INSTITUTO NACIONAL TECNOLÓGICODIRECCIÓN GENERAL DE FORMACIÓN PROFESIONAL

DEPARTAMENTO DE CURRICULUM

Manual para el participante

Transformadores Monofásicos

ESPECIALIDAD: ELECTRICIDADInstructor: Roberto José Oviedo Díaz

Diciembre, 2008

INSTITUTO NACIONAL TECNOLÓGICO (INATEC)DIRECCIÓN DE FORMACIÓN PROFESIONAL

Unidad de competencia:

• Instalador de Transformadores.

Elementos de competencia:

• Redes Eléctricas• Transformadores monofásicos• Transformadores trifásicos

Diciembre, 2008

ÍNDICEINTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1OBJETIVO GENERAL............................................................................................. 1OBJETIVOS ESPECIFICOS ................................................................................... 1RECOMENDACIONES GENERALES..................................................................... 2UNIDAD I MANTENIMIENTO DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS YAUTOTRANSFORMADORES ................................................................................. 31. Conceptos básicos .............................................................................................. 31.1-Magnetismo ....................................................................................................... 31.2-Electromagnetismo............................................................................................ 41.3- Campo Magnético. ........................................................................................... 41.4- Ley de polaridad ............................................................................................... 41.5- Inducción Magnética ........................................................................................ 41.6- Ley de lenz ....................................................................................................... 52. Principios de Funcionamiento de los transformadores ........................................ 52.1- Concepto .......................................................................................................... 52.2- Símbolo ............................................................................................................ 62.3- Estructura y funcionamiento: ............................................................................ 62.4- Tipos de núcleos .............................................................................................. 63. Clasificación de los transformadores monofásicos .............................................. 73.1- De intensidad ................................................................................................... 74- Auto Transformador ............................................................................................ 95-. Calculo de transformadores ............................................................................. 105.1-Numero de espiras .......................................................................................... 105.2-Relación de Transformación ........................................................................... 125.3-Rendimiento del transformador ....................................................................... 126- Mantenimiento técnico a transformadores ....................................................... 136.1-Prueba de corto circuito en el transformador .................................................. 136.2- Técnicas de verificación de transformadores monofásicos ............................ 146.3-Trabajos de Mantenimiento general de campo a los transformadores ............ 147 Pruebas para el mantenimiento a los transformadores ...................................... 157.1- Las pruebas preliminares. .............................................................................. 157.2 Las llamadas pruebas intermedias. ................................................................. 167.3 Las pruebas finales. ........................................................................................ 168-Descripción de algunas pruebas a transformadores Monofasicos ..................... 178.1-Pruebas al aceite............................................................................................. 178.1.1-Prueba de rigidez dieléctrica del aceite. ....................................................... 178.2-Prueba de resistencia de aislamiento.............................................................. 188.3- Medición de la resistencia de los devanados. ................................................ 218.4-Prueba de polaridad. ....................................................................................... 218.5-- Prueba de relación de transformación. ......................................................... 24EJERCICIOS DE AUTO EVALUACIÓN ................................................................ 25UNIDAD II: INSTALACION DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS ........... 261- Conceptos Introductorios .................................................................................. 26

1.1- Transmisión .................................................................................................... 261.2-Subestaciones. ................................................................................................ 261.3- Subtransmision .............................................................................................. 261.4 -Distribucion .................................................................................................... 272.1- Tipo convencional de poste ............................................................................ 282.2-Transformador autoprotegido: ......................................................................... 292.3- Transformador autoprotegido trifásicos .......................................................... 302.4-Transformador autoprotegido para bancos de secundarios. ........................... 303-Tipos de instalaciones de transformadores Monofasicos ................................... 313.1. Instalación de los transformadores en los postes ........................................... 313.2- Otros tipos de instalaciones de transformadores ........................................... 333.3-Transformadores sobre base de concreto ....................................................... 334- Normas para instalación de transformadores monofasicos............................... 344.1- Transformadores de distribución monofasica tipo pedestal ........................... 344.2- Datos de la placa característica ..................................................................... 34EJERCICIOS DE AUTO EVALUACIÓN ................................................................ 35GLOSARIO ............................................................................................................ 36BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................... 37

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INTRODUCCIÓN

El manual del participante “TRANSFORMADORES MONOFASICOS” pretendeque los estudiantes a través de su desarrollo adquieran las competencias, paracomprobar, e instalar maquinas eléctricas estáticas utilizando los equipos,herramientas, técnicas y normas correspondientes.

El manual contempla tres unidades modulares, presentadas en orden lógico quesignifica que inicia con los elementos más sencillos hasta llegar a los máscomplejos.

El manual del participante esta basado en sus módulos y normas técnicosrespectivas y corresponde a la unidad de competencia “INSTALADOR DETRANSFORMADORES” de la especialidad de técnico en electricidad.

Se recomienda realizar las actividades y los ejercicios de auto evaluación paraalcanzar el dominio de la competencia: Instalador de transformadores, para lograrlos objetivos planteados, es necesario que los(as) y las participantes tengan encuenta el principio de funcionamiento de las maquinas eléctricas estaticas paraproceder a su comprobación e instalación utilizando las normas de seguridadestablecidas y el uso adecuado de las herramientas.

OBJETIVO GENERAL

Instalar y dar mantenimiento a transformadores monofásicos de distribución enmedia y baja tensión, haciendo uso de las herramientas y equipos adecuados,tomando en cuenta las normas técnicas de construcción y medidas de seguridad

OBJETIVOS ESPECIFICOS1. Identificar correctamente componentes de transformadores monofásicos sin

omitir ningún paso.

Ø Calcular correcta-mente valores nominales de transformadores monofásicos,utilizando fórmulas

Ø Comprobar correctamente magnitudes eléctricas en transformadoresmonofásicos según datos técnicos.

Ø Ejecutar correctamente proceso operativo del mantenimiento atransformadores monofásicos y auto transformadores.

Ø Instalar transformadores monofásicos de distribución, tomando en cuentanormas técnicas y de seguridad.

Ø Clasificar correctamente tipos de redes de alimentación, analizando suscaracterísticas.

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RECOMENDACIONES GENERALES

Para iniciar el estudio del manual, debe estar claro que siempre su dedicación yesfuerzo le permitirá adquirir la Unidad de competencia a la cual responde elMódulo Formativo de Transformadores Monofasicos.

• Al iniciar el estudio de los temas que contiene el manual debe estar claroque su dedicación y esfuerzo le permitirá adquirir la competencia a la cualresponde el Módulo formativo.

• Al comenzar un tema debe leer detenidamente los objetivos yrecomendaciones generales.

• Trate de comprender las ideas y analícelas detenidamente paracomprender objetivamente los ejercicios de auto evaluación.

• Consulte siempre a su docente, cuando necesite alguna aclaración.

• Amplíe sus conocimientos con la bibliografía indicada u otros textos queestén a su alcance.

• A medida que avance en el estudio de los temas, vaya recopilando susinquietudes o dudas sobre éstos, para solicitar aclaración durante lassesiones de clase.

• Resuelva responsablemente los ejercicios de auto evaluación.

