Transformador de poste resistente a la intemperie y a la corrosión, de 8,8 kV, 50 kVA y 100 kVA, para zonas costeras húmedas
Resumen
Un transformador montado en poste es un transformador de distribución instalado directamente en postes aéreos (postes eléctricos). Se trata de un equipo fundamental de la red de distribución de 10 kV que convierte la energía eléctrica de alta tensión en energía eléctrica de baja tensión (400 V/230 V) para el suministro directo a los usuarios. Debido a su ubicación, también se conoce comúnmente como “transformador de poste”.
Breve introducción
Ⅰ. Presentación del producto
1.Normas ejecutivas: Normas internacionales ANSI/IEC.
2.Niveles de tensión:
①Tensión del lado primario: Entre los valores habituales se encuentran 10 kV, (10,5; 11; 6; 6,3; 6,6) kV, y algunos productos pueden alcanzar los 36 kV.
②Tensión del lado secundario: Los valores habituales son 0,22 (0,23; 0,24) kV, 0,4 kV, etc.
3.Método de regulación de tensión: La mayoría de los transformadores montados en poste utilizan el método de regulación de tensión fuera de circuito, lo que significa que el ajuste de la tensión se realiza cuando el transformador está desenergizado.
4.Gama de tomas de alta tensión: Normalmente ±2×2,51 TP6T. Por ejemplo, en el lado de alta tensión de un transformador de 10 kV, las tomas se pueden ajustar entre 9,5 kV y 10,5 kV.
5.Capacidad nominal: 3 kVA – 800 kVA.
6.Frecuencia: La frecuencia nominal de los transformadores montados en postes es de 50 Hz o 60 Hz.
7.Número de fase: Hay dos tipos: monofásico y trifásico.
①Los transformadores monofásicos montados en poste son adecuados para algunos casos de distribución de baja tensión.
②Los transformadores trifásicos montados en poste son los más utilizados y pueden satisfacer la demanda de potencia de cargas más grandes.
8.Grupos de conexión:
①El grupo de conexión más utilizado para los transformadores trifásicos montados en poste es el Dyn11. Este método de conexión contribuye a reducir las corrientes de tercer armónico y a mejorar la calidad del suministro eléctrico.
②Los transformadores monofásicos tienen una estructura sencilla y no utilizan la notación de “grupo de conexión”.
9.Impedancia Tensión: La tensión de impedancia varía en función de la potencia del transformador, situándose generalmente en torno a 4%. Por ejemplo, los transformadores montados en poste con una potencia de 100 kVA o menos suelen tener una tensión de impedancia de 4%.
10.Método de refrigeración: Se trata principalmente de un sistema de autorrefrigeración por inmersión en aceite, que disipa el calor mediante la circulación natural del aceite aislante. Algunos productos también están equipados con un anillo de disipación de calor por circulación que contiene un fluido disipador de alta eficiencia, así como con un canal de disipación de calor compuesto formado por placas conductoras de calor distribuidas simétricamente y chips de refrigeración semiconductores para mejorar los efectos de disipación del calor.
11.Nivel de protección: De conformidad con la norma TCEC 111-2016 «Especificaciones técnicas para conjuntos completos integrados de equipos transformadores montados en poste», el grado de protección de la carcasa de los módulos de alta tensión y de baja tensión no deberá ser inferior a IP44, con el fin de evitar la entrada de objetos extraños y las salpicaduras de agua.
12.Clase de aislamiento: Normalmente, aislamiento de clase A. En el caso de los transformadores sumergidos en aceite, la clase de resistencia térmica de sus materiales aislantes suele ser la clase A, con una temperatura de referencia de 75 ℃.
Ⅱ. Condiciones de funcionamiento
1.Altitud: Zonas con una altitud ≤1000 m; algunos productos específicos para altitudes elevadas pueden cumplir requisitos más exigentes.
2.Parámetros climáticos:
①Rango de temperatura ambiente: -30 ℃ ~ +40 ℃.
②Temperatura máxima media en el mes más caluroso: ≤35 ℃.
③Velocidad máxima del viento: ≤30 m/s.
④Intensidad de la radiación solar: ≤0,1 W/cm².
3.Nivel de contaminación: Diseñado de acuerdo con la norma nacional para zonas de contaminación de clase C, capaz de soportar niveles moderados de contaminación industrial y natural.
