Transformadores de distribución 1. Introducción. Introducción. La elección correcta de un banco banco de de transformadores transformadores de de distribución distribución no no es tarea que se pueda tomar a la ligera, por lo que el conocimiento conocimiento a a fondo de esta máquina es indispensable para todo proyectista eléctrico, por otra parte, poner fuera de servicio servicio un un transformador de distribución representa un serio problema para las empresas empresas que que se ocupan de prestar servicio de electricidad a electricidad a las comunidades, ya que ello siempre trae consigo un apagón más o menos prolongado de un sector poblacional. No obstante, el caso se vuelve más dramático cuando la interrupción de las operaciones operaciones del del transformador es causada intempestivamente por un accidente del equipo, pues a los inconvenientes arriba arriba mencionados tendríamos que añadir el costo de costo de reparación o reposición del transformador. Se tratarán sucesivamente los ensayos ensayos a a transformadores de distribución. 2. Tipos de transformadores. transformadores . ipo convencional convencional de poste! poste! Los transformador transformadores es de este tipo tipo "#g. $% constan de n&cleo y bobinas montados, de manera segura, en un tanque cargado con aceite aceite'' llevan (acia fuera las terminales necesarias que pasan a través de bu)es apropiados.
*+.$ Los bu)es de alto volta)e pueden ser dos, pero lo más com&n es usar un solo bu)e además de una terminal de tierra tierra en en la pared del tanque conectada al e-tremo de tierra del devanado de alto volta)e para usarse en circuitos circuitos de de varias tierras. tierras. l tipo convencional incluye solo la estructura estructura básica básica del transformador sin equipo de protección alguna. La protección deseada por sobre volta)e, sobrecarga y cortocircuito se obtiene usando apartarrayos e interrupciones primarias de fusibles montados separadamente en el poste o
en la cruceta muy cerca del transformador. La interrupción primaria del fusible proporciona un medio para detectar a simple vista los fusibles quemados en el sistema primario, y sirve también para sacar el transformador de la línea de alto volta)e, ya sea manual, cuando así se desee, o automáticamente en el caso de falla interna de las bobinas. ransformador autoprotegido! el transformador autoprotegido "#g./% tiene un cortocircuito secundario de protección por sobrecarga y cortocircuito, controlado térmicamente y montado en su interior' un eslabón protector de monta)e interno conectado en serie con el devanado de alto volta)e para desconectar el transformador de la línea en caso de falla interna de las bobinas, y uno o más apartarrayos montados en forma integral en el e-terior del tanque para protección por sobrevolta)e. n caso todos estos transformadores, e-cepto algunos con capacidad de 0123, el cortocircuito opera una lámpara de señal cuando se llega a una temperatura de devanado predeterminada, a manera de advertencia antes del disparo. Si no se atiende la señal y el cortocircuito dispara, puede restablecerse este y restaurarse la, carga por medio de una asa e-terna . s com&n que esto se logre con el a)uste normal del cortocircuito, pero si la carga se a sostenido por un tiempo prolongado tal que (aya permitido al aceite alcan4ar una temperatura elevada, el cortacircuito podrá dispararse de nuevo en breve o podrá ser imposible restablecerlo par que permane4ca cerrado. n tales casos, puede a)ustarse la temperatura de disparo por medio de una asa e-terna au-iliar de control para que pueda volverse a cerrar el cortocircuito por la emergencia (asta que pueda instalarse un transformador más grande.
*+/ Transformador autoprotegido trifásicos. Estos transformadores son similares a las unidades monofásicas, con la excepción de que emplea un cortocircuito de tres polos. El cortacircuito está dispuesto de manera que abra los tres polos en caso de una sobrecarga seria o de falla en alguna de las fases. (fig 3)
FI3 Transformador autoprotegido para bancos de secundarios. Esta en otra !ariante en la que se proporcionan los transformadores con los dos cortacircuitos secundarios paras seccionar los circuitos de ba"o !olta"e, confinar la salida de operación #nicamente a la sección a!eriada o sobrecargada $ de"ar toda la capacidad del transformador disponible para alimentar las secciones restantes. Estos tambi%n se &acen para unidades monofásicas $ trifásicas. Transformadores de distribución del 'tipo estación' estos transformadores tienen, por lo general, capacidad para *+,333 ó *++-. En la figura / se ilustra un transformador de distribución del tipo de poste0estación. 1ara la distribución aredes de ba"o !olta"e de c.a. en áreas de alta densidad de carga, &a$ transformadores de red disponibles en capacidades a#n ma$ores.