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UNIDAD I MANTENIMIENTO DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS YAUTOTRANSFORMADORES

1. Conceptos básicos

1.1-MagnetismoEl magnetismo, es uno de los aspectos del electromagnetismo, que es una de lasfuerzas fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas magnéticas son producidaspor el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo queindica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. El marco queaúna ambas fuerzas se denomina teoría electromagnética. La manifestación másconocida del magnetismo es la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre losmateriales magnéticos como el hierro. Sin embargo, en toda la materia se puedenobservar efectos más sutiles del magnetismo. Recientemente, estos efectos hanproporcionado claves importantes para comprender la estructura atómica de lamateria.

• Características del Magnetismo:

Aunque hay una estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo, ambasfuerzas son totalmente diferentes. Para que interactúen debe de haber unmovimiento en alguna de ellas. Se sabe que el electrón tiene una cargaelectrostática que aplica una fuerza hacia el centro del electrón, y también se sabeque los electrones tienen un campo magnético a su alrededor debido a su rotaciónorbital. En el momento en que se encuentren van a formar un campoelectromagnético por ser perpendiculares entre sí.

Los únicos materiales magnéticos naturalmente son el Hierro, Níquel y Cobalto. Silos responsables del magnetismo son los electrones entonces nos preguntamospor qué no son todas las sustancias Magnéticas entonces. Esto se debe a que enlos átomos con electrones de spin opuesto tienden a formar parejas que anulanmutuamente su magnetismo.

Los materiales naturalmente magnéticos reciben el nombre de “ferromagnéticos”pues se comportan como el Hierro, en lo que se refiere al magnetismo. Estosmateriales no siempre se comportan como imanes, esto se debe a que lasmoléculas están dispersas y sin alinear, por lo que cada una sigue una dirección alazar; cuando estas moléculas están alineadas las fuerzas magnéticas se suman,en este momento decimos que un material está “magnetizado”.

Todos los imanes tienen una polaridad en sus extremos, que reciben el nombre de“Norte” y “Sur”(N y S, respectivamente). El extremo Norte de un imán se determinasuspendiendo un imán en un cordel para que apunte al Norte magnético. Esto sedebe a que la tierra tiene un campo magnético pues tiene una rotación del mismomodo que los electrones.

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Los imanes presentan atracción y repulsión del mismo modo que las cargas,donde polos opuestos se atraen y polos semejantes se repelen.

1.2-Electromagnetismo

El movimiento de la aguja de una brújula en las proximidades de un conductor porel que circula una corriente indica la presencia de un campo magnético alrededordel conductor. Cuando dos conductores paralelos son recorridos cada uno por unacorriente, los conductores se atraen si ambas corrientes fluyen en el mismosentido y se repelen cuando fluyen en sentidos opuestos. El campo magnéticocreado por la corriente que fluye en una espira de alambre es tal que si sesuspende la espira cerca de la Tierra se comporta como un imán o una brújula, yoscila hasta que la espira forma un ángulo recto con la línea que une los dos polosmagnéticos terrestres.Cuando un conductor se mueve de forma que atraviesa las líneas de fuerza de uncampo magnético, este campo actúa sobre los electrones libres del conductordesplazándolos y creando una diferencia de potencial y un flujo de corriente en elmismo. Se produce el mismo efecto si el campo magnético es estacionario y elcable se mueve que si el campo se mueve y el cable permanece estacionario.

1.3- Campo Magnético.

Los campos magnéticos influyen sobre los materiales magnéticos y sobre laspartículas cargadas en movimiento. En términos generales, cuando una partículacargada se desplaza a través de un campo magnético, experimenta una fuerzaque forma ángulos rectos con la velocidad de la partícula y con la dirección delcampo. Como la fuerza siempre es perpendicular a la velocidad, las partículas semueven en trayectorias curvas.

1.4- Ley de polaridad

Las polaridades reciben el nombre de norte y sur. Las leyes de atracción yrepulsión que se aplican al magnetismo son las mismas que las de las cargaseléctricas excepto que se usan los conceptos de polaridades de N y S en lugar depositivo y negativo. Las leyes son: polos semejantes se repelen y polos distintosse atraen

1.5- Inducción Magnética

La línea de campo de un imán puede discurrir con mayor o menor densidad. Porejemplo la densidad de las líneas de campo disminuye al aumentar la distancia alimán o ala bobina.

La magnitud física que permite cuantificar este efecto es la densidad de flujomagnético o inducción magnética. Su unidad de medida es el tesla.

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La inducción magnética indica la densidad del flujo magnético en un determinadopunto.

1.6- Ley de lenz

Cuando una corriente empieza a circular por un conductor, (figura 1) se generaun campo magnético que parte del conductor. Este campo atraviesa el propioconductor e induce en él una corriente en sentido opuesto a la corriente que locausó. En un cable recto este efecto es muy pequeño, pero si el cable se arrollapara formar una bobina, el efecto se amplía ya que los campos generados porcada espira de la bobina cortan las espiras vecinas e inducen también unacorriente en ellas.

2. Principios de Funcionamiento de los transformadores

Para poder comprender el funcionamiento de un transformador se examinará el deconstrucción más elemental.

2.1- Concepto

Es un circuito magnético simple, constituido por dos columnas y dos culatas, en elque han sido arrollados dos circuitos eléctricos.

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2.2- Símbolo

Figura. 2 símbolos del transformador

2.3- Estructura y funcionamiento:

- Uno, Esta constituido por una bobina de N1 espiras, es conectado a la fuente decorriente alterna y recibe el nombre de primario.- Otro constituido por un bobinado de N2 espiras, permite conectar a sus bornesun circuito eléctrico de utilización (la carga) y recibe el nombre de secundario.Al alimentar el bobinado primario con una fuente de voltaje alterno, por él (elbobinado) circulará una corriente eléctrica alterna (I1), que produce una fuerzamagnetomotriz que causa que se establezca un flujo de líneas de fuerza alterno

1) en el circuito magnético del transformador

2.4- Tipos de núcleosExisten 2 tipos de núcleos fundamentales de estructura del transformador ellosson el tipo núcleo y el tipo acorazado, los cuales se detallan a continuación.Tipo núcleoEste tipo de núcleo se representa en la (Figura 3), indicando el corte A-1 lasección transversal que se designa con S (cm2). Este núcleo no es macizo, sinoque esta formado por un paquete de chapas superpuestas, y aisladaseléctricamente entre sí. Para colocarlas y poder ubicar el bobinado terminadoalrededor del núcleo, se construyen cortadas, colocando alternadamente unasección U con una sección I. La capa siguiente superior cambia la posición I conrespecto a la U.

Figura 3. Vista y corte de un núcleo tipo núcleo

El aislamiento entre chapas se consigue con barnices especiales, con papel deseda, o simplemente oxidando las chapas con un chorro de vapor.

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Tipo acorazado

Este tipo de núcleo es más perfecto, pues se reduce la dispersión, se representaen la (Figura 4), en vistas. Obsérvese que las líneas de fuerza de la parte central,alrededor de la cual se colocan las bobinas se bifurcan abajo y arriba hacia los 2costados, de manera que todo el contorno exterior del núcleo puede tener la mitadde la parte central. Esto vale para las 2 ramas laterales como también para las 2cabezas. Para armar el núcleo acorazado también se lo construye en trozos, unosen forma de E y otros en forma de I, y se colocan alternados, para evitar que lasjuntas coincidan.

