la norma IEEE 469.
La ubicación de las
unidades de transformación deberá considerar estos niveles de sonido audible
para el cumplimiento de los niveles máximos establecidos en el Artículo 20 del
Decreto 78718-S del Ministerio de Salud.
4.1.1.16 Accesorios
Cada unidad debe
contar como mínimo con los siguientes accesorios:
a. Válvula de alivio de
presión (Referencia Qualitrol 202-032-01).
b. Válvula de llenado
de nitrógeno
c. Termómetro
(Referencia Qualitrol 151-010-01).
d. Indicador o visor de
nivel de aceite (Referencia Qualitrol 020-029-01).
e. Llave de drenaje y
toma de muestras de aceite de 2.54 cm (1 pulg) NPT.
4.1.2
CARACTERÍSTICAS PARTICULARES PARA TRANSFORMADORES DE PEDESTAL
4.1.2.1 Normas específicas
aplicables
C57.12.25-1990
Requirements for Padmounted, Compartmental-type, Self-Cooled Single Phase
Distribution transformers with separable, Insulated high voltage connectors,
High Voltage 34500GrdY/19920 Volts and bellow; Low voltage 240/120V, 167kVA and
Smaller.
C57.12.26-1992
Standard for Transformer Padmounted, Three phase Distribution transformers for
use with separable, Insulated high voltage connectors, High Voltage
34500GrdY/19920 Volts and bellow, 2500kVA and Smaller
C57.12.28-1999
Pad-Mounted Equipment Enclosure Integrity
4.1.2.2
Características eléctricas particulares de los conectores
Todos los accesorios
de conexión de media tensión deberán ser construidos de acuerdo con la norma
ANSI-IEEE 386. Los conectores de media tensión deben ser para 35, 25 y 15 kV,
según corresponda, con capacidad de operación bajo carga de 200 A.
El tanque debe tener
un zócalo de descanso para cada conector de media tensión con las dimensiones
establecidas en la figura 6a de la norma ANSI C57.12.26. Los terminales de baja
tensión serán del tipo espiga hasta 500 KVA en transformadores trifásicos y 167
kVA en monofásicos, con las características de rosca y dimensiones que se
indican en la tabla de la figura 9d de la norma ANSI C57.12.26 y la tabla de la
figura 4c de la norma ANSI C57.12.25.
Para transformadores
de potencias superiores, se utilizarán conectores tipo paleta rectangular de
cobre estañado, de 6 o 10 huecos según NEMA, dependiendo de la potencia, será
necesario colocar elementos aislantes, tales como mangas o cobertores removibles,
con el fin de poder mantener durante todo momento la condición de “frente
muerto” en el lado de baja tensión.
Para todos aquellos
transformadores que utilicen conectores aislados roscados, el conector debe
tener una capacidad mínima de 500 amperios (Ver figura RDS en Anexo 1) y contar
con un elemento que permita su separación sin la desconexión del cable de baja
tensión.
En transformadores
con potencias mayores a 500 kVA, en los cuales se deban utilizar conectores de
cobre estañado tipo paleta rectangular plana de 6 o 10 huecos, dependiendo de
la potencia de la unidad deberán ser provistos con un medio de soporte aislado
que contrarreste el esfuerzo mecánico debido al peso de los conductores.
El terminal de baja
tensión (X0) para el neutro debe ser completamente aislado con un enlace a
tierra en la superficie exterior del tanque mediante láminas de cobre.
4.1.2.3 Temperatura
a. Ambiente
La temperatura
ambiente de operación no debe exceder los 40° C y la temperatura promedio del
aire de enfriamiento por un periodo cualquiera de 24 horas no debe exceder los
30° C de acuerdo a lo establecido en el Apartado 4.1.2 de la norma ANSI
C57.12.00.
b. Por carga
De acuerdo con lo
establecido en el apartado 3.1 de las normas C57.12.25 y C57.12.26, para la potencia
especificada, la elevación promedio de la temperatura en los devanados no debe
exceder los 65 °C por sobre la temperatura ambiente o la máxima elevación de
temperatura no deberá exceder los 80 °C en el punto más caliente. La elevación promedio
de la temperatura en el aceite, medida en la parte superior del tanque, no debe
exceder los 65 °C por sobre la temperatura ambiente.
