Guia de transformadors de mitjana tensió

 

 

Els transformadors de mitjana tensió són components fonamentals de la infraestructura elèctrica moderna. Mentretransformadors d'alta tensiós'utilitzen principalment per a la transmissió d'energia a granel a llargues distàncies-augmentant la sortida del generador per minimitzar les pèrdues de línia-els transformadors de mitja tensió operen a la xarxa de distribució, convertint l'energia elèctrica d'un nivell de tensió a un altre dins del rang mitjà. Això permet el lliurament d'energia segura i eficient a sistemes industrials, comercials i de serveis públics. Per tant, la comprensió de les característiques, els tipus i els criteris de selecció dels transformadors de mitjana tensió és essencial per als enginyers, gestors d'instal·lacions i professionals de contractació implicats en el disseny i manteniment de sistemes elèctrics.

 

 

1.1 Definició

Un transformador de tensió mitjana és un dispositiu elèctric que converteix l'energia elèctrica entre nivells de tensió mitjana-normalment la tensió de distribució entrant-i tensions més baixes adequades per a aplicacions d'ús final-. En termes pràctics, un transformador de mitjana tensió rep potència a tensions que van des d'aproximadament2,4 kV a 69 kVi el redueix a tensions d'utilització com ara 480 V, 208 V o altres nivells requerits per la càrrega.

Els límits de tensió exactes varien lleugerament segons l'estàndard que consulteu. Segons ANSI (American National Standards Institute), els transformadors de mitjana tensió poden gestionar tensions des2,4 kV fins a 69 kV. IEEE defineix els sistemes de mitjana tensió als Estats Units com normalment van des de5 kV a 35 kVper a la majoria d'aplicacions de distribució, amb equips classificats habitualment a 5 kV o 15 kV. A Europa, la norma EN 50588-1 defineix els transformadors de potència mitjana com aquells amb una tensió més alta per a equips superiors a 1,1 kV però que no superen els 36 kV.

 

1.2 Paper en el sistema de distribució d'energia

Per entendre on encaixen els transformadors de mitjana tensió, ajuda a imaginar la jerarquia de distribució d'energia més àmplia:

Generació → Transmissió:Les centrals elèctriques generen electricitat a voltatges relativament baixos, que després s'incrementen a tensions altes o extra{0}}eleves (de 115 kV a 765 kV) per a una transmissió eficient a llarga-distància.

Transmissió → Distribució:A les subestacions, les altes tensions es redueixen a mitjanes tensions (normalment de 5 kV a 35 kV) per a la seva distribució mitjançant alimentadors primaris.

Distribució → Client:Els transformadors de mitjana tensió proporcionen la transformació final de tensió, reduint la tensió de distribució fins als nivells d'utilització (p. ex., 480 V, 240 V, 120 V) per als clients d'ús final-.

En molts casos, una empresa subministra energia a una instal·lació a mitja tensió, i la instal·lació posseeix i opera el seu propi transformador de mitjana tensió per baixar a baixa tensió. Aquesta disposició permet que la instal·lació aprofiti els costos energètics més baixos associats al servei de mitjana tensió i ofereix al propietari un major control sobre la qualitat de l'energia.

1.3 Normes clau i compliment

Els transformadors de mitjana tensió es fabriquen d'acord amb una varietat d'estàndards de la indústria, sobretot d'IEEE i IEC. Als Estats Units, les característiques i la funcionalitat de la majoria dels transformadors de distribució estan sotaEstàndard IEEE C57.12.00(Requisits generals estàndard per a transformadors de distribució, potència i regulació de líquids immersos). Tanmateix, molts altres estàndards s'apliquen a tipus i aplicacions de transformadors específics:

• IEEE C57.12.01:Requisits generals estàndard per a la distribució de tipus sec-i transformadors de potència
• IEEE C57.12.34:Requisits per als transformadors de distribució trifàsics-muntats, compartimentats-, auto-refrigerats
• IEEE C57.12.28/29:Coixinet-Integritat del recinte d'equips muntats
• IEC 60076:Sèrie estàndard internacional per a transformadors de potència, inclosos els transformadors de potència mitjana
• NEMA TP-1:Guia per a la determinació de l'eficiència energètica dels transformadors de distribució
• DOE 10 CFR Part 431:Normes d'eficiència energètica del Departament d'EUA per als transformadors de distribució

Per a instal·lacions als Estats Units, el compliment de laCodi elèctric nacional (NFPA 70)també és obligatori. Al Canadà, elCodi elèctric canadenc (CEC)s'aplica.

 

 

 

No tots els transformadors de mitjana tensió són iguals. L'elecció del tipus de transformador té implicacions profundes pel que fa al cost, la seguretat, els requisits d'instal·lació i la fiabilitat-a llarg termini.