Núcleo tipo acorazado con indicación de la longitud magnética media.Figura 4.

El hecho que los núcleos sean hechos en dos trozos, hace que aparezcan juntasdonde los filos del hierro no coinciden perfectamente, quedando una pequeña luzque llamaremos entrehierro. Obsérvese que en el tipo núcleo hay dos entrehierrosen el recorrido de las fuerzas, y que el acorazado también, porque los doslaterales son atravesados por la mitad de líneas cada uno.

3. Clasificación de los transformadores monofásicosLos transformadores se clasifican en:

Ø De intensidadØ De tensiónØ Auto transformadores

3.1- De intensidad

Los transformadores de intensidad se conectan con su primario intercalado en lalínea, o sea, «en serie» con la misma. Dicho primario queda recorrido pues por laplena intensidad de la línea.

Las marcas de los bornes identifican: Los arrollamientos primario y secundario

Las secciones de cada arrollamiento, cuando estén divididos ensecciones

Las polaridades relativas de los arrollamientos y de las secciones de losarrollamientos

la toma intermedias, si existen.

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Por razones de seguridad, se conecta siempre a tierra uno de los bornes de cadauno de los secundarios, por ejemplo: S1 si hay un solo secundario o bien el 1S1 yel 2S1 si hay dos secundarios.Las marcas de los bornes de los transformadores de intensidad están indicadas enla figura 5

Figura 5 Transformador de Intensidad

De TensiónSe denomina transformador a una maquina que permite aumentar o disminuir elvoltaje o tensión en un círculo eléctrico de corriente alterna, manteniendo lafrecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformadorideal, esto es, sin perdidas, es igual a la que se obtiene a la salida. Las maquinasreales presentan un pequeño porcentaje de perdidas, dependiendo de su diseño,tamaño, etc.

1. Los transformadores de tensión (figura 6) se conectan a la línea enderivación (como un transformador de potencia. Su primario está sometidopues a la plena tensión de la línea. Presentamos los esquemas deltransformador monofásico con bornes primarios( figura 6.1) y transformadormonofásico con arrollamientos del secundarios múltiples (figura 6.2)

Los TT para conexión entre fases tienen dos bornes (polos) primarios aislados.Los previstos para conexión entre fase y masa (tierra), tienen un solo borneprimario aislado.El otro borne no precisa estar aislado ya que es el que se conecta a tierra.

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Figura 6 De transformador de Tensión

4- Auto Transformador

El primario y el secundario del transformador están conectados en serie,constituyendo un bobinado único. Pesa menos y es más barato que untransformador y por ello se emplea habitualmente para convertir 220V a 125V yviceversa y en otras aplicaciones similares (figura 7) Tiene el inconveniente de noproporcionar aislamiento galvánico entre el primario y el secundario.

Figura 7 Del Auto transformador

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5-. Calculo de transformadoresAprovechando la inducción variable producida por una corriente Alterna es posiblemediante un transformador (Figura 8). Cambiar el valor de la tensión sin unaperdida importante de energía.El transformador consiste en una laminación (la mas común es de hierro consilicio) con una forma de E para el núcleo principal y de I para cerrar el circuitomagnético El espesor es de 0.5 mm y se apilan en forma entrelazada para formarel núcleo.La forma de armado mediante chapas y no macizo reduce las perdidas porcalentamiento llamada perdidas por corrientes parásitas. Si la superficie de cadachapa esta aislada con barniz oxido o papel el beneficio aumenta.El primer paso para su cálculo es conocer el consumo del o los bobinadossecundarios y luego con ese calculo el consumo reflejado en el primario

Tomemos E =12 voltios a I = 50 amperios W = E x I = 12 x 50 = 600 W

Si las tensiones son mas se aplica el mismo método y se suman los consumosSumemos un 20% para el valor del primario 1.2 x 600 = 720 W consumo primarioLa sección del núcleo se calcula S = 1,1 x ^ W = 1.1 x ^ 720 = 26.8 cm2

Figura 8. Sección del núcleo de un transformador

5.1-Numero de espiras

Es decir la sección central del núcleo (amarillo) debe tener mínimo 26,8 cm2 Yadefinimos el núcleo podemos ahora calcular las vueltas del primario y secundario

Espiras por vuelta = 22500 / F x B x S = 22500 / 50 x 9 x 26.8 = 1.86 VPV

F = frecuencia (50)B = Kilogauss (9)S = Medida calculada de la rama C del transformadorVPV = vueltas por voltioEl calculo anterior nos da los voltios por vuelta para el primario y secundarioSi alimentamos el trafo con 220 voltios tenemos

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N = 220 x 1.86 = 409 vueltas

Veamos los Amper que circulan por el primario

El consumo del primario es I = W/E = 720 / 220 =3.2 AmpSe toma como corriente normal 3 Amper por mm2 de sección del alambre El secundario de 12 voltios es N =12 x 1.86 = 22 vueltassección del alambre del primario = 3.2 / 3 Amp = 1.1 mm2Para el secundario = 50 / 3 = 17 mm2

Tenemos la sección del alambre del primario y del secundario veamos el diámetroEl diámetro para el primario = 1,2 mm de diámetroPara el secundario = 4.8 mm de diámetroCon los cálculos comprobamos si entra el alambre de las dos bobinas mas elaislante entre capas

El primario lleva 409 vueltas de 1,2 mm de diámetroEl secundario 22 vueltas de 4.8 mm de diámetroEl largo del carrete que va en la laminación es de 155 mm entran 155/1.2 = 129vueltas

Por capa y son necesarias 409/129 = 3,14 capas (4)Considerando que se pierdan vueltas de bobinar en cada capa tomamos 4 capasque con el aislante suman 4 * 1,2 = 3.4 mm 4 capas de aislante de 0.1 mm = 0.4mm total 3.8 mm

Entre primario y secundario se dan 3 vueltas de aislante = 0.3 mmEl secundario ocupa 22 vueltas por 4,8 mm de diámetro = 105 mm es decir unacapa mas de 4.8 mm mas 0.2 de dos capas de aislante = 5 mmTotal = 3.8 + 0.3 + 5 = 9.1 mm digamos 10 mm tenemos 45 en C luego entraSobre el carrete de plástico se inicia el bobinado cruzando el alambre forrado enun espagueti y bobinando sobre el en sentido contrario, de esta forma el alambreinicial queda rígido

Al final de cada capa de alambre se cuenta la cantidad y se bobina una tira deaislante prespan de 0.1 mm en el mismo sentido del alambreLa bobina se continua retrocediendo sobre el bobinado anterior aislado por elprespanSe va a arroyar el papel las vueltas van a salir separadas o superpuestas pero conun poco de practica es fácil

Terminada la bobina se introducen las chapas E de la laminación una de derechaa izquierda y otra de izquierda a derecha Una vez finalizada la carga de lassecciones E se para el transformador y se introducen las tiras ISe pueden colocar hasta 3 chapas por vez de cada lado para ahorrar tiempo Todoel conjunto se barniza con barniz de secado al aire y ya esta listo.

