transformadores de potencia de tipo seco para

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ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DIRECCIÓN GENERAL DE EXPLOTACIÓN Y CONSTRUCCIÓN Transformadores de potencia de tipo seco para subestaciones de tracción de 3,3 kV de corriente continua COMITÉ DE NORMATIVA ET 03.359.121.5 2ª EDICIÓN DICIEMBRE 2014 Pág. 1 de 23 ELECTRIFICACIÓN ELECTRIFICACIÓN Esta norma ha sido elaborada por el Grupo de Trabajo de GT-301 del Comité de Normativa de la DG de Explotación y Construcción de Adif. © Adif, 2014-Madrid. Todos los derechos reservados. ESTE DOCUMENTO NO PUEDE SER PUBLICADO, DISTRIBUIDO, COMUNICADO, COPIADO, NI EDITADO SIN AUTORIZACIÓN EXPRESA DEL COMITÉ DE NORMATIVA DE ADIF. ET 03.359.121.5 ESPECIFICACIÓN TÉCNICA TRANSFORMADORES DE POTENCIA DE TIPO SECO PARA SUBESTACIONES DE TRACCIÓN DE 3,3 kV DE CORRIENTE CONTINUA 2ª EDICIÓN: DICIEMBRE 2014

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ELECTRIFICACIÓN ELECTRIFICACIÓN

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ESPECIFICACIÓN TÉCNICA

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ÍÍNNDDIICCEE DDEE CCOONNTTEENNIIDDOOSS PPÁÁGGIINNAA

1.-  OBJETO ............................................................................................................ 5 

2.-  CAMPO DE APLICACIÓN .......................................................................................... 5 

3.-  DEFINICIÓN DE TÉRMINOS EMPLEADOS ........................................................................ 5 

4.-  DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL PRODUCTO ................................................ 5 4.1.  CONDICIONES DE SERVICIO .............................................................................. 5 4.2.  CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS ........................................................................... 5 4.2.1.  GRUPO DE CONEXIÓN ................................................................................... 5 4.2.2.  POTENCIA APARENTE BÁSICA .......................................................................... 5 4.2.3.  TENSIÓN ASIGNADA Y NIVEL DE AISLAMIENTO ...................................................... 6 4.2.4.  TOMAS DE ARROLLAMIENTO PRIMARIO .............................................................. 6 4.2.5.  TENSIÓN E IMPEDANCIA DE CORTOCIRCUITO ......................................................... 6 4.2.6.  PÉRDIDAS DEBIDAS A LA CARGA Y CALENTAMIENTO ............................................... 6 4.2.7.  PÉRDIDAS Y CORRIENTE DE VACÍO .................................................................... 7 4.2.8.  APTITUD PARA SOPORTAR CORTOCIRCUITOS ......................................................... 7 4.2.9.  FRECUENCIA .............................................................................................. 7 4.2.10.RENDIMIENTO ........................................................................................... 7 4.2.11.CLASES CLIMÁTICAS, AMBIENTALES Y DE COMPORTAMIENTO AL FUEGO ......................... 7 4.2.12.CLASE TÉRMICA DEL AISLAMIENTO .................................................................... 7 4.2.13.NIVEL DE RUIDO ........................................................................................ 7 4.2.14.CLASE DE SERVICIO ..................................................................................... 8 4.3.  CARACTERÍSTICAS DIMENSIONALES Y PESO ............................................................ 8 4.4.  CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS ...................................................................... 8 4.4.1.  BOBINADOS .............................................................................................. 8 4.4.1.1.BOBINADOS DE ALTA TENSIÓN ....................................................................... 8 4.4.1.2.BOBINADOS DE BAJA TENSIÓN ....................................................................... 8 4.4.2.  CIRCUITO MAGNÉTICO ................................................................................... 9 4.4.3.  TERMINALES ............................................................................................. 9 4.5.  ACCESORIOS ............................................................................................... 9 4.6.  MARCAS DE FABRICACIÓN ............................................................................... 9 4.7.  TOLERANCIAS ............................................................................................. 10 4.8.  PINTADO .................................................................................................. 11 4.9.  RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS ASIGNADAS .................................................... 11 

5.-  CONTROL DE LA CALIDAD Y ENSAYOS .......................................................................... 14 5.1.  GEOMÉTRICOS ............................................................................................ 14 5.1.1.  VERIFICACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DIMENSIONALES Y PESOS .............................. 14 5.2.  ELÉCTRICOS ............................................................................................... 14 5.2.1.  COMPROBACIÓN DE LA CAPACIDAD DEL TRANSFORMADOR PARA SOPORTAR EL CICLO DE

CARGA ESTIPULADO ..................................................................................... 15 5.2.2.  ENSAYO CON IMPULSO TIPO RAYO PLENO (LI) ...................................................... 15 5.2.3.  ENSAYO DE TENSIÓN APLICADA A FRECUENCIA INDUSTRIAL (AV) ................................ 15 5.2.4.  ENSAYO DE TENSIÓN INDUCIDA SOPORTADA (IVW) ................................................ 16 5.2.5.  ENSAYO DE MEDIDA DE LAS DESCARGAS PARCIALES .............................................. 16 

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5.2.6.  MEDIDA DE LA RESISTENCIA DE LOS ARROLLAMIENTOS ........................................... 16 5.2.7.  MEDIDA DE LA RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN Y VERIFICACIÓN DEL DESFASE ............... 16 5.2.8.  MEDIDA DE LAS PÉRDIDAS Y DE LA CORRIENTE DE VACÍO ........................................ 16 5.2.9.  MEDIDA DE LAS PÉRDIDAS DEBIDAS A LA CARGA Y LA IMPEDANCIA DE CORTOCIRCUITO .... 16 5.2.10.MEDIDA DE LA RESPUESTA EN FRECUENCIA (FRA) ................................................ 16 5.3.  OTROS ..................................................................................................... 16 5.3.1.  VERIFICACIÓN DE LA PLACA DE CARACTERÍSTICAS .................................................. 16 5.3.2.  MEDIDA DEL NIVEL DE RUIDO ........................................................................ 16 5.3.3.  COMPROBACIÓN DE LA CLASE CLIMÁTICA, AMBIENTAL Y DE COMPORTAMIENTO AL FUEGO .. 17 

