Guía de instalación y operación de transformadores de tipo seco

1. Introducción

Esta guía proporciona instrucciones completas para la instalación, operación y mantenimiento de transformadores de potencia de tipo seco-. Es aplicable a transformadores de potencia de tipo seco-sin excitación-y transformadores de potencia de tipo seco-de resina epoxi con regulación de carga-con capacidades de hasta 6300 kVA y tensiones nominales de hasta 35 kV. Las instrucciones contenidas en este documento cubren el transporte, almacenamiento, instalación, inspección previa al servicio, pruebas, operación y mantenimiento.

Normas aplicables:Los transformadores de tipo seco-que se tratan en esta guía están diseñados y fabricados de acuerdo con las siguientes normas: GB 6450-86Transformadores de potencia de tipo seco-, GB 10228-1997Parámetros técnicos y requisitos para transformadores de potencia de tipo seco-y GB 1094.1-1996Transformadores de potencia-Parte 1: Generalidades. Para aplicaciones internacionales, también se puede hacer referencia a IEC 726 y al último GB/T 1094.11-2022 *Transformadores de potencia-Parte 11: Transformadores de tipo seco*.

Los transformadores de tipo seco-son particularmente-adecuados para aplicaciones donde la seguridad contra incendios es una preocupación principal, incluidos edificios de gran-altura, centros comerciales, recintos deportivos, instalaciones petroquímicas, sistemas de metro, aeropuertos y otros lugares con estrictos requisitos de protección contra incendios.

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Condiciones normales de servicio

Los transformadores de tipo seco-están diseñados para funcionar en las siguientes condiciones estándar:

Parámetro	Valor estándar
Temperatura ambiente	Por debajo de 40 grados
Altitud	Por debajo de 1000 m sobre el nivel medio del mar
Humedad relativa	Por debajo del 93 % (sin condensación en las superficies del serpentín)
Sitio de instalación	Interior, bien-ventilado y libre de sustancias químicas y corrosivas

Cuando la temperatura ambiente supera los 40 grados o las altitudes superan los 1000 m, la clasificación del transformador debe ajustarse de acuerdo con los requisitos de GB 6450.

 

2.2 Clases de protección

Los transformadores de tipo seco-están disponibles con tres clases de protección estándar:

IP00:Sin protección de recinto; Adecuado para instalación en salas eléctricas dedicadas o conjuntos de aparamenta.

IP20:Proporciona protección contra objetos sólidos extraños de más de 12 mm de diámetro. Este es el recinto interior más utilizado, evitando eficazmente el contacto accidental con partes vivas y evitando que animales pequeños (roedores, serpientes, gatos, pájaros, etc.) entren y provoquen cortocircuitos.

IP23:Además de la protección IP20, las carcasas IP23 evitan la entrada de agua procedente de gotas que caen en un ángulo de hasta 60 grados con respecto a la vertical. Esto los hace adecuados para instalaciones al aire libre o entornos con ligera exposición a salpicaduras de agua. Sin embargo, tenga en cuenta que los gabinetes IP23 reducen la capacidad de enfriamiento del transformador, lo que requiere consideraciones de reducción de potencia.

 

2.3 Métodos de enfriamiento

Hay dos métodos de enfriamiento disponibles para transformadores de tipo seco-:

AN (Aire Natural):Enfriamiento por convección natural sin flujo de aire forzado.

AF (aéreo forzado):Refrigeración por aire forzado mediante ventiladores. Cuando se opera en espacios confinados o mal ventilados, se deben agregar accesorios AF. El volumen de aire suplementario necesario es de 4 m³/min por 1 kW de pérdida total (P₀ + Pₖ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La selección adecuada del transformador es fundamental para la confiabilidad del sistema y la eficiencia energética.

3.1 Determinación de la capacidad nominal

La capacidad nominal del transformador (kVA) debe determinarse en función de la carga calculada del equipo conectado. Primero, calcule la carga real sumando las potencias nominales de los equipos y aplicando un factor de diversidad. Luego se debe seleccionar la capacidad nominal para exceder ligeramente esta carga calculada para adaptarse al crecimiento futuro de la carga.

 

3.2 Parámetros clave de rendimiento

Al seleccionar un transformador, se deben evaluar cuidadosamente los siguientes parámetros:

Relación de voltaje:Debe coincidir con el voltaje de suministro y los requisitos de voltaje del equipo conectado. Por ejemplo, un suministro de 10 kV que sirve cargas de 0,4 kV requiere un transformador de 10 kV/0,4 kV.

Sin-pérdida de carga y pérdida de carga:Estos parámetros impactan directamente en la eficiencia energética. Los valores más bajos indican una mejor eficiencia y costos operativos reducidos.