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5.2-Relación de Transformación N=n1/n2

N=I1/I2 N=V1/V2

El bobinado principal de un transformador monofásico tiene 1000 espiral estaconectada a una red de 220 el bobinado secundario tiene 50 espiral determinar larelación de transformación y la tension en los bordes del bobinado secundario.

N=N1/N2 = 1,000 ESPIRAL/ 50 ESPIRAL =20 RELACIONV2=V1/N =220V/20 ESPIRAL = 11 TENSION

Una pistola de soldar de 220 V y 0.7 amp. En el primero tiene 650 espiral y 3espiral en el secundario ¿Cuál sera el voltaje en el segundo? Y ¿Cuál sera lacorriente en el secundario?

N=650/3=216.6V2=220/216v=1.01vI2=0.7*216=151.16 AMP.

5.3-Rendimiento del transformadorLos transformadores pierden energía1. perdidas en el cobre (potencia perdida en el cobre) p=I2 R2. perdidas en el hierro (potencia perdida en el hierro) hay 2

A. perdida por corriente de foulcaultB. perdida por histéresis, son derivadas del magnetismo remanente que

es el magnetismo que permanece en el circuito magnético, en elhierro después que se retira el magnetismo

pen = psaln= rendimiento =n= psal/penpen= potencia de entradapsal=potencia de salidapp= pp cu+ pp fe

Un transformador de 220 v a 24v consume una potencia de 60 watt las perdidasen el hierro son 5 watt y en el cobre 7 watt ¿encontrar el rendimiento y la potenciade salida?

PP= PP FE+ PP CU PSAL=60WPP=5W +7W PSAL =48WPP = 12W N=48/60 N=0.8%

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6- Mantenimiento técnico a transformadores

6.1-Prueba de corto circuito en el transformadorEl voltaje aplicado (Vc) es regulado y se varía como se indicó antes, hasta quecircule la prueba de corto circuito consiste en cerrar o poner en corto circuito, esdecir, con una conexión de resistencia despreciable, las terminales de uno de losdevanados y alimentar el otro con un voltaje reducido (de un valor reducido detensión que representa un pequeño porcentaje del voltaje del devanado poralimentar, de tal forma, que en los devanados circulen las corrientes nominales.En estas condiciones se miden las corrientes nominales y la potencia absorbida.

Debido a que la tensión aplicada es pequeña en comparación con la tensiónnominal, las pérdidas en vacío o en el núcleo se pueden considerar comodespreciables, de manera que toda la potencia absorbida es debida a las pérdidaspor efecto joule en los devanados primario y secundario.

Diagrama para la prueba de cortocircuito de un transformador monofasico.Vatimetro que indica la potencia de pérdidas por efecto de circulación de lascorrientes en los devanados primario y secundario.Conexión de corto circuito entre las terminales del devanado.

Voltaje de alimentación de valor reducido, de manera que se hagan circularlas corrientes I1, I2 de valor nominal en cada devanado. Corriente de plena carga en el primario. De los valores medidos se obtiene “laimpedancia total” del transformador como:

Donde:

I1 = Corriente nominal primaria. Vcc = Voltaje de corto circuito aplicado en la

prueba. Zt = Impedancia total interna referida a devanado primario. Estaimpedancia se conoce también como impedancia equivalente del transformador.

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6.2- Técnicas de verificación de transformadores monofásicos

Ø Verificar el estado de flojedad en los conductores

Ø Verificar su impedancia (de bobinas primarias y secundaria)

Ø Aplicar código de colores

Ø Verificación de voltaje (que su voltaje sea el adecuado a su conexión)

Ø Que el barniz de las bobinas no sea oscuro (por recalentamiento)

Ø Depende del tipo de transformador a utilizar Para los de potencia

Ø Revisar el nivel de aceite y su calidad

Ø Revisión de las borneras que no posea corrosión

Ø Determinar Polaridad en un transformador si es aditiva o sustractiva

Ø Medición de la resistencia de aislamiento

Ø Prueba de relación de transformación

Ø Determinación del desplazamiento de fase de los grupos de bobinas

Ø Determinación de las características del aislamiento

Ø Prueba del aislamiento por voltaje aplicado

Ø Prueba para la determinación de las pérdidas en vacío y en corto circuito(determinación de impedancia)

Ø Prueba del aislamiento entre espiras por voltaje inducido

Ø Medición de la corriente de vacío y la corriente de excitación.

6.3-Trabajos de Mantenimiento general de campo a los transformadores.

El transformador por ser una maquina sin partes móviles (estática) requiere depoco mantenimiento, sin embargo se debe realizar cierto tipo de trabajo en ellos,en su instalación o lugar de operación, esto se conoce con el nombre demantenimiento de campo ya sea del tipo preventivo o correctivo. En forma generallos trabajos que se realizan son los siguientes:

1) Maniobras de desconexión y conexión.

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2) Preparación de equipos de prueba.3) Desconexión y limpieza.4) Pruebas del Fp a devanados.5) Pruebas de resistencia de aislamiento (Megger).6) Pruebas de corriente de excitación.7) Prueba de Fp a boquillas.8) Pruebas de relación de transformación.9) Prueba de medición o determinación de impedancia.10) Pruebas al aceite (en su caso).11) Revisión y limpieza del gabinete de control (en su caso).12) Eliminación de fugas.13) Pintura.14) Mantenimiento al intercambiador de derivaciones (Taps).15) Pruebas de operación y control.

7 Pruebas para el mantenimiento a los transformadores.

Las pruebas se hacen en los transformadores y sus accesorios por distintasrazones, durante su fabricación para verificar la condición de sus componentes,durante la entrega, durante su operación como parte del mantenimiento, despuésde su reparación etc.Algunas de las pruebas que se hacen en los trabajadores se consideran comobásicas y algunas otras varían de acuerdo a la condición individual de lostransformadores y pueden cambiar de acuerdo al tipo de transformador, por lo queexisten distintas formas de clasificación de las pruebas de los transformadores,por ejemplo algunos la clasifican en pruebas en pruebas de alta tensión, tambiénse pueden agrupar como pruebas preliminares, intermedias y de verificación.

7.1- Las pruebas preliminares.

Se realiza cuando un transformador se ha puesto fuera de servicio paramantenimiento programado o para revisión programada o bien ha tenido algunafalla. Las pruebas se realizan antes de abrir el transformador y tienen el propósitogeneral de encontrar el tipo y naturaleza de la falla. Las llamadas pruebaspreliminares incluyen:

1. Prueba al aceite del transformador.

2. Medición de la resistencia de aislamiento de los devanados.

3. Medición de la resistencia óhmica de los devanados.

4. determinación de las características del aislamiento.

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7.2 Las llamadas pruebas intermedias.