4.Condiciones geológicas:
①Valor característico de la capacidad portante de los cimientos: ≥150 kPa.
②Intensidad sísmica prevista durante 7 grados (aceleración máxima en el suelo de 0,1 g).
5.Condiciones de instalación
①La distancia entre el soporte del transformador y el suelo: ≥2,5 m.
②La distancia entre el fusible de alta tensión y tierra: ≥4,5 m.
③Inclinación horizontal del soporte del poste: ≤1/100.
Características estructurales
Ⅰ. Características del producto
1. Características del método de instalación:
Instalación en poste: Como característica principal, se instala de forma fija en postes de servicios públicos (postes eléctricos) mediante soportes metálicos para postes (soportes para transformadores). La altura de instalación cumple con la normativa de seguridad (por lo general, la base se encuentra a una altura ≥2,5 metros sobre el suelo).
2.Características del diseño estructural:
①Diseño compacto: De tamaño reducido y peso relativamente ligero para adaptarse a la capacidad de carga de los postes eléctricos.
②Depósito de aceite totalmente sellado: Se suelen utilizar depósitos de aceite corrugados o radiadores de expansión. El aceite del transformador queda completamente aislado del aire para evitar la oxidación y la absorción de humedad, lo que permite un funcionamiento sin necesidad de mantenimiento.
③Alto nivel de protección: Las carcasas (como los depósitos de aceite y las cubiertas protectoras) suelen tener un alto grado de protección IP (por ejemplo, IP54 o superior), lo que permite evitar de forma eficaz la entrada de agua de lluvia, polvo y objetos extraños.
3.Características de los materiales y los procesos:
①Material del núcleo de hierro: Se utilizan chapas de acero al silicio de alta permeabilidad magnética o tiras de aleación amorfa. Los núcleos de hierro de aleación amorfa presentan unas pérdidas en vacío extremadamente bajas, lo que constituye su característica más destacada en cuanto al ahorro energético.
②Material de bobinado: Se utilizan láminas de cobre o aluminio y alambres electromagnéticos, que se someten a un proceso de secado al vacío y a un tratamiento de impregnación. Presentan una estructura sólida y una gran resistencia a los cortocircuitos.
③Aceite aislante: Se utiliza aceite de transformador nafténico de alto rendimiento o aceite aislante vegetal, que presenta buenas propiedades de aislamiento y disipación del calor.
④Protección integrada (tipo CSP): El lado de alta tensión está equipado con un fusible limitador de corriente y un pararrayos (protección contra rayos) integrados, mientras que el lado de baja tensión cuenta con un interruptor de circuito secundario de accionamiento manual.
⑤Monitorización del estado (tipo inteligente): Se pueden instalar unidades de monitorización inteligentes, opcionales, ya sean integradas o externas, para supervisar en tiempo real parámetros clave como la temperatura del aceite, el nivel de aceite, la corriente de carga y la tensión.
II. Ventajas del producto
1. Instalación flexible, adaptable a entornos exteriores complejos
①Diseño ligero para una fácil instalación: los transformadores montados en postes suelen tener una potencia de entre 50 kVA y 630 kVA, y se caracterizan por su tamaño reducido y su peso ligero (en comparación con los transformadores de las subestaciones interiores). Se pueden instalar directamente en postes eléctricos, soportes para postes o simples soportes sin necesidad de construir salas de distribución eléctrica específicas ni cimientos. Son especialmente adecuados para zonas con limitaciones de espacio, como zonas rurales, barrios periféricos y calles.
②Gran adaptabilidad ambiental: la carcasa presenta una estructura sellada con propiedades anticorrosivas, impermeables y resistentes a la luz solar (como los depósitos de aceite corrugados y los diseños totalmente sellados), lo que le permite soportar entornos exteriores adversos, como altas temperaturas, frío intenso, humedad y polvo. La fiabilidad operativa no se ve afectada de forma significativa por las condiciones naturales.
③Selección cómoda de la ubicación y amplio radio de cobertura: las ubicaciones pueden seleccionarse de forma flexible en función de la distribución de los usuarios, y el transformador puede instalarse cerca del centro de carga. Esto acorta la distancia de la línea de baja tensión, reduce las pérdidas en la línea y las caídas de tensión, y mejora la calidad del suministro eléctrico para los usuarios finales.