FI /
3. Instalación de los transformadores en los postes.
2os transformadores se instalan en los postes en la forma siguiente los de ++- $ menores se su"etan directamente con pernos al poste $ los de tama4o de 56 a *++- tienen 7apatas de soporte su"etas al transformador dise4adas para atornillarse a placas adaptadoras para su monta"e directo en los postes o para colgarse de crucetas por medio de suspensores de acero que están su"etos con firme7a al propio transformador. 2os bancos de tres transformadores monofásicos se cuelgan "untos de fuertes bra7os dobles, por lo com#n ubicados en una posición ba"a en el poste o bien, de un soporte 'agrupador' que los espacia entorno al poste. Tres o más transformadores de 56- $ ma$ores se instalan en una plataforma soportada por dos "uegos de postes que se encuentran separados por una distancia de + a * pies.. menudo la estructura de la plataforma de los transformadores se coloca sobre las propiedades de los consumidores, para reducir la distancia que deben recorrer los circuitos secundarios $ e!itar la congestión de postes en la !8a p#blica. Transformadores para sistemas de distribución subterráneos. 9omo están instalando más circuitos de distribución subterráneo, se &an desarrollado transformadores especiales para dic&os sistemas. El tipo de uso más extendido es el transformador montado en base, as8 llamado por estar dise4ado para instalarse sobre la superficie de una lo7a de concreto o sobre una base. En la fig.* se muestra un transformador t8pico. 2as diferencias esenciales respecto a los transformadores del tipo de poste de las figuras $ se tienen #nicamente en la disposición mecánicas.
FI* .: ;na ca"a rectangular di!idida en dos compartimientos. .<;n compartimiento que contiene el con"unto con!encional de n#cleo:bobinas. 3.:;n segundo compartimiento para terminaciones $ conexiones de los cables. 2os conductores de cable primario están conectados por medio de conectores de enc&ufe para la conexión $ desconexión de la carga. 2os conductores del secundario !an, por lo general, atornillados a terminales de bu"e. /.:Tienen fusibles de !arias clases que !an en un portafusibles colocado en un po7o que está al lado del tanque, de manera que pueda secarse del mismo.
=tro arreglo de transformador está dise4ado para funcionar en un bó!eda subterránea (fig * $ 5).
FI 5 Este se parece más a un transformador del tipo de poste, pero normalmente se fabrica con un tanque de acero resistente a la corrosión, conectores de enc&ufe en el primario $ una ele!ación de la temperatura en aire libre de solo **>9 $ de"ar margen para la temperatura ambiente más alta que pueda realmente existir dentro de una bó!eda. =tros tipos de instalaciones de transformadores. 2os transformadores se instalan en bó!eda deba"o de las calles, en ca"as de registro en plataformas al ni!el del suelo, deba"o de la superficie del piso, dentro de edificios o se entierran directamente cuando se emplea la construcción subterránea. 9uando se instalan dentro de edificios, en donde la posibilidad de que queden sumergidos en agua es remota, se usan transformadores $ cortacircuitos del tipo a%reo o para interiores. 2a s bó!edas para transformadores dentro de un edificio se constru$en a prueba de incendio, excepto cuando esos transformadores son del tipo seco o están llenos con l8quido no inflamable.
Transformadores sobre base de concreto
?ásicamente, es transformador de distribución, con la diferencia que !a encerrado en un gabinete $ montado sobre una base de concreto con facilidad para la entrada $ la salida de conductores. Este tipo de instalaciones &a !ariado en el tama4o del gabinete, es decir, los fabricantes en competencia &an reducido el !olumen de los transformadores con el propósito de &acerlo más atracti!o a la !ista. ;n transformador para instalaciones subterráneas residenciales se diferencia de uno a%reo, entre otras cosas, en que el equipo de protección $ los desconectores forman parte integral del con"unto de transformadores $ equipos. Es decir los fusibles $ desconectores de entrada $ salida son parte del transformador, esto cumple tanto en los pad mounted como los sumergibles. 2os transformadores pad mounted presentan sus partes de alto !olta"e accesible al operador, pero existen unidades con las partes de alto !olta"e blindadas $ con conexión a tierra. 2a protección el%ctrica de estos transformadores consisten en pararra$os $ fusibles. ;n aditamento mu$ importante son los indicadores de fallas. @a$ !arios tipos pero su principal operación es el mismo. ct#an cuando circula por el cable en el cual están instalados una corriente superior a su a"uste. Esta corriente, bastante grande, solo es posible que se produ7ca ba"o condiciones de cortocircuito en el cable primario. 2a indicación puede consistir en el encendido de una se4al luminosa que indica que &a &abido un cortocircuito. Instalaciones.
