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Produciones J.I.J S.A

 
 

 

Normas ICE & CNFL


Normas ICE & CNFL

 

Instituto Costarricense de Electricidad

Colegio de Ingeniero Electricistas, Mecánicos e Industriales

Compañía Nacional de Fuerza y Luz

 

 

TRANSFORMADORES

    TRANSFORMADORES TRIFASICOS TIPO PEDESTAL



4.1.1  Características generales.
Deberán ser de frente muerto, tanto en el lado primario como en el lado secundario, tipo lazo, cumplir con las normas ANSI C57.12.00  y cualquier otra característica particular que
se indique. Los transformadores serán diseñados para operación tipo lazo, altitud hasta
1000   m.s.n.m.,   humedad relativa de 95%. Se aceptarán únicamente transformadores nuevos.
4.1.2  Características eléctricas particulares.
4.1.2.1 Frecuencia.
La frecuencia de operación será 60 Hz.
4.1.2.2 Fases.
Número de fases: tres
4.1.2.3 Capacidades nominales.
Las  potencias  normalizadas,  en  este  documento,  serán  las  comprendidas  en  el ámbito de: 75 a 2500 kVA.  Las capacidades aceptables para ser cedidas a la empresa distribuidora  para su operación y mantenimiento estarán de acuerdo con el reglamento
de aceptación de obras de la empresa distribuidora de energía eléctrica.
4.1.2.4 Voltajes nominales.
Los voltajes nominales para  media tensión serán: 34.500 Grd Y / 19.920 voltios y para el lado de baja tensión serán 120/208 ó 277/480 voltios.
4.1.2.5 Conexiones.
Las conexiones de media tensión y de baja tensión deben ser en estrella sólidamente aterrizada, a través de los terminales  designados como Ho y Xo, estos  a su vez, serán aterrizados firmemente por medio de láminas de cobre flexible al tanque.
4.1.2.6 Núcleo.
El núcleo deberá quedar eléctricamente conectado al tanque y deberá ser construido
de 4 ó 5 columnas.   Con los documentos de entrega del transformador, se debe aportar certificación del fabricante que cumpla con lo anterior.



4.1.2.7 Corriente de excitación
La corriente de excitación no deberá ser mayor del 2 % de la corriente nominal.
4.1.2.8 Derivaciones (taps)
Los transformadores deberán tener cinco derivaciones en el lado de media tensión, enumeradas de 1 a 5.   En la posición No. 3, el transformador suministrará el voltaje nominal, las otras posiciones superiores e inferiores ofrecerán una variación de ±2.5 % por posición del voltaje nominal.



4.1.2.9 Impedancia
La  impedancia  deberá         cumplir  la  norma        ANSI  C  57.12.26,  de  acuerdo  con  las diferentes capacidades indicadas en el punto No. 4.1.2.4 de potencias nominales.
4.1.3  Requerimientos para transformadores tipo lazo
Todos los componentes para funcionamiento en lazo deben ser operables bajo carga, capaces  de  soportar  una  corriente  primaria  permanente  mínima  de  200  A  y  tener  una capacidad de cortocircuito de 10 kA  durante 10 ciclos.
4.1.3.1 Seccionamiento
Con  el fin de obtener seccionamiento ya sea del transformador o del   lazo, éste deberá ser provisto con un seccionador tipo T  (LBOR - Loadbreak Oil Rotary) con las siguientes características eléctricas:
a)      Número de posiciones: 4
b)      Voltaje máximo de operación: 35 kV.
c)      Corriente nominal máxima: 200 A.
d)      Corriente momentánea RMS simétrica: 10 kA.
e)      El  seccionador  tipo  LBOR  deberá  ser  operable  desde  el  exterior  bajo  carga, mediante una manija de operación o con pértiga.


4.1.3.2 Terminales primarios y secundarios
El transformador debe tener seis terminales en media tensión que cumplan con el estándar ANSI /IEEE 386  y cuatro en el lado de baja tensión.  Laa designación de los terminales primarios deberá ser: H1A, H2A,  H3A  -  H1B, H2B,  H3B,  y los secundarios X1, X2, X3, además, para aterrizamiento y conexión de neutro Ho-Xo.

__


4.1.4  Pérdidas

Valores Nominales Admisibles de Pérdidas


TRIFASICOS DE ACUERDO A
NEMA TP1 50 % DE CARGABILIDAD

Rango
(kVA)

Pnúcleo
(NL)

Pdevanados
(LL)

Pérdidas
totales

75

245

1000

1245

112,5

345

1350

1695

150

430

1625

2055

225

525

2450

2975

300

710

3200

3910

500

1025

5000

6025

750

1310

6800

8110

1000

1650

9500

11150

1500

2150

12500

14650

2000

2450

14500

16950

2500

3000

18000

21000

Se aplicarán a esta tabla los valores de tolerancia establecidos en la norma
ANSI/IEEE C57.12.00.
4.1.5  Nivel básico de impulso (BIL)
Para el lado de media tensión (34,5 kV), deberá ser 150 kV y en el lado de baja tensión,
de 30 kV.      Ambos son valores mínimos.
4.1.6  Temperatura
El  transformador  debe  ser  diseñado  para  que  opere  a  una  temperatura ambiente máxima de 40°C.
4.1.6.1 Por carga
La elevación promedio de temperatura en los devanados no debe exceder los 65° C
sobre la temperatura ambiente y la máxima elevación de temperatura no deberá exceder

los 80 °C sobre la temperatura ambiente. El detalle de los límites desde los cuales se
rigen estas elevaciones de temperatura, estarán de acuerdo con la norma ANSI /IEEE C57.12.00 (última revisión).
4.1.6.2 Por cortocircuito
La temperatura del material conductor bajo cortocircuito no debe exceder los 250°C
para conductor de cobre y 200ºC para el conductor aluminio.
4.1.7  Requerimientos de cortocircuito
Los   transformadores deben ser diseñados para resistir corrientes de cortocircuito de acuerdo con la norma  ANSI/IEEE C.57.109 última revisión.
4.1.8  Aceite aislante
El aceite puede ser dieléctrico de origen mineral, según ASTM D3487; o vegetal, según norma ASTM D6871-3.
4.1.9  Material de los devanados
El material de los devanados podrá ser cobre o aluminio.
4.1.10         Protecciones
Los  transformadores  deben  tener  por  cada  fase  dos  fusibles  conectados  en  serie  y debidamente coordinados entre sí. Ambos deben estar sumergidos en aceite, en el interior
del tanque.       A continuación, se describen sus características:
a)   Fusible de expulsión "FE" de doble elemento tipo bayoneta (dual sensing) de operación interna; reemplazable exteriormente por medio de pértiga.
b)  Fusible limitador de corriente "FLC" de arena plata de rango parcial.



4.1.11         Características mecánicas
4.1.11.1 Construcción
El  transformador  de  pedestal  deberá  ser  construido  en  su  totalidad  en  acero inoxidable tipo AISI 304. Los compartimentos deben ser separados por una barrera de metal en el caso de diseño de dos puertas y cumplir con lo estipulado en norma ANSI C57.12.28,  que  contempla  aspectos  de  diseño  y  seguridad  en  la  construcción  de gabinetes, para lo cual deberá cumplir las siguientes pruebas:
a)           Prueba de palanca.
           
b)         Prueba de intento de introducción de un alambre.
           
c)           Prueba de tirado.
d)           Prueba de operación.
4.1.11.2 Compartimentos
Los compartimentos de media y baja tensión deben estar lado a lado del tanque del transformador.            Visto  de  frente,  las terminales de media tensión deberán estar a la izquierda y las de baja tensión a la derecha.   El acceso al compartimiento de media tensión sólo podrá ser posible hasta que se haya abierto la puerta del compartimiento de baja tensión. Debe tener al menos un cerrojo adicional y ser removido antes de abrir la puerta del lado de media tensión. Cuando la puerta del compartimiento de baja tensión
es de diseño de panel plano, ésta debe tener tres puntos de cierre con un accesorio de bloqueo  manual.   Las  bisagras,  pines,  varillas  y  demás  componentes  de  bloqueo, deberán ser de un material resistente a la corrosión equivalente al tipo 304 AISI. El tanque del transformador y los compartimentos construidos de tal manera que estando
las  puertas  cerradas  y  bloqueadas  limiten  el  desmontaje,  ruptura  y  la  entrada  de cualquier  tipo  de  objeto  en  los  compartimentos.  Además  la  manija  de  la  puerta construida de un material no quebradizo ni deformable, y proveer los medios para su bloqueo tales como candados y tornillo con cabeza pentagonal.