Como su nombre lo indica se realizan durante el transcurso de una reparación obien en las etapas intermedias de la fabricación, cuando el transformador esta enproceso de armado o bien desarmado (según sea el caso) y el tiempo de pruebasdepende del propósito de la reparación o la etapa de fabricación, por lo general sehacen cuando las bobinas no han sido montadas o desmontadas (según sea elcaso) y son principalmente las siguientes:

1. Medición de la resistencia de aislamiento de tornillos y herrajes contra elnúcleo.

2. Prueba de la resistencia de aislamiento de tornillos y herrajes por voltajeaplicado.

3. Pruebas de las boquillas por medio de voltaje aplicado.

Cuando se han desmontado las bobinas durante un trabajo de reparaciónentonces las pruebas se incrementan.

7.3 Las pruebas finales.

Se hacen sobre transformadores terminados de fabricación o armadostotalmente después de una reparación e incluyen las siguientes:

1. Prueba al aceite del transformador.

2. Medición de la resistencia de aislamiento.

3. Prueba de relación de transformación.

4. Determinación del desplazamiento de fase de los grupos de bobinas.

5. determinación de las características de aislamiento.

6. Prueba del aislamiento por voltaje aplicado.

7. Prueba para la determinación de las perdidas en vació y en corto circuito

(determinación de la impedancia).

8. Prueba del aislamiento entre espiras por voltaje inducido.

9. Medición de la corriente de vació y la corriente de excitación.

El orden de las pruebas no es necesariamente el mencionado anteriormente y dehecho existen normas nacionales e internacionales que recomiendan que pruebasy en que orden se deben realizar, así como cuando se debe efectuar, sedescribirán entre algunas de ellas las más importantes.

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8-Descripción de algunas pruebas a transformadores Monofasicos

8.1-Pruebas al aceiteEl aceite de los transformadores se somete por lo general a pruebas de rigidezdieléctricas, pruebas de pérdidas dieléctricas y eventualmente análisis químico.Cuando se trata de pruebas de campo, la condición del aceite se puededeterminar por dos pruebas relativamente simples, una que compara el color de lamuestra de aceite del transformador bajo prueba, con un conjunto o panel decolores de referencia que dan una indicación de la emulsificación que puede tenerlugar. El recipiente en que se toma la muestra debe enjuagar primero con el propioaceite de la muestra y debe ser tomado de la parte inferior del transformador de laválvula de drenaje.Cuando se usa un probador de color, la muestra se debe colocar en tubo de vidriotransparente que se introduce en una parte del probador diseñada para tal fin. Setiene un pequeño disco que gira y tiene distintos colores de referencia, cuando elcolor del disco es similar al de la muestra, aparece la designación numérica delcolor de la muestra de aceite. De hecho esta prueba sirve para verificar el gradode oxidación del aceite y debe marcar 0.5 para aceites nuevos y 5 máximo paraaceites usados.

8.1.1-Prueba de rigidez dieléctrica del aceite.

Esta prueba se hace en un probador especial denominado “probador de RigidezDieléctrica del aceite”.Fig 9 En este caso, la muestra de aceite también se tomade la parte interior del transformador, por medio de la llamada válvula de dedrenaje y se vacía en un recipiente denominado “Copa Estándar” que puede serde porcelana o de vidrio y que tiene una capacidad del orden de ½ litro. Enocasiones el aceite se toma en un recipiente de vidrio y después se vacía a lacopa estándar que tiene dos electrodos que pueden ser planos o esféricos y cuyodiámetro y separación esta normalizado de acuerdo al tipo de prueba. El voltajeaplicado entre electrodo se hace por medio de un transformador reguladorintegrado al propio aparato probador. Después de llenada la copa estándar sedebe esperar alrededor de 20 minutos para permitir que se eliminen las burbujasde aire del aceite antes de aplicar el voltaje, el voltaje se aplica energizando elaparato por medio de un switch que previamente se ha conectado a un contacto ofuente de alimentación común y corriente. El voltaje se eleva gradualmente pormedio de la perilla o manija del regulador de voltaje, la tensión o voltaje de rupturase mide por medio de un voltímetro graduado en Kilovoltios.Existen de acuerdo distintos criterios de prueba, pero en general se puede afirmarque se pueden aplicar seis rupturas dieléctricas con intervalos de 10 minutos. Laprimera no se toma en cuenta y el promedio de las otras cinco se toma como latensión de ruptura o rigidez dieléctrica. Normalmente la rigidez dieléctrica en losaceites aislantes se debe comprobar en la forma siguiente:

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♦ Aceites degradados y contaminados De 10 a 28 Kv.♦ Aceites carbonizados no degradados De 28 a 33 Kv.♦ Aceites nuevos sin desgasificar De 33 a 40 Kv.♦ Aceite nuevo desgasificado De 40 a 50 Kv.♦ Aceite regenerado De 50 a 60 Kv.

Los valores anteriores se refieren a valores de prueba de acuerdo a los electrodosde 25,4mm de diámetro con una separación de 2,54mm la tensión de ruptura debeser de cuando menos 25Kv en aceites usados y 35Kv en aceites nuevos.

Cuando se usan electrodos de discos semiesféricos con separación de 1.016mmla tensión de ruptura mínima en aceites usados es de 20Kv y de 30Kv mínimo enaceites nuevos.

Figura 9

8.2-Prueba de resistencia de aislamiento.

Esta prueba solo sirve para verificar la calidad del aislamiento en lostransformadores, también permite verificar el grado de humedad y en ocasionesdefectos severos en el aislamiento.La resistencia de aislamiento Fig 10 se mide por medio de un aparato conocidocomo Megger. El Megger Fig 12 consiste de una fuente de alimentación encorriente directa y un sistema de medición, la fuente es un pequeño generador quese puede accionar en forma manual o eléctricamente, el voltaje en terminales deun megger varia de acuerdo al fabricante y así se trata de accionamiento manual oeléctrico, pero en general se puede encontrar en forma comercial megger de 250voltios, de 1000 voltios y 2500 voltios, la escala del instrumento esta graduadapara leer resistencia de aislamiento en el rango de 0 a 10000 Megaohm.

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Figura 10La resistencia de aislamiento de un transformador se mide entre los devanadosconectados todos entre si, Fig 11 contra el tanque conectado a tierra y entre cadadevanado y el tanque, con el resto de los devanados conectados a tierra. Para untransformador de dos devanados se deben tomar las siguientes medidas:

♦ Entre el devanado de alto voltaje y el tanque con el devanado de bajovoltaje conectado a tierra.

♦ Entre los devanados de alto voltaje y bajo voltaje conectados entre si, conel tanque.

Estas mediciones se pueden expresar en forma sintetizada como:

♦ Alto voltaje Vs Tanque + bajo voltaje a tierra.♦ Bajo voltaje Vs Tanque + alto voltaje a tierra.♦ Alto voltaje +bajo voltaje Vs Tanque a tierra.

Cuando se trata de transformadores con tres devanados las mediciones que sedeben efectuar son las siguientes:

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♦ Alto voltaje (primario)Vs Tanque con los devanados de bajo voltaje(secundario) y medio Voltaje (terciario) a tierra.

♦ Medio voltaje (terciario) Vs Tanque con los devanados de alto voltaje y bajovoltaje a tierra.

♦ Bajo voltaje /secundario Vs Tanque con los devanados de alto voltaje ymedio voltaje a tierra.

