ET010 Transformador de distribución autoprotegido hasta 150 kVA trifásico y monofásico

• Contenido Ocultar
• 1. Objeto
• 2. Alcance
• 3. Definición
• 4. Condiciones de servicio
• 5. Características técnicas generales
• 6. Diseño y construcción
• 7. Características particulares
• 7.1 Potencias, tensión
• 7.2 Niveles de aislamiento
• 7.3 Conexión
• 7.4. Peso máximo de transformadores
• 7.5. Ubicación de bujes y cambiador de derivaciones.
• 7.6. Perdidas eléctricas admisibles
• 7.7 Accesorios normales de operación
• 8. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN
• 8.1 Características Técnicas Del Interruptor De B.T.
• 8.1.1 Tensión nominal
• 8.1.2 Corriente nominal
• 8.1.3 Capacidad de interrupción nominal
• 8.1.4 Curvas de operación
• 8.2 CARACTERÍSTICAS DEL FUSIBLE
• 8.2.1 Tensión nominal
• 8.2.2 Corriente nominal
• 8.2.3 Capacidad de Interrupción
• 8.3 CARACTERÍSTICAS DEL DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES EN M.T.
• 8.4 CARACTERÍSTICAS DEL DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES EN B.T.
• 9. CARACTERÍSTICAS DE CONSTRUCCIÓN
• 9.1 INTERRUPTOR DE B.T.
• 9.2 FUSIBLE DE M.T.
• 9.3 DISPOSITIVO DE OPERACIÓN DEL INTERRUPTOR
• 9.4 LUZ INDICADORA DE SOBRECARGA(LED).
• 9.5 DISPOSITIVO DE FIJACIÓN DEL DESCARGADOR DE M.T. EN EL TANQUE
• 9.6 DISPOSITIVO DE FIJACIÓN DEL DESCARGADOR DE B.T. EN EL TANQUE
• 10. CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS
• 10.1 TEMPERATURA DE ENCENDIDO DEL LED PILOTO Y OPERACIÓN DELINTERRUPTOR
• 10.2 CURVAS DE COORDINACIÓN
• 10.3 TIEMPO DE OPERACIÓN DEL FUSIBLE
• 11. ENSAYOS
• 11.1 ENSAYOS DE RUTINA
• 11.1.1 Ensayos eléctricos al transformador
• 11.2 ENSAYOS TIPO
• 11.2.1 Ensayo de coordinación del interruptor y el fusible.
• 11.2.2 Ensayo de simulación de operación del elemento fusible
• 11.2.3 Ensayo de verificación de la calibración del interruptor.
• 12. REPUESTOS

1. Objeto

Esta especificación establece los requisitos técnicos que deben cumplir y pruebas a las que deben ser sometidos los transformadores de distribución autoprotegidos trifásicos y monofásicos.

2. Alcance

La presente especificación aplica para los transformadores autoprotegidos con capacidades desde 5 hasta 150 kVA, monofásicos y trifásicos instalados en el sistema de distribución de CODENSA.

3. Definición

El transformador autoprotegido es un transformador que posee internamente además de los accesorios normales de funcionamiento, elementos de protección contra las sobretensiones en MT. y B.T., sobrecargas y cortocircuitos.

Las sobretensiones son originadas por descargas atmosféricas o por suicheos en la red; los cortocircuitos son originadas por fallas en la red de B.T. ó por fallas internas en el transformador y las sobrecargas son originadas en la red de B.T.

Para la protección contra sobretensiones se provee de descargadores de sobretensión; para cortocircuitos originados en el transformador se provee de fusibles en M.T y contra los cortocircuitos y sobrecargas en B.T. se provee de un interruptor termico o termomagnético, además de proveer de una indicación visual para condiciones de sobrecarga.

4. Condiciones de servicio

Las zonas de instalación pueden presentar clima cálido y húmedo. Se deben considerar las siguientes condiciones ambientales de servicio:

5. Características técnicas generales

Las condiciones generales de funcionamiento requeridas para los transformadores autoprotegidos se indican en la Especificación de Transformadores de distribución convencionales E-MT-0009 última revisión numeral 5.

6. Diseño y construcción

Los requisitos de diseño y construcción de los transformadores autoprotegidos se indican en la Especificación de Transformadores de distribución convencionales E-MT-0009 última revisión numeral 6.