Voltaje de impedancia:Afecta la regulación de voltaje y los niveles de corriente de cortocircuito-.

Nivel de ruido:Para instalaciones en entornos-sensibles al ruido, los modelos de bajo-ruido (normalmente<55 dB) are preferred.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1 Requisitos generales de transporte

Los transformadores pueden entregarse por ferrocarril, transporte marítimo, vehículos de motor o transporte aéreo. Los vehículos de transporte y contenedores deben mantenerse limpios y secos.

4.2 Carga y sujeción

Los transformadores deben fijarse de forma segura dentro de los vehículos de transporte mediante remolques, abrazaderas y bisagras de unión.

No ate ni arrastre la bobina, el aislador, las placas o los cables, ya que esto podría dañar el producto.

La inclinación del transformador durante el transporte no debe exceder los 30 grados.

4.3 Apilamiento y almacenamiento durante el tránsito

No apile transformadores durante la transferencia o en los puntos terminales.

Debajo del transformador se deben colocar travesaños de madera (travesaños), con una altura no superior a 100 mm.

4.4 Documentos y accesorios adjuntos

Todos los accesorios, repuestos y documentación ex-de fábrica se entregarán junto con el transformador.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Al recibir el transformador, el cliente deberá realizar inmediatamente las siguientes comprobaciones de aceptación:

5.1 Verificación de la placa de identificación

Verificar que los datos descritos en la placa de identificación (capacidad nominal, voltajes nominales, posiciones de tomas, grupo de vectores, voltaje de impedancia, etc.) se ajusten a las especificaciones establecidas en el contrato de compra.

5.2 Verificación de documentación

Verifique que todos los documentos-ex fábrica (certificado de conformidad, informes de prueba, lista de empaque, plano general, etc.) estén completos y cumplan con los requisitos del contrato.

5.3 Accesorios y Componentes

Verifique todas las piezas y accesorios desmantelados con la lista de empaque para confirmar que no haya daños ni falten elementos.

5.4 Inspección de la condición física

Inspeccione el transformador y sus componentes en busca de daños o desplazamientos visibles.

Verifique que las líneas de conexión no estén flojas o rotas.

Inspeccione los aisladores en busca de grietas u otros daños.

Retire las vigas transversales de madera si las hay.

5.5 Almacenamiento después de la inspección

Si el transformador no se va a poner en servicio inmediatamente después de la inspección, se debe volver a embalar y almacenar adecuadamente.

 

 

 

 

 

 

 

 

6.1 Condiciones de almacenamiento

Los productos y accesorios que requieran almacenamiento no deben tener sus cajas abiertas excepto para inspección y aceptación. Después de la inspección, vuelva a embalar inmediatamente.

Para almacenamiento-a largo plazo, coloque los transformadores y accesorios en una habitación seca, limpia y bien-ventilada.

No almacene productos químicos o sustancias corrosivas en la misma habitación.

No apile productos.

6.2 Almacenamiento interior versus exterior

Los transformadores de tipo seco-deben almacenarse en interiores. Si el almacenamiento al aire libre-a corto plazo es inevitable debido a limitaciones del sitio:

No abra la carcasa.

Revisar y mantener la cubierta para impermeabilización.

Coloque travesaños debajo del transformador (altura menor o igual a 100 mm).

6.3 Límites de duración del almacenamiento

El almacenamiento al aire libre no excederá los dos meses. La temperatura ambiente durante el almacenamiento al aire libre no debe caer por debajo de -10 grados.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.1 Preparación previa-a la instalación

Antes de comenzar la instalación:

Estudie detenidamente las especificaciones de instalación, los datos de la placa de identificación y el esquema general.

Preparar equipos de elevación adecuados (grúas, montacargas, camiones grúa) y aparejos.

7.2 Elevación y manipulación

El procedimiento de elevación adecuado es fundamental para evitar daños al equipo:

La elevación se debe realizar utilizando todos los anillos de elevación del transformador simultáneamente-nunca levante solo con anillos individuales.

Al levantar un transformador sin empaquetar o sacarlo de su paquete, el ángulo de elevación no debe exceder los 60 grados.

Para los transformadores enviados con-cambiadores de tomas en carga (OLTC) conectados, levante utilizando únicamente los anillos de elevación del transformador-no levante con el OLTC.

Cuando el centro de gravedad esté desplazado, ajuste la longitud de los cables de elevación en consecuencia para mantener el equilibrio.

Manéjelo con cuidado durante todo el proceso de montaje.