Aebido al rápido crecimiento de las instalaciones subterráneas, es lógico que deben estudiar $ e!aluar m%todos apropiados para ser!ir este tipo de cargas, con el fin de determinar el o los m%todos más económicos, desde el punto de !ista tanto del consumidor como de la empresa. 9omo resultado de estas in!estigaciones reali7adas en los #ltimos a4os en EE.;;., se &a concluido que las instalaciones más económicas para ser!ir cargas trifásicas por medio de sistemas subterráneos de distribución son .: Bistemas completamente subterráneos Be utili7an transformadores comerciales para instalaciones subterráneas en una tanquilla poco profunda, de ba"o costo, $ de concreto pre!aciado, $ un transformador(monofásico o trifásico)en t#neles, con interruptores $ fusibles en tanquillas similares. .: Bistemas parcialmente subterráneos En este tipo de instalaciones los transformadores montado en la superficie o una base de concreto, los fusibles e interruptores subterráneos o montados con el transformador. 3.:Aescripción de !arios m%todos alternati!os continuación describiremos cuatro(/) m%todos de ser!icio considerados como posibles alternati!as para ser!ir cargas trifásicas subterráneas $ estas son El primer sistema recomendado es una instalación completamente subterránea que utili7a transformadores comerciales subterráneos(T9B). El T9B es un banco de transformadores monofásicos con seccionadores $ fusibles limitadores de corriente externamente reempla7ables, todo esto en el mismo sótano. 2os seccionadores $ fusibles estarán instalados en las paredes del sótano $ mu$ cerca de la puerta de acceso. Esto se &ace con el fin de que el operador pueda reali7ar las operaciones del sCitc&eo, operaciones de desconexión de terminales $ reempla7ó de fusibles limitadores de corriente sin penetrar al sótano. 2os T9B son fabricados para ser usados en sótanos
peque4os $ permite una económica instalación. @asta a&ora lo T9B no son fabricados para capacidades ma$ores de +++- $ tensiones de a 5 Dilo!oltios debido a las limitaciones que imponen los fusibles limitadores de corriente. 2a segunda instalación a considerar es básicamente la misma que la anterior, excepto que aqu8 se usa un transformador trifásico en !e7 de un banco de tres transformadores monofásicos. El gabinete para los interruptores en aceite los fusibles limitadores de corriente es similar al caso anterior. Este tipo de instalación en comparación con la primera se reduce en los costos del transformador trifásico $a que es mas peque4o $ requiere menos espacio. El tercer tipo de instalaciones a considerar utili7a un interruptor de ++ amperios, trifásicos, e instalado subterráneamente $ un transformador montado en la superficie sobre una base de concreto, además de fusibles limitadores de corriente montados en un gabinete e instalado de forma similar al transformador. El interruptor es completamente subterráneo $ debe ser instalado en una tanquilla ad$acente a la base de concreto del transformador. El transformador lle!ara fusibles limitadores de corriente en el compartimiento primario. Aebido a las limitaciones existentes para los fusibles limitadores de corriente, este tipo de instalaciones no pueden usarse para capacidades ma$ores de +++-. 2a #ltima instalación a considerar es la de transformadores trifásicos montados sobre la superficie sobre una base de concreto $ un gabinete de metal donde se instalan los fusibles interruptores de corriente. Esta instalación es la más preferida debido a su ba"o costo, poco mantenimiento $ su seguridad de personal $ est%tica. 2os fusibles de interrupción son de /++ amperios $ son usados para cargas superiores a los *++-. 2a base de concreto para una ins5talación simple( un interruptor con fusible $ un transformador) es de x*x5' de concreto refor7ado. 2a experiencia &a lle!ado a las compa48as de ser!icio el%ctrico a adoptar el monta"e sobre la rasante del terreno, no existiendo en este tipo de monta"e problemas de dise4o, además, fácil operación $ ba"o costo. Bin embargo, este dise4o no es recomendable desde el punto de !ista est%tico o donde exista poco espacio para los equipos. Finalmente podemos citar algunas !enta"as de los transformadores comerciales (T9B) frente los monta"es en t#neles, a saber .: Be requieren tanquillas de menor dimensión. ?.: ;nidades más compactas. 