♦ Alto voltaje y medio voltaje juntos Vs Tanque con el devanado de bajovoltaje a tierra.

♦ Alto voltaje+ medio voltaje+bajo voltaje Vs Tanque.

Figura 11

Figura 12

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Para determinar el valor mínimo a aceptar de resistencia de aislamiento consisteen multiplicar los KV de fase por 25 para saber el valor mínimo de 20 0C o bien sepuede aceptar 1000 MEGOHMS a 20 0C para voltajes superiores a 69 KVaplicados durante un minuto la otra regla establece que el valor mínimo deresistencia de aislamiento debe ser de 1 MEGOHOMS por cada 1000 voltios deprueba.

8.3- Medición de la resistencia de los devanados.

Esta prueba se hace para medir la resistencia de cada devanado y de estamanera verificar el calculo de las perdidas por efecto JOULE así como lacomponente caída de voltaje por resistencia y la elevación de temperatura bajocarga, otro aspecto que revela esta prueba es la verificación de que lasconexiones internas están hechas correctamente.Para efectuar estas mediciones, se hace uso de una fuente de corriente directacon voltímetros y amperímetros de rangos apropiados, durante la prueba de debetomar la medición de la temperatura por medio de termómetros o termopares,como medida de precaución para evitar riesgos por voltajes inducidos, se debeponer en corto circuito el devanado al que no se efectúa la medición.La resistencia de cada devanado se obtiene por simple aplicación de la Ley deOHM (R=E/I), es decir, dividiendo el voltaje aplicado entre la corriente que circula.Las mediciones obtenidas para todas las fases y pasos de control adoptados nodeben diferir entre si mas del 2%, se debe tomar en consideración lascorrecciones por temperatura.

8.4-Prueba de polaridad.

Estas pruebas se realizan para determinar (cuando es necesario) como seencuentran devanadas unas con respecto a otras las bobinas de un transformadorde modo que la “dirección” del voltaje secundario se puede conocer cuando seconecten en paralelo los transformadores o bien formando bancos polifásicos, engeneral las terminales se marcan del lado de alto voltaje como H1, H2, H3 leyendodel lado derecho hacia el izquierdo, en el lado de bajo voltaje con letras X1, X2 etc.Leyendo del lado izquierdo hacia el derecho para polaridad sustractiva y dederecha a izquierda para polaridad aditiva.Para determinar cuando un transformador posee polaridad aditiva o sustractiva, seconecta al devanado de alto voltaje una fuente de corriente alterna Eg y entre losdevanados adyacentes de alto voltaje y bajo voltaje se conecta un puente P, seconecta a un voltímetro Ex entre las otras dos terminales adyacentes y otrovoltímetro Ep se conecta a través del devanado de alta tensión. Figura 13

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Si la lectura de Ex da un valor inferior a Ep se dice que la polaridad es sustractiva ylas terminales H1 y X1 están adyacentes.Si la lectura de Ex da un valor superior a la del voltímetro Ep se dice que lapolaridad es aditiva lo que significa que las terminales H1 y X1 se encuentranopuestas diagonalmente. Figura 13

Figura 13Con esta prueba de polaridad, el puente P Figura 14 conecta efectivamente alvoltaje secundario es en serie con el voltaje primario Ep, en consecuencia Es o sesuma o se resta a Ep, en otras palabras:

♦ Ex= Ep + Es para polaridad aditiva.♦ Ex= Ep - Es para polaridad sustractiva.

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Figura 14

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8.5-- Prueba de relación de transformación.

La relación de transformación de un transformador Figura 15 es la relación devoltajes del devanado de alto voltaje al devanado de bajo voltaje paratransformadores de dos devanados. Cuando hay más de dos devanados, existenvarias relaciones de transformación, todas medidas con respecto al devanado dealto voltaje, los distintos voltajes que tiene un transformador se indicannormalmente en la placa característica del transformador.Se puede emplear en general dos métodos para determinar la relación detransformación. Usando voltímetros conectados a los devanados de alto voltaje ybajo voltaje, por este procedimiento se fija un valor de voltaje en el devanado dealto voltaje del transformador, tomando la lectura correspondiente a ese voltaje enel devanado secundario. Para compensar errores es conveniente intercambiar losvoltímetros, el procedimiento se repite para varios valores de voltaje, paratransformadores trifásicos se usa una fuente de alimentación trifásica y se admiteuna tolerancia de +1%.

Figura 15

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EJERCICIOS DE AUTO EVALUACIÓNDespués del estudio de la unidad I, te sugiero que realices los siguientes ejerciciosde auto evaluación, lo que permitirá fortalecer tus conocimientos.

I. Responda la siguiente pregunta.

1. ¿Mencione la diferencia entre magnetismo y electromagnetismo?

2. ¿Cómo se clasifican los transformadores monofasicos?

3. ¿Explique la técnica de verificación de los transformadores monofasico?

4. ¿Cómo esta constituido el auto transformador?

5. Un transformador de 220 v a 12 v consume una potencia de 30 w , las perdidasen el hierro son de 8 w y en el cobre de 6 w ¿encontrar el rendimiento y lapotencia de salida?

6-¿Como se clasifica las pruebas a los transformadores monofasicos?

7- ¿Aun transformador se le hará la prueba de voltaje al devanado de alto voltajeque componentes necesitaría `para efectuar la conexión para la prueba?

8- ¿Mencione el mantenimiento de campo en el lugar de operación?

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UNIDAD II: INSTALACION DE TRANSFORMADORESMONOFASICOS

1- Conceptos Introductorios

1.1- TransmisiónLa interconexión de las diferentes plantas generadoras que forman un sistema deenergía se realiza por medio de las líneas de transmisión y los voltajes máselevados del sistema corresponden a este nivel.

La función más importante de las líneas de transmisión es efectuar el intercambiode potencia o de asistencia mutua entre las diversas regiones del sistema. Por logeneral se genera entre los 6 y 20 KV, 138KV, 230 KV, 400 KV. 500KV, 750 KV.Actualmente a nivel mundial se estudian líneas de transmisión con niveles devoltaje arriba de los 1000 KV.

Se transmite actualmente la energía desde sus fuentes de generación a 230 KV y138 KV 60 HZ con voltajes de subtransmisión de 69 KV.

El Sistema Interconectado Nacional cuenta con un total de 1836 kilómetros delíneas de transmisión.

1.2-Subestaciones.Las instalaciones llamadas subestaciones son plantas transformadoras que seencuentran junto a las centrales generadoras (Subestación elevadora) y en laperiferia de las diversas zonas de consumo (Subestación reductora), enlazadasentre ellas por la Red de Transporte.

1.3- SubtransmisionLos circuitos de Subtransmisión (Fig. 16) nacen generalmente en una subestaciónde transmisión y distribuyen la energía a los consumidores mayores y a lassubestaciones de distribución en un área geográfica limitada. Su alimentación espor un solo extremo y opera independiente de otros sistemas de subtransmisión.

