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Transformadores
de aislamiento
Separa los circuitos primario y secundario.
Construcciones de tipo seco y de resina moldeada.
Taller de fabricación de transformadores.
Dos aislamientos
tipos de transformadores
Los conjuntos de tipo seco abierto y los devanados moldeados con resina epoxi SCB ofrecen diferentes disposiciones constructivas. La configuración eléctrica, la carcasa y la refrigeración se especifican para cada instalación.
Transformadores de aislamiento de tipo seco
Un conjunto de núcleo y bobinado con circuitos primario y secundario independientes, conexiones superiores y sistema de refrigeración montado en la base.
Transformadores de aislamiento moldeados con resina epoxi
Modelos trifásicos SCB10, SCB11 y SCB13 con bobinados moldeados al vacío y control de temperatura opcional.
Dos estructuras, circuitos de bobinado independientes
Dos familias del sector de la construcción
La gama de transformadores de aislamiento de SUBIA incluye un modelo de tipo seco y una serie moldeada con resina epoxi. Ambos utilizan circuitos de bobinado primario y secundario independientes. Su construcción, la disposición de los terminales y los equipos auxiliares se presentan como familias de productos diferenciadas.
La interfaz de instalación
El conjunto de tipo seco integra el conjunto de bobinado y núcleo, las conexiones superiores y los ventiladores montados en la base en una única estructura de fácil acceso. La serie con moldeado de epoxi utiliza bobinados encapsulados en resina con un núcleo de acero al silicio y soportes de acero, y ofrece como opción la supervisión de la temperatura del bobinado.
La gama se aplica a la familia de productos de resina moldeada de SCB. Las opciones de capacidad, frecuencia, aislamiento y carcasa se seleccionan conjuntamente para la configuración solicitada.
Cómo interpretar la designación SCB
En el modelo SCB13-1000/10, la letra «S» indica que se trata de un transformador trifásico, la letra «C» hace referencia a la construcción con resina moldeada y la letra «B» designa el bobinado de lámina. El número 13 identifica la serie de diseño; los números 1000 y 10 indican, en este ejemplo, los kVA nominales y la clase de tensión primaria, respectivamente.
SCB10, SCB11 y SCB13 son los nombres de la familia de productos de resina moldeada. Las especificaciones completas del equipo también indican la tensión secundaria, la frecuencia, la conexión, la refrigeración y los accesorios, de modo que el código del modelo puede interpretarse en función de las condiciones reales de funcionamiento del proyecto.
Dos modalidades de construcción
Conjunto de núcleo y bobinado de tipo seco
El producto de tipo seco se presenta como un conjunto de núcleo y bobinados de tres columnas. Las conexiones están dispuestas por encima de los bobinados, y los ventiladores se encuentran a lo largo de la base. Esta disposición reúne el conjunto de bobinados, los puntos de conexión y los componentes de refrigeración en una única carcasa.
Para su integración en un armario o en una sala de equipos, los aspectos clave son la posición de montaje, el tendido de los cables y el acceso a la zona del conjunto de bobinado. La disposición de la instalación debe permitir acceder a la zona de bornes y a los dispositivos de refrigeración sin obstruir las vías de circulación del aire del equipo.
La zona de conexión superior y los conjuntos de ventiladores ocupan distintas zonas de mantenimiento. La entrada de cables, el acceso a los terminales y la carcasa circundante pueden disponerse alrededor de estas zonas, dejando accesibles los devanados y los conductos de refrigeración.
Aislamiento moldeado al vacío y bobinados con soporte
La familia de productos de aislamiento moldeado con resina epoxi incluye las series SCB10, SCB11 y SCB13. Sus bobinados se moldean y se curan al vacío, formando una estructura sólida de aislamiento de resina alrededor de los conductores. Su construcción combina un núcleo de acero al silicio laminado en frío de grano orientado con lámina de cobre o conductores de cobre.
