SUBESTACIONES ELECTRICASTRANSFORMADORES DE POTENCIA

GENERALIDADES

Un transformador de potencia es aquel que maneja grandes magnitudes de volt amper VA, los cuales se expresan en KVA [kilo volt amper] o en MVA [mega volt amper].

Usualmente se considera un transformador de potencia cuando su capacidad es de un valor a partir de: 500 KVA, 750 KVA, 1000 KVA, 1250 KVA o 1.25 MVA, hasta potencias del orden de 500 MVA monofásicos y de 650 MVA trifásicos, 900 MVA. Estos últimos operan en niveles de voltaje de 500 KV, 525 KV y superiores.

Se utilizan para subtransmisión y transmisión de energía eléctrica en alta y media tensión. Son de aplicación en subestaciones transformadoras, centrales de generación y en grandes usuarios.

COMPONENTES PRINCIPALES DE UN TRANSFORMADOR.

DEVANADOS

NÚCLEO

BOQUILLAS

TANQUE

TANQUE CONSERVADOR

RADIADORES

VENTILADORES

ACCESORIOS DEL TRANSFORMADOR

INDICADOR MAGNÉTICO DE NIVEL DE ACEITE

RELEVADOR BUCHHOLZ

VALVULA DE SOBRE PRESIÓN

INDICADOR DE TEMPERATURA DEL ACEITE

INDICADOR DE TEMPERATURA DEL DEVANADO

GABINETE DE CONTROL

TRANSFORMADOR DE CORRIENTE

CAMBIADOR DE DERIVACIONES

PLACA E DATOS

EMPAQUES

CONEXIÓN A TIERRA.

TIPOS DE TRANSFORMADORES

TIPO DE NUCLEO: Acorazado y Columna

TIPO DE ENFRIAMIENTO

EL NÚMERO DE FASES

AMBIENTE DE OPERACIÓN

SU CAPACIDAD

SU APLICACIÓN

LA RESERVACIÓN DE ACEITE

SU CONEXIÓN

TIPO DE NUCLEO

ACORAZADO O TIPO SHELL.

Su característica es que el núcleo magnético envuelve a las bobinas.

La ventaja de este diseño es su alta resistencia mecánica, que permite transportarlos en unidades de gran capacidad sin sufrir daños y la posibilidad de construirlos con baja impedancia de dispersión, cuando la regulación de voltaje del sistema es crítica.

TIPO DE NÚCLEO

COLUMNA

La característica principal es que las bobinas envuelven al núcleo magnético.

Sus ventajas so que tienen un bajo costo inicial una alta impedancia y menores costos de reparación.

Como desventaja tiene una baja resistencia mecánica y menor regulación.

Por el número de fases

Se clasifican en monofásico y trifásicos. Existe la tendencia a utilizar transformadores monofásicos,

debido a que permiten una mayor flexibilidad de operación. En caso de una falla sólo se ve afectada una unidad, la cual se puede remplazar con la unidad de reserva. En el caso de un transformador trifásico, la unidad completa se ve afectada, debido a que la falla contamina el aceite, por lo que es necesario sustituir a la unidad completa. El costo de un banco de transformadores monofásicos es considerablemente mas alto, comparado con el de un trifásico.

EJEMPLO

POR SU AMBIENTE DE OPERACIÓN

Se clasifican del tipo interior e intemperie Los transformadores de gran capacidad todos son del tipo

intemperie.

Los transformadores de tipo caverna utilizados en instalaciones subterráneas son de gran capacidad y son iguales a los instalados a la intemperie, salvo que las terminales de salida son al través de cables de energía.

POR EL TIPO DE ENFRIAMIENTOTRANSFORMADORES SUMERGIDOS EN ACEITE AISLANTE

TIPO DE ENFRIAMIENTO DESCRIPCIÓN

Designación anterior Designación actual

OA ONAN Sumergido en líquido aislante, con enfriamiento natural.

OA/FA ONAN/ONAF (1.) enfriamiento con aire forzado.

OA/FOA/FOA ONAN/ODAF/ODAF (1.) aceite dirigido-aire forzado.

FOA OFAF Sumergido en líquido aislante, con enfriamiento con aceite forzado y aire forzado

OW ONWN Sumergido en líquido aislante con enfriamiento por agua

FOW OFWF SLA. Con enfriamiento de aceite forzado y enfriadores de agua forzada

POR EL TIPO DE ENFRIAMIENTOTRANSFORMADORES DE TIPO SECO

Designación IEEE Designación de IEC Clase de aislamiento

AA AN Ventilado con enfriamiento natural.

AFA AF Ventilado con enfriamiento por aire forzado.

AA/FA ANAF Ventilado con enfriamiento natural y aire forzado

ANV ANAN Sin ventilación con enfriamiento natural.

GA GNAN Sellado con enfriamiento natural.

POR SU CAPACIDAD

Se clasifican en tres grupos.

De pequeña potencia, con capacidades de 500 a 7500 KVA.

De mediana potencia, con capacidades de 7.5 a 10 MVA.

De gran potencia, con capacidades de 10 MVA y superiores.

POR SU APLIACAIÓN EN LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS

ELEVADORES

REDUCTORES

PARA INSTRUMENTO

REGULADORES

PARA ATERRIZAMIENTO

DE ARRANQUE

POR LA PRESERVACIÓN DEL ACEITE

Con Tanque Conservador.

Los transformadores con tanque conservador, utilizan diferentes métodos para preservar las propiedades del aceite, aislándolo del medio ambiente y regulando la presión de salida de los gases.

Los métodos comúnmente utilizados son: Respiración a través de sílica gel; Método de sellado con: 1.- Bolsa Elástica, 2.- Diafragma, 3.- Nitrógeno.

Sin Tanque Conservador.

Método de preservación de aceite:

1.- Sellado con aire o Nitrógeno.

2.- Respiración a través de Sílica gel.

POR SU CONEXION

ESTRELLA – ESTRELLA

POR SU CONEXION

DELTA – ESTRELLA

POR SU CONEXION

ESTRELLA – DELTA

POR SU CONEXION

DELTA – DELTA

La selección del sistema de enfriamiento de un transformador es importante, debido a su influencia en la vida útil y en la capacidad del equipo, así como el costo y en el espacio disponible para su instalación.

Designación del tipo de enfriamiento para transformadores de potencia.

TIPOS DE ENFRIAMIENTO

1er Letra 2da Letra 3er Letra 4ta Letra

Medio Mecanismo Medio Mecanismo

Medio de enfriamiento en contacto con los devanados

Medio de enfriamiento externo

INTERNO

1ra LetraMedio

Código

DESCRIPCIÓN

O Liquido con punto de inflamación 300 ºC

K Liquido con punto de inflamación >300 ºC

2da Letra Mecanismo

L Líquido sin punto de inflamación de medición.

N Conv. Natural por equi. Disipación y dev.

F Circ. Forz. Conv. Natural en devanados.

EXTERNO

3ra LetraMedio

D Circ. For. Flujo Dir. A dev. Principales.

A Aire

W Agua4da Letra Mecanismo N Convección Natural

F Convección Forzada

Clase de enfriamiento transformador tipo seco. EU y Europa.

.

.

JOSÉ LUIS FLORES RIVERAIng. Electromecánica. Subestaciones Eléctricas. 9no T.V

BIBLIOGRAFÍA

http://www.mexicanbusinessweb.mx

http://www.sapiensman.com/electrotecnia/transformador_electrico2.htm

http://patricioconcha.ubb.cl/transformadores/pagina_n1.htm

Manual de transformadores y reactores de potencia tomo I, segunda edición. Instituto de Investigaciones eléctricas.