9.: ?a"o mantenimiento. A.: ápida instalación. E.: Ga$or seguridad. Beg#n normas 9AFE los transformadores de distribución monofásicos tipo pedestal debe cumplir las siguientes normas .:2os transformadores con capacidad nominal cont8nuas en -, basadas en una ele!ación máxima de 5*>9 promedio en los de!anados, plena carga*,* $ *+-. .:9lase de aislamiento de *-. .:Impedancia no ma$or del 3H. .:1olaridad diti!a. .:Aeri!aciones .*H $ *H del !olta"e nominal primario. .:2os fusibles deberán estar coordinados entre si para brindar el rango completo de protección. El fusible limitador operará solo en caso de fallas internas en el transformador. .:2a cubierta de los transformadores tipo pedestal está integrada por un módulo donde
se encuentra el tanque del transformador $ el otro módulo donde de encuentran las conexiones, los cuales formarán un con"unto integrado. .:2a unidad no presentará bordes, salientes ni aristas agudas o cortantes. Jo tendrá tuercas ni elementos de fi"ación que sean remo!ibles externamente. .:Berá construida a prueba de intrusos. .:El fabricante deberá presentar certificados de pruebas de la menos del +H de los transformadores a adquirir. .: 2a placa caracter8stica será metálica e inoxidable fi"ada al fondo del compartimiento de conexiones. Tendrá la siguiente información en espa4ol :Tipo de transformador(pedestal) :Jombre del fabricante. :J#mero de serial. :4o de fabricación. :J#mero de fases. :Frecuencia. :9apacidad (-). :-olta"e nominal primario(-oltios). :-olta"e nominal secundario(-oltios). :-olta"e nominal en cada deri!ación (-oltios). :Ji!el básico de aislamiento:?I2(-) :umento promedio de temperatura en de!anados(>9). :Temperatura ambiente promedio diaria (/+>9). :Impedancia (H) :1eso total aproximado (g) :Aiagrama de conexión (;nifilar) :Identificación del l8quido aislante. :2itros aproximados del l8quido aislante. Beg#n normas 9AFE los transformadores de distribución trifásicos tipo pedestal debe cumplir las siguientes normas .:2os transformadores con capacidad nominal continuas en -, basadas en una ele!ación máxima de 5*>9 promedio en los de!anados, plena carga6*, *+, 3++, *++ $ 6*+ - .:9lase de aislamiento de *-. .:Impedancia seg#n capacidad del transformador.
Tolerancia 6.*H .:Tipo de n#cleo * columnas. .:Tipo de conexión 1rimario estrella con el terminal com#n puesto a tierra. Becundario estrella con el terminal com#n puesto a tierra. .:Aeri!aciones .*H $ *H del !olta"e nominal primario. .:2os fusibles deberán estar coordinados entre si para brindar el rango completo de protección. El fusible limitador operará solo en caso de fallas internas en el
transformador. .:2a cubierta de los transformadores tipo pedestal está integrada por un módulo donde se encuentra el tanque del transformador $ el otro módulo donde de encuentran las conexiones, los cuales formarán un con"unto integrado. .:2a unidad no presentará bordes, salientes ni aristas agudas o cortantes. Jo tendrá tuercas ni elementos de fi"ación que sean remo!ibles externamente. .:Berá construida a prueba de intrusos. .:El fabricante deberá presentar certificados de pruebas de la menos del +H de los transformadores a adquirir. .: 2a placa caracter8stica será metálica e inoxidable fi"ada al fondo del compartimiento de conexiones. Tendrá la siguiente información en espa4ol :Tipo de transformador(pedestal) :Jombre del fabricante. :J#mero de serial. :4o de fabricación. :J#mero de fases. :Frecuencia. :9apacidad (-). :-olta"e nominal primario(-oltios). :-olta"e nominal secundario(-oltios). :-olta"e nominal en cada deri!ación (-oltios). :Ji!el básico de aislamiento:?I2(-) :umento promedio de temperatura en de!anados(>9). :Temperatura ambiente promedio diaria (/+>9). :Impedancia (H) :1eso total aproximado (g) :Aiagrama de conexión (;nifilar) :Identificación del l8quido aislante. :2itros aproximados del l8quido aislante. Filosofía de distribución.