7.3 Diseño y espacios libres del sitio

Requisito de autorización	Distancia mínima
Transformador a pared o barrera	Mayor o igual a 500 mm
Entre transformadores adyacentes	Mayor o igual a 500 mm
Transformador de alto-voltaje de lado a pared	Mayor o igual a 800 mm (recomendado)
Transformador de bajo-voltaje de lado a pared	Mayor o igual a 600 mm (recomendado)
Ancho del pasillo de operación	Mayor o igual a 1200 mm
Transformador a valla/barandilla	Mayor o igual a 600 mm
Entre dos transformadores (norma de diseño)	Mayor o igual a 1,0 m

7.4 Distancias mínimas de seguridad (bobina-de alto voltaje a tierra)

La distancia mínima de seguridad entre conductores energizados y tierra debe cumplir con GB 10237Nivel de aislamiento y prueba de aislamiento-Autorización de aire de aislamiento externo:

Clasificación HV	Menor o igual a 1 kV	6 kilovoltios	10 kilovoltios	15 kilovoltios	20 kilovoltios	35 kilovoltios
Liquidación neta (mm)	40	60	90	120	160	250

Para sistemas de 12 kV, la distancia neta de aislamiento de aire debe ser mayor o igual a 125 mm; para sistemas de 40,5 kV, Mayor o igual a 360 mm. La distancia de fuga deberá ser mayor o igual a 18 mm/kV para aislamiento de porcelana y mayor o igual a 20 mm/kV para aislamiento orgánico.

7.5 Cimentación y Montaje

Los cimientos del transformador deberán tener pernos de anclaje incorporados colocados de acuerdo con el dibujo general para alinearse con los orificios de montaje del transformador.

Las cimentaciones de concreto deberán tener una capacidad portante mayor o igual a 1,5 veces el peso del transformador, con desviación de nivel horizontal menor o igual a 2 mm/m.

Para instalaciones sísmicas o sensibles a las vibraciones-, se deben instalar almohadillas de goma para amortiguar las vibraciones- (espesor mayor o igual a 10 mm) en las cuatro esquinas.

Para transformadores equipados con ruedas guía, las ruedas se pueden girar 90 grados en la dirección de giro. Después del posicionamiento, se deben quitar o bloquear las ruedas y fijar el transformador mediante pernos de anclaje.

El remolque (base de envío) deberá desmontarse después del posicionamiento.

7.6 Conexiones de cables y barras colectoras

Los cables o barras colectoras de entrada y salida deberán estar debidamente soportados y sujetados para evitar tensiones mecánicas en los terminales del transformador.

Las uniones de las barras colectoras de cobre deben pulirse y recubrirse con grasa conductora antes de la conexión.

Requisitos de torsión para sujetadores:

Tamaño del perno	M10	M12	M16	M20
Par (Nm)	30	33	35	45

7.7 Puesta a tierra

Una conexión a tierra adecuada es esencial para la seguridad:

La caja del transformador, el núcleo y el punto neutro deben estar conectados a tierra de forma independiente.

Los conductores de puesta a tierra deberán utilizar cable de cobre con una sección transversal-mayor o igual a 50 mm².

La resistencia de puesta a tierra será inferior o igual a 4Ω.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Antes de poner en servicio el transformador se deberán realizar las siguientes inspecciones:

8.1 Inspección mecánica

Verifique todos los sujetadores y conectores; vuelva a-apretar según sea necesario.

Verifique que todos los componentes estén correctamente instalados y asegurados.

Retire cualquier material extraño o polvo acumulado (consulte la Sección 11.2 para conocer los procedimientos de limpieza).

8.2 Inspección del sistema de refrigeración y del controlador de temperatura

Verifique los ventiladores para garantizar un funcionamiento normal.

Verificación crítica:Verifique la dirección de rotación de los ventiladores del transformador trifásico-. El flujo de aire debe provenir de debajo del serpentín. Si la dirección es incorrecta, cambie la secuencia de fases de acuerdo con las especificaciones.

Verifique que los controladores de temperatura y las unidades de visualización de temperatura funcionen normalmente.

Asegúrese de que los controladores de temperatura y los accesorios estén conectados a tierra de acuerdo con sus especificaciones.

Verifique que los sensores de control de temperatura estén correctamente insertados en los orificios de medición de temperatura del devanado (profundidad de inserción mayor o igual a 80 mm).