Unas abrazaderas y soportes de acero fijan el núcleo y el conjunto del devanado. A estas piezas estructurales se les aplica un recubrimiento protector. El resultado es un conjunto sin aceite destinado a la instalación en interiores, en el que el devanado, el núcleo y la estructura de soporte están dispuestos para su conexión con los equipos de distribución circundantes.
La capacidad, la relación de tensión y la impedancia son elementos de la configuración del proyecto. El grado de protección de la carcasa y los accesorios también se seleccionan para la instalación, por lo que la especificación final del equipo describe el conjunto completo, en lugar de basarse únicamente en el nombre de la serie.
La relación entre capacidad y tensión se especifica para la configuración seleccionada.
Aislamiento eléctrico e interfaces del sistema
Aislamiento eléctrico y el sistema secundario
Circuitos independientes
Un transformador de aislamiento transfiere energía a través del campo magnético de su núcleo. Los devanados primario y secundario forman circuitos conductores independientes, lo que permite especificar por separado la disposición de los devanados del lado de la alimentación y del lado de la carga.
La relación de tensión requerida
La relación de tensión es un parámetro de diseño independiente: el aislamiento eléctrico no requiere una relación fija de 1:1. El diseño de la instalación también establece la conexión secundaria, la disposición de la puesta a tierra y la protección. Estas decisiones relativas al sistema siguen siendo relevantes para los equipos conectados al transformador.
Coordinación de sistemas secundarios
El circuito secundario está coordinado con los dispositivos de puesta a tierra y de protección de la instalación. La conexión al neutro, la conexión a tierra de protección y cualquier conexión a tierra de blindaje tienen funciones diferentes; el esquema de conexiones identifica cada interfaz y la disposición prevista para la carga.
Conexiones, puesta a tierra y blindaje electrostático
Aislamiento y cribado
El aislamiento eléctrico y la atenuación de interferencias se refieren a requisitos distintos. El aislamiento se consigue mediante circuitos de bobinado separados. Una pantalla electrostática, cuando se incluye en el diseño de un transformador, es un componente adicional situado entre los circuitos de bobinado y requiere una conexión a tierra adecuada.
El requisito de interferencia
En el caso de los equipos sensibles, los requisitos relativos a las interferencias deben especificar el tipo de ruido, el rango de frecuencias y la disposición de la puesta a tierra. El valor de atenuación o el diseño apantallado deben figurar en la configuración acordada antes de que se consideren características de rendimiento del producto.
Conexión y vínculo
Incluya la conexión de alimentación, la conexión de la carga secundaria y la conexión a tierra del equipo en un único plano de interfaz. Si se requiere una pantalla, incluya en dicho plano su conexión a tierra y las condiciones de ensayo previstas; el trazado de los cables y la instalación circundante siguen formando parte de la evaluación de interferencias.
Parámetros eléctricos e interfaces de instalación
Funciones eléctricas y mecánicas
Una especificación útil del transformador vincula la carga eléctrica con la instalación física. La capacidad y la relación de tensión entre el primario y el secundario establecen las características básicas; la frecuencia, la configuración de conexión y la impedancia definen otros requisitos del sistema. A continuación, los detalles relativos a la carcasa y al montaje permiten integrar ese diseño eléctrico en el espacio disponible.
La carga conectada
La carga conectada puede afectar tanto a las especificaciones como a la demanda en régimen estacionario. El arranque de los motores y otras condiciones de corriente de arranque influyen en la caída de tensión permitida. Cuando se trate de cargas no lineales, sus características de funcionamiento deben incluirse en la descripción de la carga, de modo que se pueda evaluar el diseño del transformador en función del régimen de funcionamiento real.
Una configuración eléctrica definida del SCB13
Una función eléctrica definida
Una configuración numérica reúne la capacidad, la tensión, la conexión y las pérdidas en una misma especificación. El ejemplo que figura a continuación es una configuración publicada del modelo 1,000 kVA SCB13, con un primario de 10 kV y un secundario de 400 V en vacío.