En la construcción o reparación de transformadores de distribución, al concluir el proceso de monta"e se efect#a un protocolo de pruebas antes de entregarlo. Estas pruebas son conocidas como pruebas de control de calidad de la fabricación o reparación. 2as pruebas en campo se &acen posteriormente para cerciorarse que el equipo reci%n instalado no &a sido da4ado en el transporte o en su instalación. 9on estas pruebas podemos exigir de ser necesario, un mantenimiento correcti!o o de!ol!er la máquina a la fábrica si el desperfecto es gra!e. Tambi%n con estas pruebas podemos sentar el punto de partida de un buen mantenimiento, empe7ando un &istorial de pruebas con el fin de constatar en el futuro, el progresi!o en!e"ecimiento del equipo $a en uso $ prepararle una parada correcti!a, o cerciorarnos de que el equipo cumple con todas sus funciones de una manera segura $ eficiente. Protocolo de pruebas de recepción.
Esta prueba se efect#a normalmente en los equipos nue!os o reparados. Estas pruebas se &acen para determinar lo siguiente a)Bi el equipo cumple con las especificaciones $ para establecer los parámetros de
pruebas futuras. b)1ara asegurarse que el equipo fue instalado correctamente $ sin sufrir da4os. 4. Comparación de grupo de transformadores monofásicos VS. os transformadores trifásicos.
9onceptos enerales Bobre 2as Transformaciones 1olifásicas. 2os sistemas de energ8a el%ctrica de corriente alterna, nunca son monofásicas. ctualmente, se utili7an casi exclusi!amente los sistemas trifásicos, tanto para la producción como para el transporte $ la distribución de la energ8a el%ctrica. 1or esta ra7ón, resulta de ineludible inter%s el estudio de los transformadores trifásicos. Be entiende por transformación polifásica, la de un sistema polifásico equilibrado de tensiones, en otro sistema polifásico de distintas caracter8sticas de tensiones e intensidades, pero tambi%n equilibrado. Toda la teor8a aprendida en asignaturas anteriores sobre transformadores monofásicos, se aplica 8ntegramente $ es !álida para cualquier tipo de transformación polifásica, $a que basta considerar las fases una a una $ nos encontramos con !arios sistemas monofásicos. 1ero al considerar el sistema trifásico como un con"unto, se plantean nue!os problemas , relacionados con los armónicos de flu"o $ de tensión, con las conexiones, polaridades $ desfases, etc.. !lementos "e #na Transformación Trifásica$Trifásica.
;na transformación trifásica:trifásica consta de un primario, en conexión trifásica equilibrada, que alimenta un sistema trifásico. 1ara abre!iar, a este tipo de transformación le llamaremos simplemente transformación trifásica. ;na transformación trifásica puede efectuarse de dos formas a)mediante tres transformadores monofásicos independientes, unidos entre si en conexión trifásica. b)mediante un solo transformador trifásico que, en cierto modo, re#ne a tres transformadores monofásicos. En este caso, la interconexión magn%tica de los n#cleos puede adoptar di!ersas disposiciones, que examinaremos más adelante. Transformación Trifásica mediante tres Transformadores Gonofásicos. 1ara esta transformación, se utili7a tres transformadores monofásicos de igual relación de transformación. 2os primarios se conectan a la red trifásica de donde toman la energ8a $ los secundarios alimentan el sistema trifásico de utili7ación.