4.1.2.4
Características constructivas particulares
El transformador de
pedestal deberá ser construido en su totalidad en acero inoxidable tipo AISI
304, las dimensiones de los transformadores serán las establecidas en la norma
ANSI C57.12.25 para unidades monofásicas y la norma ANSI C57.12.26 para unidades
trifásicas.
Los compartimentos
deben ser separados por una barrera de metal en el caso de requerirse de dos
puertas pudiendo ser no metálica en los transformadores de una sola puerta
abatible o desmontable.
Todo transformador
debe cumplir con lo estipulado en la norma ANSI C57.12.28, en cuanto a los
aspectos de seguridad, diseño y recubrimiento en la construcción de los
gabinetes.
Respecto al ingreso
de objetos externos debe tenerse especial cuidado en que el gabinete cumpla las
siguientes pruebas y sus condiciones establecidas en el Apartado 4.3 de la
norma ANSI C57.12.28:
a. Prueba de palanca.
b. Prueba de intento de
introducción de un alambre.
c. Prueba de tirado.
d. Prueba de operación.
4.1.2.5
Compartimentos
En función de su
capacidad, los transformadores podrán ser construidos con una sola puerta o
dos. Los compartimentos de media y baja tensión deben estar lado a lado del
tanque del transformador. Visto de frente, las terminales de media tensión deberán
estar a la izquierda y las de baja tensión a la derecha. Cuando se cuente con
doble puerta, el acceso al compartimiento de media tensión sólo podrá ser
posible hasta que se haya abierto la puerta del compartimiento de baja tensión.
Debe tener al menos un cerrojo adicional y ser removido antes de abrir la
puerta del lado de media tensión. Cuando la puerta del compartimiento de baja
tensión es de diseño de panel plano, ésta debe tener tres puntos de cierre con
un accesorio de bloqueo manual.
Las puertas deben
ser de suficiente tamaño para proveer una adecuada operación del equipo y
brindar el suficiente espacio cuando se está trabajando en la unidad. Las
puertas deben ser equipadas con fijadores para cuando estén en la posición de abiertas
o diseñadas para traslado manual (tipo desmontable). El borde inferior de los
compartimentos debe ser construido de tal manera que permita el uso de anclajes
(sujetadores), accesibles únicamente por la parte interior de la unidad.
Las bisagras, pines,
varillas y demás componentes de bloqueo, deberán ser de un material resistente
a la corrosión equivalente al tipo 304 AISI, así como todo tornillo, tuerca o
elemento soldado al tanque o al gabinete.
La abertura mínima
en el fondo del gabinete para la entrada de cables debe ser de 540 a 560 mm de
ancho por todo el largo del fondo.
La manija de la
puerta debe ser construida de un material no quebradizo ni deformable, y
proveer los medios para su bloqueo tales como candados y el tornillo de
seguridad exterior, el cual debe contar solo con cabeza pentagonal.
4.1.2.6 Tanque
El tanque deberá ser
lo suficientemente fuerte para resistir presiones de 50 kPa sin deformación
permanente y 105 kPa sin ruptura o daño del gabinete de seguridad. Debe estar
provisto con conectores para aterrizamiento de 127 mm (13 UNC) y una profundidad
de 10 mm como mínimo. Los receptáculos (roscas) de los conectores deben ser
soldados al tanque, deberán proveerse y venir instalados sus respectivos
conectores para aterrizar, estos conectores tienen que quedar cerca de la base
del transformador cada uno debajo de la entrada y salida del lado de los
aisladores (bushing) de alta (H1A, H2A, H3A y H1B, H2B, H3B), además un
conector adicional en el compartimiento de baja tensión.
Los puntos para el
izaje tienen que ser colocados para proveer un balance distribuido para un
levantamiento en dirección vertical de todo el transformador completamente
armado. Además poseer un factor de seguridad de levantamiento igual o mayor a
5.
El tanque y los
compartimentos deberán tener un recubrimiento anticorrosivo, la pintura deberá
ser color verde Munsell 7GY 3.29/1.5. Las características del proceso de recubrimiento
y del material utilizado deben ser iguales o superiores a las descritas en la
norma ANSI C57.12.28.