2. Alta eficiencia energética, reducción de las pérdidas en la distribución
①Diseño del núcleo de hierro y del bobinado de bajas pérdidas: se utilizan chapas de acero al silicio de alta permeabilidad magnética y hilos de cobre o aluminio de baja resistencia para reducir las pérdidas en el hierro (pérdidas en vacío) y las pérdidas en el cobre (pérdidas bajo carga).
②Estructura optimizada para la disipación del calor: diseños como los depósitos de aceite corrugados y los radiadores con aletas aumentan la superficie de disipación del calor. En combinación con la refrigeración por aire natural (sin necesidad de dispositivos de refrigeración forzada), garantizan una disipación eficiente del calor del transformador bajo carga nominal y evitan la reducción del rendimiento provocada por el sobrecalentamiento.
③Adaptación a las características de carga ligera: Los transformadores montados en postes dan servicio principalmente a cargas residenciales y a pequeñas cargas comerciales, con grandes fluctuaciones en la tasa de carga. Su diseño se centra en reducir las pérdidas durante el funcionamiento con carga ligera, mejorando aún más la eficiencia energética global.
Estructura del producto
Ⅰ. Proceso de producción
1. Fabricación de núcleos de hierro: El “corazón del circuito magnético” del transformador. En el caso de los núcleos tradicionales de chapa de acero al silicio, nuestra empresa suele emplear el método de laminado escalonado combinado con tecnología moderna, y cada vez aplica más el proceso de yugo superior no laminado, que permite reducir eficazmente las pérdidas en vacío y el ruido. Entre las capas del núcleo de hierro se colocan varillas aislantes para que la sección transversal de la columna del núcleo se aproxime más a un círculo, lo que permite un mejor soporte de los devanados. En cuanto a los núcleos de hierro de aleación amorfa, se caracterizan por unas pérdidas en vacío ultrabajas, pero el material es frágil, duro y sensible a las tensiones mecánicas.
2. Bobinado de bobinas: El “núcleo del circuito” del transformador. Los hilos son, en su mayoría, de cobre libre de oxígeno con una capa aislante en el exterior. Durante el proceso de bobinado se utiliza un dispositivo tensor para garantizar que las bobinas queden bien tensadas. Dependiendo de la tensión y la capacidad, los bobinados adoptan diversas formas, como el tipo en capas, el tipo continuo y el tipo en espiral. Para controlar las pérdidas, a menudo se utilizan alambres de gran capacidad o de alta corriente en los bobinados. Tras el bobinado, las bobinas deben someterse a un secado a presión constante y, una vez sacadas del horno, a un ajuste de la altura de la bobina para garantizar que las dimensiones cumplan los requisitos de diseño y que tengan suficiente resistencia mecánica.
3. Montaje del núcleo: Este es un paso clave para combinar el núcleo de hierro y las bobinas en una sola unidad. La tecnología moderna hace hincapié en el montaje integral, es decir, montar primero los devanados de cada fase, las piezas aislantes, etc., formando un todo, y luego montarlos sobre la columna del núcleo de hierro de una sola vez. Las conexiones de los cables utilizan principalmente procesos de prensado en frío o soldadura de cobre fosforoso para garantizar conexiones fiables. El apriete de los pernos de todas las piezas de conexión eléctrica debe realizarse con control de par. Tras el montaje, el núcleo se somete a un tratamiento de secado (como el secado en fase gaseosa con carbón) para eliminar completamente la humedad.
4. Fabricación de depósitos de aceite y montaje final: El depósito de aceite debe resistir el vacío (prueba de detección de fugas). Tras el tratamiento de secado del núcleo, este debe introducirse rápidamente en el depósito para reducir la absorción de humedad. El montaje final incluye la instalación de casquillos, conservadores de aceite, cambiadores de tomas y otros componentes. El llenado de aceite al vacío es fundamental para garantizar el rendimiento del aislamiento. Tras el llenado de aceite, es necesario un tiempo de reposo suficiente para que el aceite penetre y se eliminen las burbujas de aire residuales.