4.1.11.3 Puertas
Deben ser de suficiente tamaño para proveer una adecuada operación del equipo  y brindar el suficiente espacio cuando se está trabajando en la unidad. Las puertas deben ser equipadas con fijadores para cuando estén en la posición de abiertas o diseñadas para traslado manual (tipo desmontable). El borde inferior de los compartimentos debe ser construido de tal manera que permita el uso de anclajes (sujetadores), accesibles únicamente por la parte interior de la unidad. Los puntos para el izaje tienen que ser colocados  para  proveer  un  balance  distribuido  para  un  levantamiento  en  dirección vertical de todo el transformador completamente armado. Además poseer un factor de seguridad de levantamiento igual o mayor a 5.   La abertura mínima en el fondo del gabinete para la entrada de cables debe ser de 540 a 560 mm de ancho por todo el
largo del fondo y contar con los siguientes accesorios como mínimo:
a)           Válvula de alivio de presión (Referencia Qualitrol 202-032-01).
b)           Válvula de llenado de nitrógeno
c)           Termómetro (Referencia Qualitrol 151-010-01).
d)           Indicador o visor de nivel de aceite (Referencia Qualitrol 020-029-01).
e)           Llave de drenaje y toma de muestras de aceite de 2.54 cm (1 pulg) NPT.



4.1.11.4 Conectores, terminales y soportes
Los conectores de media tensión deben ser para 35 kV con capacidad de operación bajo carga de 200 A y el tanque tener un zócalo de descanso para cada conector de media tensión.
Los  terminales  de  baja  tensión  serán  del  tipo  espiga  hasta  500  KVA,  con  las características de rosca y dimensiones que se indican en la tabla que a continuación se presenta. Para transformadores de potencias superiores se utilizarán conectores tipo
paleta rectangular de cobre estañado, de 6 ó 10 huecos NEMA, dependiendo la potencia.
Para aquellos transformadores que alimenten cargas compuestas por redes de baja tensión de uso general y operadas por la empresa distribuidora, el conector por utilizar
en  la  espiga  debe  ser  roscado,  con  un  elemento  que  permita  su  separación  sin  la desconexión del cable de baja tensión, aislado y con una capacidad de 500 Amp. (Ver figura RDS en Anexo 1).
En otros casos, se permite el uso de conectores tipo paleta rectangular de cobre estañado, de 6 ó 10 huecos NEMA, roscados en la espiga del transformador, y será necesario colocar elementos aislantes, tales como mangas o cobertores termocontraíbles
o contraíbles en frío, con el fin de poder mantener durante todo momento un secundario
de —frente muerto“.


__


DIMENSIONES DE ESPIGA EN LOS TERMINALES  DE BAJA TENSION


Capacidad

Tamaño de Rosca

Longitud mínima

(kVA)

( mm )

( mm )

75 œ 150

15.875( 5/8 pulg.)

31.75

- II UNC-2A

 

 

 

 

 

225 œ 300

25.4(1 pulg.)

44.45

14 INS-2A

 

 

 

 

 

500

31.75 (1 ³ pulg.)

66.54

12 UNF-2A

 

 

En transformadores con potencias mayores a 500 kVA, se deben utilizar conectores
de cobre estañado tipo paleta rectangular plana de 6 ó 10 huecos, dependiendo de la potencia de la unidad y provisto con un medio de soporte aislado que contrarreste el esfuerzo mecánico debido al peso de los conductores. El terminal de baja tensión (Xo) para el neutro debe ser completamente aislado con un enlace a tierra en la superficie exterior del tanque mediante láminas de cobre y todos los accesorios de conexión de media tensión citados anteriormente, construidos de acuerdo con la norma IEEE 386.
4.1.11.5 Placa de datos del transformador
El transformador deberá tener una placa de datos con la información descrita en las placas  definidas  por  ANSI  /  IEEE  .57.12.00,  colocada  en  el  compartimiento  de  baja

tensión, de manera que pueda ser leída aún con los cables en su lugar, construida con
acero inoxidable o aluminio, resistente a la corrosión e indeleble.   Los datos deben ser impresos con letras troqueladas como mínimo  y colocada en una parte no removible del transformador.
4.1.11.6 Rotulación del transformador
Toda indicación  referente a operación, mantenimiento y seguridad, deberá venir en
el Idioma Español y  en la parte frontal exterior, tener el símbolo de identificación del equipo eléctrico energizado.
4.1.11.7 Preservación de aceite
El  transformador  debe  ser  de  construcción  de  tanque  sellado  y  llenado  con            un volumen constante de nitrógeno por medio de una válvula similar al tipo Schrader, la cual se muestra en la siguiente figura:



FIGURA 4.1  Válvula de llenado de nitrógeno (Schrader Valve)
4.1.11.8 Tanque
El tanque deberá ser lo suficientemente fuerte para resistir presiones de 50 kPa sin deformación permanente y 105 kPa sin ruptura o daño del gabinete de seguridad. El tanque  estar provisto con conectores  para aterrizamiento de 127 mm. 13 UNC y una profundidad  de  10  mm.  Como  mínimo. 
Los  receptáculos  (roscas)  de  los  conectores deben ser soldados al tanque, deberán proveerse y venir instalados sus respectivos conectores para aterrizar las pantallas de los cables, estos conectores tienen que quedar cerca de la base del transformador cada uno debajo de la  entrada  y salida del lado de
los aisladores (bushing) de alta  (H1A, H2A, H3A y H1B, H2B, H3B), además un conector adicional en el compartimiento de baja tensión
El tanque y los compartimentos deberán tener un recubrimiento anticorrosivo de
pintura epoxibituminosa  color verde Munsell 7GY 3.29/1.5.
Las características de pintura deben   ser iguales o superiores a las descritas en la norma ANSI C57.12.28.



4.1.12     Almacenamiento e Instalación
Almacenamiento:  el transformador deberá ser almacenado, transportado e instalado
en una posición normal tal y como fue diseñado y construido, o sea con la base del mismo
en posición horizontal con respecto de un piso nivelado.
Instalación: El equipo fabricado desde esta especificación debe ser instalado en áreas donde:
V           La operación de los codos, pararrayos, el seccionador de cuatro posiciones (LBOR) y fusibles, será mediante una pértiga, se debe dejar espacio mínimo de 3 metros entre el frente muerto y la pared más cercana, para realizar la operación correspondiente.
V           Cumplir con las normativas técnicas eléctricas de ARESEP, relativas a la ubicación del equipo eléctrico.
V           Espacio suficiente para la instalación y reemplazo mediante el uso de equipos (grúas, montacargas, etc.)

