Selección, Protección y Operación de los Transformadores de Distribución Ing. Boris Santivañez Chuquichaico
Introducción a los Transformadores de Distribución
Introducción Marco Normativo: •
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Código Nacional de Electricidad Suministro, RM N° 366-2001EM/VME. Reglamento de Seguridad y Salud en el trabajo de las Actividades Eléctricas, RM N° 161-2007-MEM/DM. Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos (NTCSE), DS N° 040-2001-EM y su Base Metodológica moficicada. Procedimiento para la supervisión de las instalaciones de distribución eléctrica por seguridad pública N° 228-2009-OS/CD. Normas de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) y otras que sean reconocidas y respondan a las exigencias internacionales –
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Introducción Importancia del los Transformadores en los sistemas eléctricos
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Introducción Qué es un Transformador?
IEC: Dispositivo electromagnético destinado a la conversión de los factores de la potencia eléctrica.
Académica: Máquina Eléctrica Estática, con dos o mas arrollamientos Destinada a convertir la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de voltaje, en energía alterna de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético, manteniendo la frecuencia. 5
Introducción Como se clasifican los Transformadores?
Transformador de Potencia Potencias mayores a 500kVA
Transformador de Distribución Potencias hasta 500kVA
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Transformador de Distribución Características generales? Se construyen en potencias normalizadas hasta 500kVA Tensiones de hasta 35kV Frecuencias de 50 y 60Hz Variación de tensión, conmutador exterior sin carga •
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Núcleo Arrollamientos Tanque Aletas Bornes Aceite Conmutador
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Transformador de Distribución Donde se aplican? Se utilizan en intemperie o interior Son de aplicación en zonas rurales, urbanas, grandes edificios, hospitales, industrias, minería, explotaciones petroleras, grandes centros comerciales y toda actividad que requiera la utilización intensiva de energía eléctrica. Transformadores Secos Encapsulados en Resina Epoxi
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Transformadores Herméticos de Llenado Integral
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Transformador de Distribución Transformadores rurales
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Transformadores Subterráneos
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Transformadores Auto Protegidos
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Selección de los Transformadores de Distribución
Selección Cuales son los criterios de selección? •
Por su instalación Subestación Aérea (Tipo monoposte y biposte) Subestación Convencional (caseta a nivel y subterráneas) Subestación Compacta (bóveda ó pedestal)
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Selección Cuales son los criterios de selección? •
Por el sistema de distribución Nivel de tensión Grupo de conexión (D-Y / Y-D)
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Por la Evaluación de la Demanda Potencia Transformador
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(Pérdidas Fe y Cu)
Otros Gastos de Operación y Mantenimiento Precio de compra (Rutina, tipo) Pruebas de Recepción 12
Pruebas Eléctricas Cuales son la pruebas finales a un Transformador? Prueba al aceite del transformador. Medición de la resistencia de aislamiento. Prueba de relación de transformación. Determinación del grupo de conexión. Determinación de las características del aislamiento. Prueba del aislamiento por voltaje aplicado. Prueba para la determinación de las pérdidas en vacío y en corto circuito (determinación de impedancia). Prueba del aislamiento entre espiras por voltaje inducido. Prueba de Calentamiento y Tensión de Impulso 13
Pruebas Eléctricas Es necesario un organismo encargado de las pruebas eléctricas? SI, y debería tener los siguiente atributos: •
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Ser el órgano técnico autónomo, que evalúe permanente la calidad de los productos eléctricos que ingresan al país. (NTP y Normas Internacionales) Deben basarse a objetivos de política nacional y sectorial. Estar integrado por representantes de los sectores involucrados en la temática energética (p.e.: MEM, OSINERGMIN, CIP, INDECOPI, UNIVERSIDADES) 14
Protección de los Transformadores de Distribución
Protección Lado primario Seccionadores Fusibles
Lado secundario Descargadores (Pararrayos)
Interruptores termomagnéticos
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Seccionadores Fusibles Características • •
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Es el método de protección mas antiguo. Se emplea en la protección contra cortocircuitos de líneas y transformadores de distribución. Se basa en el incremento de la temperatura que sufre el elemento fusible, al pasar la sobrecorriente. Ventajas • Es un método de protección • • •
simple. Relativamente económico. Limita y extingue las corrientes de ctocto en menos de 5ms. Su funcionamiento es independiente
Desventajas • Falta de precisión. • Envejecimiento. • Tiempos de operación
prolongados para las sobrecargas.