 

2.1 Tipus líquid-immers versus sec-

Aquesta és la distinció més fonamental entre els transformadors de mitjana tensió.

Els avantatges-entre aquestes dues famílies són substancials:

Atribut	Líquid-immers	Tipus-sec
Risc d'incendi	Més{0}}requereix protecció contra incendis per a ús en interiors	Baix-apte per a instal·lació en interiors
Eficiència de refrigeració	Excel·lent (l'oli condueix bé la calor)	Moderat (depèn de la circulació de l'aire)
Manteniment	Cal fer proves periòdiques d'oli i filtració	Manteniment baix
Esperança de vida	30-40 anys típic	20-30 anys típic
Aplicacions típiques	Subestacions exteriors, distribució de serveis	Instal·lacions interiors, edificis comercials
Cost inicial	Generalment més baix per a la mateixa qualificació	Generalment més alt per a la mateixa qualificació
Risc ambiental	Les fuites d'oli poden contaminar el sòl	Sense líquid, sense risc de vessament

 

2.2 Transformadors de subestació

2.3 Transformadors muntats-Pad

2.4 Transformadors-muntats en pals

2.5 Transformadors de resina fosa

 

 

 

La construcció física del nucli d'un transformador determina la seva eficiència, pèrdues i característiques de rendiment.

3.1 Materials bàsics

El nucli serveix com a camí magnètic per a la transferència d'energia entre els bobinatges primaris i secundaris. Les seves propietats del material influeixen directament en les pèrdues sense-càrrega (pèrdues del nucli), l'eficiència i l'augment de la temperatura.

Acer al silici orientat al gra{0}(GOSS)segueix sent el material bàsic més utilitzat per als transformadors de mitjana tensió. Ofereix una alta permeabilitat magnètica i baixes pèrdues de corrent de Foucault. GOSS està dissenyat amb una orientació de gra preferida que alinea els dominis magnètics amb la direcció del flux magnètic, maximitzant l'eficiència.

Aliatges de metalls amorfshan sorgit com una alternativa per als transformadors de distribució{0}}energèticament eficients. Aquests materials ofereixen pèrdues de ferro ultra-baixes-normalment entre un 70% i un 80% més baixes que l'acer de silici convencional-, però amb un cost de material més elevat. Són especialment atractius per als transformadors que funcionen a baixes càrregues durant períodes prolongats.

Aliatges magnètics suaus nanocristal·linspresenten excel·lents propietats magnètiques a altes freqüències i s'utilitzen principalment en transformadors electrònics o d'ús especial-en lloc de les unitats de distribució convencionals de 50/60 Hz.

 

 

 

La selecció del transformador adequat comença per comprendre les seves qualificacions fonamentals.

4.1 Classificacions de tensió

Cada transformador de mitjana tensió té dues classificacions de tensió crítiques: la tensió primària (el costat d'entrada) i la tensió secundària (el costat de sortida). Per exemple, un transformador de 13,8 kV / 480 V rep 13,8 kV al costat primari i lliura 480 V al costat secundari.

Els transformadors també tenen un nivell d'impuls bàsic (BIL), que representa la tensió màxima que l'aïllament pot suportar durant un llamp o una sobretensió de commutació. Per als transformadors de mitjana tensió, les classificacions BIL oscil·len entre 60 kV i 150 kV o superiors, depenent de la classe de tensió i l'aplicació.

Potències de 4,2 kVA

El valor nominal de kVA (kilovolt-amperi) d'un transformador indica la seva capacitat de potència aparent-la quantitat de corrent que pot transportar sense sobreescalfar. Les mides estàndard de kVA del transformador de mitjana tensió trifàsic-inclouen:30, 45, 75, 112,5, 150, 225, 300, 500, 750, 1.000, 1.500, 2.000 i 2.500 kVA.

L'elecció de la qualificació kVA correcta és fonamental. Un transformador de mida inferior es sobreescalfarà, reduint la vida útil de l'aïllament i pot provocar una fallada prematura. Un transformador sobredimensionat augmenta el cost inicial i pot funcionar de manera ineficient amb càrregues lleugeres, ja que existeixen pèrdues de nucli independentment de la càrrega.

4.3 Pujada de temperatura i classes d'aïllament

Els transformadors s'enumeren amb una classificació d'augment de temperatura-normalment de 80 graus , 115 graus o 150 graus -, que indica quant augmentarà la temperatura del transformador per sobre de la temperatura ambient a plena càrrega. Un transformador amb una pujada de 80 graus funciona significativament més fred que un transformador classificat per a una pujada de 150 graus, cosa que pot traduir-se en una vida útil més llarga de l'aïllament i una millor eficiència, però també un cost inicial més elevat.

Les classes d'aïllament (Classe A a 105 graus, Classe B a 130 graus, Classe F a 155 graus, Classe H a 180 graus) defineixen la temperatura màxima de funcionament que els materials d'aïllament poden suportar sense degradació significativa.