5. Pruebas e inspección en fábrica: Se trata del control de calidad final antes de la entrega del producto. Las pruebas rutinarias son obligatorias para cada unidad e incluyen la medición de la resistencia de CC del devanado, la medición de la relación de tensión y la verificación de la etiqueta del grupo de conexión, la prueba de resistencia a la tensión a frecuencia industrial, etc. Las pruebas de tipo sirven para verificar diseños específicos, como las pruebas de impulso de rayo y las pruebas de aumento de temperatura. Las pruebas especiales, como la medición del nivel sonoro y las pruebas de resistencia a cortocircuitos (que suelen calcularse y verificarse), se llevan a cabo de acuerdo con los requisitos del cliente o las normas vigentes.
Especificaciones
Transformador monofásico de alta calidad y bajo coste para montaje en poste en exteriores, de 8,8 kV
| Capacidad | H.V. | L.V. | Conexión | Pérdida en vacío (W) | Pérdida en carga (W) | Impedancia |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 6 6.3 10 10.5 11 |
0.22~0.24 | li0 li6 |
24 | 130 | 3.5 |
| 10 | 36 | 235 | ||||
| 16 | 44 | 330 | ||||
| 20 | 52 | 385 | ||||
| 30 | 64 | 560 | ||||
| 40 | 80 | 700 | ||||
| 50 | 96 | 855 | ||||
| 63 | 116 | 1020 | ||||
| 80 | 128 | 1260 | ||||
| 100 | 152 | 1485 | ||||
| 125 | 184 | 1755 | ||||
| 160 | 232 | 2130 |
Preguntas frecuentes
1. ¿Qué es un transformador montado en poste? ¿Cuáles son las diferencias entre este, una subestación tipo caja y un transformador de interior?
①Método de instalación: Los transformadores montados en postes se instalan en altura sin ocupar terreno; las subestaciones tipo caja y los transformadores de interior se instalan en el suelo y requieren recursos de terreno.
②Coste: Los transformadores montados en postes son los más económicos, ya que no requieren obras de ingeniería civil; las subestaciones tipo caja y los transformadores de interior necesitan cimientos y cajas o naves, lo que se traduce en unos costes más elevados.
③Capacidad y aplicación: Los transformadores montados en poste tienen una capacidad menor (normalmente ≤500 kVA) y son adecuados para cargas distribuidas; las subestaciones tipo caja y los transformadores de interior pueden tener una capacidad mayor y son adecuados para zonas con cargas más concentradas y con requisitos estéticos o de seguridad (como urbanizaciones y centros comerciales).
④Mantenimiento: El mantenimiento de los transformadores instalados en postes requiere subir al poste o utilizar vehículos de trabajo aéreo; las subestaciones tipo caja y los transformadores de interior pueden someterse a mantenimiento desde el suelo, lo cual resulta más cómodo y seguro.
2. ¿Cuáles son los requisitos ambientales para instalar un transformador montado en poste?
①Altitud: Por lo general, no supera los 1 000 metros. Para grandes altitudes se requiere un diseño especial (con aislamiento mejorado).
②Temperatura ambiente: -25 ℃ ~ +40 ℃ (dependiendo de los modelos y las especificaciones concretas).
③Ubicación de la instalación: Se deben evitar las zonas inflamables, explosivas, muy contaminadas y situadas a muy baja altitud, propensas a encharcarse. Los cimientos de los postes eléctricos deben ser sólidos.
④Distancia a los objetos circundantes: Se deben respetar las normas de seguridad, como mantener una distancia suficiente con respecto a edificios, árboles, carreteras, etc.
3. ¿Es normal que un transformador instalado en un poste emita un "zumbido" mientras está en funcionamiento? ¿En qué circunstancias se considera que ese sonido es anormal?
①Aumento repentino del volumen y tono grave: Puede deberse a un funcionamiento con sobrecarga.
②Un ruido irregular que suena como un “crujido” o una “descarga”: Se ha producido una avería en el aislamiento interno o una descarga local, lo cual es muy peligroso. Es necesario desconectar el transformador de inmediato para inspeccionarlo.
③Ruido fuerte y irregular acompañado de vibraciones: Puede deberse a que los pernos o tornillos del núcleo de hierro interno o de las piezas de sujeción estén flojos.