4.1.13     Pruebas
Las  pruebas  en  fábrica  deben  ser  hechas  de  acuerdo  con  la  norma  ANSI/IEEE C.57.12.90,  (última  revisión),  éstas      serán  presentadas  al  ICE  por  el  fabricante  en  el protocolo  de  pruebas,  la  lista  de  pruebas  por  realizar  estará  de  acuerdo  con  la  norma ANSI/IEEE C.57.12.00, la cual se muestra a continuación:
Tabla de pruebas de transformadores inmersos en aceite
(C57.12.00-2000 Modificada)


 


PRUEBAS

500 kVA y menores

500 kVA y mayores

Rutina

Diseño

Otras

Rutina

Diseño

Otras

Medición de resistencia en todos los devanados, en  la  derivación  del  voltaje  nominal  y  en  las derivaciones extremas de la primera unidad en un nuevo diseño (ver nota 1)

X

 

 

X

 

 

Resistencia de aislamiento de devanados (ver nota
No 14 y nota No 17)

X

 

 

X

 

 

Resistencia de aislamiento de núcleo (ver nota 11
y nota 17)

 

 

X

X

 

X

Prueba  de  relación  en  la  derivación  de  voltaje nominal y en todas las derivaciones (para unidades LTC, ver 8.3..1)

X

 

 

X

 

 

Pruebas  de  polaridad  y  relación  de  fases  en  la conexión de voltaje nominal

X

 

 

X

 

 

Factor de potencia del aislamiento (ver nota No 14
y nota No 17)

 

 

X

X

 

X

Pérdidas del control auxiliar de enfriamiento (ver nota No 9 y nota No 17)

 

 

X

 

 

X

Prueba monofásica de excitación en la conexión de voltaje nominal (ver nota No 8 y Nota No 17)

X

 

 

X

 

X

Pérdidas sin carga y corriente de excitación a 100
% del voltaje nominal y a frecuencia de potencia nominal en la derivación de voltaje nominal (ver nota No 16 y nota No 17)

X

 

 

X

 

 

Voltaje  de  impedancia  y  pérdidas  con  carga  a corriente y frecuencia nominal

X

 

 

X

 

 

Voltaje de impedancia de secuencia de fase-cero

 

 

 

 

 

X

Elevación  de  temperatura  en  rango    mínimo  y máximo  de unidades en un nuevo diseño – puede ser omitido si la prueba es térmicamente duplicada o   esencialmente   están   disponibles   unidades duplicadas.

 

X

 

 

X

X

PRUEBAS DIELÉCTRICAS

 

 

 

 

 

 

Baja frecuencia, tensión aplicada e inducida

X

 

 

X

 

 

Baja  frecuencia en artículos auxiliares, control y circuitos de transformadores de corriente (ver nota No 10 y Nota No 14)

 

 

X

X

 

X

Impulso de rayería (ver nota No 3)

 

X

X

 

X

X

Impulso de frente de onda

 

 

 

 

 

X

Impulso de maniobra de fase a tierra (ver nota No
12

 

 

 

 

 

X

Prueba de descargas parciales (ver nota No 14 y nota No 17)

 

 

X

 

 

X

Nivel de sonido audible (ver nota No 4)

 

X

X

 

X

X

Soporte de cortocircuito (ver nota No 5)

 

X

 

 

 

X

Prueba de operación de todos los accesorios (ver nota No 13)

 

 

 

X

 

X

Análisis de gases disueltos (ver nota 14 y No 17)

 

 

 

X

 

X

PRUEBAS MECÁNICAS

 

 

 

 

 

 

Levantamiento y movilidad de accesorios (ver nota
No 15)

 

X

 

 

X

 

Presión

 

X

 

 

X

 

Fugas

X

 

 

X

 

 

Factor de influencia telefónica (TIF) (ver nota No 6
y nota No 7)

 

 

X

 

 

 

Notas
1)  Resistencia es una prueba de diseño para transformadores de distribución de 2500 kVA
y menores. Resistencia, impedancia y pruebas con carga deberán ser omitidas para potencias de 500 kVA y menores. Estas pruebas deberán ser omitidas cuando exista un registro duplicado de tales pruebas o, esencialmente, cuando exista o estén disponibles unidades         duplicadas        con       estándar.          La        prueba  de        pérdidas  con       carga    de transformadores  duplicados  deberá  ser  corregida  a  la  temperatura  de  referencia, asumiendo  las  mismas  pérdidas  de dispersión y de Eddy que el transformador de diseño.
2)                       Para  unidades  duplicadas,  esta  medición  deberá  tomar  en  cuenta,  solamente  la conexión  de  voltaje  nominal  para  unidades  de  dos  devanados,  y  para  tres  o  más conexiones de derivaciones de voltaje para casos de unidades de tres  devanados.
3)  La prueba de impulso de rayería es una prueba de rutina para transformadores de potencia clase II. Se requiere una prueba especial de rutina para transformadores de distribución, tipo poste, pedestal y sumergible, inmersos en aceite. Esta prueba está especificada en el numeral 10.4 del estándar IEEE C57.12.90-1999.
4)  El transformador deberá ser conectado y energizado a voltaje y frecuencia nominal y sin carga. Las contribuciones de ruido de elementos del transformador, tales como bombas
y abanicos, deberán ser operados como corresponde a rango de prueba que están siendo probados. Cuando esto no sea práctico o indeseable, para incluir el apropiado equipo de enfriamiento, la auto ventilación debe ser corregida, por la contribución de ruido, si las correcciones convenientes están disponibles y es mutuamente conforme con lo que esto concierne.
Los transformadores deberán reunir los estándares de nivel de ruido audible, tal y como
se muestran en el estándar NEMA TR1, tabla 0-1.
5)  Las  pruebas  de  grandes  transformadores  podrían  no  ser  prácticas,  debido  a  las limitaciones de las instalaciones para la prueba.
6)  El método de prueba del TIF puede ser encontrado en el estándar IEEE 469-1988.
7)  Esta  prueba  no  es  práctica  debido  a  las  limitaciones  de  las  instalaciones  para transformadores de más de 50 kVA.
8)  Esta  prueba  es  monofásica  y  debe  ser  realizada  en  todas  las  fases  y  todos  los devanados, solamente cuando las terminales salgan al exterior y sean accesibles y disponibles para una conexión. Solamente, el voltaje de baja frecuencia disponible para
el devanado deberá ser aplicado durante esta medición.9)  Las  pérdidas  debido  al  consumo  de  potencia  para  el  enfriamiento  y  auxiliares,
asociados a bombas, ventiladores, enfriadores, calentadores, manejadores de motores
de cambiador  de derivaciones, lámparas y todos los accesorios de la caja de control de ventilación, deberán ser medidos en transformadores clase II.
10) Los circuitos secundarios de los transformadores de control y de voltaje, deberán ser probados  a  1500 V CA 60 Hz, y los circuitos de los transformadores de corriente, probados a 2.5 kV CA 60 Hz, por un máximo de 1 minuto de operación.
11) La resistencia de aislamiento entre el o los núcleos y tierra deberá ser medida después del ensamble completo del transformador, a un nivel de al menos 500 v CD por un minuto de duración. Esta prueba deberá ser de rutina para transformadores de potencia clase II, y de otras para transformadores clase I.
12)La prueba de impulso de maniobra es una prueba de rutina para transformadores con devanado de alto voltaje que operan a 345 kV y superior.
13)Todos los accesorios eléctricos y electromecánicos, tales como ventiladores, bombas, motores, cambiadores de derivación bajo carga, etc., deberán operar en ambos modos, manual y automático para la adecuada función de secuencia/puesta en marcha.
14)Esta prueba deberá ser de rutina para transformadores de potencia clase II y de otras para transformadores de menos de clase II.
15)La adecuación mecánica del levantamiento y accesorios de movilización pueden ser determinados ambos  métodos matemáticos o pruebas.
16)Las pruebas de pérdidas sin carga y excitación al 110 % del voltaje nominal es una prueba  del  tipo  otras,  para  transformadores  de  500  kVA  y  transformadores  más pequeños,  con la excepción de los transformadores clase II, en los cuales es una prueba de rutina.
17)Las  pruebas  de  resistencia  de  aislamiento  de  devanados  (Megger),  resistencia  de aislamiento  de  núcleo  (Megger),  factor  de  potencia  del  aislamiento,  pérdidas  de accesorios  auxiliares,  excitación  monofásica,  pérdidas  sin  carga,  y  corriente  de excitación a 110 % del voltaje, descargas parciales y análisis de gases disueltos en el aceite, no son aplicables a transformadores clase de distribución.
Las  pruebas  de  rutina  deberán  ser  certificadas  para  cada  unidad,  por  el  fabricante  las pruebas de diseño u otras podrán ser solicitadas a pedido especial. La tolerancia y precisión
de cada una de las mediciones será regido por lo estipulado en la norma C.57.12.00 y
C.57.12.90.
4.1.14     Garantía
Cuando el transformador sea traspasado  a la empresa distribuidora de energía eléctrica,
los  términos  y  condiciones  del  manejo  de  las  garantías  serán  de  acuerdo  con  los reglamentos de aceptación de obras de la empresa distribuidora.
4.1.15     Normativa
Estas especificaciones están  basadas  en las normas ANSI/IEEE C57.12, por lo tanto, cualquier duda, omisión o ambigüedad será aclarada en función de lo establecido por dicho estándar en sus diferentes capítulos.
4.1.16     Niveles de ruido permisibles.