6.-  HOMOLOGACIÓN ................................................................................................. 17 6.1.  CONDICIONES GENERALES .............................................................................. 17 6.2.  CRITERIOS DE SELECCIÓN Y PROPORCIÓN DE LAS MUESTRAS A ENSAYAR ........................ 17 6.3.  LUGAR DE LOS ENSAYOS ................................................................................ 18 6.4.  RELACIÓN DE ENSAYOS DE HOMOLOGACIÓN ......................................................... 18 

7.-  RECEPCIÓN ........................................................................................................ 18 7.1.  CONDICIONES GENERALES .............................................................................. 18 7.2.  CRITERIOS DE SELECCIÓN Y PROPORCIÓN DE LAS MUESTRAS A ENSAYAR ........................ 19 7.3.  LUGAR DE LOS ENSAYOS ................................................................................ 19 7.4.  RELACIÓN DE ENSAYOS DE RECEPCIÓN ................................................................ 19 7.5.  CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO ............................................................... 20 

8.-  CONDICIONES DE TRANSPORTE, EMBALAJE Y ETIQUETADO ................................................. 20 

9.-  GARANTÍAS ....................................................................................................... 20 

10.-NORMATIVA DEROGADA ........................................................................................ 20 

11.-DISPOSICIONES TRANSITORIAS Y ENTRADA EN VIGOR ...................................................... 20 

12.-NORMATIVA DE REFERENCIA Y BIBLIOGRAFÍA ............................................................... 21 

I.  ANEJO 1. FIGURAS .............................................................................................. 22 

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1.- OBJETO

La presente especificación tiene por objeto definir las características técnicas y fijar las condiciones de homologación y suministro de los transformadores de potencia de tipo seco para subestaciones de tracción de 3,3 kV de corriente continua.

2.- CAMPO DE APLICACIÓN

Esta Especificación se aplica a los transformadores tri-hexafásicos de tipo seco encapsulados, que se instalan en las subestaciones de tracción para líneas electrificadas en 3,3 kV de corriente continua. Dichos transformadores alimentan a su correspondiente grupo rectificador que transforma la corriente alterna que alimenta al transformador en corriente continua que alimenta la L.A.C. en este tipo de electrificaciones.

En todo lo no expresamente indicado en esta Especificación Técnica, le será de aplicación lo contenido en las normas de referencia indicadas en el apartado 12.

3.- DEFINICIÓN DE TÉRMINOS EMPLEADOS

Los términos empleados se encuentran definidos en las normas de referencia indicadas en el apartado 12. Dichas normas tienen carácter complementario de la presente especificación técnica mientras no la contradigan.

4.- DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL PRODUCTO

4.1. Condiciones de servicio

Las condiciones de servicio de los transformadores serán las indicadas en la siguiente tabla:

Tipo de servicio Continuo

Tipo de instalación Interior

Temperatura ambiente máxima +40°C

Temperatura ambiente mínima –5°C

Temperatura media mensual del mes más caliente +30°C

Temperatura media anual +20°C

Humedad relativa ambiente máxima 93 %

Altitud máxima sobre el nivel del mar 1.000 m

Tabla 1. Condiciones generales de servicio

Estas condiciones podrán verse modificadas en casos puntuales en los que se demuestre que las condiciones de servicio de la ubicación difieren de las aquí expuestas.

4.2. Características eléctricas

4.2.1. Grupo de conexión

El grupo de conexión del transformador será Yy0d11. Los dos secundarios del transformador estarán desacoplados, con factor K < 0,2.

4.2.2. Potencia aparente básica

Las potencias aparentes básicas del arrollamiento primario de los transformadores objeto de la presente especificación serán de 3300 ó 6600 kVA.

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La potencia aparente básica de cada uno de los arrollamientos secundarios de los transformadores será respectivamente de 1650 ó 3300 kVA.

4.2.3. Tensión asignada y nivel de aislamiento

La tensión asignada del arrollamiento primario del transformador corresponderá con una de las siguientes:

- 20000 V (con nivel de aislamiento de 24 kV)

- 25000 V (con nivel de aislamiento de 36 kV)

- 30000 V (con nivel de aislamiento de 36 kV)

- 45000 V (con nivel de aislamiento de 52 kV)

- 66000 V (con nivel de aislamiento de 72,5 kV)

Podrán existir casos particulares en los que las líneas de alimentación tengan tensiones diferentes. En estos casos, las tensiones asignadas serán las correspondientes a la tensión de dichas líneas y el nivel de aislamiento requerido será, de entre los anteriormente descritos, el nivel inmediatamente superior a la tensión asignada, guardando un margen de seguridad mínimo de un 5 %.

La tensión asignada de los arrollamientos secundarios será de 1300 V (con nivel de aislamiento de 4,8 kV).

4.2.4. Tomas de arrollamiento primario

La relación de transformación será regulable por tomas en el arrollamiento primario, en escalones de los valores indicados a continuación:

- ± 3,5 %

- ± 7 %

Otras tomas adicionales de valores diferentes a los indicados pueden ser especificadas en casos particulares, debiendo constar así en el proyecto constructivo.

La toma principal corresponderá con los valores de tensión asignada del arrollamiento.

Todas las tomas serán de plena potencia.

