Clasificación, Constitución e Protección dos Centros de Transformación (CT)

Clasificación dos Centros de Transformación (CT)

Segundo a súa alimentación:

• Alimentación en punta ou radial: Só unha liña de alimentación.
• Alimentación en anel: A liña de distribución en Media Tensión (MT) que parte da subestación receptora forma un anel que vai percorrendo os CT de maneira que entra e sae de cada un deles.
• Alimentación con dobre procedencia: Consiste en dúas liñas de alimentación procedentes de dúas estacións transformadoras AT/MT diferentes. Precisa de dous interruptores que corresponden ás dúas liñas de chegada.

Segundo a súa propiedade:

• CT de empresa: O CT é propiedade da empresa suministradora de electricidade, a cal efectúa o seu mantemento e responsabilízase do seu funcionamento. Este CT forma parte da rede pública e non dispoñen de equipo de medida.
• CT de cliente: O abonado instala o seu propio CT e realiza a súa explotación e mantemento. As vantaxes son: independencia respecto doutros abonados a Baixa Tensión (BT), tarifación en MT e poder construír o CT xa previsto para futuras ampliacións.

Segundo o seu emprazamento:

• Interiores: Cando o recinto do CT está situado dentro dun edificio ou nave.
• Exteriores: Cando o recinto que contén o CT non forma parte do edificio. Poden ser: de superficie, soterrados, semisoterrados ou de intemperie.

Segundo a súa acometida:

• Alimentados por liña aérea.
• Alimentados por cable subterráneo.

Constitución

As dimensións dos CT deben permitir:

• O movemento e colocación no seu interior dos elementos e maquinaria necesarios para a realización máis axeitada da instalación.
• A execución das manobras propias de explotación en óptimas condicións de seguridade para as persoas que o realicen.
• Mantemento do material.

Os compoñentes básicos dun CT son: celas de MT coa aparamenta de manobra e protección, cela do transformador de MT/BT e cadro de BT.

Tipos de transformadores de potencia

• En baño de aceite mineral: Son os que máis se utilizan polas compañías distribuidoras para os CT das redes públicas. Non levan depósito, neles a dilatación do aceite por incremento da temperatura é compensada pola deformación elástica das aletas da cuba.
• Transformadores secos: Nelas as súas bobinas están dentro dunha resina termoendurecible mesturada cunha carga activa formada de sílice e alúmina hidratada e con aditivos endurecedor e flexibilizador. Este tipo é máis usado nos CT de abonado que nos de rede pública.

Vantaxes do aceite sobre os secos

• Menor custo unitario.
• Menor nivel de ruído.
• Menores perdas de baleiro.
• Poden instalarse a intemperie.

Desvantaxes do aceite

• Baixa temperatura de inflamación do aceite e, polo tanto, risco de incendio con elevado desprendemento de fumes.
• Mantemento do aceite.

Transformador ideal

m = V₁ / V₂ = N₁ / N₂ = I₂ / I₁
P₁ = P₂ = V₁ * I₁ * Cosfi = V₂ * I₂ * Cosfi

Transformador real 1

S_N = V_1N * I_1N = V_2N * I_2N
C = S₁ / S_N = I₁ / I_1N = I₂ / I_2N
P_FE = P_O
P_CU = C² * P_CC
u_{cc (%)} = U_{CC (V)} / V_1N
R = P_UTIL / P_ABS = P₂ / P₁ = P₂ / (P₂ + P_FE + P_CU) = P₂ / (P₂ + P_O + C² * P_CC)

Transformador real 2

P_O = V₁² / R_O
I_O = V₁ / R_O
P_CC = I_2N² * R_CC
P_CU = I₂² * R_CC
I_CC = I_2N / u_cc
S_CC = S_N / u_cc = I_CC * V_2N

Transformador trifásico

m = V_F1 / V_F2 = N₁ / N₂ = I_F2 / I_F1
Estrela: I_L = I_F    V_L = √3 * V_F
Triángulo: I_L = √3 * I_F    V_L = V_F

Protección contra sobretemperaturas

En todos os transformadores hai dous focos de calor: no núcleo magnético, debido ás perdas por histérese e por correntes de Foucault, e nas bobinas, debido ao efecto Joule. Nos de baño de aceite a protección efectúase mediante un termómetro ou termostato que vixían a temperatura do aceite na capa superior deste, pero pode haber puntos máis quentes debido a un curtocircuíto; isto forma gases que se incrementan co aumento da temperatura, polo que se utiliza un relé de gases ou Buchholz. Nos transformadores secos, o control da temperatura vixíase mediante termistores situados na parte activa do transformador. O elemento de interrupción da alimentación nos dous casos pode ser un interruptor-seccionador. A protección contra avarías internas no transformador efectúana os fusibles cos que está equipado o interruptor-seccionador.

A protección diferencial de Merz-Price

En ausencia do relé Buchholz, esta protección é o único procedemento sensible que intervén rapidamente en casos de defectos internos no transformador. As dúas proteccións compleméntanse, non se substitúen. A protección diferencial está baseada na medida das intensidades antes e despois do transformador. Cando se supera unha relación axustable entre a intensidade de paso e a diferencial, o relé actúa. Para transformadores con depósito existen tamén desecadores de aire, válvula de sobrepresión e indicadores do nivel de aceite. As sobretensións atmosféricas ou de manobra protéxense mediante autoválvulas.

Elementos dun CT

Liñas de entrada e saída, seccionadores, proteccións, elementos de medida, transformador, centros de BT e posta a terra.

Curtocircuíto: Pode ser tripolar, bipolar ou unipolar.

Valores normalizados das características comúns

• Tensión asignada: Indica o límite superior da tensión máis elevada da rede para a cal está prevista a aparamenta.
• Nivel de illamento asignado: Definido polas tensións de proba que pode soportar sen deteriorarse.
• Frecuencia asignada: 50 Hz.
• Intensidade asignada en servizo continuo: É o valor eficaz da corrente que é capaz de soportar indefinidamente nas condicións preescritas de emprego e funcionamento.
• Intensidade admisible asignada de curta duración: É o valor eficaz da corrente que pode soportar un aparello mecánico de conexión en posición de peche, durante un curto período especificado.
• Valor de crista da intensidade admisible asignada: É o valor de crista da intensidade da primeira onda grande da corrente de curta duración admisible que un aparello mecánico de conexión pode soportar nas condicións de funcionamento. O valor nominal é 2,5 veces superior ao anterior.
• Duración de curtocircuíto asignada: É o intervalo de tempo durante o cal un aparello mecánico pode soportar a intensidade asignada de curta duración admisible en posición de peche (1 segundo).
• Tensión asignada de alimentación dos dispositivos de peche e apertura dos circuítos auxiliares.
• Frecuencia asignada de...
• Presión asignada de alimentación de gas comprimido para manobra.

Tipos de celas

• Celas convencionais: Construídas por tabiques de obra con proteccións de chapa na parte frontal.
• Celas modulares prefabricadas: Construídas de chapa de aceiro, totalmente pechadas, que o fabricante suministra montadas na súa totalidade. Hai dous tipos (con illamento ao aire e de SF₆).
• Celas compactas: Todas as celas que compoñen o CT forman un módulo completo, sendo a envolvente de chapa de aceiro.

Compartimentos básicos

• Cuba: Compartimento do aparello de conexión que pode ser un interruptor automático.
• Compartimento de barras xerais.
• Compartimento cos terminais para conexión.
• Compartimento de control e zona de manobras.