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NORMALIZACION DE TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION EN SOTANOS EXTERIORES
PROYECTO
CONTENIDO
1. INTRODUCCION....................................................................................................................................
2. TIPOS DE SUBESTACIONES ESTUDIADAS:.....................................................................................
3. TENSION NOMINAL PRIMARIA:........................................................................................................
4. CAPACIDADES Y TENSIONES NOMINALES SECUNDARIAS DE LAS SUBESTACIONES:........
5. TIPOS DE CONEXION...........................................................................................................................
6. CARACTERISTICAS DE LOS TRANSFORMADORES......................................................................
6.1 TRANSFORMADORES MONOFASICOS SUMERGIBLES PARA ALUMBRADO PUBLICO.............6.1.1 Descripción:....................................................................................................................................6.1.2 Capacidades Nominales:..................................................................................................................6.1.3 Tensión Nominal Primaria:..............................................................................................................6.1.4 Tensión Nominal Secundaria:..........................................................................................................6.1.5 Nivel Básico de Aislamiento (Bil):...................................................................................................6.1.6 Frecuencia:.....................................................................................................................................6.1.7 Impedancia:.....................................................................................................................................6.1.8 Entradas de Alta Tensión:................................................................................................................6.1.9 Salidas de Baja Tensión:..................................................................................................................
6.2 TRANSFORMADORES TRIFASICOS SUMERGIBLES ...................................................................... 6.2.1 Descripción:....................................................................................................................................6.2.2 Capacidades Nominales:..................................................................................................................6.2.3 Tensión Nominal Primaria:..............................................................................................................6.2.4 Nivel Básico de Aislamiento (Bil):...................................................................................................6.2.5 Frecuencia:.....................................................................................................................................6.2.6 Impedancia:.....................................................................................................................................6.2.7 Entradas de Alta Tensión:................................................................................................................6.2.8 Salidas de Baja Tensión:..................................................................................................................6.2.9 Dimensiones máximas:.....................................................................................................................
7. PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTE:.................................................................................
8. ESQUEMAS DE ALIMENTACION:......................................................................................................
9. CONDUCTORES UTILIZADOS:...........................................................................................................
9.1 ALTA TENSION.....................................................................................................................................9.2 BAJA TENSION......................................................................................................................................
10. SISTEMA DE TIERRA:........................................................................................................................
11. TIPOS DE SOTANOS NORMALIZADOS:..........................................................................................
12. AREA DE VENTILACION:..................................................................................................................
13. CARACTERISTICAS DE CONSTRUCCION:....................................................................................
13.1 PLACA DE PISO:..................................................................................................................................13.2 PLACA DE TECHO:.............................................................................................................................13.3 PAREDES:.............................................................................................................................................13.4 DRENAJES:...........................................................................................................................................13.5 SALIDAS DE TUBERIAS:....................................................................................................................13.8 ACCESO A LOS SOTANOS:................................................................................................................
NORMALIZACION DE TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION EN SOTANOS EXTERIORES
PROYECTO
1. INTRODUCCION
La presente normalización define las características que deberán tener las subestaciones secundarias instaladas en sótanos exteriores, que serán usados por La Electricidad de Valencia, ELEVAL en su sistema de distribución.
Trata todos los aspectos necesarios para su construcción tales como: estructuras civiles, ventilación, equipamiento eléctrico, dimensiones, ubicación, disposición de equipos y especificaciones de construcción.
2. TIPOS DE SUBESTACIONES ESTUDIADAS:
Se consideran dos tipos de subestaciones en sótanos que se estiman necesarios en el sistema de distribución de ELEVAL. Estos son:
¨ Montaje de dos transformadores monofásicos sumergibles para alumbrado público.
¨ Montaje de un transformador trifásico tipo sumergible.
¨ Montaje de dos transformadores trifásicos sumergibles de diferente relación de transformación o tensión.
¨ Montaje de dos transformadores trifásicos sumergibles en paralelo.
¨ Montaje de dos transformadores trifásicos sumergibles en Spot Network.
¨ Montaje de tres transformadores trifásicos sumergibles en Spot Network.