4.2.5. Tensión e impedancia de cortocircuito

Las tensiones de cortocircuito, referidas a 120°C, entre arrollamientos serán las siguientes:

- Entre primario y secundario en triángulo: 8,5 %

- Entre primario y secundario en estrella: 8,5 %

- Entre primario y ambos secundarios: 10 %

4.2.6. Pérdidas debidas a la carga y calentamiento

Las pérdidas máximas debidas a la carga y referidas a 120°C serán las indicadas en la siguiente tabla:

POTENCIA DEL

TRANSFORMADOR

NIVEL DE AISLAMIENTO

24 kV 36 kV 52 kV 72,5 kV

3.300 kVA 16.100 W 17.100 W 29.500 W 29.500 W

6.600 kVA 27.600 W 29.100 W 36.100 W 36.100 W

Tabla 2. Pérdidas máximas debidas a la carga

El valor máximo de calentamiento admisible para los arrollamientos será de 100 K.

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4.2.7. Pérdidas y corriente de vacío

Las pérdidas máximas de vacío del transformador, en función del nivel de aislamiento, serán las indicadas en la siguiente tabla:

POTENCIA DEL

TRANSFORMADOR

NIVEL DE AISLAMIENTO

24 kV 36 kV 52 kV 72,5 kV

3.300 kVA 6.100 W 6.300 W 7.700 W 8.900 W

6.600 kVA 9.800 W 12.100 W 14.100 W 16.125 W

Tabla 3. Pérdidas máximas de vacío

Las intensidades de vacío máximas admisibles serán conformes a las indicadas en la siguiente tabla:

POTENCIA DEL

TRANSFORMADOR

NIVEL DE TENSIÓN

100 % U 110 % U

3.300 kVA 0,7%In 1,8%In

6.600 kVA 0,6%In 1,5%In

Tabla 4. Intensidades máximas de vacío

4.2.8. Aptitud para soportar cortocircuitos

El transformador de tracción junto con su equipamiento y accesorios deberá estar diseñado y construido para soportar durante su funcionamiento a plena carga los cortocircuitos que eventualmente puedan producirse en el servicio de tracción, en cumplimiento de los requisitos definidos en la norma UNE-EN 60076-5.

4.2.9. Frecuencia

La frecuencia asignada del transformador será de 50 Hz.

4.2.10. Rendimiento

El rendimiento del transformador a plena carga y con cos ϕ= 1 será superior al 99 % para los transformadores de 3.300 kVA y superior al 99,2 % para los transformadores de 6.600 kVA.

4.2.11. Clases climáticas, ambientales y de comportamiento al fuego

Los transformadores serán conformes a las siguientes clases:

- Clase climática: C1

- Clase ambiental: E1

- Clase de comportamiento al fuego: F1

4.2.12. Clase térmica del aislamiento

La clase térmica del aislamiento será 155 (F), según la norma UNE-EN 60085, con calentamiento medio máximo de los arrollamientos de 100 K en las condiciones más desfavorables y a la corriente asignada.

4.2.13. Nivel de ruido

El límite del nivel de potencia acústica (LWA) de los transformadores será de 80 dB(A).

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4.2.14. Clase de servicio

El transformador deberá ser capaz de soportar el ciclo de carga representado esquemáticamente en la figura 1 del anejo 1.

Dicho ciclo de carga está basado en la clase de servicio normalizada IXA (Tabla A.1 de la norma UNE-EN 50329.

El ciclo de carga, asociado a dicha clase de servicio, implica las siguientes capacidades acumulativas para soportar corriente:

- (a) 1,0 veces la corriente básica.

- (b) 1,5 veces la corriente básica durante 2 horas, partiendo del régimen anterior (a).

- (c) 3,0 veces la corriente básica durante 5 minutos, partiendo del régimen anterior (b).

La corriente básica será la indicada en las tablas 7 y 8 del apartado 4.9 de la presente especificación.

4.3. Características dimensionales y peso

Los transformadores deberán poseer las dimensiones y peso máximos indicadas en la siguiente tabla:

POTENCIA DEL TRANSFORMADOR

PESO TOTAL LARGO

(mm)

ANCHO

(mm)

ALTO

(mm)

3.300 kVA 15.700 kg 3.600 1.800 4.500

6.600 kVA 25.000 kg 4.100 2.300 5.000

Tabla 5. Dimensiones y peso máximos del transformador

4.4. Características constructivas

4.4.1. Bobinados

Estarán robustamente fijados para poder resistir eficazmente los esfuerzos electro-mecánicos provocados por eventuales cortocircuitos.

Serán de cobre electrolítico o aluminio, concéntricos, independientes y aislados entre sí.

Entre los bobinados de AT (primario) y BT (secundarios) deberá instalarse una pantalla electrostática conectada a tierra para evitar el efecto capacitivo entre ambos. Esta pantalla estará conectada a un borne de tipo pasante, para su conexión a tierra.

4.4.1.1. Bobinados de alta tensión

Estarán construidos a partir de banda de cobre o aluminio formando discos separados y aislados entre capas. Estas bobinas presentarán además de los principios y finales de los arrollamientos, otras tomas intermedias para la regulación sin tensión.

Una vez realizado el arrollamiento, la bobina será sometida a un proceso de secado y desgasificación bajo vacío antes de su encapsulamiento, para conseguir la eliminación de burbujas de aire. Con posterioridad se tratará térmicamente a fin de obtener una bobina de alta resistencia mecánica, ausente de descargas parciales y con un alto grado de aislamiento.

4.4.1.2. Bobinados de baja tensión

Estarán construidos a partir de conductores de cobre electrolítico o aluminio, en forma de banda, aislados.

Una vez realizado el arrollamiento, en el centro de la bobina se dejarán presentados los canales de refrigeración y se procederá al impregnado con secado al horno del bobinado.

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Los bobinados de baja tensión serán independientes y estarán posicionados uno sobre el otro, de modo que sean magnéticamente desacoplados.

4.4.2. Circuito magnético

Estará formado por tres columnas de igual sección a la de las culatas, construidas en láminas magnéticas de grano orientado, recubiertas en ambas caras por una fina capa de aislamiento.

Las uniones de columnas y culatas serán a 45° y solapadas para reducir las pérdidas en vacío y el nivel de ruido.