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Fig. 16Circuito típico de sub transmisión

1.4 -DistribucionEl sistema de distribución tiene una función similar a la de la subtransmisión y esel último eslabón de la cadena para hacer llegar la energía hasta los consumidoresmás pequeños. El sistema de distribución se divide en dos: Primarios ySecundarios.

La distribución primaria recibe la energía de la subestación de distribución y en surecorrido la transmite directamente a los consumidores medianos (talleres,Comercios, etc.) o a los consumidores pequeños (residencias) a través de ladistribución secundaria.

Los voltajes usados en Nicaragua en la distribución primaria son: 13.8 KV y 24. KVde los secundarios de las subestaciones conectadas en estrella con el neutrosólidamente aterrado.

El neutro está conectado a la red de tierra de la subestación y corresimultáneamente con las tres fases formando un sistema de cuatro hilos. Loscircuitos tienen longitudes de varios kilómetros y sobre todo los circuitos rurales sediferencia de los circuitos urbanos por la longitud que alcanzan, unos 15kilómetros y más.Los transformadores de distribución por lo general son monofásicos y tienencapacidades de 1.5 KVA hasta 100 KVA, colocándose los mismos en los postesde los circuitos.

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Fig. 17Estructura de un sistema electromagnético unifilar

Dando como consecuencia una pobre calidad de servicio.

2. Tipos de transformadores.2.1- Tipo convencional de poste: Los transformadores de este tipo (figura. 18) constan de núcleo y bobinasmontados, de manera segura, en un tanque cargado con aceite; llevan hacia fueralas terminales necesarias que pasan a través de bujes apropiados.

Fig 18

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Los bujes de alto voltaje pueden ser dos, pero lo más común es usar un solo bujeademás de una Terminal de tierra en la pared del tanque conectada al extremo detierra del devanado de alto voltaje para usarse en circuitos de varias tierras. Eltipo convencional incluye solo la estructura básica del transformador sin equipo deprotección alguna. La protección deseada por sobre voltaje, sobrecarga ycortocircuito se obtiene usando apartarrayos e interrupciones primarias de fusiblesmontados separadamente en el poste o en la cruceta muy cerca deltransformador. La interrupción primaria del fusible proporciona un medio paradetectar a simple vista los fusibles quemados en el sistema primario, y sirvetambién para sacar el transformador de la línea de alto voltaje, ya sea manual,cuando así se desee, o automáticamente en el caso de falla interna de lasbobinas.

2.2-Transformador autoprotegido: el transformador autoprotegido (figura.19) tiene un cortocircuito secundario deprotección por sobrecarga y cortocircuito, controlado térmicamente y montado ensu interior; un eslabón protector de montaje interno conectado en serie con eldevanado de alto voltaje para desconectar el transformador de la línea en caso defalla interna de las bobinas, y uno o más apartarrayos montados en forma integralen el exterior del tanque para protección por sobrevoltaje. En caso todos estostransformadores, excepto algunos con capacidad de 5KVA, el cortocircuito operauna lámpara de señal cuando se llega a una temperatura de devanadopredeterminada, a manera de advertencia antes del disparo. Si no se atiende laseñal y el cortocircuito dispara, puede restablecerse este y restaurarse la, cargapor medio de una asa externa . Es común que esto se logre con el ajuste normaldel cortocircuito, pero si la carga se a sostenido por un tiempo prolongado tal quehaya permitido al aceite alcanzar una temperatura elevada, el cortacircuito podrádispararse de nuevo en breve o podrá ser imposible restablecerlo par quepermanezca cerrado. En tales casos, puede ajustarse la temperatura de disparopor medio de una asa externa auxiliar de control para que pueda volverse a cerrarel cortocircuito por la emergencia hasta que pueda instalarse un transformadormás grande.

Fig 19

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2.3- Transformador autoprotegido trifásicos. Estos transformadores son similares a las unidades monofásicas, con laexcepción de que emplea un cortocircuito de tres polos. El cortacircuito estádispuesto de manera que abra los tres polos en caso de una sobrecarga seria o defalla en alguna de las fases. (Figura 20)

Fig 20

2.4-Transformador autoprotegido para bancos de secundarios.Esta en otra variante en la que se proporcionan los transformadores con los doscortacircuitos secundarios paras seccionar los circuitos de bajo voltaje, confinar lasalida de operación únicamente a la sección averiada o sobrecargada y dejar todala capacidad del transformador disponiblepara alimentar las secciones restantes.Estos también se hacen para unidadesmonofásicas y trifásicas.Transformadores de distribución del “tipoestación”: estos transformadores tienen,por lo general, capacidad para 250,333 ó500KVA. En la figura 21 se ilustra untransformador de distribución del tipo deposte/estación. Para la distribución aredes de bajo voltaje de c.a. en áreas dealta densidad de carga, haytransformadores de red disponibles Fig 21en capacidades aún mayores.

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3-Tipos de instalaciones de transformadores Monofasicos3.1. Instalación de los transformadores en los postes.Los transformadores se instalan en los postes en la forma siguiente: los de100KVA y menores se sujetan directamente con pernos al poste y los de tamañode 167 a 500KVA tienen zapatas de soporte sujetas al transformador diseñadaspara atornillarse a placas adaptadoras para su montaje directo en los postes opara colgarse de crucetas por medio de suspensores de acero que están sujetoscon firmeza al propio transformador.Los bancos de tres transformadores monofásicos se cuelgan juntos de fuertesbrazos dobles, por lo común ubicados en una posición baja en el poste o bien, deun soporte “agrupador” que los espacia entorno al poste.Tres o más transformadores de 167KVA y mayores se instalan en una plataformasoportada por dos juegos de postes que se encuentran separados por unadistancia de 10 a 15 pies.. A menudo la estructura de la plataforma de lostransformadores se coloca sobre las propiedades de los consumidores, parareducir la distancia que deben recorrer los circuitos secundarios y evitar lacongestión de postes en la vía pública.Transformadores para sistemas de distribución subterráneos. Como estáninstalando más circuitos de distribución subterráneo, se han desarrolladotransformadores especiales para dichos sistemas. El tipo de uso más extendidoes el transformador montado en base, así llamado por estar diseñado parainstalarse sobre la superficie de una loza de concreto o sobre una base.En la fig.22 se muestra un transformador típico. Las diferencias esencialesrespecto a los transformadores del tipo de poste se tienen únicamente en ladisposición mecánica.

Fig 22

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1.- Una caja rectangular dividida en dos compartimientos.2._Un compartimiento que contiene el conjunto convencional de núcleo-bobinas.3.-Un segundo compartimiento para terminaciones y conexiones de los cables.Los conductores de cable primario están conectados por medio de conectores deenchufe para la conexión y desconexión de la carga. Los conductores delsecundario van, por lo general, atornillados a terminales de buje.4.-Tienen fusibles de varias clases que van en un portafusibles colocado en unpozo que está al lado del tanque, de manera que pueda secarse del mismo.Otro arreglo de transformador está diseñado para funcionar en un bóvedasubterránea (figura 23 ).