Potencia
(kVA)

Nivel de ruido
promedio (dB)
35 kV

75

51

150

55

225

55

300

55

500

56

750

57

1 000

58

1 500

60

4.2         TRANSFORMADORES MONOFASICOS TIPO PEDESTAL.



4.2.1  Características generales.
Deberán ser de frente muerto, tanto en el lado primario como en el lado secundario, tipo lazo, cumplir con las normas ANSI C57.12.00  y cualquier otra característica particular que
se indique. Los transformadores serán diseñados para operación tipo lazo, altitud 1000
m.s.n.m., humedad relativa de 95%. Se aceptarán únicamente transformadores nuevos.
4.2.2  Características eléctricas particulares.
4.2.2.1    Frecuencia.
La frecuencia de operación será 60 Hz.
4.2.2.2    Fases y Polaridad.
Una fase y con polaridad sustractiva.
4.2.2.3    Rangos de potencias.
Las  potencias  normalizadas  son:  25,  50,  75,  100,  167,  250,  333,  500  kVA.           Las capacidades aceptables para ser cedidas a la empresa distribuidora,  para su operación y mantenimiento, estarán de acuerdo con el reglamento de aceptación de obras de la empresa distribuidora de energía eléctrica.

4.2.2.4    Voltajes nominales de operación
El voltaje nominal para media tensión será de 19 920 Voltios y para baja tensión será
120/240 voltios.
4.2.2.5    Conexiones
La conexión en media tensión deberá ser en el bobinado primario de fase a tierra.  La conexión  en  baja  tensión  debe  ser  de  uno  o  dos  bobinados  secundarios  con  tres derivaciones, para un servicio monofásico trifilar.
4.2.2.6    Núcleo
El núcleo deberá quedar eléctricamente conectado al tanque.
4.2.2.7    Corriente de excitación
La corriente de excitación no deberá ser mayor de 2 % de la nominal.
4.2.2.8    Derivaciones (taps)
Los transformadores deberán tener cinco derivaciones en el lado de media tensión, enumeradas de 1 a 5.   En la posición No. 3, el transformador suministrará el voltaje nominal, las otras posiciones superiores e inferiores ofrecerán una variación de ± 2.5 %por posición del voltaje nominal.
4.2.2.9    Impedancia
La  impedancia  será  la  que  determina  la  norma  C57.12.25,  de  acuerdo  con  las potencias nominales establecidas.
4.2.3  Componentes para funcionamiento en lazo
Todos los componentes para funcionamiento en lazo deben ser operables bajo carga, capaces  de  llevar  una  corriente  permanente  de  200  A  y           tener  una  capacidad  de cortocircuito de 10 kA., durante 10 ciclos.
4.2.3.1    Seccionamiento
Con  el fin de obtener seccionamiento ya sea del transformador o del   lazo, éste deberá ser provisto con un seccionador tipo T  (LBOR - Loadbreak Oil Rotary) con las siguientes características eléctricas

a)   Número de posiciones: 4
b)  Voltaje máximo de operación: 35 kV.
c)   Corriente nominal máxima: 200 A.
d)  Corriente momentánea RMS simétrica: 10 kA.
e)   El seccionador tipo LBOR deberá ser operable desde el exterior bajo carga, mediante una manija de operación con pértiga.



4.2.3.2    Terminales primarios y secundarios
El transformador debe tener dos terminales en media tensión que cumplan con el estándar  ANSI  /IEEE  386  y  tres  en  el  lado  de  baja  tensión.  La  designación  de  los terminales  primarios  deberá  ser:  H1A,  H1B  y  los  secundarios  X1,  X3,  además,  para aterrizamiento y conexión de neutro Ho-Xo.



4.2.4  Pérdidas

Valores Admisibles de Pérdidas


MONOFÊSICOS DE ACUERDO A
NEMA TP1 50 % DE CARGABILIDAD

Rango
(kVA)

Pnúcleo
(NL)

Pdevanados
(LL)

Pérdidas
totales

25

90

300

390

50

150

510

660

75

200

710

910

100

270

950

1220

167

395

1450

1845

250

500

2050

2550

333

600

3000

3600

500

810

3800

4610

Se aplicarán, a esta tabla, los valores de tolerancia establecidos en la norma
ANSI/IEEE C57.12.00.

4.2.5  Nivel básico de impulso (BIL).
Para el lado de media tensión (34,5 kV) deberá ser 150 kV y en el lado de baja tensión,
de 30 kV. Ambos son valores mínimos.
4.2.6  Temperatura.
El  transformador  debe  ser  diseñado  para  que  opere  a  una  temperatura ambiente máxima de 40 °C.

4.2.6.1    Por carga.
La elevación promedio de temperatura en los devanados no debe exceder los 65° C
sobre la temperatura ambiente y la máxima elevación de temperatura a los 80 °C sobre
la  temperatura  ambiente.  El  detalle  de  los  límites  desde  los  cuales  se  rigen  estas elevaciones de temperatura, estarán de acuerdo con la norma ANSI /IEEE C57.12.00(última revisión).
4.2.6.2    Por cortocircuito.
La temperatura del material conductor bajo cortocircuito no debe exceder los 250 °C
para conductor de cobre y 200 ºC para el conductor aluminio.
4.2.7  Requerimientos de cortocircuito.
Los   transformadores deben ser diseñados para resistir corrientes de cortocircuito de acuerdo con la norma  ANSI/IEEE C.57.109 (última revisión.)
4.2.8  Aceite aislante.


El aceite puede ser dieléctrico de origen mineral, según ASTM D3487 o de vegetal según norma ASTM D6871-3.
4.2.9  Material de los devanados.
El material de  los devanados podrá ser cobre o aluminio.



4.2.10     Protecciones.
Los  transformadores  deben  tener  por  fase  dos  fusibles  conectados  en  serie  y debidamente coordinados entre sí.  Ambos deben estar sumergidos en aceite en el interior
del tanque los cuales se describen a continuación:
a)   Fusible de expulsión —FE“ de doble elemento tipo bayoneta (dual sensing) de operación interna que puede ser reemplazado exteriormente por medio de una pértiga.
b)  Fusible limitador de corriente —FLC“ de arena plata de rango parcial.



4.2.11     Características mecánicas.
4.2.11.1 Construcción.
El  transformador  de  pedestal  deberá  ser  construido  en  su  totalidad  en  acero inoxidable tipo 304 AISI. Los compartimentos deben ser separados por una barrera de metal  en  el  caso  de  diseño  de  dos  puertas  y  cumplir  lo  estipulado  en  norma  ANSI C57.12.28. Se deberán contemplar aspectos de diseño y seguridad en la construcción de gabinetes, para las cuales se deberán cumplir las siguientes pruebas:
a)           Prueba de palanca.
b)           Prueba de intento de introducción de un alambre.
c)           Prueba de tirado.
           
d)         Prueba de operación
           
4.2.11.2 Compartimientos
Puede ser de un solo compartimiento. Visto de frente los terminales de media tensión deberán estar a la izquierda y los de baja tensión a la derecha. Las bisagras, pines, varillas y demás componentes de bloqueo ser de un material resistente a la corrosión equivalente al tipo 304 AISI. El tanque del transformador y los compartimentos deben ser construidos de tal manera que estando las puertas cerradas y bloqueadas limiten el desmontaje, ruptura y la entrada de cualquier tipo de objeto en la parte interna de terminales y conexiones y la manija de la puerta debe ser construida de un material no quebradizo  ni  deformable,  además,  proveer  los  medios  para  su  bloqueo  tales  como
candado y tornillo con cabeza especial de pentagonal.