7. Características particulares

7.1 Potencias, tensión

Los valores nominales empleados en el sistema eléctrico de CODENSA se definen en la tabla No.1

Tabla 1. Valores de tensión
Los transformadores para Alumbrado Público poseen tensiones de 11400 – 480 / 277 V. Ó 13200 – 480 / 277 V. Según requerimiento.

7.2 Niveles de aislamiento

El nivel básico de aislamiento al impulso que deben tener los devanados y terminales de M.T.y BT están definidos en la tabla 2.

Tabla 2. Niveles de aislamiento
El nivel de ensayo de aislamiento debe estar de acuerdo con lo establecido en la NTC 836.

7.3 Conexión

Los transformadores monofásicos con tensiones nominales iguales a 7640 (fase – tierra) voltios, serán de polaridad aditiva grupo de conexión Ii6. Los transformadores monofásicos con tensiones nominales iguales a 11400 ó 13200 Voltios(fase – fase) voltios, tendrán polaridad sustractiva grupo de conexión Ii0.

El grupo de conexión de los transformadores trifásicos será Dyn5.

Los transformadores deben presentar el neutro en B.T. accesible externamente y sólidamente puesto a tierra; deben tener conectado el terminal neutro a la puesta tierra del transformador.

Los transformadores monofásicos adicional a los dispositivos de izaje, se debe suministrar los soportes y dispositivos de transporte intercambiable en terreno de acuerdo con lo indicado en la figura 1.

7.4. Peso máximo de transformadores

Tabla 3. Valores Máximos

Si no se indica en el pedido, los transformadores presentados en la tabla 3 deberán tener soportes de sujeción para montaje en poste y deben cumplir con los valores de peso máximo allí indicados; éstos se ilustran en la figura 2, donde se indica la distribución de los descargadores de M.T. y B.T.

Para los transformadores a ser instalados en estructura tipo H ó montaje apoyado deberán cumplir con las dimensiones máximas indicadas en la tabla 3 y cuyo peso no sea superior a 1000 kgs. éstos transformadores se ilustran en la figura 3 donde se indica la disitribución de los descargadores de M.T y B.T.

7.5. Ubicación de bujes y cambiador de derivaciones.

Los bujes de M.T. deben estar ubicados sobre la tapa en forma vertical.

Los bujes de B.T. deben estar ubicados en la pared parte frontal del transformador en forma horizontal.

El cambiador de derivaciones puede localizarse en cualquier segmento 1,2, 3 ó 4 según se indica en la ilustración 4 ó 5 dependiendo del diseño del fabricante siempre y cuando sea fácilmente accesible. Tal como se indica en la Especificación de transformadores de distribución convencionales E-MT-0009 última revisión, numerales 13.2.8 y 13.2.9.

Para los transformadores monofásicos con tensión a 7620/ 240 – 120 Voltios, deben poseer solamente un buje de MT sobre la tapa, el otro terminal debe ser puesto a tierra internamente.

Para los transformadores monofásicos adicional a los dispositivos de izaje, se deben suministrar los soportes y dispositivos de transporte intercambiables en terreno de acuerdo con lo indicado en la figura 1.

7.6. Perdidas eléctricas admisibles

Se deben tener en cuenta los valores de pérdidas sin carga, y con carga referidas a 85 °C e indicadas en la Especificación de transformadores de distribución convencionales E-MT-0009 última revisión, numeral 13.2.10

En general para las pérdidas en carga, la impedancia de cortocircuito de secuencia positiva, la regulación y la eficiencia deben ser referidas a 85 °C de temperatura.

7.7 Accesorios normales de operación

Tabla 4. Accesorios para transformador monofásico
Deben instalarse y entregarse listos para energizar los descargadores de MT y el descargador de BT tal como aparece en la figura 1.

Los descargadores de MT deben ir montados al tanque del transformador mediante herrajes que pueden ir soldados o montados al tanque tal como se indica en la figura 1

Tabla 5. Accesorios para transformador trifásico
Deben instalarse mediante tornillos y listos para energizar los descargadores de MT y el descargador de BT tal como aparece en las figuras 2 ó 3 según tipo de montaje elegido.

Los descargadores de MT deben ir montados al tanque del transformador mediante herrajes que pueden ir soldados o montados al tanque tal como aparece en las figuras 2 ó 3 según el tipo de montaje elegido.

8. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN

8.1 Características Técnicas Del Interruptor De B.T.

8.1.1 Tensión nominal

La tensión nominal del interruptor debe ser la indicada en la tabla No.1.

8.1.2 Corriente nominal

La corriente nominal debe ser establecida por el fabricante, según la capacidad del transformador y la tensión secundaria.

8.1.3 Capacidad de interrupción nominal

La capacidad de interrupción mínima del interruptor de B.T. se define en la tabla No. 6

Tabla No.6 Capacidad de interrupción mínima del interruptor de B.T.

8.1.4 Curvas de operación

El fabricante debe suministrar en su oferta las curvas de operación del interruptor para condiciones de sobrecarga de acuerdo con los valores indicados en la tabla No.7

Tabla No. 7 Condiciones de sobrecarga
Notas:
Estas condiciones son extraídas de la GTC 50 “Transformadores de distribución sumergidos en líquido refrigerante con 65 °C de calentamiento en los devanados. Guía de cargabilidad”. Ó ANSI/IEEE “ Guide for loanding mineral- oil- inmersed overhead and pad- mounted distribution transformers rated 500 kVA and less with 65 °C or 55 °C average windingrise”.

8.2 CARACTERÍSTICAS DEL FUSIBLE

8.2.1 Tensión nominal

Debe estar de acuerdo con la tensión indicada en la tabla No. 1

8.2.2 Corriente nominal

Debe estar de acuerdo con la capacidad nominal del transformador, con la tensión nominal del mismo y el tiempo máximo de operación del fusible.

El tiempo máximo de operación del fusible para una corriente de cortocircuitoigual a 25 veces la corriente nominal del transformador debe ser de 2,0 segundos tal como se indica en la NTC 2797 Guía para la selección de fusibles para transformadores de distribución.

8.2.3 Capacidad de Interrupción

La capacidad de interrupción simétrica mínima del fusible debe estar de acuerdo con los valores presentados en la tabla 8.

El fabricante debe presentar junto con su oferta las curvas de fusión mínima y máxima del fusible de MT.

Tabla 8. Corrientes de cortocircuito según tensión del sistema e

Impedancia del transformador

8.3 CARACTERÍSTICAS DEL DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES EN M.T.

El transformador autoprotegido debe ser suministrado con descargadores de sobretensión en M.T. de óxido metálico poliméricos 12 kV -10 kA.

Las características de los pararrayos deben cumplir con las especificaciones técnicas de CODENSA para los pararrayos de Distribución ET – 500 Descargadores de sobretensión.

8.4 CARACTERÍSTICAS DEL DESCARGADOR DE SOBRETENSIONES EN B.T.

El transformador autoprotegido debe ser suministrado con descargadores de sobretensión en B.T. de óxido metálico para 175 voltios, 10 KA número de polos 3 y de 175 voltios 10 kA y número de polos 2 según el transformador.

Los descargadores deben cumplir con las especificaciones técnicas indicadas en el Anexo 1 de la presente especificación.

9. CARACTERÍSTICAS DE CONSTRUCCIÓN

9.1 INTERRUPTOR DE B.T.

El interruptor debe estar instalado internamente, sumergido en aceite en la parte superior del tanque y conectado entre la bobina de B.T. y la parte interna de los bujes de B.T.

La corriente de carga fluye por los bimetálicos (sensor para disparo) del interruptor, censando por tanto la corriente del secundario y la temperatura de la parte superior del aceite.

El interruptor debe poseer un dispositivo de operación externa de tal forma que no haya interferencias en su operación y que pueda ser accionado con una pértiga.

El interruptor debe operar bajo condiciones de sobrecarga y cortocircuito.

9.2 FUSIBLE DE M.T.

El fusible es un fusible de expulsión y debe ser inmerso en aceite; debe ser instalado entre la bobina de M.T. y la parte inferior interna del buje de M.T. Deberán estar protegidos de tal manera que en caso de ruptura se evite que el elemento desprendido del cartucho haga contacto con las partes internas del transformador.

El fusible debe ser instalado sobre un soporte convenientemente aislado a la estructura metálica del transformador y debe estar permanentemente inmerso en aceite. Debe ser coordinado con el circuito interruptor de B.T.

9.3 DISPOSITIVO DE OPERACIÓN DEL INTERRUPTOR

Este dispositivo debe ser provisto de dos palancas: una para permitir la apertura y cierre del interruptor y otra para permitir que el interruptor opere en condiciones de emergencia.