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3. TENSION NOMINAL PRIMARIA:
En todos los casos la tensión nominal primaria será 13.800 V.
4. CAPACIDADES Y TENSIONES NOMINALES SECUN-DARIAS DE LAS SUBESTACIONES:
¨ Las subestaciones secundarias en sótanos tendrán las siguientes capacidades y tensiones nominales:
CAPACIDAD NOMINAL(kVA)
TENSION NOMINALSECUNDARIA
50 480 / 240 V
75 480 / 240 V
100 480 / 240 V
150 208 Y / 120 V
300 208 Y / 120 V
500 208 Y / 120 V ó 480 Y / 277 V
750 208 Y / 120 V ó 480 Y / 277 V
1000 208 Y - 120 V ó 480 Y / 277 V
2000 480 Y / 277 V
2 X 750 208 Y - 120 V ó 480 Y / 277 V
2 X 1000 208 Y - 120 V ó 480 Y / 277 V
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CAPACIDAD NOMINAL(kVA)
TENSION NOMINALSECUNDARIA
2 X 2000 480 Y / 277 V
3 X 2000 480 Y / 277 V
5. TIPOS DE CONEXION
La conexión de los transformadores trifásicos será con desplazamiento angular de 30° (Ver Fig. N° 1).
FIGURA N° 1CONEXION DELTA - ESTRELLA 13800 - 208 y 120 V
N
b
c
a
B
A C
DEFASAJE : 30208 Volts
208 Volts
208 Volts120 Volts
120 Volts
120 Volts
H1
H2
H3
X3X0
X1 X2
13800 Volts
13800 Volts
A
B
C
N
a
b
c
APLICACION:Cargas distribuidas o concentradasCargas individuales: Para servicio de cargas monofásicas o cargas combinadas, donde el voltaje nominal del equipo servido es de: 115 a 120 V. para cargas monofásicas
200 V. para cargas trifásicasNOTA:Se permite el servicio de motores trifásicos de 220V. y monofásicos de 220V., con ligera depreciación de sus características de operación.ELECCION DE LA CAPACIDAD DEL BANCO:Con cargas monofásicas razonablemente balanceadas en las 3 fases, el factor de utilización del banco es de 100%.
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FIGURA N° 2CONEXION DELTA - ESTRELLA 13800 - 480 y 277 V
N
b
c
a
B
A C
DEFASAJE : 30°480 Volts
480 Volts
480 Volts277 Volts
277 Volts
277 Volts
X1
X0
H1
H2
H3
X3
X2
13800 Volts
13800 VoltsA
B
C
a
b
c
N
APLICACION:Cargas concentradas iguales o mayores de 500 kVAPara servicio de cargas trifásicas o cargas combina`das, donde el voltaje nominal del equipo servido es de: 277 V. para cargas monofásicas
460 V. para cargas trifásicasNOTA:Se permite el servicio de motores trifásicos de 416 V. con ligeras variaciones en sus características de operación.ELECCION DE LA CAPACIDAD DEL BANCO:Con cargas monofásicas razonablemente balanceadas en las 3 fases, el factor de utilización del banco es de 100%.
FIGURA N° 3TRANSFORMADOR MONOFASICO 13.800 - 480 / 240 V
A
B
C
a
b
N240 Volts240 Volts
13800 Volts
13800 Volts
480 Volts
APLICACION:Para circuitos de alumbrado público de 480 / 240 V
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6. CARACTERISTICAS DE LOS TRANSFORMADORES
A continuación se resumen las características más importantes de los transformadores a utilizarse:
6.1 TRANSFORMADORES MONOFASICOS SUMERGIBLES PARA ALUMBRADO PUBLICO
6.1.1 Descripción:
Transformador de distribución monofásico sumergible en aceite mineral, con enfriamiento natural para ser instalado en sótano.
6.1.2 Capacidades Nominales:
Transformador de distribución monofásico sumergible en aceite mineral, con enfriamiento natural para ser instalado en sótano.