8.3 Parámetros predeterminados del controlador de temperatura

Los parámetros predeterminados típicos para los controladores de temperatura de transformador de tipo seco-son:

Umbral de temperatura	Acción
Menos o igual a 80 grados	Los fanáticos se detienen
Mayor o igual a 100 grados	Los ventiladores se inician automáticamente
Mayor o igual a 130 grados	Alarma de exceso de-temperatura
Mayor o igual a 150 grados	Viaje por exceso de-temperatura

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Antes de poner en servicio el transformador se realizarán las siguientes pruebas:

9.1 Medición de resistencia CC

Mida la resistencia de CC de los devanados en todas las posiciones de toma para verificar el contacto adecuado e identificar cualquier conexión suelta.

9.2 Prueba de relación de voltaje y grupo vectorial

Mida la relación de voltaje en todas las posiciones de toma y verifique la designación del grupo de vectores.

9.3 Verificación de puesta a tierra

Verifique que el cuerpo y el núcleo del transformador estén permanentemente conectados a tierra.

9.4 Medición de la resistencia de aislamiento (devanados)

Prueba	Requisito	megaóhmetro
AT–BT y AT–Tierra	Mayor o igual a 300 MΩ	2500 V
VI–Tierra	Mayor o igual a 100 MΩ	2500 V

Condiciones de prueba:Temperatura entre 20 y 30 grados, humedad relativa inferior o igual al 90%

Los valores de resistencia del aislamiento disminuirán en condiciones de humedad. En condiciones de humedad, el valor de resistencia no debe ser inferior a 2 MΩ por 1000 V de tensión nominal (lectura tomada a 25 grados durante un minuto). Para los transformadores que se han humedecido o muestran signos de condensación/escarcha, se debe realizar un tratamiento de secado antes del servicio y pruebas de tensión soportada, independientemente de los valores medidos de resistencia del devanado.

9.5 Prueba de resistencia de aislamiento del núcleo

Desconecte la placa de puesta a tierra del núcleo antes de realizar la prueba.

Prueba	Requisito	megaóhmetro
Núcleo: abrazaderas y tierra	Mayor o igual a 2 MΩ	500 V
Tornillo perforador: bobina y LV	Mayor o igual a 100 MΩ	500 V

Condiciones de prueba:Temperatura entre 20 y 30 grados, humedad relativa inferior o igual al 90%

En condiciones de humedad, los valores medidos disminuirán. Después del tratamiento de secado, el valor de resistencia deberá ser mayor o igual a 0,1 MΩ antes de poner el transformador en servicio.

9.6 Inspección del cambiador de tomas en carga (OLTC)-

Para transformadores equipados con OLTC, inspeccione y pruebe de acuerdo con las especificaciones del fabricante del OLTC antes de operar.

9.7 Prueba de voltaje soportado a frecuencia eléctrica

Aplique un voltaje soportado a frecuencia industrial al 85% del voltaje de prueba de fábrica.

9.8 Resumen de la prueba de aceptación

Al finalizar todas las pruebas, se deberá preparar la siguiente documentación de aceptación: informes de pruebas (incluidos los resultados de las pruebas de descarga parcial, menores o iguales a 10 pC), registros de instalación y datos de puesta en servicio del controlador de temperatura.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.1 Ajuste de la posición del grifo (sin-excitación)

Para transformadores con cambiadores de tomas fuera de circuito (p. ej., tensión nominal de 10 000 V ± 2 × 2,5 %):

Posición del grifo	Voltaje de salida
2–3	10,500 V
3–4	10,250 V
4–5	10,000 V
5–6	9,750 V
6–7	9,500 V

Si el voltaje del sistema eléctrico local es de 10 kV, conecte las tomas en las posiciones 4–5.

Si el voltaje de suministro excede los 10,500 V, ajústelo a la posición de toma más alta después de desconectar el alto voltaje.

Si el voltaje de suministro es inferior a 9500 V, ajústelo a la posición del grifo inferior después de desconectar el alto voltaje.

Todos los ajustes de las tomas deben realizarse con el alto voltaje desconectado.

10.2 Operación OLTC

Para transformadores con cambiadores de tomas bajo carga, consulte la especificación OLTC específica. El transformador se puede poner en servicio sólo después de que el OLTC esté correctamente ajustado. Desconecte la energía antes de realizar cualquier ajuste.

10.3 Controlador de temperatura y pantalla

Para transformadores equipados con controladores de temperatura y visualizadores de temperatura:

Primero energice el transformador, luego encienda el controlador de temperatura y la pantalla.

Configurar el equipo según las especificaciones del controlador de temperatura correspondiente.

10.4 Energización inicial

Realice operaciones de cierre sin-disparo de carga-. El pico de corriente de irrupción de cierre más alto-puede alcanzar entre 8 y 10 veces la corriente nominal.-Esto es normal.

Aumente gradualmente la carga de pequeña a grande mientras monitorea los sonidos anormales.