           


4.2.11.3 Puertas
Deben ser de suficiente tamaño para proveer una adecuada operación del equipo y brindar el suficiente espacio cuando se está trabajando en la unidad. El borde inferior de
los   compartimentos   construido   de   tal   forma   que   permita   el   uso   de   anclajes (sujetadores), accesibles únicamente por la parte interior de la unidad. Las gasas de izaje deben ser colocadas para proveer un balance distribuido para un levantamiento en dirección vertical de todo el transformador completamente armado. Además  ofrecer un factor de seguridad mecánico de levantamiento de 5. La abertura mínima en el fondo del gabinete  para  la  entrada  de  cables,  de  400  mm.  Deberá  contar  con  los  siguientes accesorios como mínimo:
a)           Válvula de alivio de presión (Referencia Qualitrol 202-032-01).
b)           Válvula de llenado de nitrógeno
c)           Termómetro (Referencia Qualitrol 151-010-01).
d)           Indicador o visor de nivel de aceite (Referencia Qualitrol 020-029-01).
e)           Llave de drenaje y toma de muestras de aceite de 2.54 cm NPT.
4.2.11.4 Conectores  y terminales
Los conectores de media tensión deben ser para 35 Kv. con capacidad de operación bajo carga de 200 Amp. El tanque debe tener un zócalo de descanso para cada conector
de media tensión.
Los  terminales  de  baja  tensión  serán  del  tipo  espiga  hasta  100  KVA,  con  las características de rosca y dimensiones que se indican en la tabla que a continuación se presenta. Para transformadores de potencias superiores, se utilizarán conectores tipo paleta rectangular de cobre estañado, de 6 ó 10 huecos Nema, dependiendo la potencia.
Para aquellos transformadores que alimenten cargas compuestas por redes de baja tensión de uso general y operadas por la empresa distribuidora el conector por utilizar
en  la  espiga  debe  ser  roscado,  con  un  elemento  que  permita  su  separación  sin  la desconexión del cable de baja tensión, aislado y con una capacidad de 500 A. (Ver figura RDS en Anexo 1).
En otros casos se permite el uso de conectores tipo paleta rectangular de cobre estañado, de 4 ó 6 huecos Nema, o de conectores múltiples tipo silla, en ambos casos,
roscados a la espiga del transformador, y será necesario colocar elementos aislantes,
tales como mangas o cobertores termocontraíbles o contraíbles en frío, con el fin de poder mantener durante todo momento un secundario de —frente muerto“.


_


DIMENSIONES DE ESPIGAS EN TERMINALES LADO BAJA TENSION


Capacidad

Tamaño de Rosca

Longitud mínima

(kVA)

( mm )

( mm )

 

 

 

25 œ 50

15.875 (5/8 pulg.)

31.75

- II UNC-2A

 

 

 

 

 

75 œ 167

25.4 (1 pulg.)

44.45

14 INS-2A

 

 

El terminal de baja tensión (Xo) para el neutro debe ser completamente aislado con
un  enlace  a  tierra  en  la  superficie  exterior  del tanque mediante láminas de cobre y todos los accesorios de conexión de media tensión citados anteriormente,   construidos
de acuerdo con la norma IEEE 386.



4.2.11.5 Placa de datos del transformador.
El transformador deberá tener una placa de datos con la información descrita en las placas definidas por ANSI / IEEE .57.12.00, y  ser colocada en el compartimiento de baja tensión, de manera que pueda ser leída aún con los cables en su lugar, construida con acero inoxidable o aluminio, resistente a la corrosión e indeleble, los datos    impresos con  letras  troqueladas  como  mínimo          y  colocada  en  una  parte  no  removible  del transformador.
4.2.11.6 Rotulación del transformador.
Toda indicación  referente a operación, mantenimiento y seguridad, deberá venir en
el idioma español. En la parte frontal exterior, tener el símbolo de identificación del equipo eléctrico energizado.
4.2.11.7 Preservación de aceite
El transformador debe ser de construcción de tanque sellado, el cual será llenado con
un volumen constante de nitrógeno por medio de una válvula similar a la tipo Schrader, según se muestra en la siguiente figura.



FIGURA 4.2  Válvula de llenado de nitrógeno (Schrader Valve)

4.3         TRANSFORMADORES MONOFASICOS TIPO SUMERGIBLE



4.3.1      Condiciones de servicio
4.3.1.1    General
Los transformadores contemplados desde esta norma son para  operación externa con  enfriamiento  natural  (OA)  hasta  un  rango  de  potencia  de  167  kVA  desde  las condiciones de servicio que se detallan a continuación.
4.3.1.2    Temperatura
La temperatura ambiente de operación (temperatura de ambiente cerrado),  C y la temperatura promedio del aire de°no debe exceder los 50 enfriamiento por un periodo cualquiera de 24 horas no debe exceder los  C.°40
4.3.1.3    Altitud
La altitud de operación será de 1,000 m.s.n.m.
4.3.1.4    Humedad Relativa
Serán para operación con una humedad relativa del 100 %.
4.3.2      Características eléctricas
4.3.2.1    Frecuencia
La frecuencia de operación será 60 Hz.
4.3.2.2    Fases
Los transformadores serán del tipo monofásico.
4.3.2.3    Rangos de potencias
Las potencias normalizadas en kVA serán las siguientes: 50, 75, 100 y 167.
4.3.2.4    Tensiones nominales de operación
La  tensión  nominal        para  media  tensión  es  19,920  voltios  y  para  baja  tensión,
120/240 voltios, excepto que se especifique otra magnitud.
4.3.2.5    Corriente de excitación
La corriente de excitación no deberá ser mayor de 1.5 % de la nominal.
4.3.2.6    Conexiones
La conexión en media tensión debe ser de fase a tierra. La conexión en baja tensión debe ser trifilar.

4.3.2.7    Componentes para funcionamiento en lazo
Todos los componentes para funcionamiento en lazo deben ser operables bajo carga, capaces de llevar una corriente permanente de 200 Amp máxima y tener una capacidad
de cortocircuito de 10 kAmps durante 0.17 segundos.
4.3.2.8    Derivaciones (Taps)
Los  transformadores  serán  provistos  con  cinco  derivaciones  en el lado de media tensión, que permitan una variación de +/- 5 % del voltaje nominal.
4.3.2.9    Polaridad
Los transformadores con operación de 19,920 voltios serán sustractivos.
4.3.2.10 Marcación de terminales
La marcación de las terminales primarias deberá ser: H1A y H1B. Y las secundarias,
X1, X2, X3 y X4, como se muestra en la Fig. 4.3.
4.3.2.11 Impedancia
La impedancia deberá ser la que establezca la norma  ANSI C57.12.23.
4.3.2.12 Pérdidas
Las pérdidas permitidas son las mismas que las indicadas en la tabla del punto 4.2.4.
4.3.2.13 Niveles de aislamientos
El nivel de impulso básico (BIL) será de 150 kV mínimo , en el lado de baja  tensión,
de 30 kV.
4.3.2.14 Elevación de temperatura
 a) Por carga.
La elevación promedio de temperatura en los devanados C°no debe exceder los 55
sobre la temperatura ambiente, y la máxima elevación de temperatura en los devanados
 C sobre la temperatura ambiente. El detalle°no deberá exceder los 70 de los límites desde los cuales rigen estas elevaciones de temperatura se dan en el apartado 5.11 de
la norma IEEE C.57.12.00.
                                                                                       
