MAGNETRON S.A.DEPARTAMENTO DE INGENIERIAGUIA PARAMANEJO ADECUADO DESU TRANSFORMADOR TIPO PEDESTALY CAJAS DE MANIOBRACODIGO:I-XD-X-06HOJA No:1 / 14TRANSFORMADORES AUTOPROTEGIDOSINTRODUCCIONEltransformadordedistribucinfuncionacomoparteintegraldelsistema,porlotantosedebenproveerlosdispositivosadecuadosparaprotegerlodelasperturbacionesdeeste.La practica normal es aplicar proteccin de sobrecorriente que asle el transformador de laalimentacin(primario)yproteccindesobretensin,paralostransitoriosexcesivosdevoltaje.Enelmercadoseofrecennormalmentecuatrotiposbsicosdetransformadoresdedistribucin,tipoposte,conalgngradodeproteccin.estossontransformadoresdemenos de 100 kVA monofsicos y 225 kVA trifsicos con tensiones secundarias inferioresa 600 v.1.0 CONVENCIONAL.Este tipo de transformador no contiene ningn tipo de proteccinincluida, por lo tanto lospararrayos y la proteccin de sobrecorriente, se deben adquirir adicionalmente.2.0 AUTOPROTEGIDO "SP" (Surge Proteccin).El transformador tipo "SP", incluye pararrayos e internamente un fusible en A.T.3.0 AUTOPROTEGIDO "CP" (Current Proteccin).Los transformadores tipo "CP" son equipados con un circuito interruptor(breaker) en B.T. yen A.T. un fusible.4.0 AUTOPROTEGIDO "CSP" (Current and Surge Proteccin).En un transformador "CSP" se proveen: Pararrayos para protegerlo de las sobretensionesproducidas por las descargas atmosfricas o por los suicheos. Fusibles en A.T. para aislareltransformadordelsistema,encasodefallainterna.yunCircuitointerruptorqueproporciona un grado de proteccin contra sobrecargas y cortocircuitos en el lado de B.T.2 / 14Enocasionessesolicitaadicionalmenteunfusiblelimitadordecorriente,elcualseconectara en serie con el fusible de A.T.ACCESORIOS1.0 CIRCUITO INTERRUPTOR.El circuito interruptor (Breaker) es el componente central yse encuentra internamente eneltransformadorenelladodeB.T.comolomuestralafigura;sumergidoenaceiteyconectadoentrelosterminalesdeldevanadodeB.T.ylaparteinteriordelosbujesdelsecundario.Existen de dos tiposTrmicos: Actan nicamente por sobrecarga. Cuando un transformador se sobrecarga(lacargadeltransformadorsuperasuvalornominal)produceunaumentoenlacorriente y un aumento en la temperatura del transformador, cuando esta temperaturaX1X3ALUZ DESEALEXTERNACONTACTO DELBREAKERPRINCIPAL N.C.BCONTACTO DESEALDEVANADOAUXILIARBIMETALICOPARRAYFUSIBLE DE EXPULSION(INMERSO EN ACEITE)CARGA EXTERNA DEL TRANSF.DEVANADODEVANADO PRIMARIO3 / 14superalatemperaturaparalacualestacalibradoelbreakerestesedisparainterrumpiendo el circuito conservando as la vida til del transformador.Termomagneticos:Estetipodebreakerademsdeprotegerporsobrecargaprotegetambinporexcesivassobrecorrientesoriginadasporcortocircuitosenelladodelacarga.La curva tpica de este tipo de breaker esOpcionalmenteestosaparatospuedentraerdosaccesoriosadicionalesasaber:Unaluzde sealizacin de sobrecarga y un mecanismo para control de emergencia, el cual lleva elbreaker a la mxima temperatura de calibracin.Elmecanismodelaluzdesealseajustadetalmaneraqueloscontactosdelaluzdeseal se cierren en una condicin trmica predeterminada, la cual ocurre antes de que elsistema principal de enganche abra los contactos principales.El resultado neto es una indicacin visual externa, de que una condicin presente de cargahasidoalcanzadaporeltransformador.Elmecanismodelaluzdesealnosereengancha por si mismo cuando la carga disminuye, la luz de seal permanece encendidavez que los contactos de la luz de seal se cierran y solamente pueden ser