Las circunstancias que se esconden tras las cifras
Sus valores de pérdidas se mantienen en las condiciones de temperatura y funcionamiento especificadas. Para un pedido, la ficha técnica del proyecto relaciona las prestaciones acordadas con los devanados, el sistema de refrigeración, la carcasa y el régimen de funcionamiento elegidos.
| Artículo | Configuración |
|---|---|
| Potencia nominal | 1,000 kVA |
| Primaria / secundaria | 10 kV / 400 V en vacío |
| Frecuencia / conexión | 50 Hz / Dyn11 |
| Enfriamiento | AN — aire natural |
| Rango de toma de alta tensión | ±2 × 2.5% |
| Pérdida en vacío | 1,275 W |
| Pérdida por carga a 120°C | 7,315 W |
| Impedancia | 6% |
| Corriente en vacío | 0.3% |
Referencia del catálogo de Schneider Electric Trihal NX1/SCB13, 2018, p. 69; la refrigeración AN se especifica en la p. 18. Los valores corresponden a esta configuración de referencia y no son valores nominales garantizados por SUBIA.
10 kV en primario; 400 V en secundario sin carga; 50 Hz; Dyn11; AN; tomas de alta tensión ±2 × 2.5%; temperatura ambiente máxima de 40°C. La pérdida por carga se indica a una temperatura de referencia de 120°C.
Los equipos SUBIA seleccionados requieren sus propios datos eléctricos y plano esquemático acordados. Esta tabla no asigna valores nominales a las fotografías de la galería.
Refrigeración, supervisión e instalación
Vías de refrigeración y carga térmica
Los modelos de tipo seco y de resina moldeada utilizan el aire que rodea el conjunto de bobinado para disipar el calor. Sus ventiladores montados en la base son elementos constructivos visibles. La designación de refrigeración especificada determina si la potencia nominal seleccionada utiliza aire natural, aire forzado o potencias nominales distintas para cada condición de funcionamiento.
La gama SCB incluye las configuraciones AN y AN/AF. El control del ventilador, la alimentación auxiliar y el acceso para la inspección dependen de la configuración elegida. Una simple fotografía del equipo equipado con ventilador no basta para determinar un aumento de la potencia nominal en kVA ni la duración admisible de la sobrecarga.
La temperatura ambiente, la ventilación del armario y los equipos cercanos influyen en el aire de refrigeración disponible. Mantenga las rutas de los cables y la estructura circundante alejadas de las vías de circulación de aire previstas, y adapte la ventilación de la sala a las pérdidas reales y a la carga de funcionamiento del transformador.
| Artículo | Configuración |
|---|---|
| Modo de refrigeración | AN o AN/AF para la configuración SCB seleccionada |
| Aire de refrigeración disponible | Disposición de la ventilación ambiental, de entrada y de salida de la sala |
| Capacidad de carga | Carga continua, picos, eventos de arranque y equipos no lineales |
| Interfaces de ventiladores | Suministro auxiliar, control y acceso para mantenimiento |
| Anexo | Requisito de protección coordinado con la ventilación |
Indicación de temperatura, alarma y desconexión
Tres funciones distintas
La serie de transformadores con moldeado epoxi dispone de un sistema de control de la temperatura del devanado. El sistema supervisa la temperatura del devanado y puede proporcionar funciones de alarma y desconexión por sobretemperatura. Se trata de funciones distintas: la indicación muestra el estado medido, la alarma señala que se requiere atención y la salida de desconexión se integra con el sistema de protección del proyecto.
Interfaces de control
El equipo de monitorización seleccionado y sus interfaces de control forman parte del pliego de condiciones del proyecto. Para dicha configuración se establecen los umbrales de alarma y desconexión, los requisitos de alimentación y los detalles de conexión.
