Sistemas de evacuación de calor en transformadores y subestaciones

Sistemas empleados para la evacuación del calor en un transformador

Refrigeración natural: Para transformadores de pequeña y mediana potencia. El aceite circula por diferencia de densidades a través de unos radiadores adosados a la cuba, aumentándose la superficie de refrigeración en contacto con el aire.

Refrigeración forzada de aire: Para grandes potencias, a los radiadores se le adosa una serie de ventiladores (del tipo horizontal o vertical) que aceleran el proceso de disipación.

Circulación forzada de aceite: Consiste en la aspiración e impulsión del aceite caliente mediante una bomba. La finalidad de la bomba es aumentar la velocidad de circulación del aceite a través de los radiadores.

De acuerdo a estos sistemas y el medio utilizado para el intercambio de calor, surgen las siguientes denominaciones:

• ONAN: Refrigeración natural de aceite y natural del aire
• ONAF: Refrigeración natural de aceite y forzada de aire
• OFAF: Refrigeración forzada de aceite y forzada de aire

Interruptor de potencia: Es el dispositivo encargado de desconectar una carga o una parte del sistema eléctrico tanto en condiciones de operación normal (máxima carga en vacío) como en condiciones de cortocircuito. El interruptor puede ser manual o accionado por la señal de un relé. Son monofásicos, es decir, se requiere una unidad por cada fase.

Seccionador: Es un equipo mecánico utilizado para aislar una línea o equipo de una fuente de potencia. Aisla equipos tales como interruptores, capacitores o líneas para la ejecución de mantenimiento. El mismo se utiliza para maniobrar circuitos en vacío y según su tipo, puede que tenga la posibilidad de realizar maniobras en carga, para los cuales deben disponer de fusibles tipo HH. Es considerado como elemento de maniobra y no de protección. Son monofásicos, es decir se requiere una unidad por cada fase.

Descargadores de sobretensión: Es el dispositivo encargado de proteger el transformador y líneas de sobretensiones externas que surgen por descargas atmosféricas o maniobras. Limita la tensión que llega a los bornes del transformador enviando a tierra las sobretensiones.

Transformadores de tensión: Son empleados para el acoplamiento de voltímetros, medidores de energía, relés y protecciones siendo su tensión primaria la propia de línea. La tensión del arrollamiento secundario se encuentra normalizada en 110/(raíz de 3) V.

Conexión de los circuitos principales de la ET: En general, de acuerdo al tipo de servicio que la ET debe prestar y la flexibilidad operativa requerida, puede constar de una o más barras.

Concepto de barra: Para realizar el cambio de transformadores en una ET se utiliza la barra colectora también llamada BUS. Los sistemas de barras colectoras son las respuestas a los siguientes requisitos:

• Posibilidad de retirar de servicio cualquier transformador en cualquier momento sin necesidad de interrumpir el servicio.
• Posibilidad de interrumpir cualquier línea en cualquier momento sin necesidad de extraer de servicio ningún transformador.
• Posibilidad de elevar la tensión de alguna línea en determinados instantes.
• Facilidad para hacer ampliaciones o cambios sin necesidad de interrumpir el servicio.

Juegos de barras simples: Es el más sencillo y económico de los esquemas eléctricos utilizados. El mismo requiere un reducido equipamiento y se utiliza en equipaciones de media tensión de poca potencia donde se admiten cortes de energía con algunas frecuencias.

Juego de barra simple y acoplamiento longitudinal (barras simples divididas): Las barras se encuentran divididas en 2 secciones (B1 y B2) vinculadas a través de un equipamiento de acoplamiento longitudinal (interruptor de potencia) motivo por el cual el esquema en estudio resulta más oneroso que el anterior. En caso de avería en las barras queda limitado el sector afectado, abriendo el equipo de acoplamiento longitudinal, quedando en servicio el resto de la instalación.

Juego de barras simples con bypass: En la disposición de barra simple, para evitar los inconvenientes que resulta de sacar de servicio las líneas de salida por trabajo de mantenimiento de los interruptores, muchas veces se instalan seccionadores en paralelo con tales interruptores, de forma que abriendo los interruptores del seccionador y cerrando el seccionador en paralelo, la línea de salida puede permanecer en servicio mientras se realizan los trabajos de mantenimiento.

Doble de juego de barras y al acoplamiento transversal: El esquema se utiliza en instalaciones de importancia, requiriendo mayor equipamiento que los sistemas anteriores. Posibilita el incremento notable de la flexibilidad operativa, elevando el costo final de la instalación.

Esquema de interruptor y medio: El campo de aplicación de esta configuración de barras se limita a la ET de gran potencia o instalaciones importantes donde la continuidad del servicio es fundamental. La limitación radica en el elevado costo-función del equipamiento utilizado.

Esquema de doble interruptor: El sistema de doble juego de barras y doble interruptor se utiliza en instalaciones muy importantes donde es fundamental la continuidad del servicio o para la vinculación de centrales eléctricas.

Subestaciones a nivel: Estos centros de transformación se encuentran ubicados dentro de los edificios en las que se componen por puertas de acceso para personal y maquinaria, rejillas de ventilación, canaletas para el tendido de cable, fosas para recogido de aceite, etc. Éstas SET incluye además del transformador de distribución de las siguientes celdas:

• Celda de línea: para entrada y salida de los cables
• Celda de protección: Utilizada para maniobra y protección.
• Celda de medida: Donde se conectan los transformadores de intensidad de relación y luego los transformadores de tensión