Transformadores eléctricos

Electricidad. Electronico. Transformaciones. Distribución. Autotransformadores. Subestaciones. Corriente alterna y monofásica

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TRANSFORMADORES ELECTRICOS

Como su nombre lo dice sirven para transformar la energía que viaja por líneas de alta, media y baja tensión, por las subestaciones distribuyéndola por las ciudades. Existen diversos tipos de trasformadores, varían según su potencia, capacidad, el uso o aplicación; a continuación se presentan algunos:

TRANSFORMADOR DE POTENCIA

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

Características Generales:
Se construyen en potencias normalizadas desde 1.25 hasta 20 MVA, en tensiones de 13.2, 33, 66 y 132 kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.

'Transformadores eléctricos'

TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION

Se denomina transformadores de distribución, generalmente los transformadores de potencias iguales o inferiores a 500 kVA y de tensiones iguales o inferiores a 67 000 V, tanto monofásicos como trifásicos. Aunque la mayoría de tales unidades están proyectadas para montaje sobre postes, algunos de los tamaños de potencia superiores, por encima de las clases de 18 kV, se construyen para montaje en estaciones o en plataformas. Las aplicaciones típicas son para alimentar a granjas, residencias, edificios o almacenes públicos, talleres y centros comerciales.

A continuación se detallan algunos tipos de transformadores de distribución.

'Transformadores eléctricos'
Descripción:
Se utilizan en intemperie o interior para distribución de energía eléctrica en media tensión. Son de aplicación en zonas urbanas, industrias, minería, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.

Características Generales:
Se fabrican en potencias normalizadas desde 25 hasta 1000 kVA y tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV. Se construyen en otras tensiones primarias según especificaciones particulares del cliente. Se proveen en frecuencias de 50-60 Hz. La variación de tensión, se realiza mediante un conmutador exterior de accionamiento sin carga.

TRANSFORMADORES SECOS ENCAPSULADOS EN RESINA EPOXI

Descripción:
Se utilizan en interior para distribución de energía eléctrica en media tensión, en lugares donde los espacios reducidos y los requerimientos de seguridad en caso de incendio imposibilitan la utilización de transformadores refrigerados en aceite.

Son de aplicación en grandes edificios, hospitales, industrias, minería, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.

Características Generales:
Su principal característica es que son refrigerados en aire con aislación clase F, utilizándose resina epoxi como medio de protección de los arrollamientos, siendo innecesario cualquier mantenimiento posterior a la instalación. Se fabrican en potencias normalizadas desde 100 hasta 2500 kVA, tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV y frecuencias de 50 y 60 Hz.

TRANSFORMADORES HERMÉTICOS DE LLENADO INTEGRAL

Descripción:
Se utilizan en intemperie o interior para distribución de energía eléctrica en media tensión, siendo muy útiles en lugares donde los espacios son reducidos.

Son de aplicación en zonas urbanas, industrias, minería, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica.

Características Generales:
Su principal característica es que al no llevar tanque de expansión de aceite no necesita mantenimiento, siendo esta construcción más compacta que la tradicional. Se fabrican en potencias normalizadas desde 100 hasta 1000 kVA, tensiones primarias de 13.2, 15, 25, 33 y 35 kV  y frecuencias de 50 y 60 Hz.

TRANSFORMADORES RURALES

Descripción:
Están diseñados para instalación monoposte en redes de electrificación suburbanas monofilares, bifilares y trifilares, de 7.6, 13.2 y 15 kV.

En redes trifilares se pueden utilizar transformadores trifásicos o como alternativa 3 monofásicos.

TRANSFORMADORES SUBTERRÁNEOS

Aplicaciones

Transformador de construcción adecuada para ser instalado en cámaras, en cualquier nivel, pudiendo ser utilizado donde haya posibilidad de inmersión de cualquier naturaleza.

Características

Potencia: 150 a 2000KVA

Alta Tensión: 15 o 24,2KV

Baja Tensión: 216,5/125; 220/127;380/220;400/231V

TRANSFORMADORES AUTO PROTEGIDOS

Aplicaciones

El transformador incorpora componentes para protección del sistema de distribución contra sobrecargas, corto-circuitos en la red secundaria y fallas internas en el transformador, para esto posee fusibles de alta tensión y disyuntor de baja tensión, montados internamente en el tanque, fusibles de alta tensión y disyuntor de baja tensión. Para protección contra sobre tensiones el transformador está provisto de dispositivo para fijación de pararrayos externos en el tanque.

