Transformadores y celdas de media tensión: tipos, características y acoplamiento en paralelo

Resumen

El documento clasifica los centros de transformación y las celdas de media tensión según su construcción y función, y describe los tipos constructivos de transformadores según su medio aislante. Recoge además los valores característicos de los transformadores, como la relación de transformación, la tensión de cortocircuito, las pérdidas y el rendimiento. Por último, expone las condiciones necesarias para acoplar transformadores trifásicos en paralelo.

Puntos clave

Los centros de transformación pueden ser prefabricados de superficie, compactos (de superficie o subterráneos), de kiosco subterráneo, modulares en caseta subterránea o prefabricados bajo poste.
Las celdas de media tensión pueden ser de aparamenta compartimentada, en bloque, encapsulada o con aislamiento de gas.
Los transformadores pueden ser en baño de aceite mineral, de aislamiento sólido de resinas (secos), en baño de silicona líquida o en baño de éster vegetal, biodegradable en más del 99%.
Pérdidas en vacío son las del hierro; pérdidas en carga son las del cobre; las pérdidas totales son la suma de ambas.
La caída de tensión es la diferencia entre la tensión secundaria en carga y la tensión secundaria en vacío.
Para acoplar transformadores en paralelo deben coincidir la relación de transformación en vacío, la tensión de cortocircuito, la frecuencia de las redes y los desfases de las tensiones secundarias.

Ponte a prueba

Centros de Transformación (CT)

Prefabricado de superficie: Instalación en superficie.
Compacto de superficie: Diseño compacto para instalación en superficie.
Compacto subterráneo: Diseño compacto para instalación bajo tierra.
De kiosco subterráneo: Estructura tipo kiosco para instalación subterránea.
Modular en caseta subterránea: Diseño modular para casetas subterráneas.
Prefabricado bajo poste: Instalación prefabricada soportada por un poste.

Celdas de Media Tensión (MT)

Aparamenta compartimentada: Diseño con compartimentos separados.
Aparamenta en bloque: Diseño compacto en un solo bloque.
Aparamenta encapsulada: Componentes encapsulados para mayor protección.
Celdas con aislamiento de gas (no de aire): Utilizan gas como medio aislante en lugar de aire.

Tipos de Celdas de Media Tensión

Extensibles: Son ampliables y permiten la conexión con embarrados.
No extensibles: No permiten futuras ampliaciones.
De línea (llegada o salida): Controlan la entrada o salida del suministro eléctrico.
De protección con fusibles: Protegen el transformador mediante el uso de fusibles.
- Fusibles asociados: En caso de fusión, solo afecta a la línea correspondiente.
- Fusible combinado: Provoca la caída de todas las líneas asociadas.
De medida: Destinadas a la medición de parámetros eléctricos.
De seccionamiento pasante: Permiten el paso de la línea de una celda a otra mediante un seccionador; suelen ser utilizadas para el abonado.
De remonte: Tienen como objetivo permitir una conexión de la parte inferior a la superior y viceversa.

Tipos Constructivos de Transformadores

Transformadores en baño de aceite mineral:
- Llenado integral (cuba elástica).
- Herméticos con cámara de expansión y válvula de sobrepresión.
- Abiertos con depósito de expansión.
Transformadores de aislamiento sólido a base de resinas (denominados secos): Utilizan resinas como material aislante.
Transformadores en baño de silicona líquida: Utilizan silicona líquida en lugar de aceite mineral.
Transformadores en baño de éster vegetal: Utilizan éster vegetal, biodegradable en más del 99%.

Valores Característicos de los Transformadores

Relación de transformación: Relación entre la tensión primaria y la secundaria.
Tensión secundaria en vacío: Tensión en el secundario cuando no hay carga conectada.
Conmutador/Regulador de tensiones: Permite obtener un número de posiciones distintas de la posición normal para ajustar la tensión.
Tensión de cortocircuito: Tensión referida a la tensión nominal primaria que provoca la corriente nominal de cortocircuito.
Pérdidas en vacío: Pérdidas que ocurren en el hierro del transformador cuando no hay carga.
Corriente en vacío: Valor eficaz de la corriente en los bornes del primario cuando el secundario está abierto.
Pérdidas debidas a la carga (pérdidas en el cobre): Pérdidas que ocurren en los devanados debido a la corriente de carga.
Pérdidas totales: Suma de las pérdidas en carga y las pérdidas en vacío.
Caída de tensión (CdT): Diferencia entre la tensión secundaria en carga y la tensión secundaria en vacío.
Rendimiento del transformador: Relación entre la potencia útil cedida en el secundario y la potencia absorbida en el primario.

Condiciones para el Acoplamiento en Paralelo de Transformadores Trifásicos

Relación de transformación en vacío: Debe ser igual para todos los transformadores.
Tensión de cortocircuito: Debe ser igual para todos los transformadores.
Igualdad de frecuencia de las redes: La frecuencia de las redes conectadas debe ser la misma.
No acoplar transformadores de potencias nominales muy diferentes: Se recomienda que las potencias nominales no difieran significativamente para una distribución de carga eficiente.
Desfases de las tensiones secundarias respecto a las primarias: Deben ser iguales para evitar corrientes de circulación.

Preguntas frecuentes

¿Qué condiciones deben cumplir los transformadores para acoplarse en paralelo?

Deben tener igual relación de transformación en vacío, igual tensión de cortocircuito, la misma frecuencia de red y desfases iguales de las tensiones secundarias respecto a las primarias. Además, se recomienda que sus potencias nominales no difieran significativamente.

¿Qué diferencia hay entre pérdidas en vacío y pérdidas debidas a la carga?

Las pérdidas en vacío se producen en el hierro del transformador cuando no hay carga conectada. Las pérdidas debidas a la carga, o pérdidas en el cobre, se producen en los devanados por la corriente de carga.

¿Qué es el rendimiento de un transformador?

Es la relación entre la potencia útil cedida en el secundario y la potencia absorbida en el primario.