Fig 23

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Este se parece más a un transformador del tipo de poste, pero normalmente sefabrica con un tanque de acero resistente a la corrosión, conectores de enchufe enel primario y una elevación de la temperatura en aire libre de solo 55 C y dejarmargen para la temperatura ambiente más alta que pueda realmente existir dentrode una bóveda.3.2- Otros tipos de instalaciones de transformadores. Los transformadores se instalan en bóveda debajo de las calles, en cajas deregistro en plataformas al nivel del suelo, debajo de la superficie del piso, dentrode edificios o se entierran directamente cuando se emplea la construcciónsubterránea.Cuando se instalan dentro de edificios, en donde la posibilidad de que quedensumergidos en agua es remota, se usan transformadores y cortacircuitos del tipoaéreo o para interiores. La s bóvedas para transformadores dentro de un edificiose construyen a prueba de incendio, excepto cuando esos transformadores sondel tipo seco o están llenos con líquido no inflamable.

3.3-Transformadores sobre base de concretoBásicamente, es transformador de distribución, con la diferencia que va encerradoen un gabinete y montado sobre una base de concreto con facilidad para laentrada y la salida de conductores. Este tipo de instalaciones ha variado en eltamaño del gabinete, es decir, los fabricantes en competencia han reducido elvolumen de los transformadores con el propósito de hacerlo más atractivo a lavista.Un transformador para instalaciones subterráneas residenciales se diferencia deuno aéreo, entre otras cosas, en que el equipo de protección y los desconectoresforman parte integral del conjunto de transformadores y equipos.Es decir los fusibles y desconectores de entrada y salida son parte deltransformador, esto cumple tanto en los pad mounted como los sumergibles.Los transformadores pad mounted presentan sus partes de alto voltaje accesibleal operador, pero existen unidades con las partes de alto voltaje blindadas y conconexión a tierra. La protección eléctrica de estos transformadores consisten enpararrayos y fusibles.Un aditamento muy importante son los indicadores de fallas. Hay varios tipos perosu principal operación es el mismo. Actúan cuando circula por el cable en el cualestán instalados una corriente superior a su ajuste. Esta corriente, bastantegrande, solo es posible que se produzca bajo condiciones de cortocircuito en elcable primario. La indicación puede consistir en el encendido de una señalluminosa que indica que ha habido un cortocircuito.

Finalmente podemos citar algunas ventajas de los transformadores comerciales(TCS) frente los montajes en túneles, a saber:A.- Se requieren tanquillas de menor dimensión.

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B.- Unidades más compactas.C.- Bajo mantenimiento.D.- Rápida instalación.E.- Mayor seguridad.

4- Normas para instalación de transformadores monofasicos

4.1- Transformadores de distribución monofasica tipo pedestalSegún normas CADAFE los transformadores de distribución monofásicos tipopedestal debe cumplir las siguientes normas:.-Los transformadores con capacidad nominal contínuas en KVA, basadas en unaelevación máxima de 65 C promedio en los devanados, plena carga:15,25 y50KVA..-Clase de aislamiento de 15KVA..-Impedancia no mayor del 3%..-Polaridad Aditiva..-Derivaciones: ±2.5% y ±5% del voltaje nominal primario..-Los fusibles deberán estar coordinados entre si para brindar el rango completode protección. El fusible limitador operará solo en caso de fallas internas en eltransformador..-La cubierta de los transformadores tipo pedestal está integrada por un módulodonde se encuentra el tanque del transformador y el otro módulo donde deencuentran las conexiones, los cuales formarán un conjunto integrado..-La unidad no presentará bordes, salientes ni aristas agudas o cortantes. Notendrá tuercas ni elementos de fijación que sean removibles externamente..-Será construida a prueba de intrusos..-El fabricante deberá presentar certificados de pruebas de la menos del 10% delos transformadores a adquirir.

4.2- Datos de la placa característica.- La placa característica será metálica e inoxidable fijada al fondo delcompartimiento de conexiones. Tendrá la siguiente información en español:-Tipo de transformador(pedestal)-Nombre del fabricante.-Número de serial.-Año de fabricación.-Número de fases.-Frecuencia.-Capacidad (KVA).-Voltaje nominal primario(Voltios).-Voltaje nominal secundario(Voltios).-Voltaje nominal en cada derivación (Voltios).-Nivel básico de aislamiento-BIL(KV)-Aumento promedio de temperatura en devanados( C).-Temperatura ambiente promedio diaria (40 C).-Impedancia (%)-Peso total aproximado (Kg)

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EJERCICIOS DE AUTO EVALUACIÓNDespués del estudio de la unidad II, te sugiero que realices los siguientesejercicios de auto evaluación, lo que permitirá fortalecer tus conocimientos.

I. Responda la siguiente pregunta.

1. ¿Qué es sistema de distribución?

2. ¿Cómo se clasifican los transformadores monofasicos?

3. ¿Mencione los tipos de transformadores de acuerdo a sus instalación?

4. ¿Qué es un transformador autoprotegido?

5. Explique los pasos para instalar un transformador monofasico en los postes?

6-¿Explique los pasos para instalar un banco de tres transformadoresmonofasicos?

7- ¿Explique los pasos para instalar transformadores sobre base de concreto?

8- ¿Cuáles son las normas para instalar transformadores de distribuciónmonofasico tipo pedestal?

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GLOSARIO

Corto circuito:Se produce por el contacto repentino de dos o más conductores de corriente o unalínea de corriente y un conductor a tierra.

Zonas ruralesConstituidas por pequeños núcleos de población en edificación continua de unasola altura o edificación discontinua. En estas zonas existen grandes distanciasentre núcleos de población y la densidad de carga es baja.

Zonas urbanasConstituidas por un núcleo de población en edificación continua en su cascourbano pudiendo tener en el centro varias alturas. La densidad de carga en estoscasos es alta.Las zonas urbanas pueden a su vez subdividirse en grandes y pequeños núcleosurbanos.

Zonas aisladasSon las zonas no integradas al Sistema Interconectado Nacional.

RacimosSon agrupamientos de transformadores monofásicos de distribución quecomparten un elemento de protección y maniobra.

Red de distribución:Conjunto de líneas eléctricas conectadas entre sí y que tienen por objeto hacerllegar la energía eléctrica a los consumidores.

Sistema eléctrico:Conjunto de instalaciones eléctricas destinadas a la producción, transporte,conversión o transformación y la distribución de energía eléctrica.

Corriente alterna (c.a.): En este caso, las cargas eléctricas circulan siempre en lamisma dirección del punto de mayor potencial al de menor potencial.

Eficiencia: La eficiencia o rendimiento de un Transformador eléctrico es unamedida de su habilidad para convertir la potencia eléctrica que toma de la línea enpotencia mecánica útil. Se expresa usualmente en por ciento de la relación de lapotencia mecánica entre la potencia eléctrica, esto es:

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BIBLIOGRAFIA

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-Editorial Noriega LIMUSA.

-Maquinas de corriente continua, Gilberto Enrique Harper. Editorial Noriega

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§ Manual de prevención de riesgos laborales. Ricardo Fernández G.

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§ MELGUIZO, Samuel. Instalaciones Eléctricas. 3ed. Medellín: CentroPublicaciones U. Nal-Medellín. 1987.

§ INFORME Criterios de Arquitectura de Red Área Caribe ( UNIÓNFENOSA).