Todos los elementos se compactarán y sujetarán para conseguir una baja vibración, reduciendo el nivel de ruido.

El circuito magnético estará puesto a tierra mediante conexiones de cobre flexibles y desmontables para posibilitar las medidas de aislamiento.

A toda la superficie exterior del circuito magnético se le aplicará una gruesa capa de resina compactante, para evitar la oxidación y obtener un bajo nivel de ruido.

4.4.3. Terminales

Los terminales del transformador estarán correctamente dimensionados para la corriente a transportar y para soportar las solicitaciones dieléctricas, térmicas y mecánicas derivadas de los ensayos referidos en esta especificación.

4.5. Accesorios

Los transformadores estarán dotados de los siguientes accesorios:

- Centralita de control de temperatura, con al menos tres contactos de actuación (estado de la centralita, alarma y desconexión). Estará ubicada en un lugar accesible para su visualización y cableado.

- Una sonda PT100 colocada en la parte superior del arrollamiento de cada fase de B.T.

- Tomas que mediante puentes de conexión permitirán la regulación de tensiones.

- Elementos de elevación, arrastre y fijación para el transporte.

- Ruedas de transporte orientables en las dos direcciones principales, con pestaña para carril, ancho de vía tipo Adif.

- Soportes para apoyo de gatos hidráulicos.

- Bornas para conexión a tierra.

Todos los contactos de alarma y de disparo serán conmutados e independientes entre sí.

4.6. Marcas de fabricación

Cada transformador llevará una placa de características de acero inoxidable, fijada en lugar visible y que recoja las indicaciones enumeradas a continuación. Las inscripciones sobre la placa de características estarán marcadas de forma indeleble.

- Tipo del transformador: transformador convertidor de tracción de tipo seco

- Número de esta especificación técnica

- Referencia a las normas que aplican

- Clase de servicio

- Nombre del fabricante

- Número de serie del fabricante

- Año de fabricación

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- Material de los bobinados (cobre o aluminio)

- Temperatura del sistema de aislamiento para cada arrollamiento. La primera letra o indicación deberá referirse al arrollamiento de alta tensión, la segunda letra o indicación debe referirse al arrollamiento en estrella de baja tensión y la tercera letra o indicación al arrollamiento en triángulo de baja tensión

- Número de fases

- Potencia básica para cada arrollamiento (en kVA o MVA)

- Frecuencia asignada (en Hz)

- Tabla indicando la tensión de toma, la corriente de toma y la potencia de toma para todas las tomas

- Anotación abreviada de los niveles de aislamiento (tensiones de impulso), según se describe en las Normas UNE-EN 60076-11 y UNE-EN 50329

- Corrientes básicas (en A o kA)

- Corriente en vacío

- Grupo de conexión

- Servicio interior

- Impedancia de cortocircuito a la corriente asignada y a la temperatura de referencia apropiada, valores para la toma principal y para las tomas extremas, expresado en tanto por ciento, para cada combinación de dos arrollamientos

- Tipo de refrigeración

- Masa total

- Clase climática

- Clase ambiental

- Clase de comportamiento ante el fuego

- Temperatura máxima ambiente

- Calentamiento medio máximo en los arrollamientos

- Esquema de conexión con identificación de los terminales

Además de la placa principal de características, el transformador llevará placas con la identificación y características de los equipos auxiliares de acuerdo con las normas aplicables para dichos equipos.

4.7. Tolerancias

Las tolerancias generales aplicables a algunas de las magnitudes asignadas y a otras magnitudes que puedan ser objeto de garantía del fabricante serán las indicadas en la siguiente tabla, que corresponden con las indicadas en la Norma UNE-EN 60076-1 y las indicadas en la Norma UNE-EN 50329.

Un transformador se considera que cumple con la presente Especificación Técnica cuando las magnitudes sometidas a tolerancias se encuentran dentro de las tolerancias indicadas en la siguiente tabla.

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MAGNITUD TOLERANCIAS Pérdidas totales (ver nota 1) + 10 % de las pérdidas totales Perdidas parciales (ver nota 1) + 15 % de cada una de las pérdidas

parciales a condición de no sobrepasar la tolerancia de las pérdidas totales

Relación de transformación en vacío en la toma principal entre la alta tensión y cada uno de los arrollamientos de baja tensión:

± 0,5 % de la relación especificada

Tensión de cortocircuito: La alta tensión y ambos arrollamientos La alta tensión y cada arrollamiento de baja tensión: Otros casos

±7,5 % del valor especificado ± 10 % del valor especificado ± 15 % del valor especificado

Corriente de vacío + 30 % del valor especificado Tabla 6. Tolerancias generales

(1) Las tolerancias sobre las pérdidas se entienden para cada par de arrollamientos.

4.8. Pintado

Las superficies y los accesorios externos de los transformadores y las superficies internas deben tener una adecuada protección anticorrosiva.

Una vez realizada la limpieza y preparación de las superficies de la chapa o tubo se pintará a brocha o pistola, nunca con rodillo. Cuando la superficie a pintar corresponda al interior de un tubo, la aplicación del esmalte podrá realizarse por vertido o pistola en función del diámetro y la longitud del mismo.

Las capas que se aplicarán sobre las superficies y accesorios serán las siguientes:

- Primera capa de imprimación hidrosoluble de espesor 20 a 25 micras de película seca.

- Segunda capa con pintura intermedia tipo epoxy de dos componentes (resina base + catalizador) en color blanco.

- Tercera y cuarta capa de esmalte de poliuretano alifático no amarillante de dos componentes.

Entre cada capa se dejará un tiempo mínimo de secado al aire de 24 horas.

4.9. Resumen de las características asignadas

En las siguientes tablas se muestra un resumen de las características asignadas de los transformadores objeto de la presente especificación.