desconectadosoperando manualmente la manija exterior del interruptor.TrmicaMagnticaI(A)t(s)4 / 14El control de emergencia es un juego de enganches que puede ser activados externamenteparaaumentarlacantidaddecargaqueelinterruptorvaapermitirqueconduzcaeltransformador.Esto es hecho alimentando el acoplamiento del enganche principal y el dela luz de seal dentro del interruptor lo cual tiene el efecto de requerir mayor movimiento delacintabimetlicaparaabrirelinterruptor,yaqueparamayormovimientodelbimetalserequiere una mayor temperatura.Ciertosinterruptoresestnequipadosconunelementomagnticoparaaperturainstantnea adems del elemento bimetlico trmico de apertura.El elemento de aperturamagnticaaumentalavelocidaddeaperturadelinterruptorbajocondicionesdealtascorrientes de falla.Este aumento de velocidad de apertura permite que el interruptor opereconmayoresvaloresdecorrientedefalladeloqueseranormalmenteposible.Lareaccin del interruptor a la actividad trmica no se cambia con la adicin del elemento deapertura magntica.2.0 FUSIBLE.Esteesunfusibledeexpulsininmersoenaceite,elcualdebesercoordinadoconelcircuito interruptor de B.T. Su conexin se hace internamente entre el devanado de A.T. yel buje del primario.Cuando se disea un esquema de proteccin CSP primero se debe seleccionar el circuitointerruptoryluegoelfusible.Laformamssimplededeterminarsilacoordinacinfuelograda,escompararlasdoscurvas"Tiempo-Corriente",lacoordinacinesaceptablesipara toda corrientede falla en el secundario, el circuito interruptor aclara la falla antes deque se funda el fusible.Enlostransformadoresautoprotegidostipopedestalelcircuitointerruptordebesercoordinadoconelfusibletipobayoneta,yesteasuvezescoordinadoconelfusiblelimitador o con el enlace de aislamiento (Isolation Link).3.0 PARARRAYOS.Elpararrayosesdeltipodistribucin,deusoexterior,concaractersticasdetension-corrienteadecuadasalsistemadedistribucin.Vaconectadodirectamentealaparte5 / 14exteriordelbujeprimarioyaltanquedeltransformador.Comoelpararrayovamontadodirectamentesobreeltanquedeltransformador,sereducealmnimolaimpedanciadeconexin a tierra, maximizando as la proteccin contra sobretensiones.Paraqueeltransformadorseaprovistodeunaadecuadaproteccin,debidamentecoordinada es necesario conocer los siguientes datos.a. Del transformador.Numero de fases ........................................:Potencia nominal.. ................................ kVA:Voltaje primario (a travs del devanado) ........... V:Voltaje secundario (a travs del devanado) ........... V:Corriente nominal en el primario ................... A:Corriente nominal en el secundario ................... A:Impedancia del transformador .......................... %:Mxima corriente de falla en el primario ............. kA:Mxima corriente de falla en el secundario ............. kA:Perdidas en vaco ...................................... W:Perdidas en carga ...................................... W:Temperatura del aceite a potencia nominal................ C:Constante trmica del transformador (tiempo)............... h:b. De la proteccin.1.Filosofia de proteccin No 1.Estadodecargaestable,seguidaporunasobrecargaespecifica,duranteunperiododetiempo determinado.Estado estable de cargainicial ......................%:Sobrecarga especifica ..................................%:6 / 14Duracin de la sobrecarga ...................................h:Temperatura ambiente promedio............................C: 2.Filosofia de proteccin No 2.Sobrecarga especifica y continua.Mxima sobrecarga continua ..................................