* 50 kVA* 75 kVA* 100 kVA
6.1.3 Tensión Nominal Primaria:
* 13800 V
6.1.4 Tensión Nominal Secundaria:
* 240 / 480 V
6.1.5 Nivel Básico de Aislamiento (Bil):
* 95 kV
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6.1.6 Frecuencia:
* 60 Hz
6.1.7 Impedancia:
* No mayor de 4 %
6.1.8 Entradas de Alta Tensión:
* Las entradas de alta tensión irán provistas de terminales tipo pozo, de 200 A, aptos para la colocación de codos de 200 A (Bushing Well).
6.1.9 Salidas de Baja Tensión:
* Terminales tipo espada (NEMA) (Cobre).
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6.2 TRANSFORMADORES TRIFASICOS SUMERGIBLES
6.2.1 Descripción:
* Transformador de distribución trifásico sumergible en aceite mineral, con enfriamiento natural para ser instalado en sótanos.
6.2.2 Capacidades Nominales:
CAPACIDAD NOMINAL
(kVA)
TENSION NOMINALSECUNDARIA
150 208 Y / 120 V
300 208 Y / 120 V
500 208 Y / 120 V ó 480 Y / 277 V
750 208 Y / 120 V ó 480 Y / 277 V
1000 208 Y / 120 V ó 480 Y / 277 V
2000 480 Y / 277 V
6.2.3 Tensión Nominal Primaria:
* 13800
6.2.4 Nivel Básico de Aislamiento (Bil):
* 95 kV
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6.2.5 Frecuencia:
* 60 Hz
6.2.6 Impedancia:
* Para transformadores hasta 1000 kVA 5%* Para transformadores hasta 2000 kVA 7%
6.2.7 Entradas de Alta Tensión:
* Para transformadores de 150, 300 y 500 kVA: Terminales tipo pozo de 200 A, aptos para la colocación de terminales de inserción para codos de 200 A.
* Para transformadores de 750, 1000 y 2000 kVA: Terminales tipo perno roscado aptos para la colocación de conectores tipo codo de 600 A.
6.2.8 Salidas de Baja Tensión:
* Para transformadores de 150, 300 y 500 kVA en 208 Y / 120 V y 500, 750 y 1000 kVA en 480 Y / 277 V: Terminales tipo perno roscado de 12 hilos por pulgada de 1 1/2” de diámetro y 2 3/4” de longitud.
* Para transformadores de 750 y 1000 kVA en 208Y/120V: Terminales tipo perno roscado de 12 hilos por pulgada de 3” de diámetro y 4 1/2” de longitud.
* Para transformadores de 2000 kVA: Garganta con terminales de baja tensión con conexión flexible a la cual se conectará un protector de red cuando el esquema es Spot Network, o una caja con terminales tipo perno roscado de 3” de diámetro y 4 1/2” de longitud para los demás casos.
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6.2.9 Dimensiones máximas:
kVA LARGO ANCHO ALTOHasta 500 kVA 150 101 165
Hasta 1000 kVA
183 130 178
Hasta 2000 kVA 210 170 210
7. PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTE:
La protección contra sobrecorriente se hará con dos tipos de fusibles:
¨ Fusibles tipo NX instalados en interruptores en aceite
¨ Fusibles tipo E instalados en interruptores con aire
La selección de los fusibles se hará de acuerdo a la tabla siguiente:
CAPACIDAD NOMINALDEL TRANSFORMADOR
(kVA)
ESQUEMADE
SERVICIOFUSIBLE
(A)50 RADIAL (MONOFASICO) 8 NX75 RADIAL (MONOFASICO) 10 NX
100 RADIAL (MONOFASICO) 12 NX150 RADIAL 12 NX300 RADIAL 25 NX500 RADIAL 40 NX750 RADIAL 2 X 25 NX
1000 RADIAL 2 X 40 NX2000 TRANSF. MANUAL O
AUTOMAT.175 E
2 X 750 TRANSF. MANUAL O AUTOMAT.
125 E
2 X 1000 TRANSF. MANUAL O AUTOMAT.
125 E
2 X 2000 TRANSFERENCIA AUTOMATICA
250 E
2 X 2000 SPOT NETWORK 200 E3 X 2000 SPOT NETWORK 200 E
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8. ESQUEMAS DE ALIMENTACION:
Se utilizarán los esquemas de alimentación siguientes:
RADIAL
SELECTIVO MANUAL O EN ANILLO
SELECTIVO AUTOMATICO
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Las unidades de construcción desarrollan los esquemas de alimentación planteados anteriormente. Los tipos de unidades de construcción resultantes se resumen a continuación:
¨ Transformadores monofásicos para alumbrado público 13800 / 240 - 480 V. 50, 75 y 100 kVA conexión radial.