10.5 Operación sin carga-

La operación sin-carga debe cumplir con IEC 905Reglamento para transformadores de potencia de tipo seco-. Se permite la operación de sobrecarga-a corto plazo según la temperatura ambiente y las condiciones de carga iniciales.

10.6 Capacidad de sobrecarga

Cuando la temperatura ambiente es inferior al valor nominal, la potencia de salida puede ser apreciablemente superior a los valores nominales, y viceversa.

La capacidad de sobrecarga de los transformadores de tipo seco-depende de la temperatura ambiente, las condiciones de pre-carga, las características de disipación de calor del aislamiento y la constante de tiempo térmica. Las curvas de sobrecarga deben obtenerse del fabricante para aplicaciones específicas.

10.7 Condiciones Especiales de Operación

Los transformadores de tipo seco-pueden ponerse en servicio inmediatamente después de la energización inicial sin tratamiento especial.

Sin embargo, si el transformador ha estado funcionando en aire húmedo o muestra signos de condensación/escarcha, se debe realizar un tratamiento de secado antes de la operación posterior.

10.8 Primer Procedimiento de Energización

Realice una activación sin-carga tres veces, con intervalos de 5 minutos entre cada operación, y supervise la corriente de entrada.

Opere con carga menor o igual al 30% durante 24 horas para verificar el rendimiento.

El aumento de temperatura del devanado no deberá exceder los 100 K para aislamiento Clase F.

 

 

 

 

 

 

 

 

11.1 Frecuencia de inspección

Ambiente	Frecuencia de inspección
Ambiente limpio y seco	Una vez al año
Ambiente contaminado	Cada 3 a 6 meses

Los transformadores recién puestos en servicio deben recibir su primera inspección después de 2 a 3 meses de operación, seguida de inspecciones integrales anuales a partir de entonces. Se recomienda una revisión integral cada 3 a 5 años, o según lo indique el fabricante según el estado del equipo.

11.2 Limpieza

Verifique y limpie el polvo acumulado para garantizar una ventilación adecuada y evitar la rotura del aislamiento.

Preste especial atención a los aisladores y a los bloques de acolchado inferiores.

Utilice aire seco comprimido para soplar tuberías y conductos de refrigeración (presión de aire comprimido inferior o igual a 0,2 MPa).

11.3 Inspección visual

Verifique los siguientes elementos durante cada inspección:

Sujetadores, conectores y piezas conductoras en busca de óxido o corrosión.

Superficies aislantes para líneas de fuga y carbonización.

Aisladores de soporte en busca de grietas o marcas de descarga.

Ventiladores de refrigeración para funcionamiento normal.

Conexiones de alta y baja tensión para señales de sobrecalentamiento.

Núcleo y bobinado para detectar decoloración, olor u otras anomalías.

11.4 Pruebas periódicas de aislamiento

Durante el mantenimiento programado (aproximadamente cada cinco años), mida la resistencia del aislamiento de acuerdo con las Secciones 9.4 y 9.5 para determinar si el equipo puede continuar en servicio. También se recomiendan pruebas de resistencia de aislamiento de rutina cada 6 a 12 meses.

 

 

 

 

 

 

 

 

Los transformadores de tipo seco se usan comúnmente en interiores y en ambientes sensibles a la humedad. Para aplicaciones en exteriores, llenas de aceite o montadas en postes, consulte las siguientes guías complementarias de instalación y operación.

• Guía de instalación y operación de transformadores de subestación
• Guía de instalación y operación del transformador de potencia
• Guía de instalación y operación de transformadores montados en postes
• Guía de instalación y operación del transformador montado en plataforma
• Guía de instalación y operación de subestaciones compactas

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.1 Cerramiento y protección

Los transformadores operados sin gabinete deben instalarse con una cerca o protección protectora separada para evitar accidentes peligrosos.

Para instalaciones al aire libre o semi-exteriores, se deben proporcionar barandillas fijas de al menos 1,5 m de altura alrededor del transformador, con un espacio libre mínimo de 0,5 m entre el contorno del transformador y la barandilla.

12.2 Acciones prohibidas

Ninguna persona puede tocar el transformador mientras esté energizado.Todo el trabajo eléctrico debe realizarse con el transformador correctamente des-energizado, bloqueado y etiquetado.

12.3 Personal Calificado

Todas las pruebas, verificaciones de aislamiento y trabajos de mantenimiento del transformador deben ser realizados por profesionales eléctricos capacitados y calificados.

12.4 Preparación para primeros auxilios

Se deberá establecer un plan de respuesta a emergencias, incluidos procedimientos de primeros auxilios en caso de descarga eléctrica, y se deberá capacitar al personal en consecuencia.