4.1.3
CARACTERÍSTICAS PARTICULARES PARA TRANSFORMADORES SUMERGIBLES
4.1.3.1 Normas
específicas aplicables
C57.12.23-1992
Standard for Transformers Underground type, Self Cooled, Single Phase
Distribution transformers with separable, Insulated high voltage connectors,
High Voltage (24940GrdY/14400 V and bellow) and Low voltage 240/120V, 167kVA
and Smaller.
C57.12.24-1992
Standard for Transformers-Underground type Three phase Distribution
transformers 2500kVA and Smaller, High Voltage, 34500GrdY/19920 Volts and
bellow; Low voltage 480 Volts and bellow.
C57.12.32-1994
Submersible Equipment. Enclosure Integrity
4.1.3.2 Temperatura
a. Ambiente
La temperatura
ambiente de operación no debe exceder los 50° C y la temperatura promedio del
aire de enfriamiento por un periodo cualquiera de 24 horas no debe exceder los
40° C de acuerdo a lo establecido en el Apartado 3.1 de la norma ANSI C57.12.23
y el Apartado 3.1.2 de la norma ANSI C57.12.24.
b. Por carga
De acuerdo con lo
establecido en el apartado 3.1 de la norma ANSI C57.12.23 y el apartado 3.1.1
de la norma ANSI C57.12.24, para la potencia especificada, la elevación
promedio de la temperatura en los devanados no debe exceder los 55 °C por sobre
la temperatura ambiente o la máxima elevación de temperatura no deberá exceder
los 70 °C en el punto más caliente. La elevación promedio de la temperatura en
el aceite, medida en la parte superior del tanque, no debe exceder los 55 °C
por sobre la temperatura ambiente.
4.1.3.3 Tanque
El tanque,
tornillos, tuercas y demás elementos soldados deberán ser de acero inoxidable,
tipo AISI 304. El tanque deberá ser lo suficientemente fuerte para resistir
presiones de 50 kPa sin deformación permanente y 138 kPa sin ruptura o daño de
la unidad.
Debe estar provisto
de una entrada de 25,4 mm (1 plg NPT) para la colocación de una válvula de
llenado de aceite.
El tanque deberá
tener un recubrimiento anticorrosivo. La pintura será de color verde Munsell
7GY 3.29/1.5 y debe ser realizado en tres etapas:
a. Limpieza química y
pretratamiento.
b. Colocación de base
epóxica por efecto de electrodeposición.
c. Colocación de capa
final.
Las características
del proceso de recubrimiento y del material utilizado deben ser iguales o
superiores a las descritas en la norma ANSI C57.12.32 para unidades
sumergibles.
Los terminales, para
el aterrizamiento de la unidad, deben ser de acero inoxidable, de ½ plg-13 NC
con hueco de derivación y una profundidad de 11.11 mm. Los conectores para
aterrizamiento deben permitir el ingreso de cable de 8.37 mm2 (N°8 AWG) hasta
33.65 mm2 (N°2 AWG).
4.2. TRANSFORMADORES
SECOS
4.2.1 Condiciones
generales
4.2.1.1 Normas
aplicables
La siguiente
normativa sirve de base y referencia a las características eléctricas y
mecánicas de los transformadores con asilamiento seco a ser utilizados en los
sistemas de distribución. Los derechos de autor corresponden al American
National Standard Institute, ANSI.
Las normas a utilizar
referidas en este documento serán aquellas correspondientes a la última
revisión y no necesariamente a la versión indicada.
C57.12.01-1989
General Requirements for Dry-Type Distribution and Power Transformers Including
Those with Solid Cast and/or Resin-Encapsulated Windings (ANSI).
C57.12.50-1981
(R1989) Ventilated Dry-Type Distribution Transformers 1 to 500 kVA, Single-Phase,
and 15 to 500 kVA, Three-Phase with High-Voltage 601-34 500 Volts, Low Voltage
120–600 Volts.
C57.12.51-1981
(R1989) Ventilated Dry-Type Power Transformers, 501 kVA and Larger,
Three-Phase, with High- Voltage 601 to 34 500 Volts, Low Voltage 208Y/120 to
4160 Volts.
C57.12.52-1981
(R1989) Sealed Dry-Type Power Transformers 501 kVA and Larger, Three-Phase,
with High-Voltage 601 to 34500 Volts, Low Voltage 208Y/120 to 4160 Volts.