Instalación en torno al conjunto completo
Área de actuación de los equipos
Se debe determinar el espacio necesario para el equipo antes de ultimar la distribución de la sala o del cuadro. La base, los puntos de fijación, la ruta de elevación y la abertura de acceso deben permitir alojar el transformador montado y la carcasa acordada, dejando espacio suficiente para acceder a la zona de conexiones durante la instalación y el mantenimiento.
Dispositivo de protección
Los ejemplos de productos muestran terminales y conjuntos de bobinados a la vista. Por lo tanto, en una instalación en interiores, el transformador y el sistema de protección que lo rodea se integran en un mismo conjunto: el acceso a la carcasa, la separación respecto a los equipos adyacentes, la ventilación y la entrada de cables se consideran como un único diseño.
El esquema de conexiones
La posición de los terminales y el trazado del cable influyen en la instalación tanto como las dimensiones generales. El plano de disposición final identifica los terminales principales y secundarios, la conexión a tierra, el cableado de control y el acceso de servicio. Además, proporciona información sobre el montaje y la manipulación de la unidad seleccionada.
| Artículo | Configuración |
|---|---|
| Área de actuación de los equipos | Acceso al transformador, a la caja y a los terminales |
| Asistencia y gestión | Esquema de montaje, soporte de carga y ruta de suministro |
| Conexiones eléctricas | Trazado del cable, espacio de terminación e identificación de circuitos |
| Conexiones de control | Interfaces entre el suministro de ventiladores y el sistema de temperatura especificado |
| Acceso al servicio | Acceso para la inspección de bobinados, terminales y ventiladores |
Aplicaciones
La serie de aislamiento con moldeado epoxi se utiliza en aplicaciones de distribución en edificios e instalaciones interiores. Entre sus aplicaciones se incluyen edificios comerciales, instalaciones de transporte ferroviario y laboratorios de precisión. Su aislamiento de bobinado sin aceite y sus interfaces eléctricas configurables permiten una instalación sencilla centrada en los equipos conectados y en el entorno interior.
Distribución de edificios comerciales
Coordinar los circuitos de los transformadores con los cuadros eléctricos del edificio, la ventilación y los accesos de servicio. El pliego de condiciones eléctricas define la relación de tensión y el sistema de aislamiento para cada instalación.
Integración de equipos
Integrar el transformador con los requisitos de alimentación y control del equipo. Se especifican conjuntamente las disposiciones de conexión, las características de la carga y el espacio de instalación.
Laboratorios de precisión
Coordinar los circuitos de alimentación de los instrumentos con el diseño eléctrico del laboratorio. Las medidas necesarias de aislamiento, puesta a tierra y control de interferencias se ajustan a las especificaciones del equipo y del proyecto.
Entornos de aplicación ilustrativos.
La integración de los equipos debe tener en cuenta el acceso a los terminales, la disposición de las cajas y las interfaces de control de temperatura, cuando así se especifique. Un proyecto destinado a una instalación especializada también debe incluir en sus especificaciones técnicas los requisitos del sistema correspondientes.
La integración de equipos industriales combina la conversión de tensión necesaria y los circuitos de bobinado independientes con la disposición de conexión a la máquina o al proceso. En el caso de laboratorios y otras cargas sensibles, especifique cualquier requisito de apantallamiento o de interferencias, junto con el régimen de funcionamiento de la carga, la puesta a tierra y la disposición de la carcasa.
Conversión de tensión para equipos industriales
De 690 V a 400 V
El informe publicado por Subian sobre el proyecto de Zimbabue describe un transformador de aislamiento utilizado entre una alimentación de 690 V y equipos que requieren 400 V. Ilustra una tarea práctica de integración: incorporar una tensión de equipo diferente a una red eléctrica industrial, manteniendo al mismo tiempo separados los circuitos de los devanados.