2os transformadores son completamente independientes entre si, por lo que los circuitos magn%ticos tambi%n lo son, no produci%ndose, por lo tanto, ninguna interferencia o interacción entre los flu"os magn%ticos producidos. 9ada transformador lle!a dos bornes de lata $ dos de ba"a que se conectan entre si de forma que pueda obtenerse la transformación trifásica deseada, !%ase, por e"emplo, en la figura las conexiones a reali7ar sobre los tres transformadores monofásicos, para obtener una transformación estrella:estrella, con neutro. El sistema es costoso $ las p%rdidas en !ac8o resultan ele!adas, a causa de la presencia de tres circuitos magn%ticos independientesK desde este punto de !ista, es preferible la instalación de un solo transformador trifásico. Bin embargo, en muc&as ocasiones pueden resultar más económicos los tres transformadores independientesK por e"emplo, cuLando, por ra7ones de seguridad en el ser!icio es necesario disponer de unidades de reser!a con tres transformadores monofásicos basta otro transformador monofásico, con potencia un tercio de la potencia total, mientras que un transformador trifásico necesitar8a otro transformador trifásico de reser!a, con potencia igual a la de la unidad instalada. Este sistema de transformación se emplea, sobre todo, en instalaciones de gran potencia, en las cuales, puede resultar determinante el coste de la unidad de reser!a.
9onexión en paralelo de transformadores monofásicos. Bi se necesita ma$or capacidad pueden conectarse en paralelo dos transformadores de igual o distinta potencia nominal. 2os transformadores monofásicos de polaridad aditi!a o sustracti!a pueden conectarse en paralelo satisfactoriamente si se conectan como se indica a continuación
M se cumplen las condiciones siguientes )-olta"es nominales id%nticos. )Aeri!aciones id%nticas. 3)El porcenta"e de impedancia de uno de los transformadores debe estar comprendido entre N.*H $ el +6.*H del otro. /)2as caracter8sticas de frecuencia deben ser id%nticas. Transformación Trifásica Gediante un solo Transformador Trifásico. El transformador trifásico resulta siempre de la $uxtaposición de los circuitos magn%ticos de tres transformadores monofásicos, apro!ec&ando la composición de flu"os en una u otra parte de dic&os circuitos magn%ticos para conseguir una reducción en sus dimensiones. 1or lo tanto, resulta determinante el acoplamiento magn%tico de tres transformadores monofásicos, para lo que se emplean di!ersas disposiciones. %rupo de cone&ión de los transformadores.
En los sistemas polifásicos, se entiende por conexión las forma de enla7ar entre si, los arrollamientos de las distintas fases. En los transformadores trifásicos, los arrollamientos pueden estar montados en una conexión abierta (III), conexión en triángulo (A), conexión en estrella (M) $ conexión 7ig7ag (O). 2as conexiones A e M son el empleo general $ la O se emplea solamente para ba"a tensión. El tipo abierto (III) tiene aplicación en el caso de transformadores suplementarios o adicionales, de los que &ablaremos más adelante. En el sistema O, cada fase !a montado por la mitad sobre columnas $ estas mitades se montan en oposición, siguiendo un orden de permutación circular de n#cleos. 2a tensión correspondiente a cada fase resulta de la composición de dos tensiones, desfasadas 5+P entre s8. 2as conexiones utili7adas en la práctica están normali7adas en grupos de conexión, que &emos representado en la figura 5. El grupo de conexión caracteri7a las conexiones de los arrollamientos (alta $ ba"a tensión) $ la fase de las tensiones correspondientes a dic&os arrollamientos. 9ada grupo se identifica con una cifra que multiplica por 3+P (!%ase Fig. *) da como resultado el desfase Q, en retraso, que existe entre las tensiones del mismo gRnero (simples o compuestas), del secundario, respecto al primario del transformador en cuestión. 2a designación de los di!ersos tipos de conexiones, se &ace tomando letras ma$#sculas (A, M, O) para el lado de alta tensión, $ letras min#sculas (d,