b)           Por cortocircuito
La temperatura del  C°material conductor bajo cortocircuito no debe exceder los 250
C para aluminio.°para conductor de cobre, 200
4.3.2.15 Requerimientos de cortocircuito.
Los transformadores deben ser diseñados para resistir corrientes de cortocircuito de acuerdo con la norma ANSI/IEEE C.57.109 para transformadores clase I.
4.3.2.16 Aceite aislante.
El aceite puede ser dieléctrico de origen mineral, según ASTM D3487; o de origen vegetal según norma ASTM D6871-3
4.3.2.17 Material de los devanados.
El material de  los devanados podrá ser cobre o aluminio.
4.3.2.18 Aislamiento de los conductores.
El   aislamiento   de   los   conductores   debe   ser   compatible   con   el   aceite   del transformador, además, sus características dieléctricas, químicas, mecánicas, etc., deben ser adecuadamente seleccionadas para el buen funcionamiento de la unidad.
4.3.2.19 Protecciones.
Los  transformadores  deben  tener  por  fase  dos  fusibles  conectados  en  serie  y debidamente coordinados entre sí. Ambos fusibles deben estar sumergidos en aceite en
el interior del tanque, los cuales se describen a continuación:
a)           Fusible  de  expulsión  —FE“  de  doble  elemento  tipo  bayoneta  (dual  sensing)  de operación interna que puede ser reemplazado exteriormente por medio de una pértiga.
b)           Fusible limitador de corriente —FLC“ de arena plata de rango  parcial.
4.3.3      Características mecánicas.
4.3.3.1    Construcción.
Los transformadores cubiertos en este estándar deben incluir conectores de media y baja tensión de acuerdo con lo descrito en la sección de conectores y terminales. Los
componentes tales como: cambiadores de derivaciones, conectores separables, fusible reemplazables,   diseñados para operación una vez que el transformador está en el sitio
de funcionamiento, y ser localizados en éste de tal forma, que puedan ser operados desde   arriba   por   medio   de   una   pértiga.   La   construcción   de   la   unidad   será preferiblemente circular, de tal manera, que cumpla con lo estipulado en el estándar IEEE  C.57.12.23  en  su  sección  6.  El  tanque  del  transformador,  la  tapa  y  todos  los accesorios externos deben ser resistentes a la corrosión. La base del transformador tienen  que  ser  montada  sobre  dos  barras  o  algún  elemento  similar,  resistente  a  la corrosión. La mínima altura de la barra o elemento similar deberá ser de 2.54 cm. Para efectos de localización  de las terminales y de los elementos de operación de la unidad, a continuación, se da una vista de planta dividida en cuatro sectores, enumerados en dirección horaria (ver figura 4.3). Los accesorios de izaje deben estar permanentemente fijados  al  tanque  y  distribuidos  de  tal  forma  que  provean  un  balance  vertical  de levantamiento  para  el  transformador  completamente  armado  y  ser  diseñados  para proveer un factor de seguridad igual a cinco. La manija del mecanismo del cambiador de derivaciones deberá tener cinco posiciones de enclavamiento claramente enumerados 1-
2-3-4-5 o A, B, C, D, E y operables con pértiga mecánica y con su respectiva clavija de aseguramiento  para  la  posición  de  operación  permanente.  Además,  contar  con  la siguiente lista de accesorios como mínimo:
a)           Válvula de alivio de presión (Referencia Qualitrol 202-032-01).
b)           Válvula de llenado de nitrógeno (ver figura 4.2).
c)           Indicador o visor de nivel de aceite (Referencia Qualitrol 020-029-01).
d)           Llave de drenaje y toma de muestras de aceite de 2.54 cm (1 pulg) NPT.
e)           Cambiador de derivaciones.

4.3.3.2    Conectores y terminales.
Los conectores de media tensión podrán ser: boquilla tipo pozo, boquilla tipo pozo e inserto o pasatapa integral en 35 kV para operación en un sistema de 200 Amp con su respectivo zócalo de descanso (parking stand), uno por cada conector. Los conectores
de baja tensión podrán ser del tipo cable (*), tipo paleta (*) o tipo espiga (stud) con las características de rosca y dimensiones siguientes:


Capacidad

Tamaño de Rosca

Longitud mínima

(kVA)

( mm )

( mm )

 

 

 

25 œ 50

15.875 (5/8 pulg.)

31.75

- II UNC-2A

 

 

 

 

 

75 œ 167

25.4 (1 pulg.)

44.45

14 INS-2A

 

 

(*) En el caso de terminales tipo paleta (spade) o tipo cable, éstas deberán estar de
acuerdo con  el   punto 6.2  del estándar IEEE C.57.12.23  y  además, será, necesario colocar elementos aislantes, tales como mangas o cobertores termocontraíbles, con el fin
de  poder  mantener  durante  todo  momento  un  secundario  de  —frente  muerto“  y garantizar la sellabilidad de la terminal contra el agua.
Todos los accesorios de conexión citados anteriormente, deben ser construidos de acuerdo con la norma IEEE.386. Estos son diseñados para su operación después de que
el transformador ha sido instalado en el sitio y son operables con pértiga. El final del terminal H2 del bobinado de media tensión, debe estar firmemente conectado a tierra en
el  interior  del  transformador  en  su  estructura  o  tanque.  Esta  conexión  debe  ser
independiente  de  todas  las  otras  conexiones  eléctricas.  El  núcleo  deberá  quedar eléctricamente conectado al tanque. Los terminales de media y baja tensión, y su arreglo pueden ser vistos en la Fig.4.3.
4.3.3.3    Placa de datos.
La placa de datos debe ser colocada en el  lado de media tensión, y ser leída aún con
los cables en su lugar, construida con un material durable resistente a la corrosión e indeleble  y  colocada  en  una  parte  no  removible  del  transformador  y  contener  la información requerida para las placas de datos tipo A, según ANSI/IEEE C.12.00.
4.3.3.4    Preservación de aceite.
El transformador debe ser de construcción de tanque sellado, llenado de  un volumen constante de nitrógeno por medio de una válvula tipo Schrader (ver figura 4.2) con el fin
de aislar el aceite dieléctrico de la atmósfera y a la vez, desplazar el posible oxígeno que
se  encuentre  dentro  del  tanque  y  así,  evitar  la  acción  de  humedad.  Una  válvula reemplazable debe ser provista para evacuar cualquier sobrepresión que se produzca y debe estar ubicada en la tapa del tanque, además,  ésta deberá ser igual o similar a la Qualitrol 202-037-01, asi mismo  ser manual y automática calibrada para operar entre 50
y 62 kPa. El puerto de entrada de la válvula debe ser de ²  plg tipo NPT
4.3.3.5    El Tanque.
El tanque deberá ser de acero inoxidable, tipo 304 y lo suficientemente fuerte para resistir presiones de 50 kPa sin deformación permanente y 138 kPa sin ruptura o daño
de la unidad. Debe estar provisto de una entrada de 1 plg NPT para la colocación de una válvula de llenado de aceite y además, tener otra entrada roscada, tipo 25.4 mm - 11.5
NPT para la instalación de un indicador o visor de nivel de aceite. La tapa debe ser soldada en su lugar. El interior del tanque estar libre de basura, rebaba o cualquier otro elemento extraño, visible a simple vista, que se deposite en el fondo del tanque, en las bobinas o quede suspendido en el aceite. El tanque y los compartimientos deberán tener
un recubrimiento anticorrosivo de pintura epoxibituminosa   color   verde Munsell 7GY
3.29/1.5 y debe ser realizado en tres etapas:
V   Limpieza química y pretratamiento.
V   Colocación de base epóxica por efecto de electrodeposición.
V   Colocación de capa final de uretano.
Las características de pintura deben   ser iguales o superiores a las descritas en la norma ANSIC57.12.28.
Los terminales,  para el aterrizamiento de la unidad, deben  ser de acero inoxidable o
de material no corrosivo, de ² plg-13 NC con hueco de derivación y una profundidad de
11.11  mm,  localizadas  en  la  posición  que  muestra  la  Fig.1.1  Los  conectores  para aterrizamiento deben permitir el ingreso de cable de 8.37 mm2  (8 AWG) hasta 33.65 mm2 (2 AWG) de sección transversal..
4.3.3.6    Almacenamiento e Instalación.
Almacenamiento: El transformador debe ser almacenado en posición vertical y permanecer esencialmente en esa posición todo el tiempo, tanto cuando es transportado como  durante  su  instalación.  El  embalaje  debe  permitir  la  adecuada  protección  del equipo.
Instalación: El equipo fabricado desde esta especificación debe ser instalado en áreas  donde  las  condiciones  ambientales  y  climáticas  no  permitan  variación  en  los ángulos de inclinación respecto de la horizontal.
4.3.4      Pruebas.
A menos que se especifique otra situación todas las pruebas deben ser realizadas de acuerdo con el estándar IEEE C.57.90, y además, todas las pruebas deberán ser hechas en fábrica solamente.  La lista de pruebas para transformadores sumergibles monofásicos con potencias hasta 167 kVA y menor, deberá estar de acuerdo con la tabla No 19 del estándar C.57.12.00.
4.3.5      Garantía.
Cuando el transformador sea cedido  a la empresa distribuidora de energía eléctrica, los términos y condiciones del manejo de las garantías serán de acuerdo con los reglamentos
de aceptación de obras de la empresa distribuidora.
4.3.6      Normativa
Esta especificación está basada en el estándar ANSI/IEEE C57 — Distribution, Power and
Regulating Transformers“, por lo tanto, cualquier duda, omisión o ambigüedad será aclarada
en función de lo establecido por dicho estándar en sus diferentes capítulos