¨ Transformadores trifásicos 13800 - 480 Y / 277 V. 150, 300, 500, 750 y 1000 kVA conexión radial.
¨ Transformadores trifásicos 13800 - 480 Y / 277 V. 500, 750 y 1000 kVA conexión radial.
¨ Transformador trifásico 13800 - 208 Y / 120 V. 2000 kVA. Con transferencia manual en anillo o transferencia automática.
¨ Dos transformadores trifásicos de diferente relación de transformación o tensión, 13800 - 208 Y / 120 V, 13800 - 480 Y / 277 V, 750 ó 1000 kVA con transferencia manual en anillo o transferencia automática.
¨ Dos transformadores trifásicos 13800 - 208 Y / 120 V, 13800 - 480 Y / 277 V, 750 ó 1000 kVA en paralelo, con transferencia manual en anillo o transferencia automática.
¨ Dos transformadores trifásicos 13800 - 480 Y / 277 V, 2000 kVA, con transferencia automática o en Spot Network, en sótano convencional.
9. CONDUCTORES UTILIZADOS:
9.1 ALTA TENSION
Para las conexiones entre las protecciones y los transformadores se usarán cables monopolares de cobre con aislamiento para 15 kV, neutro a tierra de polietileno reticulado 90°C y cubierta de PVC, los cuales deberán ser terminados con terminales premoldeados de clase 200 A ó 600 A, según sea el caso.
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9.2 BAJA TENSION
Para las interconexiones en baja tensión, para los casos de transformadores en paralelo, se cablearán con conductores monopolares de cobre PLT - PVC - 90°C, 600 V de calibre 250 MCM y 500 MCM. Los calibres mínimos se muestran en la Tabla N° 4.
Para los cálculos de la capacidad térmica de estos cables se tomarán los siguientes criterios:
* Se tomará la capacidad de capacidad en amperios tomados de la Tabla 310-17 del C.E.N.
* Los anteriores valores se corrigen para temperatura ambiente de 40° (Factor 0,91)
* Se usa un factor de derrateo de 0,65 que toma en cuenta la agrupación de los cables en un montaje similar a bandeja.
Las capacidades de carga resultantes son las siguientes:
TABLA N° 1
CAPACIDAD DE CARGA DE LOS CONDUCTORES EN kVA,PARA TENSION DE 208 Y / 120 V "TRIFASICO" EN SOTANOS
CAPACIDAD (kVA)
CALIBRE CORRIENT
E (A)N° DE CONDUCTORES POR FASE
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
250 455 97 194 291 388 485 582 679 776 873 970500 700 149 298 448 597 746 895 1044 1193 1343 1491
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TABLA N° 2
CAPACIDAD DE CARGA DE LOS CONDUCTORES EN kVA,PARA TENSION DE 480 / 277 V "TRIFASICO" EN SOTANOS
CAPACIDAD (kVA)
CALIBRE CORRIENT
E (A)N° DE CONDUCTORES POR FASE
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
250 455 221 443 664 885 1107 1328 1549 1770 1992 2212500 700 345 688 1033 1377 1721 2065 2410 2754 3098 3442
TABLA N° 3
CAPACIDAD DE CARGA DE LOS CONDUCTORES EN kVA,PARA TENSION DE 480 Y / 240 V "MONOFASICA"
CAPACIDAD (kVA)
CALIBRE CORRIENTE
(A)N° DE CONDUCTORES POR FASE
1 2
250 455 129 167500 700 199 258
Las tablas anteriores se calcularon con la fórmula siguiente:
kVA I * N * V * F * F * nf t c
Donde:
I = Capacidad de carga en amperios, tomada de la Tabla 310-17 del C.E.N.