$, 7) para el lado de ba"a tensión. En la figura 5 se &an indicado con tra7o más $eso los grupos de conexión más en la práctica con indicación de sus aplicaciones más importantes. 1ara elegir el grupo de conexión más apropiado en cada particular, una de las condiciones más importantes que debe tenerse en cuenta es la determinación pre!ia de si el arrollamiento de ba"a tensión &a de traba"ar con carga desequilibrada $ corriente en el neutro (esto #ltimo solo resulta posible en las conexiones $ ó 7). Aesde el punto de !ista del equilibrio magn%tico $ atendiendo, por lo tanto, a la disposición $ a las p%rdidas adicionales, sino existe neutro en el lado de alta, la carga desequilibrada solamente será admisible dentro de ciertos l8mites. 2a carga, referida a la nominal, tolerable en el conductor neutro de un sistema trifásico no debe pasar de los siguientes !alore :9onexión M $, sin de!anado terciario .Transformadores acora7ados, transformadores de cinco columnas $ bancos de 3 transformadores monofásicos+H .Transformadores de tres columnas . Bin bobina de puesta a tierra en el lado de alta+H . 9on bobina de puesta a tierra en el lado de alta3+H :9onexiones M $, con de!anado terciario++H :9onexiones A $++H :9onexiones M 7++H 9on peque4as potencias $ altas tensiones nominales, resulta inadecuada la conexión en triángulo para el lado de alta tensión, por ra7ones constructi!as. 9uando se pre!% que el conductor neutro del lado de ba"a tensión, &a de tener carga, se adoptará preferentemente la conexión M7. '. Faseo( identificación ) polaridad de los de*anados de los transformadores
demás de las pruebas de los circuitos abiertos $ cortocircuito que se usaron para determinar la regulación, la eficiencia del d8a de los transformadores comerciales, se acostumbra a lle!ar a cabo !arias pruebas antes de poner en ser!icio un transformador. Aos de esas pruebas están relacionadas con el faseo $ la polaridad, respecti!a del transformador terminado. El faseo es el proceso mediante el cual se identifican $ se corrigen las terminales indi!iduales de los de!anados separados de un transformador. 2a prueba de polaridad se lle!a a cabo de tal modo que las terminales indi!iduales de los de!anados de las bobinas separadas por un transformador se pueden marcar o identificar para saber cuales son las que tienen las mismas polaridades instantáneas. 1rimero describiremos la polaridad $ despu%s el faseo. Polaridad de las bobinas de un transformador.
2a figura (a) muestra un transformador de !arios de!anados que tiene dos bobinas de alto !olta"e $ dos de ba"o !olta"e. 2os de!anados de alto !olta"e, que son los que tienen muc&as !ueltas de alambre delgado, se identifican en general con la letra @ para designar sus terminales. 2os de ba"o !olta"e como se !e en la figura (a) se identifican con la letra S . Estas bobinas contienen menos !ueltas de alambre más grueso. Tambi%n aparece en la figura (a) la polaridad instantánea, que esta identificada por el
sub8ndice de numero. 2a cla!e particular que se muestra en la figura emplea el sub8ndice impar num%rico para designar la polaridad instantánea positi!a de cada de!anado. s8, en el caso de que las bobinas se deban conectar en paralelo o en serie para obtener !arias relaciones de !olta"e, se puede &acer la conexión en forma correcta teniendo en cuenta la polaridad instantánea. Be deberá !erificar la manera en la que se asigna un punto o un numero impar a los de!anados de la figura (a). Bupongamos que se energi7a el primario @:@ $ que @ se conecta en forma instantánea en la dirección de las manecillas del relo" que se indica. Ae acuerdo a la le$ de 2en7, se establece FEG. inducidas, en los de!anados restantes en la dirección que se indica. Figura (a)
Aesdic&adamente es imposible examinar un transformador comercial, deducir la dirección en que se &an de!anado las espiras para determinar $a sea el faseo la polaridad relati!a de sus terminales. ;n transformador de !arios de!anados puede tener desde * puntas &asta *+ puntas que !an en una ca"a de terminales. Bi es posible examinar los conductores desnudos de las bobinas, su diámetro puede dar alguna indicación acerca de cuales de las puntas o terminales están asociados a la bobina de alto o ba"o !olta"e. 2as bobinas de ba"o !olta"e tendrán conductores de ma$or sección trans!ersal que las de alto !olta"e. Tambi%n las bobinas de alto !olta"e pueden tener aislamiento de ma$or capacidad que las de ba"o !olta"e. Bin embargo, este examen f8sico no da indicación alguna acerca de las polaridades o faseo de las salidas de las bobinas asociados con determinadas bobinas que est%n aisladas entre si. Prueba de faseo del transformador.
2a figura (b) muestra un transformador cu$os extremos de bobina se &an lle!ado a una ca"a de terminales cu$as puntas no se &an identificado toda!8a en lo que respecta a faseo o polaridad. En esta figura se muestra un m%todo sencillo para fasear los de!anados de un transformador. El transformador medio de identificación es un foco de * conectado en serie $ un suministro de c.a. de *-.