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Potencia básica 3.300 kVA Tensión asignada del arrollamiento primario

20.000 V 25.000 V 30.000 V 45.000 V 66.000 V

Tensión asignada del arrollamiento secundario

1.300 V

Extensiones de tomas preferentes ± 3,5 % y ± 7 %

Intensidad básica del arrollamiento primario

95,26 A 76,21 A 63,51 A 42,34 A 28,87 A

Intensidad básica de los arrollamientos secundarios

732,79 A

Nivel de aislamiento de los arrollamientos primarios

24 kV 36 kV 36 kV 52 kV 72,5 kV

Tensión soportada a frecuencia industrial

80 kV 95 kV 95 kV 140 kV 140 kV

Valor de cresta soportado a impulso rayo

170 kV 250 kV 250 kV 325 kV 325 kV

Nivel de aislamiento de los arrollamientos secundarios

4,8 kV

Tensión soportada a frecuencia industrial

18,5 kV

Valor de cresta soportado a impulso rayo

40 kV

Frecuencia asignada 50 Hz Material de los arrollamientos

Cobre o Aluminio

Clase térmica del aislamiento

FFF

Grupo de conexión Yy0d11 Modo de refrigeración AN Ucc entre primario y cada secundario

8,5 %

Ucc entre primario y ambos secundarios

10 %

Pérdidas de vacío (máx) 6.100 W 6.300 W 6.300 W 7.700 W 8.900 W Pérdidas por carga (máx)

16.100 W 17.100 W 17.100 W 29.500 W 29.500 W

Clase climática C1 Clase ambiental E1 Clase de comportamiento ante el fuego

F1

Servicio Interior Peso máximo 15.700 kg Ancho máximo 1.800 mm Largo máximo 3.600 mm Alto máximo 4.500 mm

Tabla 7. Resumen de las características asignadas para los transformadores de 3.300 kVA

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Potencia básica 6.600 kVA Tensión asignada del arrollamiento primario

20.000 V 25.000 V 30.000 V 45.000 V 66.000 V

Tensión asignada del arrollamiento secundario

1.300 V

Extensiones de tomas preferentes ± 3,5 % y ± 7 %

Intensidad básica del arrollamiento primario

190,52 A 152,42 A 127,02 A 84,68 A 57,74 A

Intensidad básica de los arrollamientos secundarios

1.465,58 A

Nivel de aislamiento de los arrollamientos primarios

24 kV 36 kV 36 kV 52 kV 72,5 kV

Tensión soportada a frecuencia industrial

80 kV 95 kV 95 kV 140 kV 140 kV

Valor de cresta soportado a impulso rayo

170 kV 250 kV 250 kV 325 kV 325 kV

Nivel de aislamiento de los arrollamientos secundarios

4,8 kV

Tensión soportada a frecuencia industrial

18,5 kV

Valor de cresta soportado a impulso rayo

40 kV

Frecuencia asignada 50 Hz Material de los arrollamientos

Cobre o Aluminio

Clase térmica del aislamiento

FFF

Grupo de conexión Yy0d11 Modo de refrigeración AN Ucc entre primario y cada secundario

8,5 %

Ucc entre primario y ambos secundarios

10 %

Pérdidas de vacío (máx) 9.800 W 12.100 W 12.100 W 14.100 W 16.125 W Pérdidas por carga (máx) 27.600 W 29.100 W 29.100 W 36.100 W 36.100 W Clase climática C1 Clase ambiental E1 Clase de comportamiento ante el fuego

F1

Servicio Interior Peso máximo 25.000 kg Ancho máximo 2.300 mm Largo máximo 4.100 mm Alto máximo 5.000 mm

Tabla 8. Resumen de las características asignadas para los transformadores de 6.600 kVA

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5.- CONTROL DE LA CALIDAD Y ENSAYOS

5.1. Geométricos

5.1.1. Verificación de las características dimensionales y pesos

Se comprobará que las dimensiones y pesos de los transformadores de potencia se adecúan a las indicadas en la Tabla 5.

5.2. Eléctricos

Los ensayos se efectuarán a una temperatura ambiente comprendida entre 10 y 40°C.

Todos los elementos constitutivos y accesorios externos del transformador durante el ensayo estarán colocados en su sitio y operativos.

Los arrollamientos con tomas se conectarán a su toma principal, a menos que se especifique otra cosa en el apartado relativo al ensayo de que se trate.

Para todas las características distintas a las de aislamiento, los ensayos están basados en las condiciones asignadas, a menos que se especifique otra cosa en el apartado relativo al ensayo de que se trate.

Todos los sistemas de medida utilizados en los ensayos tendrán certificados, precisión conocida y serán calibrados periódicamente.

Cuando se especifica que los resultados de los ensayos se referirán a una temperatura de referencia, esta será de 120°C.

Las tensiones a aplicar en los distintos ensayos eléctricos son las indicadas en la siguiente tabla:

TENSIÓN DE AISLAMIENTO

ASIGNADA

TENSIÓN APLICADA

IMPULSO TIPO RAYO PLENO

24 kV

(Valor eficaz)

80 kV

(Valor eficaz)

170 kV

(Valor de cresta)

36 kV

(Valor eficaz)

95 kV

(Valor eficaz)

250 kV

(Valor de cresta)

52 kV

(Valor eficaz)

140 kV

(Valor eficaz)

325kV

(Valor de cresta)

72,5 kV

(Valor eficaz)

140 kV

(Valor eficaz)

325kV

(Valor de cresta)

4,8 kV

(Valor eficaz)

18,5 kV

(Valor eficaz)

40 kV

(Valor de cresta)

Tabla 9. Tensiones de ensayo en función de la tensión de aislamiento asignada

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5.2.1. Comprobación de la capacidad del transformador para soportar el ciclo de carga estipulado

Esta comprobación se realiza mediante un ensayo térmico de funcionamiento, que debe llevarse a cabo de acuerdo con la Norma UNE-EN 60076-2 y teniendo en cuenta lo indicado en la Norma UNE-EN 50329.