N = Número de fases
Vf = Voltaje nominal fase - neutro
Ft = Factor de corrección por temperatura diferente de 30°C
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Fc = Factor de corrección por número de cables, se adoptó 0,65 asimilando el caso cables en bandejas para cables
n = Número de conductores por fase
En base a estos cálculos se seleccionaron los conductores secundarios. En la tabla siguiente se resumen los conductores seleccionados.
TABLA N° 4
CALIBRE MINIMO DE CABLES SECUNDARIOS EN LAS CONEXIONES DE BANCOS DE TRANSFORMACION TRIFASICOS EN SOTANOS (CABLE MONOPOLAR Cu - PLT - PVC - 90° - 600 V)
BANCO(kVA)
VOLTAJE SECUNDARIO
208 Y / 120 V 480 Y / 277 V
750 5 X 500 MCM 4 X 250 MCM1000 7 X 500 MCM 3 X 500 MCM2000 6 X 500 MCM
10. SISTEMA DE TIERRA:
El sistema de tierra estará compuesto por una o dos barras de tierra, y una malla de cable de cobre N° 2 AWG que conectará todas las partes metálicas de los equipos y la pletina de neutro y tierra. A esta malla de tierra también se conectarán por intermedio de cables de cobre N° 6 AWG los dispositivos de puesta a tierra de los cables y conexiones premoldeadas.
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11. TIPOS DE SOTANOS NORMALIZADOS:
Se normalizaron dos tipos de sótanos:
* Modulares para transformadores hasta 1000 kVA
* Integrales para transformadores de 750, 1000 y 2000 kVA
Los sótanos modulares tienen las protecciones en sótanos aparte y son de dos tamaños:
* De 3,00 x 1,20 m. para transformadores hasta 500 kVA
* De 4,50 x 2,10 m. para transformadores hasta 1000 kVA
Los sótanos integrales tienen las protecciones en el mismo sótano y son de cuatro tamaños:
* De 9,85 x 2,20 m. para transformadores de 2000 kVA
* De 9,40 x 4,60 m. para transformadores de 750 a 1000 kVA
* De 10,65 x 4,60 m. para 2 transformadores de 2000 kVA
* De 9.95 x 7,00 m. para 3 transformadores de 2000 kVA
Adicionalmente se normalizó un sótano para un transformador monofásico de alumbrado público de 2,70 x 1,80 m.
12. AREA DE VENTILACION:
El área mínima neta requerida para ventilación es de 20 cm² x kVA
El área neta de ventilación para una reja es aprox. el 60% del área total (descontando el grueso de las pletinas y perfiles
Debido a que la ventilación es importante en la duración de la vida del transformador, se preverán áreas de ventilación mayores que las mínimas requeridas, tal como se muestra en la tabla siguiente:
CAPACIDAD AREA AREA
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kVA REQUERIDAcm²
PREVISTAcm²2
500 10000 216001000 20000 333002000 40000 62100
13. CARACTERISTICAS DE CONSTRUCCION:
A continuación se especifican las características de construcción que deberán tener los sótanos:
13.1PLACA DE PISO:
La placa de piso será de concreto armado de 180 kg/cm. con un espesor mínimo de 25 cm.
13.2PLACA DE TECHO:
Las placas de techo serán de concreto armado de 210 kg/cm con un espesor mínimo de 25 cm y un recubrimiento de acero de 3 cm mínimo.
13.3PAREDES:
Las paredes se construirán con concreto armado de 180 kg/cm con un espesor de 15 cm para sótanos modulares y 20 cm para sótanos integrales.
13.4DRENAJES:
Se preverán dos drenajes de 30 x 30 cm, ubicados en extremos opuestos. Estos drenajes tendrán una cuna de piedra picada. El piso del sótano tendrá una pendiente del 1% hacia dichos drenajes.
13.5SALIDAS DE TUBERIAS:
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Para las salidas de tuberías se usarán embudos para evitar el daño de los cables por radios de doblado menores que los permitidos.
13.8ACCESO A LOS SOTANOS:
Los sótanos deberán tener candados que impidan el acceso de personal no certificado y deberán estar situadas de manera de permitir el acceso fácil del personal de la compañía a toda hora.
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EN SOTANOS EXTERIORESPROYECTO
P L A N O S