Integración de equipos
En una instalación similar, el programa de carga y el esquema de conexión establecen los kVA necesarios, el régimen de funcionamiento y las interfaces. El expediente del proyecto describe una aplicación; la potencia nominal y la construcción del transformador seleccionado se definen en la ficha técnica del propio equipo.
| Artículo | Configuración |
|---|---|
| Ubicación | Zimbabue |
| Tensión de alimentación | 690 V |
| Tensión del equipo | 400 V |
| Función | Conversión de tensión mediante un transformador de aislamiento |
Ejemplo de proyecto publicado; no se trata de un informe de características eléctricas de las unidades fotografiadas.
Preguntas sobre la compra de transformadores de aislamiento
¿Qué condiciones del emplazamiento deben definirse antes de la selección?
Las especificaciones del transformador establecen la relación entre la red de alimentación, los equipos conectados y el entorno interior. Defina el régimen de carga junto con la puesta a tierra secundaria prevista, la carcasa y el sistema de refrigeración.
La temperatura, la altitud, la contaminación y las condiciones de acceso influyen en toda la instalación. Ten en cuenta estas condiciones junto con los requisitos eléctricos para que la configuración elegida se adapte tanto a la red como a su ubicación.
¿Qué elementos relacionados con la instalación eléctrica son necesarios?
Servicio eléctrico
Capacidad, tensiones primaria y secundaria, frecuencia y perfil de cargaRevisión de diseñoConfiguración de los devanados, potencia nominal y regulación de tensión
¿Cómo debería definirse el sistema secundario?
Sistema secundario
Conexión, requisitos relativos al neutro y medidas de protecciónRevisión de diseñoTerminales, puesta a tierra y coordinación del sistema
¿Qué condiciones térmicas deben especificarse?
Entorno térmico
Temperatura ambiente, altitud y ventilación de la estanciaRevisión de diseñoSistema de refrigeración y diseño térmico
¿Qué condiciones de contaminación deben revisarse?
Contaminación
Polvo, humedad, condensación y exposición a sustancias corrosivasRevisión de diseñoCarcasa, protección de superficies y acceso para la inspección
¿Qué se debe considerar como equipo sensible?
Equipos sensibles
Tipo de ruido, rango de frecuencias y cualquier requisito de protección acústicaRevisión de diseñoDisposición de las pantallas, conexión a tierra y prueba de rendimiento acordada
¿Qué interfaces de instalación física hay que comprobar?
Diseño físico
Espacio en sala o en armario, soporte, tendido de cables y ruta de servicioRevisión de diseñoPlano de dimensiones, montaje e instalación del equipo
¿Qué documentos técnicos y registros de configuración hay disponibles?
La guía de selección de sistemas de tipo seco de Subian presenta las aplicaciones en interiores y los aspectos de configuración que se tienen en cuenta a la hora de elaborar un pliego de condiciones.
Transformadores de tipo seco — Guía de selecciónSubian · Edición preliminar · 2 páginas · Temas generales sobre la selección de tipos secos; no se trata de un documento de clasificación ni de ensayo específico para el aislamientoAbrir PDF
Transformadores de aislamiento de tipo secoUn conjunto de núcleo y bobinado con circuitos primario y secundario independientes, conexiones superiores y sistema de refrigeración montado en la base.
Transformadores de aislamiento moldeados con resina epoxi SCBModelos trifásicos SCB10, SCB11 y SCB13 con bobinados moldeados al vacío y control de temperatura opcional.
Ámbito del documento y notas sobre la configuración
Esta guía preliminar de dos páginas aborda la capacidad, la clase de aislamiento, la carcasa, la refrigeración, las consideraciones relativas al ruido y la monitorización de la temperatura. Las características técnicas detalladas y las dimensiones de instalación figuran en la ficha técnica y en el plano del equipo seleccionado.
Los detalles del modelo recogen la información sobre la construcción y la configuración de referencia homologada SCB13. El informe publicado sobre el proyecto de Zimbabue ofrece un ejemplo independiente de conversión de tensión de 690 V a 400 V.
Guías de conexión y selección de transformadores
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