C57.12.55-1987,
Dry-Type Transformers Used in Unit Installations, Including Unit
Substations—Conformance Standard.
C57.12.56-1986
(Reaff 1993), Test Procedure for Thermal Evaluation of Insulation Systems for
Ventilated Dry-Type Power and Distribution Transformers.
C57.12.59-1989
Dry-Type Transformer Through-Fault Current Duration.
C57.12.60-1998,
Test Procedures for Thermal Evaluation of Insulation Systems for Solid-Cast and
Resin-Encapsulated Power and Distribution Transformers.
C57.12.70-1978
(R1993) Terminal Markings and Connections for Distribution and Power Transformers.
C57.12.91-1995
Test Code for Dry Type Distribution and Power transformers.
C57.94-1982
(Reaff 1987), Recommended Practice for the Installation, Application,
Operation, and Maintenance of Dry- Type General Purpose Distribution and Power
Transformers.
C57.96-1989,
Guide for Loading Dry-Type Distribution and Power Transformers.
C57.124-1991
(Reaff 1996), Recommended Practice for the Detection of Partial Discharge and
the Measurement of Apparent Charge in Dry-Type Transformers.
El equipo deberá ser
construido de acuerdo a la norma del ANSI que corresponda a la tecnología y
características elegidas, supletoriamente, de común acuerdo con la empresa
distribuidora, podrá ser utilizada la norma IEC-60726 y otra normativa IEC aplicable.
4.2.1.2 Objeto de
Aplicación
Esta especificación
define los lineamientos generales que deben cumplir los equipos de
transformación para reducción del nivel de tensión, tipo seco, encapsulados o
no, a ser conectados a la red de distribución e incluidos o no en subestaciones
unitarias para ser instalados en el interior de edificaciones en ubicaciones
con un adecuado nivel de accesibilidad. El uso de estos equipos en área
exteriores estará condicionado a las condiciones de uso exterior necesarias
para el gabinete y a los niveles de seguridad que se tengan en su ubicación
final.
4.2.1.3
Características generales
La unidad podrá ser
de uso interior o exterior, el uso exterior será solo para encapsulados no
ventilados.
La unidad podrá ser
autoventilada o con enfriamiento forzado con aire o gas, cumpliendo en ambos
casos el nivel de ruido establecido en la norma.
Los devanados podrán
ser de cobre o aluminio, tanto en el lado de media como de baja tensión.
La unidad deberá
cumplir las pérdidas máximas señaladas en la tablas número 4.2.1.3.a, 4.2.1.3.b
y 4.2.1.3.c adjuntas.
El nivel de impulso
básico mínimo será de 150 kV en el lado de media tensión y 10 kV en el lado de
baja tensión para niveles menores de 1 kV, para otros niveles de tensión
mayores a este deberá consultarse a la empresa distribuidora.
En los
transformadores trifásicos el desplazamiento angular entre media tensión y baja
tensión debe ser cero grados. La conexión debe ser Yy0 y los devanados de media
y baja tensión deben ser conectados en estrella sólidamente aterrizada
4.2.1.4
Características de la subestación
Deberá ser
construida de acuerdo a la norma ANSI C57.12.55-1987, para instalación en
ambientes con categoría A, cuyas características están descritas en la tabla
No1 de dicha norma.
La subestación
deberá estar dividida en tres o cuatro secciones fundamentales: Celda de
seccionamiento y protección primaria (se omite esta celda, si a la entrada de
la instalación existe interruptor en el lado de media tensión), celda de
medición para albergar transformadores de corriente y potencial, celda del
transformador y celda de control, medición y protección secundaria.
La construcción de
las celdas puede ser realizada en una sola unidad o en tres o cuatro unidades
separadas, debidamente aisladas y sin que exista ninguna parte energizada
expuesta, con las características de material de lámina, espesores y distancias
que señala la norma C57.12.55.
4.2.1.5 Nivel de
sonido audible
Los transformadores
deben cumplir los niveles de sonido audible establecidos en la Tabla 0-4 de la
norma NEMA TR1.