Figura (b)
Bi el lado de la carga del foco se conecta con la terminal @, como se indica $ la punta de exploración se conecta en la terminal S, el no enciende. Bi se mue!e la punta de exploración de i7quierda a derec&a a lo largo de la tablilla de terminales no se produce indicación en el foco &asta que se encuentre la terminal @/. El foco enciende en las terminales @/,@3 $ @, indicando que solo las cuatro terminales del lado i7quierdo son parte de una bobina #nica. El brillo relati!o del foco tambi%n puede dar alg#n indicati!o acerca de las salidas. El foco brilla más cuando las puertas están a tra!%s de @:@ $ brilla menos cuando están a tra!%s de @:@/. Be puede &acer una prueba más sensible de faseo de las bobinas $ puntas empleando un !olt8metro 9..(+++0-) en lugar de focos, $ estando conectado el instrumento a su escala de *+-. El aparato indicara el !olta"e suministrado para cada salida de una bobina com#n, $a que su resistencia interna (*+ )es muc&o ma$or que la del de!anado del transformador. continuaciUn se puede emplear un o&miUmetro de pilas para identificar las salidas por medio de medicion es de resistencia $ tambi%n para comprobar los de!anados de bobinas mediante la prueba de continuidad. Prueba de polaridad del transformador
@abiendo identificado los extremos de bobina mediante la prueba de faseo, se determina la polaridad instantánea relati!a mediante el m%todo empleando un !olt8metro 9.. $ un suministro adecuado de 9..($a sea !olta"e nominal o menor). 2a prueba de polaridad consiste en los siguientes pasos Be selecciona cualquier de!anado de alto !olta"e $ se emplea como bobina de referencia. Be conecta una punta de una terminal de la bobina de referencia con una de cualquier otro de!anado de polaridad desconocida. Be identifica a la otra terminal de la bobina de referencia con un punto de polaridad(instantáneamente positi!a). Be conecta un !olt8metro de 9.. en su escala de ma$or !olta"e de la terminal con punto de la bobina de referencia a otra terminal de la bobina de polaridad instantánea conocida. Be aplica !olta"e nominal o menor, a la bobina de referencia. Be anota el !olta"e a tra!%s de la bobina de referencia -r $ el !olta"e de prueba -t entre las bobinas. Bi el !olta"e de prueba -t es ma$or que -r, la polaridad es aditi!a $ se identifica el
punto en la bobina que se prueba como se identifica en la figura . Bi el !olta"e de prueba en menor que -r, la polaridad es sustracti!a, $ se identifican los puntos de la bobina que se prueba como se indica en la figura . Be identifican @ a las terminales con los puntos de la bobina de referencia, $ a la terminal con"unto de la bobina que se prueba con S, o cualquier identificación. Be repiten los pasos de al N con los restantes de!anados del transformador.
!*aluación "e Pruebas
1ruebas para la !erificación del dise4o $ la fabricación. 2a normas internacionales pro!een tres grupos de pruebas para !erificar el dise4o de la fabricación $ ciertos requisitos especiales exigidos por los clientes 1rueba 'Tipo' Bir!en para la !erificación de la calidad del dise4o de un determinado tipo de transformador. 1rueba de 'utina' Bir!en para la !erificación del proceso de fabricación de cada unidad(calidad de la materia prima, construcción de la parte acti!a, ensambla"e, secado, etc.) 1ruebas 'Especiales' Tiene por ob"eto confirmar los requisitos particulares con!enidos entre el usuario $ el fabricante(ni!el de ruido, prueba de aumento de temperatura por sobrecargas, determinación del !alor de impedancia para secuencia cero, etc.) +. Conclusión.
2a reali7ación de los protocolos de prueba para los transformadores de distribución es una parte mu$ extensa $ de gran importancia $a que de nada sir!e colocar una gran estructura $ buenos cálculos cuando la parte operati!a del transformador no se encuentra en buen estado, para e!itar esto se debe exigir al fabricante la reali7ación de todas las pruebas respecti!as a los transformadores que !a$an a ser colocados en funcionamiento pues as8 aseguramos una larga !ida #til para los mismos.