FIGURA 4.3  Ubicación de los conectores y terminales de bajo y alto voltaje


       4.4 TRANSFORMADORES TRIFASICOS TIPO SUMERGIBLE


_


4.4.1      Condiciones de servicio.
4.4.1.1    General.
Los  transformadores  contemplados  bajo  la  norma  ANSI  C57.12.24,  son  para operación externa con enfriamiento natural (OA) hasta un rango de potencia de 2500 kVA desde las condiciones de servicio que se detallan.
4.4.1.2    Temperatura.
La temperatura ambiente de operación no  C y la temperatura promedio  de  aire  de °debe exceder los 50 enfriamiento  por  un  periodo  cualquiera  de  24  horas  no  debe
 C.°exceder los 40
4.4.1.3    Altitud
La altitud de operación será de 1,000 m.s.n.m.
4.4.1.4    Humedad Relativa
Serán para operación con una humedad relativa del 100 %.
4.4.2      Características eléctricas
4.4.2.1    Frecuencia
La frecuencia de operación será 60 Hz.
4.4.2.2    Fases
Los transformadores serán del tipo trifásico.
4.4.2.3    Rangos de potencias
Las potencias normalizadas en kVA serán las siguientes:   75, 150, 225, 300, 500,
750, 1,000, 1,500, 2,000 y 2,500.
4.4.2.4    Tensiones nominales de operación
La tensión nominal para alta tensión es 34,500 voltios. Las tensiones nominales para baja tensión son: 120/208 voltios, 277/480 voltios.
4.4.2.5    Corriente de excitación
La corriente de excitación no deberá ser mayor de 2 % de la corriente nominal I0.
4.4.2.6    Conexiones
La  conexión  en  media  tensión  debe  ser  en  estrella  sólidamente  aterrizada.  La conexión  en  baja  tensión  debe  ser  estrella  sólidamente  aterrizada,  excepto  que  se especifique otra conexión. Además, el núcleo deberá quedar eléctricamente conectado al
tanque y ser de 4 ó 5 columnas certificadas de fábrica.
4.4.2.7    Componentes para funcionamiento en lazo
Todos los componentes para funcionamiento en lazo deben ser operables bajo carga, capaces de llevar una corriente permanente de 200 A máxima y tener una capacidad de cortocircuito de 10 kA durante 0.17 segundos.
4.4.2.8    Derivaciones (Taps)
Los  transformadores  serán  provistos  con  cinco  derivaciones  en el lado de media tensión, que permitan una variación de +/- 5 % del voltaje nominal.
4.4.2.9    Desplazamiento angular
El desplazamiento angular entre media tensión y baja tensión debe ser cero grados, como lo muestra la figura 4.4.

FIGURA 4.4  Desplazamiento angular. Tomado de: ANSI C57.12.24-1992.
4.4.2.10 Marcación de terminales
La marcación de las terminales primarias deberá ser: H1A, H2A y H3A, H1B, H2B,
H3B y H0. Y las secundarias,  X1, X2, X3  y X0 como se muestra en la figura 4.5.
4.4.2.11 Impedancia
La impedancia deberá   estar comprendida   entre el rango de 3 al 6 %, medida a corriente y frecuencia nominales, de acuerdo con las diferentes capacidades indicadas en
el punto No. 4.4.2.3 de potencias nominales.
4.4.2.12 Total de pérdidas
Las pérdidas permitidas son las mismas que las indicadas en la tabla del punto 4.1.4.
4.4.2.13 Niveles de aislamientos
El nivel de impulso básico (BIL) en el lado de media tensión será de 150 kV, en el lado de baja tensión,  de 30 kV.
4.4.2.14 Elevación de temperatura.
a)           Por carga
La elevación promedio de temperatura en los devanados  C°no debe exceder los 55
sobre  la  temperatura  ambiente,  y  la  máxima  elevación  de    C sobre la temperatura°temperatura  no  deberá exceder los 70 ambiente. El detalle de los límites desde los cuales rigen estas elevaciones de temperatura deben ser consultados en el apartado
5.11 de la norma IEEE C.57.12.00.
b)           Por cortocircuito
La temperatura del   C°material conductor bajo cortocircuito no debe exceder los 250
para conductor de cobre, 200 C para el aluminio.

4.4.2.15 Requerimientos de cortocircuito.
Los transformadores deben ser diseñados para resistir corrientes de cortocircuito de acuerdo con la norma ANSI/IEEE C.57.109 para transformadores clase II y III.
4.4.2.16 Aceite aislante.
El  aceite  aislante  deberá  ser  nuevo,  sin  usar,  del  tipo  mineral  y  que  reúna  los requerimientos de la norma ASTM D3487-88.
4.4.2.17 Material de los devanados
El material de  los devanados podrá ser cobre o aluminio.
4.4.2.18 Aislamiento de los conductores
El   aislamiento   de   los   conductores   debe   ser   compatible   con   el   aceite   del transformador, además, sus características dieléctricas, químicas, mecánicas, etc, ser adecuadamente seleccionadas para el buen funcionamiento de la unidad.
4.4.2.19 Protecciones
Los  transformadores  deben  tener  por  fase  dos  fusibles  conectados  en  serie  y debidamente coordinados entre sí.  Ambos fusibles deben estar sumergidos en aceite en
el interior del tanque los cuales se describen a continuación:
a)           Fusible  de  expulsión  —FE“  de  doble  elemento  tipo  bayoneta  (dual  sensing)  de operación interna que pueden ser reemplazados exteriormente por medio de una pértiga.
b)           Fusible limitador de corriente —FLC“ de arena plata de rango parcial.
c)           Pararrayos secundario de 20 kA, tipo MOV (Oxido de Zinc), éste deberá venir  con
el  transformador  y  se  colocará  en  el  lado,  no  sumergible  más  cercano  al transformador.
4.4.2.20 Seccionamiento
Con el fin de poder obtener seccionamiento ya sea del transformador o en ambos
lados del lazo que alimenta el transformador, éste deberá ser provisto de un seccionador
tipo  LBOR  (Loadbreak  Oil  Rotary)  de  cuatro  posiciones  en  —T“  con  las  siguientes características eléctricas:
a)           Voltaje máximo de operación: 38 kV.
b)           Corriente nominal máxima 200 A.
c)           Corriente momentánea máxima 10 kA.
El seccionador tipo LBOR deberá ser operable desde el exterior mediante una manija
de operación manual.
4.4.3      Características mecánicas
4.4.3.1    Construcción
El transformador sumergible trifásico debe consistir en un tanque con terminales de media  y  baja  tensión  como  se muestra en la Fig. 2
Este transformador debe incluir conectores  de  media  tensión  de  acuerdo  con  lo  especificado  en  el  punto  2  de  esta sección. 
Los  componentes  tales  como:  cambiadores  de  derivaciones,  conectores separables,   fusible   reemplazables,   diseñados   para   operación   una   vez   que   el transformador  está  en  el  sitio  de  funcionamiento,  deben  ser  localizados  en  el transformador, de tal forma, que puedan ser operados desde arriba por medio de una pértiga.
La construcción de la unidad debe ser tal que ésta pueda ser, subida o bajada verticalmente  en  una  cámara  o  foso,  construida  en  la  vía  pública  o  propiedad  del abonado.
Las dimensiones para los transformadores sumergibles contemplados desde esta norma, no deberán exceder las dimensiones mostradas en la Fig. 4, y el tanque del transformador,  la  tapa  y  todos  los  accesorios  externos  deben  ser  resistentes  a  la corrosión. La base del transformador tiene que ser montada sobre dos barras o algún elemento similar, resistente a la corrosión.
La mínima altura de la barra o elemento similar deberá ser de 3.81 cm, siendo esta altura la separación libre que debe quedar entre el piso del tanque y el suelo, con esquinas salientes libres para levantamientos.
Para efectos de localización   de las terminales y de los elementos de operación de la unidad, se da una vista de planta (ver figura 4.5).  Las agarraderas de levantamiento deben  ser  colocadas  para  proveer  un  balance  distribuido  para  un  levantamiento  en dirección vertical de todo el transformador completamente armado.
Además ofrecer un factor de seguridad mecánico de levantamiento de 5. La unidad debe ser provista con cuatro ganchos para el levantamiento por medio de cuatro cables a un ángulo máximo
de 30 grados con respecto de la vertical.
Estos ganchos deben estar libres de filos o superficies cortantes y cada uno tener al menos un hueco para el aseguramiento del perno  de  enganche  su  colocación  debe  obedecer  al  resultado  de  una  distribución balanceada  del  levantamiento  vertical.  La  manija  del  mecanismo  del  cambiador  de derivaciones deberá estar en la tapa del transformador con una entrada de 5.08 cm NPT, con    cinco  posiciones  de enclavamiento claramente enumerados 1-2-3-4-5 o A, B, C,
D, E, operables con pértiga mecánica y con su respectiva clavija de aseguramiento para
la posición de operación permanente. Para el accionamiento del mismo, la unidad debe estar completamente desenergizada y contar además, con la siguiente lista de accesorios
como mínimo:
a)           Válvula de alivio de presión (Referencia Qualitrol 202-032-01).
b)           Válvula de llenado de nitrógeno (ver Fig.4).
c)           Indicador o visor de nivel de aceite (Referencia Qualitrol 020-029-01).
d)           Termómetro (Referencia Qualitrol 151-010-01).
4.4.3.2    Conectores y terminales.
Los conectores de media tensión podrán ser: boquilla tipo pozo, boquilla tipo pozo e inserto o pasatapa integral en 35 kV para operación en un sistema de 200 Amp con su respectivo zócalos de descanso (parking stand), uno por cada conector. Los conectores
de baja tensión podrán ser del tipo espiga (stud) o tipo paleta. En el caso del terminal tipo paleta, será necesario colocar elementos aislantes, tales como mangas o cobertores termocontraibles, con el fin de poder mantener durante todo momento un secundario de
—frente muerto“ y garantizar la hermeticidad de la terminal contra el agua, deberán ser
de  acuerdo  con  lo  señalado  en  el  punto  7.2.1.3  de  la  norma  C57.12.24,  con  las características de rosca y dimensiones siguientes:
DIMENSIONES DE ESPIGA EN LOS TERMINALES  DE BAJA TENSION