4. ¿Cómo se determina si un transformador está sobrecargado? ¿Cuáles son los riesgos de un funcionamiento en sobrecarga?
①Envejecimiento acelerado del aislamiento: Por cada aumento de 6-8 ℃ en la temperatura, la vida útil del aislamiento se reduce a la mitad.
②Inducción de fallos: Una sobrecarga prolongada puede provocar daños en el aislamiento, lo que daría lugar a fallos graves, como cortocircuitos entre espiras y cortocircuitos entre fases.
③Reducción de la vida útil: El funcionamiento prolongado a altas temperaturas acorta considerablemente la vida útil del transformador.
④Medición de la corriente: Utiliza un amperímetro de pinza para medir la corriente de salida del lado de baja tensión y compárala con la corriente nominal del transformador.
⑤Control de la temperatura: Un aumento anormal de la temperatura del aceite o de la carcasa es un signo evidente de sobrecarga (los transformadores inteligentes pueden leer los datos directamente).
5. ¿Cuál es la función del aceite del transformador? ¿En qué circunstancias es necesario sustituirlo o rellenarlo?
①Nivel bajo de aceite: Comprueba el nivel de aceite a través del indicador de nivel. Si el nivel de aceite está por debajo de la marca del límite inferior, comprueba si hay fugas y añade aceite nuevo del mismo tipo.
②Deterioro del aceite: Tome una muestra de aceite para analizarla. Si la rigidez dieléctrica (tensión de ruptura) no cumple los requisitos, el índice de acidez es demasiado alto o el factor de pérdida dieléctrica (tanδ) supera el límite establecido, será necesario filtrar el aceite o sustituirlo por aceite nuevo.
③Funciones: Aislamiento, disipación del calor y extinción del arco en los interruptores automáticos.
6. ¿Qué provoca que se funda el fusible de alta tensión? ¿Cómo se debe actuar en ese caso?
①Funcionamiento seguro: Abre el interruptor de baja tensión y utiliza una varilla aislante para extraer el tubo del fusible fundido.
②Inspección preliminar: Comprueba si el transformador presenta algún aspecto anómalo (salpicaduras de aceite, abombamiento, olor a quemado).
③Medición de la resistencia de aislamiento: Utilice un megaohmímetro para medir la resistencia de aislamiento del lado de alta tensión del transformador, del lado de baja tensión a tierra y entre los devanados.
④Análisis y valoración: Si la resistencia de aislamiento no cumple los requisitos, existe una alta probabilidad de que haya un fallo interno, por lo que será necesario enviar el transformador a fábrica para su reparación. Si el aislamiento es normal, se puede sustituir por un fusible nuevo de las mismas especificaciones y realizar una prueba de transmisión de potencia una vez. Si el fusible vuelve a fundirse, deberá realizarse una inspección exhaustiva de la línea y del transformador.
7. ¿Qué hay que tener en cuenta con respecto a los transformadores instalados en postes durante la temporada de tormentas eléctricas?
①Inspeccionar los dispositivos de protección contra rayos: Asegúrese de que el pararrayos de óxido de zinc esté bien instalado, de que el conductor de bajada a tierra esté conectado de forma fiable y de que la resistencia de puesta a tierra cumpla los requisitos (normalmente debe ser ≤4 Ω o 10 Ω). Esta es la medida preventiva más importante.
②Limpia el entorno: Poda las ramas de los árboles cercanos para evitar cortocircuitos o descargas provocadas por el contacto de las ramas con las líneas eléctricas durante las tormentas eléctricas y los fuertes vientos.
③Reforzar las inspecciones: Tras las tormentas eléctricas, deben realizarse inspecciones especiales de los transformadores y las líneas para comprobar si se han producido descargas en los aislantes, el funcionamiento de los pararrayos (daños), la rotura de fusibles y otros fenómenos.
¿Por qué elegirnos?
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Nuestro proyecto
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16 unidades de transformadores sumergidos en aceite SFZ-35000/33 para el proyecto de Bangladés
Transformadores de inmersión en aceite SFSZ-10000/220 para el proyecto energético de Zambia
2 unidades de transformadores sumergidos en aceite SFSZ-25000/110 para un proyecto en Rusia
3 unidades de transformadores de inmersión en aceite OSFSZ-195000/330 para el proyecto de Polonia