Características

Potencia: 45 a 150KVA

Alta Tensión: 15 o 24,2KV

Baja Tensión: 380/220 o 220/127V

AUTOTRANSFORMADORES

Los autotransformadores se usan normalmente para conectar dos sistemas de transmisión de tensiones diferentes, frecuentemente con un devanado terciario en triángulo. De manera parecida, los autotransformadores son adecuados como transformadores elevadores de centrales cuando sé desea alimentar dos sistemas de transporte diferentes.

En este caso el devanado terciario en triángulo es un devanado de plena capacidad conectado al generador y los dos sistemas de transporte se conectan al devanado, autotransformador. El autotransformador no sólo presenta menores pérdidas que el transformador normal, sino que su menor tamaño y peso permiten el transporte  de potencias superiores.

SUBESTACIONES

Subestaciones son los puntos de paso de la energía entre tramo y tramo para alimentar la línea de contacto; realizan la unión entre la red de alta tensión y la catenaria (curva formada por una cadena).

 

Instalación industrial empleada para la transformación del voltaje de la corriente eléctrica. Las subestaciones eléctricas se ubican en las inmediaciones de las centrales eléctricas para elevar el voltaje a la salida de sus generadores y en las cercanías de las poblaciones y los consumidores, para bajarlo de nuevo.

La razón técnica para realizar esta operación es la conveniencia de realizar el transporte de energía eléctrica a larga distancia a voltajes elevados para reducir las pérdidas resistivas, que dependen de la intensidad de corriente.

SUBESTACION EN CORRIENTE CONTINUA

Se utilizan grupos convertidores que transforman la corriente trifásica de alta tensión, de la red pública (corriente alterna trifásica de 50 Hz), en corriente continua a tensión más baja (3000 v, 1500 v, etc.). Estos grupos convertidores pueden ser rectificadores de vapor de mercurio o de semiconductores.

Subestaciones de corriente continua:

La distancia entre subestaciones es de 10 Km. en el caso de corriente continua de 1500 v y de 20 Km. en el caso de corriente continua de 3000 v.

El esquema general de la disposición de las subestaciones en el caso de corriente continua es el siguiente.

La distancia entre subestaciones es de 10 Km. en el caso de corriente continua de 1500 v y de 20 Km. en el caso de corriente continua de 3000 v. El esquema general de la disposición de las subestaciones en el caso de corriente continua es el siguiente.

EN CORRIENTE ALTERNA

Se distinguen dos casos:

1- Con electrificación de corriente monofásica 16 2/3 Hz:

a) Con alimentación proporcionada por red especial a 16 2/3  Hz se utilizan transformadores que bajan la tensión a 15000 v.
b) Con alimentación directamente de la red de alta tensión pública se utilizan convertidores de corriente trifásica a 50 Hz a corriente monofásica de 16 2/3 Hz a 15000 v.


2- Con electrificación de corriente monofásica de 50 Hz:
Se tiene como red primaria la red pública trifásica; se utilizan transformadores monofásicos conectados entre dos fases de la red trifásica.

  • SUBESTACIONES DE CORRIENTE MONOFÁSICA A 15000 V Y 16 2/3 HZ

  • A.1) De producción autónoma, con alimentación por medio de centrales monofásicas.

    A.2) De conversión centralizada, con alimentación desde puestos de conversión.

    A.3) De conversión repartida que carece de línea de alta tensión para las estaciones y cada subestación está unida directamente a la red pública trifásica de 50 Hz mediante el puesto de transformación más cercano a ella.

    Con ello se consigue reducir de manera considerable la longitud de la línea electrificada, y con ello una disminución del coste de la electrificación.
    Este método de distribución de subestaciones se lleva a cabo en países muy industrializados tales como Suecia.

    B) SUBESTACIONES DE CORRIENTE MONOFÁSICA A 25000 V Y 50 HZ

    Las subestaciones se disponen lo más cerca posible de los centros distribuidores de alta tensión y así conseguir que las líneas de alimentación sean lo más cortas posibles. La disposición es la siguiente:

    Subestación (a) con alimentación doble, unida a dos puestos de alimentación mediante una línea trifásica a cada uno.