Para transformadores con potencias mayores a 500 kVA, se debe utilizar conector
tipo platina rectangular plana de 6 ó 10 huecos dependiendo de la potencia de la unidad.
El terminal neutro de baja tensión tiene que ser completamente aislado con un enlace de tierra en la superficie exterior del tanque.


4.4.3.3    Placa de datos
La placa de datos debe ser colocada en el lado de baja tensión, y ser leída aún con los cables en su lugar, construida con un material durable resistente a la corrosión e indeleble y colocada en una parte no removible del transformador. Además, contener la información descrita en las placas tipo C de acuerdo con el estándar IEEE C.57.12.00.


4.4.3.4    Preservación de aceite
El transformador debe ser de construcción de tanque sellado, llenado de  un volumen constante de nitrógeno  por medio de una válvula Schreder (ver figura 4.2) con el fin de aislar el aceite dieléctrico de la atmósfera y a la vez desplazar el posible oxígeno que se encuentre  dentro  del  tanque  y  así,  evitar  la  acción  de  humedad. 
Una  válvula reemplazable debe ser provista para evacuar cualquier sobrepresión que se produzca y estar ubicada en la tapa del transformador, además, ser manual y automática calibrada para operar entre 50 y 62 kPa.
El puerto de entrada de la válvula debe ser de 13mm (² pulgada) tipo NPT y   de un tamaño especificado para un rango mínimo de flujo, ésta deberá estar provista de un anillo de jalado capaz de soportar una fuerza de tracción de 11.34 Kg durante un minuto sin sufrir deformación permanente.
Las partes de la válvula expuestas  al  ambiente  tienen  que    ser  resistentes  a  la  corrosión. 
Asimismo    los empaques lineales y de anillos resistentes al vapor del aceite y a una temperatura de
105ºC de operación continua.


4.4.3.5    Tanque
El tanque deberá ser de acero inoxidable tipo 304 y lo suficientemente fuerte para resistir presiones que no sobrepasen 50 kPa, sin deformación permanente y debe ser probado a una presión de 50 kPa durante un mínimo de 6 horas con el fin de verificar posibles  fugas.  Además, estar  provisto  con  dos  terminales  para  aterrizamiento  con hueco de derivación de ² a 13 UNC y una profundidad de 11.11 mm hasta 500 kVA, arriba de 500 kVA dos terminales de cobre o acero inoxidable de 2 x 89 mm con dos huecos espaciados a 44.45 mm para rosca 1/2-13 UNC. Estas terminales deben estar en la tapa del transformador. Todas las roscas en acero tienen que ir acompañadas con tornillos no corrosivos, con el fin de prevenir la oxidación durante el almacenaje y el interior del tanque estar libre de basura, rebaba o cualquier otro elemento extraño, visible a simple vista, que se deposite en el fondo del tanque, en las bobinas o quede suspendido en el aceite. El tanque deberá tener en su interior una marca visible del correcto  nivel  de  líquido  a  25  ºC  y  el  tanque  y  los  compartimentos  tener  un recubrimiento anticorrosivo de pintura epoxibituminosa color verde Munsell 7GY 3.29/1.5
y debe ser realizado en tres etapas:


V   Limpieza química y pretratamiento.
V   Colocación de base epóxica por efecto de electrodeposición.
V   Colocación de capa final de poliuretano
Las características de pintura deben   ser iguales o superiores a las descritas en la norma ANSI C57.12.28
4.4.3.6    Almacenamiento e Instalación.
Almacenamiento:   el transformador debe ser almacenado en posición vertical y permanecer esencialmente en esa posición todo el tiempo, tanto cuando es transportado como durante su instalación.
Instalación: El equipo fabricado desde esta especificación debe ser instalado en áreas  donde  las  condiciones  ambientales  y  climáticas  no  permitan  variación  en  los ángulos de inclinación respecto de la horizontal.


4.4.4      Pruebas.
A  menos  que  se  especifique  otra  situación  todas  las  pruebas  deben  ser  hechas  de acuerdo con la estándar IEEE C.57.90, y además,  todas ser hechas en fábrica solamente.
La lista de pruebas para transformadores de pedestal trifásicos con potencias hasta 2500
kVA deberá  estar de acuerdo con la tabla No 19 del estándar C.57.12.00 y serán solicitadas
a la hora de llegar a nuestro taller de transformadores en el caso de los aportes y posterior
a la adjudicación en el caso de las licitaciones.


4.4.5      Nivel de ruido.
Para transformadores trifásicos, se permitirán  niveles de ruido descritos en la siguiente tabla:


Potencia
(kVA)

Nivel de ruido
promedio (dB)
35 kV

75

51

150

55

225

55

300

55

500

56

750

57

1 000

58

1 500

60

2 000

61

2 500

62

4.4.6      Garantía
Cuando el transformador sea cedido  a la empresa distribuidora de energía eléctrica, los términos y condiciones del manejo de las garantías serán de acuerdo con los reglamentos
de aceptación de obras de la empresa distribuidora.



FIGURA 4.5  Localización de conectores en transformadores trifásicos
sumergibles.

Tomada de: ANSI C.57.12.24
 

 

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