9.4 LUZ INDICADORA DE SOBRECARGA(LED).

Se alimentará por medio de un devanado especial que provea entre 4 a 6 voltios. El devanado debe ser independiente de los devanados del transformador aislado convenientemente de los mismos.

El led debe poder ser reemplazado exteriormente en caso de ser necesario, sin destapar el transformador.

La perforación para la instalación del led debe estar por encima del nivel superior del aceite y debe poseer un bloqueo antigiro.

9.5 DISPOSITIVO DE FIJACIÓN DEL DESCARGADOR DE M.T. EN EL TANQUE

El transformador deberá ser provisto externamente con los dispositivos de fijación del descargador uno por cada fase, localizados en la superficie de la tapa del tanque de tal manera que cumpla con las distancias fase – tierra predeterminadas por la tensión de aislamiento. Los descargadores deben estar convenientemente conectados y listos para su uso.

9.6 DISPOSITIVO DE FIJACIÓN DEL DESCARGADOR DE B.T. EN EL TANQUE

El transformador deberá ser provisto externamente con el dispositivo de fijación del descargador, uno por transformador.

El descargador debe estar localizado en la superficie de la pared frontal del tanque inmediatamente debajo de los terminales de B.T preferiblemente en la puesta a tierra de los terminales de B.T.

Se deben cumplir con las distancias fase – tierra predeterminadas por la tensión de aislamiento. El descargador debe estar convenientemente conectado y listo para su uso.

10. CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS

10.1 TEMPERATURA DE ENCENDIDO DEL LED PILOTO Y OPERACIÓN DELINTERRUPTOR

Para el cálculo de la temperatura de encendido del led piloto y la operación del interruptor se deben tener en cuenta los siguientes parámetros:

El led piloto debe encender a la temperatura correspondiente al momento en que se supere los niveles de sobrecarga indicados en la tabla No. 7 o se exceda el tiempo correspondiente para la sobrecarga permitida

La diferencia de temperatura de encendido del led piloto y la operación del interruptor debe ser aproximado de 25 °C.

No se deberá presentar pérdida de vida adicional del equipo cuando el transformador opere de acuerdo con el régimen de carga indicado en la tabla No. 7 ó en la GTC 50 ó ANSI C57.91.

Todos los componentes, accesorios y conexiones del transformador deberán soportar las condiciones de sobrecarga permitidas por el interruptor.

La temperatura de ajuste del bimetalico(sensor de disparo) del interruptor deberá ser múltiplo de 5 °C.

Cuando se opere la palanca de emergencia del transformador, la curva de encendido de la luz piloto y disparo del interruptor deberán desplazarse hacia arriba (valores superiores) referida a la operación normal de interruptor aproximadamente en 20 °C.

La temperatura máxima de aceite aislante en el nivel superior en condiciones de emergencia no deberá exceder 140 °C.

10.2 CURVAS DE COORDINACIÓN

El fabricante del transformador deberá suministrar los siguientes datos de operación y coordinación de las componentes:

• Curvas de corriente de inrush, curva de máxima corriente de cortocircuito.
• Curvas de operación del interruptor (corriente vs tiempo) en carga para la temperatura de ajuste del bimetalico (encendido de la luz piloto) considerando las temperaturas ambientes y las precargas indicadas en la tabla No. 7 ó GTC 50.

Las curvas deberán ser presentadas para un intervalo de 100 a 200% de la potencia nominal del transformador.

Deberá presentarse la curva de operación del interruptor y del fusible seleccionado para las condiciones de corto circuito

Se debe informar por la pérdida de vida adicional del transformador por lo menos en tres puntos (inicial, intermedio y final) de la curva de operación del interruptor para los intervalos del 100% y 200 % de la potencia nominal del transformador.

El fabricante de los transformadores antes de iniciar la fabricación de los mismos deberá presentar la coordinación de los elementos de protección para la aprobación por parte de CODENSA .

10.3 TIEMPO DE OPERACIÓN DEL FUSIBLE

El fabricante del transformador deberá seleccionar y coordinar la curva de operación del interruptor y del fusible, de tal manera que el primero únicamente opere cuando hay una condición de corto circuito exterior.

11. ENSAYOS

11.1 ENSAYOS DE RUTINA

11.1.1 Ensayos eléctricos al transformador

Al transformador completamente ensamblado se le realizarán las pruebas enumeradas en la NTC 380 última revisión.