Los aumentos de temperatura resultantes después de sobrecargas de larga duración se establecen en el punto 4.2.6 de esta Especificación Técnica (100 K), bajo las prescripciones de la Norma UNE-EN 60076-11 con las condiciones estipuladas y la altitud.

Se permite que el aumento de temperatura del arrollamiento después de las condiciones de sobrecarga de corta duración excedan en 15 K el aumento de temperatura normalizado aplicable, de acuerdo con la Norma UNE-EN 50329.

Para determinar los aumentos de temperatura, se aplicará el procedimiento de puesta en carga simulada descrito en el apartado 23.2.1 de la Norma UNE 60076-11 combinando el ensayo de cortocircuito (descrito a continuación) con el ensayo de circuito abierto (pérdidas en vacío medidas con antelación) teniendo en cuenta la clase de servicio especificada, por lo que será de aplicación el ciclo de ensayo mostrado en la figura 1 del anejo 1.

Con el transformador conectado en condiciones de cortocircuito, se hará circular una corriente que cause las pérdidas totales (entendiendo como tales la suma de las pérdidas en vacío y de las pérdidas en carga calculadas sobre la corriente básica de servicio (1,01IB) para considerar el efecto de los armónicos conforme a lo especificado en la tabla C.3 de la Norma UNE-EN 50329), hasta llegar a las condiciones de temperatura estables, que debe estar por debajo de las temperatura máxima de calentamiento admisible. Se medirá el calentamiento medio de los arrollamientos por el método de medida de la resistencia, sin que el calentamiento pueda superar el límite establecido de 100 K.

Se vuelve a inyectar la corriente básica de servicio (1,01IB) hasta la estabilización térmica y es entonces cuando se inyecta la corriente de sobrecarga de larga duración (1,5x1,01IB) durante el periodo de tiempo correspondiente a dicha sobrecarga, dos horas en el caso de la clase de servicio IXA. Se medirá el calentamiento medio de los arrollamientos por el método de medida de la resistencia, sin que el calentamiento pueda superar el límite establecido de 100 K.

Para determinar el calentamiento de la sobrecarga de corta duración se repite de nuevo todo el ciclo descrito en el párrafo anterior (estabilización con las pérdidas totales y sobrecarga de larga duración) y acto seguido se eleva la corriente hasta alcanzar la sobrecarga de corta duración (3x1,01IB) durante 5 minutos. Se medirá el calentamiento medio de los arrollamientos por el método de medida de la resistencia, sin que el calentamiento pueda superar el límite establecido de 115 K.

Posteriormente se dejará enfriar al transformador aplicándole una carga equivalente a la corriente básica, debiendo alcanzar la temperatura de estabilización medida inicialmente en un periodo de tiempo de 3 horas y 30 minutos. Este tiempo incluye el empleado para determinar la temperatura de los arrollamientos, por lo que éste debe reducirse al mínimo (15 minutos).

Se permite acordar la realización de cálculos de las variaciones de temperatura durante el tiempo de la sobrecarga de corta duración mediante métodos contrastados con la experiencia que ofrezcan total garantía. El anexo D de la Norma UNE 50329 sirve como guía para tales cálculos.

5.2.2. Ensayo con impulso tipo rayo pleno (LI)

El ensayo será realizado de acuerdo con el apartado 13 de la norma UNE-EN 60076-3.

El valor de los impulsos a aplicar se indica en la tabla 9.

5.2.3. Ensayo de tensión aplicada a frecuencia industrial (AV)

Cada arrollamiento debe ser sometido a este ensayo de acuerdo con el apartado 10 de la norma UNE-EN 60076-3.

El valor de los impulsos a aplicar se indica en la tabla 9.

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5.2.4. Ensayo de tensión inducida soportada (IVW)

El ensayo será realizado de acuerdo con el apartado 11.2 de la norma UNE-EN 60076-3.

5.2.5. Ensayo de medida de las descargas parciales

El ensayo se realizará conforme a lo especificado en el apartado 22 de la Norma UNE-EN 60076-11.

El nivel máximo de descargas parciales admisible es de 10 pC.

5.2.6. Medida de la resistencia de los arrollamientos

El ensayo se realizará de acuerdo a lo especificado en el apartado 11.2 de la norma UNE-EN 60076-1.

5.2.7. Medida de la relación de transformación y verificación del desfase

Se medirá la relación de transformación para cada toma y se verificará el desfase según se indica en el apartado 11.3 de la norma UNE-EN 60076-1.

5.2.8. Medida de las pérdidas y de la corriente de vacío

El ensayo se realizará conforme a lo especificado en el apartado 11.5 de la norma UNE-EN 60076-1.

Las medidas obtenidas no deberán superar los valores indicados en el punto 4.2.7.

5.2.9. Medida de las pérdidas debidas a la carga y la impedancia de cortocircuito

El ensayo se realizará conforme a lo especificado en el apartado 4.2 de la norma UNE-EN 50329.

Se deben garantizar las pérdidas con la corriente básica de servicio.

La pérdida de carga que aparece en condiciones normales de servicio se considera compuesta de las pérdidas en la resistencia del arrollamiento medidas en corriente continua y las pérdidas adicionales causadas por corrientes de Foucalt, así como por el flujo vagabundo en los arrollamientos y en las partes construidas.

El cálculo de la pérdida total de carga se realizará conforme al método basado en las medidas de pérdidas a dos frecuencias diferentes, incluido en el apartado C.5 del anexo C de la norma UNE-EN 50329.

Por último los valores de impedancia deben ser medidos y registrados entre cada par de arrollamientos.

Las medidas obtenidas no deberán superar los valores indicados en el punto 4.2.5 y 4.2.6.

5.2.10. Medida de la respuesta en frecuencia (FRA)

El ensayo se realizará de acuerdo a lo especificado en la norma UNE-EN 60076-18.

Los resultados se valorarán de acuerdo con lo recomendado en la norma.