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Seccionadores Fusibles Fusibles para transformadores de Distribución Para la selección debe considerar: • La máxima carga nominal. • La corriente de arranque. • La carga fría El fusible debe de cumplir las siguientes condiciones: • La curva característica debe de estar por debajo de la curva de daño, pero por encima de las curvas de inserción y carga fría.
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Seccionadores Fusibles Fusibles para transformadores de Distribución Los fusibles recomendados para la protección contra cortocircuitos son: S.E. aérea Trifásica (10kV) 250kVA Fusible de 20A k 160kVA Fusible de 15A k 100kVA Fusible de 10A k 75kVA Fusible de 10A k 50kVA Fusible de 6A k 25kVA Fusible de 6A k •
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Descargadores Los descargadores ó conocidos comúnmente como pararrayos son utilizados para proteger equipos ó estructuras de un sistema, enviando a tierra las sobretensiones producidas en él. Los pararrayos utilizados para proteger a los equipos de las redes eléctricas de distribución son del TIPO 3 (clase distribución) Los pararrayos se seleccionan de acuerdo a la tensión nominal del sistema y a la tensión máxima del mismo, considerando el tipo de aterramiento de la red. 20
Sistema de Puesta a Tierra Asociados
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Interruptores Termomagneticos Características Los interruptores termomagnéticos trifásicos para baja tensión, están de acuerdo a las normas IEC 60947 IEC 60898. Su capacidad de ruptura es de 6KA y 20KA. La curva de disparo es lenta del tipo C, disparo magnético. Aplicaciones Su utilización está destinada a la protección de la instalación por sobrecargas y corto circuitos. •
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Interruptores Termomagneticas Bimetal (sobrecarga)
Bobina (cortocircuitos)
Cámara de extinción de arco
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Operación de los Transformadores de Distribución
Operación Instalaciones Eléctricas de Electrocentro S.A. UUNN/SEM
CONCESION (KM2)
KM RED MT
KM RED BT
SED
KVA
AP
CLIENTES
AYACUCHO
709.31
2137.62
1676.2
1704
59030.65
19843
88570
HUANCAVELICA
256.09
1670.93
1469.3
1288
30831.87
10461
49414
1042.95
939.14
1509.13
1681
100583.88
26230
101973
HUANUCO
453.88
1205.04
1269.37
1165
50335
15003
64155
PASCO
642.95
886.48
646.71
663
29513.9
10170
33401
SELVA CENTRAL
137.75
1843.18
1211.48
1407
52195.55
1167.17
922.38
877.29
848
40193.65
13358
45019
87.23
375.41
317.02
369
23471.5
5659
22298
VALLE MANTARO
1850.54
1138.21
1575.81
1731
46990.4
20043
62898
ELECTROCENTRO
6347.87
11118.4
10552.32
10856
433146.4
134787
519224
HUANCAYO
TARMA TINGO MARIA
14020
51496
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Operación Para el montaje, operación y mantenimiento es recomendable realizar una inspección visual periódica del transformador, anotando la condición general de: • Aisladores de alta tensión. • Aisladores de baja tensión. • Los pararrayos. • Presentación tanque y gabinete. • Evidencia de fuga de aceite. • Conexiones a tierra. • Accesorios. • Etiquetas de seguridad . • Inclinación del transformador. 26
Operación Regulación del Voltaje (Calidad de Producto): Los transformadores de distribución generalmente son suministrados con un cambiador de derivaciones (conmutador) de alta tensión para operación externa, ubicado cerca de los aisladores de alta tensión. Procedimiento del conmutador • Desconectar el transformador. • Jalar el mango del conmutador hacia fuera hasta que el extremo del mango deje la placa del cuadrante. • Gire la manija hasta llegar a la posición deseada. (± 2x2.5%) 27
Operación Cuales son los motivos mas frecuentes que ocasionan fallas en los transformadores de distribución? • • • • • •
Descargas atmosféricas. Sobrecargas. Instalación defectuosa. Envejecimiento. Defectos de fabricación. Error de operación.
Las fallas en transformadores distribución representan el 2% del total de interrupciones ELCTO 28
Conclusión final
“Hay hermanos muchísimo por hacer”… (César Vallejo París 1938)
Gracias por su atención!!! 29