%:Temperatura ambiente promedio............................C:BENEFICIOS.ElusodetransformadoresautoprotegidosCSPofrecelossiguientesbeneficioscuandose compara con un transformador convencional no protegido.Menor costo de instalacin.Instalacin simple y ms fcil.Operacin ms segura.Servicio ms confiable.Menor costo de operacin.Una apariencia ms pulcra.EJEMPLODESELECCINDEPROTECCIONESPARATRANSFORMADORESTIPOPEDESTAL 3AUTOPROTEGIDOS CPConsideremos un transformador tipo pedestal 3 con las siguientes caractersticasPotencia :75 kVATensin Primaria : 11400 VTensin Secundaria : 495 V en vaco y 480 V a plena cargaImpedancia :3 %Corriente Primaria :8 . 33 * 114001000 * 75A7 / 14Corriente Secundaria :21 . 903 * 4801000 * 75 ACorriente de corto en3007 21 . 90 *3100 A 3000AEl secundario1.Seleccin del circuito interruptor : En la figura 1 se muestra la curva de los diferentescircuitosinterruptores,ydeacuerdoconlatablaseleccionamoselbreakerquecorresponde a la curva numero cuatro (4).Tensin SecundariaKVA 120 208Y/120 240 480480Y416Y15 3 --- --- ---30 5 3 3 ---45 6 5 4 375 7 6 6 4112.5 7 7 5150 8 7 6225 7300 72.Seleccindelfusible:ComosemencionanteriormenteportratarsedeuntransformadortipoPedestal,elcircuitointerruptordebesercoordinadoconelfusibletipo bayoneta.Tiempo de disparo del breaker (curva 4) para 3000 A : 0.25 sCorriente primaria para que en el secundario circulen 3000 A :26 . 130 3000 *11400495AEntonces se debe seleccionar un fusible tipo bayoneta (con sensor de corriente o dual) queacte a una corriente de 130.26 A en un tiempo mas cercano pero superior a 0.25 s.8 / 14Si se va a utilizar un fusible tipo bayoneta con sensor de corriente de acuerdo con la figura2(MinumumMelting)sedebeseleccionarelfusibleC10 queactaaproximadamenteen0.6 s.Otros puntos de chequeo para la coordinacin% Icc en BT 100% 75% 50% 25%I en BT [A] 3000 2250 1500 750I en AT [A] 130.26 97.69 65.13 32.57Tiempo dereaccin delfusible C10 [s]0.6 0.9 8 InfinitoTiempo dereaccin delbreaker tipo T-15 [s]0.25 0.4 0.9 5Una vez seleccionado el fusible tipo bayoneta, se selecciona el fusible de respaldo limitadorde corriente (ELSP) o el enlace de aislamiento (Isolation Link).Si se desea trabajar con un fusible de respaldoEn la tabla numero seis (6) *Tenemosqueparauntransformadorde75kVAtrifsicoconunatensinfasede12 a 12.47 kv. se recomienda usar un fusible limitador tipo ELSP de 30 A.Obsrvesequesegnlatablaseiselfusibletipobayonetaconsensordecorrienterecomendado es el C06, pero este fusible a una corriente de 130 A acta en 0.04 s. Comoacta antes que el breaker (0.25 s) no debemos utilizar este fusible, por lo tanto debemosutilizar el C10.Si se desea utilizar el enlace de aislamiento (Isolation Link)

*Las coordinaciones recomendadas en las tablas no incluyen coordinacin con el circuito interruptor9 / 14De acuerdo con la tabla 1 tenemos que para un fusible tipo bayoneta C10 se recomiendautilizar el enlace de aislamiento A03.TABLA 1Combinaciones con fusiblesBAYONETA CONECTORFusibles sensores de corriente4000353C04 3001861A01M4000353C06 3001861A02M4000353C08 3001861A02M4000353C10 3001861A03M4000353C12 3001861A03M4000353C14 3001861A05M4000353C16 3001861A05M4000353C17 3001861A05MBAYONETA CONECTORFusibles con sensor doble4000358C03 3001861A01M4000358C05 3001861A02M4000358C08 3001861A03M4000358C10 3001861A05M4000358C12 3001861A06M4000358C14 3001861A07M4000358C16CB 3001861A07M4000358C18CB 3001861A07M10 / 1411 / 1412 / 1413 / 1414 / 14