Las tolerancias para las pérdidas en vacío, pérdidas en carga, pérdidas totales, corriente de excitación, tensión de corto circuito y relación de transformación deben estar de acuerdo con lo indicado en la NTC 380.

Determinación de las pérdidas totales

Los valores de pérdidas de carga, pérdidas sin carga y pérdidas totales no deberán ser superiores a las máximas especificadas por las normas NTC 818 y 819, última revisión, y sobre ellos no aplica tolerancia alguna.

Las pérdidas totales declaradas por el fabricante deberán incluir las pérdidas que se presentan en el interruptor en condiciones de carga nominal. Estas deberán ser informadas por el fabricante.

Los valores de pérdidas con carga deben incluir los valores de pérdidas en el interruptor.

Por lo tanto, los valores declarados en carga incluidas los del interruptor no deben ser mayores que los valores de la NTC 818 y 819 última revisión.

Ensayos en el interruptor

El transformador completamente ensamblado deberá ser sometido a los siguientes ensayos:

Ensayos mecánicos
El fabricante deberá informar a CODENSA el número de operaciones del interruptor durante su vida útil, valores que pueden ser sujetos a verificación o pruebas.

Automática
Se aplicará una corriente en el devanado secundario de tal forma que el interruptor opere en aproximadamente 20 segundos, verificándose luego la exitosa operación del mismo.

11.2 ENSAYOS TIPO

El transformador completamente ensamblado debe ser sometido a las pruebas tipo establecidas en la NTC 380 última revisión.

Para la realización del ensayo de corto circuito se debe tener en cuenta lo siguiente:
• Ensayo de cortocircuito del transformador sin ninguna protección.
• Ensayo de cortocircuito del transformador con ambas protecciones M.T y B.T. Tiene que operar el breaker y no operar ningún fusible para una corriente de cortocircuito de 12,5 veces y 25 veces la corriente nominal.
• Ensayo de cortocircuito del transformador con la sola protección del fusible de M.T. para verificar el respaldo y el tiempo de operación del fusible.

El oferente deberá presentar cotización separada de la realización de estas pruebas

11.2.1 Ensayo de coordinación del interruptor y el fusible.

Inicialmente el transformador debe ser energizado con una corriente equivalente al 20 % de la corriente nominal hasta que la temperatura del transformador se estabilice. A la tensión nominal en los bornes de M.T. se aplicarán luego corrientes de 12,5 y 25 veces la corriente nominal del transformador; verificándose por tanto los siguientes parámetros:

• Coordinación entre el interruptor y el fusible de M.T.
• Tiempo de operación del interruptor.
• Que el interruptor sea capaz de interrumpir la corriente de corto circuito.

El oferente deberá presentar cotización separada de la realización de estas pruebas

11.2.2 Ensayo de simulación de operación del elemento fusible

Para realizar este ensayo se debe retirar el interruptor del transformador: se corto- circuitan los terminales de B.T. aplicándose luego la tensión nominal del transformador en M.T.; Cuando circule una corriente de 25 veces la corriente nominal por el devanado primario se debe esperar que ocurra la ruptura de uno de los elementos fusible de M.T. Se debe verificar por tanto el tiempo de operación de los fusibles.

11.2.3 Ensayo de verificación de la calibración del interruptor.

Se realiza la prueba de calentamiento en el transformador de acuerdo con lo indicado en la NTC 316 hasta que el transformador este térmicamente estable; se tomarán los valores de temperatura del aceite y la respectiva corriente. Se aplica luego una corriente igual al porcentaje de sobrecarga especificado en la tabla No. 4 más un 10 % de la carga nominal, verificándose luego la temperatura de disparo del interruptor.

12. REPUESTOS

El oferente debe cotizar por aparte los siguientes repuestos:

• Leds de luz piloto
• Interruptores
• Fusibles
• Descargadores de sobretensión de M.T y B.T.

El total de los repuestos debe estar en un 5% de las cantidades solicitadas

ANEXO 1. TABLAS DE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GARANTIZADAS
PINTURA
MATERIALES AISLANTES
CARACTERISTICAS ELÉCTRICAS
GENERALIDADES
TANQUE
DESCARGADOR DE SOBRETENSIÓN DE MT
DESCARGADOR DE SOBRETENSIÓN EN B.T
FIGURA 1.