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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.
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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.