    - Subestación (b) alimentada desde un solo puesto mediante una línea doble de dos conductores cada una.

    - Subestación (c) alimentada mediante una línea doble y otra trifásica de emergencia.

    SUBESTACIONES DE 85KV.

    Aquí se observa un inventario de materiales y cantidades de obra la construcción de una subestación de 85KV.

    Cantidad

    Unidad

    Descripción

    Especificación LFC

    Clasificación

    3

    Pieza

    Apartarrayos de 85 Kv

    LFC-ING-006

    1

    5

    Juego

    Cuchilla desconectada de 85 Kv, 1600 AMP. Montaje vertical, operación eléctrica

    LFC-ING-052

    2

    2

    Pieza

    Interruptor de potencia de 85 Kv, 1000 amp. 40 KA.

    LFC-ING-017

    3

    9

    Pieza

    TC's de 85 Kv, 400 x 800 / 1200:5//5, intemperie

    LFC-ING-007

    4

    3

    Pieza

    TC's de 85 Kv, 100 x 200 x 300 x 400:5//5, intemperie

    LFC-ING-007

    5

    3

    Pieza

    TP's de 85 Kv, 400 & 400 & 800:1, intemperie

    LFC-ING-008

    6

    1

    Lote

    Material para sistema de tierras

    LFC-ING-035

    Varios

    2

    Pieza

    Tablero de CPM para línea con fibra óptica y sobrecorriente direccional.

    LFC-ING-

    Salón Tableros

    1

    Lote

    Equipo de alumbrado

    LFC-ING-

    Varios

    1

    Lote

    Cable de Control

    LFC-ING-005

    Varios

    1

    Lote

    Herrajes y conectores

    LFC-ING-028

    Varios

    1

    Pieza

    Equipo terminal óptico

    LFC-ING-

    Salón Tableros

    1

    Pieza

    Tablero servicio de estación cliente

    LFC-ING-040

    Salón Tableros

    1

    Pieza

    UTR, Tipo Cliente

    LFC-ING-

    Salón Tableros

    Se debe realizar un diagrama esquemático de protección, con los elementos que lo integran como son: Interruptores, Cuchillas, Transformadores de Corriente TC's, Transformadores de Potencial TP's, Relevadores, Equipos de Medición, etc.

    En la Planta General, se muestran las dimensiones de la superficie mínima requerida para una Subestación de 85 Kv. En esta planta, se utiliza una superficie de 30.00 por 30.00 metros, y se muestra el arreglo (ubicación) de las estructuras metálicas necesarias para las Cuchillas, Interruptores, Transformadores de Corriente y de potencial, Apartarrayos, etc., y se muestra también la ubicación del salón de tableros.

    En esta elevación, perpendicular a la llegada de la línea de 85 Kv., se muestra la altura máxima de las estructuras, que es de 16.50 metros desde el desplante o nivel de piso terminado, hasta el hilo de guarda, igualmente se muestran las bajadas de la línea hacia las Cuchillas e Interruptores y los Transformadores de Corriente.

    En este corte transversal se muestra la llegada de la línea de 85 Kv. y la salida de la línea hacia la Subestación del cliente.

    Se puede observar la bajada de la línea de 85 Kv. hacia las Cuchillas desconectadoras, pasando a los Transformadores de Corriente y de ahí hacia el interruptor de potencia, para pasar al interior del arreglo, en donde se conectan por medio de otras Cuchillas, con el bus o barra de 85 Kv.

    LABORATORIO DE INVESTIGACIÓN Y MANTENIMIENTO A EQUIPOS DE ALTA TENSIÓN

    El centro de servicios LIMAT cuenta con 5 subestaciones móviles que permiten mantener el suministro de energía eléctrica en condiciones adversas, tales como:

    • Contingencias por desastres naturales

    • Reparación y mantenimiento de transformadores de Potencia

    • Solución intermedia en expansión de red o sistemas de potencia

    • Unidad de respaldo en horas pico

    • Fuente de energía para áreas aisladas

    • Transformador elevador