5.3. Otros

5.3.1. Verificación de la placa de características

Se comprobará la existencia de la correspondiente placa de características y que cumple lo especificado en el punto 4.6.

5.3.2. Medida del nivel de ruido

El ensayo se realizará de acuerdo a lo especificado en la norma UNE-EN 60076-10.

Cumplirá con los valores especificados en el apartado 4.2.13 de la presente ET.

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5.3.3. Comprobación de la clase climática, ambiental y de comportamiento al fuego

En función de las clases climática, ambiental y de comportamiento al fuego exigidas al transformador, se realizarán los siguientes ensayos, descritos en la norma UNE-EN 60076-11, siguiendo el orden indicado en la siguiente tabla:

ENSAYO

APARTADO DE LA NORMA UNE-EN

60076-11

CLASES

CLIMÁTICA AMBIENTAL COMPORTAMIENTO AL

FUEGO

C1 E1 F1

Choque térmico a -5 0 C 27.3 X - -

Ensayo de condensación 26.3.1 - X -

Ensayo de comportamiento frente

al fuego 28.3 - - X

Tabla 10. Ensayos comprobación de la clase climática, ambiental y comportamiento al fuego

6.- HOMOLOGACIÓN

6.1. Condiciones generales

En los siguientes apartados se establecen el conjunto de ensayos y pruebas convenidos por Adif a fin de garantizar que los productos cumplen con los requerimientos técnico-funcionales mínimos especificados, a fin de obtener la correspondiente Homologación de acuerdo al procedimiento de concesión vigente.

La solicitud de Homologación Técnica irá acompañada de la siguiente documentación:

- Protocolo para los ensayos a realizar durante el proceso de homologación, para su aceptación.

- Certificados de calidad y naturaleza de los materiales empleados en la fabricación.

- Cálculos justificativos, esquemas y características de los ensayos para su aceptación.

- Planos globales y su despiece correspondiente incluyendo cotas y tolerancias.

- Informe con las características principales.

- Documentación que permita la identificación de los distintos accesorios, así como la ubicación de los mismos, incluyendo esquemas eléctricos desarrollados, listas de cableados, bornas, materiales, etc.

Si en alguno de los ensayos de homologación se obtuvieran resultados en desacuerdo con lo prescrito, Adif se reserva el derecho de interrumpir la serie de ensayos a efectuar para la homologación, dando el producto por rechazado.

Completados los ensayos definidos en la presente E.T., se concederá la homologación técnica por un plazo de validez que será determinado de acuerdo a las normas en vigor en el momento de la homologación. El cambio de la E.T., la sustitución de algún producto o elemento que sea considerado sustancial por Adif o el cambio en el proceso de fabricación podrán dar lugar a nuevos ensayos de homologación técnica.

6.2. Criterios de selección y proporción de las muestras a ensayar

Los ensayos de homologación se realizarán sobre un transformador.

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ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DIRECCIÓN GENERAL DE EXPLOTACIÓN Y CONSTRUCCIÓN Transformadores de potencia de tipo seco para subestaciones de tracción de 3,3 kV de corriente continua

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6.3. Lugar de los ensayos

Los ensayos de homologación serán realizados por los laboratorios indicados por el fabricante, estando estos laboratorios acreditados por ENAC para la realización de los mismos. Los ensayos se realizarán bajo la supervisión de personal técnico de Adif o de una entidad certificadora acreditada por ENAC, previa autorización de Adif.

En el supuesto de que para alguno de los ensayos no se disponga de un laboratorio con acreditación ENAC, dicho ensayo se realizará en un laboratorio de reconocido prestigio, previa aprobación de Adif y bajo la supervisión de su personal técnico.

6.4. Relación de ensayos de homologación

Los ensayos, medidas y verificaciones a los cuales deberá someterse el transformador prototipo serán los indicados en la siguiente tabla:

APARTADO ENSAYO, MEDIDA O VERIFICACIÓN

5.1.1 Verificación de las características dimensionales y pesos

5.2.1 Comprobación de la capacidad del transformador para soportar el ciclo de

carga estipulado

5.2.2 Ensayo con impulso tipo rayo pleno (LI)

5.2.3 Ensayo de tensión aplicada a frecuencia industrial (AV)

5.2.4 Ensayo de tensión inducida soportada (IVW)

5.2.5 Ensayo de medida de las descargas parciales

5.2.6 Medida de la resistencia de los arrollamientos

5.2.7 Medida de la relación de transformación y verificación del desfase

5.2.8 Medida de las pérdidas y de la corriente de vacío

5.2.9 Medida de las pérdidas debidas a la carga y la tensión de cortocircuito

5.2.10 Medida de la respuesta en frecuencia (FRA)

5.3.1 Verificación de la placa de características

5.3.2 Medida del nivel de ruido

5.3.3 Comprobación de la clase climática, ambiental y de comportamiento al

fuego

Tabla 11. Relación de ensayos, medidas y verificaciones de homologación

7.- RECEPCIÓN

7.1. Condiciones generales

La presentación a la recepción deberá ser notificada por escrito, en el impreso que Adif establezca al efecto, al agente receptor haciendo constar como mínimo:

- Referencia del pedido.

- Fecha de presentación.

- Naturaleza y cantidad del suministro.

- Cualquier otra indicación especial del pedido que Adif considere conveniente.

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En la recepción se entregará la siguiente documentación:

- Certificados de calidad y naturaleza de los materiales empleados en la fabricación.

- Planos globales y su despiece correspondiente incluyendo cotas y tolerancias.

- Informe con las características principales.

- Documentación que permita la identificación de los distintos accesorios, así como la ubicación de los mismos, incluyendo esquemas eléctricos desarrollados, listas de cableados, bornas, materiales, etc.

- Informe de los ensayos de homologación.

- Protocolo para los ensayos a realizar durante el proceso de recepción para su aceptación.