Las pruebas para
determinar el nivel de sonido audible se ajustarán a la norma IEEE 469.
La ubicación de las
unidades de transformación deberá considerar estos niveles de sonido audible
para el cumplimiento de los niveles máximos establecidos en el Artículo 20 del
Decreto 78718-S del Ministerio de Salud.
Tabla 4.2.1.3.a
Cuadro de pérdidas
para transformadores secos monofásicos
T E M @ 0,5 % PARA
TRAFO SECO
MONOFÁSICOS IGUALTP1
@ (X) %
|
Rango (kVA) |
Eficiencia (%) E |
Carga (P) |
Pnúcleo (NL) |
Pdevanados (LL) |
Pérdidas totales |
Relación |
|
15 |
97.60 |
0.5 |
106 |
315 |
421 |
3 |
|
25 |
97.60 |
0.5 |
155 |
450 |
605 |
3 |
|
37.5 |
98.10 |
0.5 |
205 |
630 |
835 |
3 |
|
50 |
98.20 |
0.5 |
262 |
780 |
1042 |
3 |
|
75 |
98.40 |
0.5 |
305 |
1220 |
1525 |
4 |
|
100 |
98.50 |
0.5 |
380 |
1520 |
1900 |
4 |
|
167 |
98.80 |
0.5 |
505 |
2020 |
2525 |
4 |
|
250 |
98.90 |
0.5 |
695 |
2800 |
3495 |
4 |
|
33 |
99.00 |
0.5 |
750 |
3750 |
4500 |
5 |
|
500 |
99.10 |
0.5 |
1010 |
5050 |
6060 |
5 |
|
667 |
99.20 |
0.5 |
1200 |
6000 |
7200 |
5 |
|
833 |
99.20 |
0.5 |
1500 |
7500 |
9000 |
5 |
Tabla No 4.2.1.3.b
Cuadro de pérdidas
para transformadores secos Trifásicos
T E T @ 0,5 % PARA
TRAFO SECO
TRIFÁSICOS IGUALTP1
@ (X) %
|
Rango (kVA) |
Eficiencia (%) E |
Carga (P) |
Pnúcleo (NL) |
Pdevanados (LL) |
Pérdidas totales |
Relación |
|
15 |
96.80 |
0.5 |
124 |
496 |
620 |
4 |
|
30 |
97.30 |
0.5 |
208 |
832 |
1040 |
4 |
|
45 |
97.60 |
0.5 |
277 |
1108 |
1385 |
4 |
|
75 |
97.90 |
0.5 |
402 |
1608 |
2010 |
4 |
|
112.5 |
98.10 |
0.5 |
545 |
2180 |
2725 |
4 |
|
150 |
98.20 |
0.5 |
686 |
2744 |
3430 |
4 |
|
225 |
98.40 |
0.5 |
815 |
4075 |
4890 |
5 |
|
300 |
98.60 |
0.5 |
950 |
4750 |
5700 |
5 |
|
500 |
98.80 |
0.5 |
1350 |
6750 |
8100 |
5 |
|
750 |
98.90 |
0.5 |
1850 |
9250 |
11100 |
5 |
|
1000 |
99.00 |
0.5 |
2010 |
12060 |
14070 |
6 |
|
1500 |
99.10 |
0.5 |
2725 |
16350 |
19075 |
6 |
|
2000 |
99.20 |
0.5 |
3225 |
19350 |
22575 |
6 |
|
2500 |
99.20 |
0.5 |
4050 |
24300 |
28350 |
6 |
(†) Los valores de eficiencia y pérdidas en
los devanados son dados al 100 % de cargabilidad. Para dicha tabla de pérdidas
aplica
las tolerancias
establecidas por el estándar IEEE C57.12.00-1993, tabla No 19 y que se muestra
a continuación:
Tabla 4.2.1.3.c
Tolerancias para
pérdidas en transformadores monofásicos y trifásicos
|
Número de unidades
en una orden |
Principio de determinación |
Pérdidas en el
hierro (%) |
Total de pérdidas
(%) |
|
1 |
1 unidad |
10 |
6 |
|
2 o más |
Cada unidad |
10 |
6 |
|
2 o más |
Promedio de todas
las unidades |
0 |
0 |