Transformadores y Sistemas de Puesta a Tierra en Centros de Transformación: Aspectos Técnicos y Normativos

Tipos de Transformadores en Centros de Transformación (CTs)

En los Centros de Transformación (CTs), tanto de compañía como de abonado, se emplean principalmente transformadores en baño de aceite mineral y transformadores secos a base de resina. Es importante mencionar que, aunque en España aún existen transformadores en baño de aceite de Piraleno, su uso está prohibido por la normativa actual debido a sus riesgos ambientales y para la salud.

Transformadores en Baño de Aceite Mineral

Son los más utilizados por las compañías eléctricas, especialmente en subestaciones de mayor potencia. Se distinguen por su depósito de expansión, que permite la dilatación del aceite.

Ventajas de los Transformadores en Baño de Aceite Mineral (Tipo con Depósito de Expansión):

• No absorben humedad al estar aislados del aire.
• Tienen menor altura en comparación con otros diseños.

Ventajas Adicionales de los Transformadores en Baño de Aceite:

• Son más económicos.
• Generan menor ruido.
• Ofrecen un mejor rendimiento.
• Soportan mejor las sobretensiones.
• Son aptos para intemperie y zonas con ambientes contaminados.

Desventajas de los Transformadores en Baño de Aceite:

• El aceite es inflamable (punto de inflamación >140 °C).
• Requieren un depósito para la contención de posibles fugas.
• Necesitan un control y mantenimiento periódico del aceite.
• Las paredes y techos del CT deben ser resistentes al fuego.

Transformadores Secos a Base de Resina

En este tipo de transformadores, los devanados están encapsulados en resina, lo que les confiere características de seguridad importantes.

Ventajas de los Transformadores Secos a Base de Resina:

• Evitan la propagación de incendios.
• Reducen la emisión de humos en caso de incidente.
• Presentan baja opacidad de humos.

Ventajas Adicionales de los Transformadores Secos:

• Presentan un menor riesgo de incendio.
• Son autoextinguibles.
• No arden por debajo de los 300 °C.

Desventajas de los Transformadores Secos:

• Son más costosos.
• Generan mayor ruido.
• Ofrecen menor resistencia a las sobretensiones.
• Tienen un rendimiento inferior.
• No son aptos para intemperie o ambientes contaminados.
• Por seguridad, nunca deben tocarse directamente.

Gestión de Riesgos y Protección en Transformadores

Riesgo de Incendio por Sobretemperatura

El riesgo principal asociado a los transformadores, especialmente los de aceite, es el incendio por sobretemperatura del aceite. Para mitigar este riesgo, los CTs deben contar con al menos dos rejillas de ventilación adecuadas.

Se instalan sondas de temperatura para monitorizar el estado del transformador:

• Una sonda que emite una alerta a 85 °C (frecuentemente desconectada en la práctica).
• Otra sonda que, al alcanzar los 110 °C, activa el disparo del interruptor de Media Tensión (MT), desconectando el transformador.

Detección de Gases en el Aceite del Transformador

La presencia de gases en el aceite del transformador es un indicador crítico de posibles defectos de aislamiento en los bobinados.

• En transformadores con depósito de expansión: Se utiliza un relé Buchholz, equipado con dos flotadores que detectan la acumulación de gas en el aceite. Si el defecto es grave, el relé activa el disparo del interruptor.
• En transformadores de llenado integral: Se emplea un bloque DGTP (Detector de Gas, Temperatura y Presión), que monitoriza estos parámetros clave para la seguridad y el diagnóstico del transformador.

Sistemas de Puesta a Tierra (PAT) en Centros de Transformación

Puesta a Tierra de Protección (PAT de Herrajes)

La función principal de la Puesta a Tierra de Protección (PAT de Herrajes) es limitar la tensión en aquellas partes de la instalación eléctrica que, aunque normalmente no deberían tener tensión, podrían energizarse accidentalmente.

Elementos Conectados a la PAT de Herrajes:

• Celdas de Media Tensión (MT).
• Masa metálica del transformador.
• Cuadro de Baja Tensión (BT) (si es metálico).
• Masas metálicas de las pantallas de los cables subterráneos de MT.

Importante: Las rejillas y puertas metálicas accesibles desde el exterior no deben conectarse a esta tierra.

El conductor de tierra recorrerá todo el perímetro interior del CT, sujetándose a las paredes con bridas. Los conductores de esta PAT son desnudos, de 50 mm² de sección, y antes de salir del CT, se unificarán todos en una caja de seccionamiento.

Puesta a Tierra de Neutro

La Puesta a Tierra de Neutro tiene como objetivo garantizar el correcto funcionamiento de los dispositivos diferenciales en instalaciones domésticas e industriales.

Esta red de tierra conecta el borne del neutro del transformador con las picas de tierra exteriores mediante un conductor de cobre aislado de 0,6/1 kV y 50 mm² de sección, hasta la primera pica.

Consideraciones para las Picas de Tierra de Neutro:

• Deben estar separadas al menos el doble de su longitud.
• Según el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT), la resistencia de las picas del neutro debe ser ≤ 37 ohmios.
• Todas las picas deben conectarse en paralelo.
• Deben clavarse a una profundidad mínima de 0,5 m, o de 0,8 m si se prevén heladas.

Puesta a Tierra de Protección en Centros de Transformación de Intemperie (CTI)

En los Centros de Transformación de Intemperie (CTI), se conectarán a esta tierra:

• La cuba del transformador.
• Las pantallas de los cables subterráneos (si existen).
• Las salidas de las autoválvulas.

El sistema de protección se implementa conectando un mallazo metálico en la base del apoyo a 4 picas de tierra. Si la resistencia de estas 4 picas no es inferior a 20 ohmios, se conectarán picas adicionales en paralelo hasta alcanzar una resistencia adecuada.

Puesta a Tierra de Neutro en Centros de Transformación de Intemperie (CTI)

El neutro del transformador en un CTI se conectará en el poste siguiente al del CT, siempre antes de la primera vivienda y nunca a menos de 25 m de la PAT de protección del transformador.

Se utilizará un conductor aislado de 0,6/1 kV de sección adecuada, que bajará por el poste mediante bridas hasta entrar en un tubo, donde se conectará a un conductor desnudo de 50 mm² que irá a las picas de tierra.

Normativa Relevante para Centros de Transformación

ITC-RAT 06: Seguridad en Operaciones

La ITC-RAT 06 establece la necesidad de asegurar la ausencia de tensión y la correcta conexión de las Puestas a Tierra (PAT) tanto en el transformador como en el cuadro de baja tensión, ya sea mediante enclavamientos o procedimientos de operación seguros.

Además, cuando se acceda a las partes en tensión del transformador en CTs privados, debe existir un dispositivo de enclavamiento entre la puerta de acceso y el interruptor automático.

ITC-RAT 09: Protección de Transformadores

Los transformadores con una potencia superior a 1000 kVA deben estar siempre protegidos con un interruptor automático de Media Tensión (MT).

ITC-RAT 14: Ventilación en CTs Subterráneos

Si el CT es de tipo subterráneo y utiliza SF6 (hexafluoruro de azufre), debe disponer de ventilación forzada.

ITC-RAT 23: Revisiones Periódicas

Todos los CTs deben someterse a una revisión periódica cada 3 años.