- Especificaciones y manual de instrucciones para el transporte, manipulación, instalación, puesta en marcha y mantenimiento incluyendo las relativas a:

o Operaciones de limpieza

o El mantenimiento rutinario, incluyendo cualquier precaución especial

o El manejo de los transformadores

o El almacenamiento y el transporte de los transformadores

o La instalación de los transformadores.

- Información relativa al tratamiento del transformador y de sus accesorios una vez terminada su vida útil.

7.2. Criterios de selección y proporción de las muestras a ensayar

Los ensayos de recepción serán realizados después de la fabricación sobre todas las unidades que conformen el lote.

7.3. Lugar de los ensayos

Los ensayos se realizarán en un laboratorio que disponga de los medios adecuados a los ensayos a realizar y los certificados de calibración necesarios, previa aprobación de Adif y bajo la supervisión de personal técnico designado por Adif.

7.4. Relación de ensayos de recepción

Los ensayos, medidas y verificaciones a que deberán someterse las muestras a ensayar serán los indicados en la siguiente tabla:

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APARTADO ENSAYO, MEDIDA O VERIFICACIÓN

5.1.1 Verificación de las características dimensionales y pesos

5.2.3 Ensayo de tensión aplicada a frecuencia industrial (AV)

5.2.4 Ensayo de tensión inducida soportada (IVW)

5.2.5 Ensayo de medida de las descargas parciales

5.2.6 Medida de la resistencia de los arrollamientos

5.2.7 Medida de la relación de transformación y verificación del desfase

5.2.8 Medida de las pérdidas y de la corriente de vacío

5.2.9 Medida de las pérdidas debidas a la carga y la tensión de cortocircuito

5.2.10 Medida de la respuesta en frecuencia (FRA)

5.5.1 Verificación de la placa de características

Tabla 12. Relación de ensayos, medidas y verificaciones de recepción

7.5. Criterios de aceptación y rechazo

Si un ensayo de recepción ofreciera un resultado negativo, se repetirá el ensayo y si éste no es satisfactorio se rechazará el transformador.

8.- CONDICIONES DE TRANSPORTE, EMBALAJE Y ETIQUETADO

Las transformadores serán entregados en embalajes adecuados, de tal manera que se faciliten las operaciones de carga y descarga y que queden protegidos contra las posibles incidencias durante la manipulación, transporte y almacenamiento.

En algunas ocasiones en las cuales el destino de las unidades no esté fijado, se podrá exigir su entrega en una caja de madera u otro embalaje equivalente.

Cada embalaje deberá ir provisto de su correspondiente etiqueta con las siguientes indicaciones:

- Número del proveedor.

- Número de pedido.

- Número identificativo del transformador.

Los transformadores deben adaptarse para el transporte y el almacenamiento a temperaturas ambientes inferiores a -25°C.

9.- GARANTÍAS

Las garantías serán las establecidas en el contrato de obra, suministro y/o instalación correspondiente entre Adif y la empresa homologada suministradora o instaladora de los transformadores y en todo caso cumplirá con la legislación vigente al respecto.

10.- NORMATIVA DEROGADA

E.T. 03.359.121.5 “Transformadores de potencia de tipo seco de 3.330 kVA y 6.600 kVA para subestaciones de tracción de líneas convencionales”. 1ª Edición. Octubre de 2008.

11.- DISPOSICIONES TRANSITORIAS Y ENTRADA EN VIGOR

La presente especificación técnica entrará en vigor en su fecha de aprobación.

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12.- NORMATIVA DE REFERENCIA Y BIBLIOGRAFÍA

NORMAS

AENOR. “Aplicaciones ferroviarias. Instalaciones fijas. Transformadores de tracción”. UNE-EN 50329. Madrid: AENOR, 2004 + CORR:2007 + A1:2011.

AENOR. “Transformadores de Potencia. Parte 1. Generalidades”. UNE-EN 60076-1. Madrid: AENOR, 2013.

AENOR. “Transformadores de Potencia. Parte 2. Calentamiento de transformadores sumergidos en líquido”. UNE-EN 60076-2. Madrid: AENOR, 2013.

AENOR. “Transformadores de Potencia. Parte 3. Niveles de aislamiento, ensayos dieléctricos y distancias de aislamiento en el aire”. UNE-EN 60076-3. Madrid: AENOR, 2014.

AENOR. “Transformadores de Potencia. Parte 5. Aptitud para soportar cortocircuitos”. UNE-EN 60076-5. Madrid: AENOR, 2008.

AENOR. “Transformadores de Potencia. Parte 10. Determinación de los niveles de ruido”. UNE-EN 60076-10. Madrid: AENOR, 2002.

AENOR. “Transformadores de Potencia. Parte 10-1. Determinación de los niveles de ruido. Guía de aplicación”. UNE-IEC 60076-10-1:2007. Madrid: AENOR, 2007.

AENOR. “Transformadores de Potencia. Parte 11. Transformadores de tipo seco”. UNE-EN 60076-11. Madrid: AENOR, 2005.

AENOR. “Transformadores de Potencia. Parte 12. Guía de carga para transformadores de potencia de tipo seco”. UNE-IEC 60076-12. Madrid: AENOR, 2010.

AENOR. “Transformadores de Potencia. Parte 18. Medición de la respuesta en frecuencia”. UNE-EN 60076-18. Madrid: AENOR, 2013.

AENOR. “Aislamiento eléctrico. Evaluación y designación térmica”. UNE-EN 60085. Madrid: AENOR, 2008.

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I. Anejo 1. FIGURAS

Figura 1. Ciclo de carga para el ensayo de comprobación de la capacidad del transformador para soportar el ciclo de carga estipulado.

a b c Calentamiento límite del arrollamiento 100 K 115 K Ta: Tiempo de enfriamiento 3h 30min - - Tb: Tiempo de sobrecarga de larga duración - 2h - Tc: Tiempo de sobrecarga de corta duración - - 5min

Ia = IB

Ib = 1,5 IB

Ic = 3 IB

Tb Ta Tc

ΔT

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