 

 

 

La manera com es connecten els bobinatges d'un transformador determina el seu rendiment amb càrregues desequilibrades, harmònics i fallades a terra.

5.1 Tipus bàsics de connexió

N'hi ha tres fonamentalsconnexió de bobinatgeesquemes:

Connexió en estrella (Y) (Y):Un extrem de cada bobinatge de fase està connectat en un punt comú (el neutre). Una connexió en estrella proporciona un punt neutre que es pot posar a terra.

Connexió delta (D):Les fases estan connectades en un bucle tancat, sense punt neutre. Les connexions delta estan intrínsecament equilibrades i proporcionen un camí per a corrents de seqüència zero-.

Connexió en zig-zag (Z):Una connexió especialitzada que s'utilitza principalment per posar a terra transformadors o transformadors amb potències menors. Les connexions en zig-zag s'utilitzen normalment només al costat secundari.

 

5.2 Notació de grup vectorial

El grup vectorial d'un transformador descriu la configuració del bobinat i la relació de fase entre les tensions primàries i secundàries. La notació segueix un format estàndard:

La primera lletra (majúscula) indica la connexió del bobinat primari: D per delta, Y per estrella, Z per ziga-zaga.

La segona lletra (en minúscula) indica la connexió del bobinatge secundari.

Una "n" indica que el punt neutre ha sortit.

El número indica el desplaçament de fase en notació de rellotge-hores (multiplicar per 30 graus per obtenir graus de retard).

5.3 Comparació de Dyn11 i Yyn0

Dos grups vectorials dominen les aplicacions de distribució:Din11iYyn0.

Din11presenta un element primari connectat en delta-(D) i un secundari-connexat en estrella amb neutre (yn), amb un desplaçament de fase de 330 graus (11 al rellotge). El primari delta proporciona un camí de circulació per a corrents de seqüència zero-i atrapa els harmònics triple (3r, 9, etc.), evitant que es reflecteixin de nou a la xarxa de subministrament. Dyn11 també gestiona excepcionalment bé les càrregues desequilibrades, per la qual cosa és l'opció preferida per als sistemes de distribució moderns amb càrregues no-lineals, com ara ordinadors, il·luminació LED i unitats de freqüència variable.

Yyn0presenta un element primari-connectat en estrella (Y) i un secundari-connexat en estrella amb neutre (yn), amb desplaçament de fase zero. L'estrella primària no té un camí de retorn per a corrents de seqüència zero-. En conseqüència, els harmònics triplen poden aparèixer a la tensió primària i les càrregues desequilibrades poden provocar un canvi de neutre, donant lloc a desequilibris de voltatge de fase. Yyn0 es limita generalment a aplicacions amb contingut harmònic mínim i càrregues equilibrades. Hi ha una restricció addicional: als transformadors Yyn0, el corrent de la línia neutra no ha de superar el 25% del corrent nominal del bobinatge secundari, mentre que Dyn11 pot gestionar fins a un 75%.

En resum, per a la majoria de les aplicacions modernes-especialment les que impliquen càrregues no-lineals, centres de dades, plantes industrials o qualsevol instal·lació amb-càrregues monofàsiques-Dyn11 importants és el grup de vectors preferit.

 

La mida adequada d'un transformador és una de les decisions més importants en el disseny del sistema elèctric. Els errors en aquesta etapa poden provocar anys d'ineficiència o fracàs prematur.

6.1 Procediment de mida-a-pas a pas

Pas 1: calculeu la potència de càrrega total.Feu un inventari de totes les càrregues connectades aigües avall dels motors del transformador-, il·luminació, climatització, equips d'oficina i maquinària de producció.

Pas 2: aplicar factors de simultaneïtat.No totes les càrregues funcionen a plena capacitat simultàniament. Un factor de diversitat (normalment de 0,7 a 0,9) explica aquesta realitat.

Pas 3: Compte amb els corrents d'arrencada del motor.Les càrregues inductives com els motors consumeixen de 3 a 7 vegades el seu corrent de funcionament normal durant l'arrencada. El transformador ha de tenir la capacitat suficient per manejar aquests corrents d'entrada sense caiguda de tensió excessiva.

Pas 4: apliqueu un marge de seguretat.Afegiu un 20% a un 30% de capacitat addicional per adaptar-se a les fluctuacions de càrrega i a l'expansió futura.

Pas 5: calculeu la capacitat del transformador.Utilitzeu la fórmula:

Capacitat del transformador (kVA)=Potència de càrrega total (kW) ÷ Factor de potència × Marge de seguretat

Els factors de potència típics oscil·len entre 0,8 i 0,95 per a la majoria de càrregues industrials i comercials.

Pas 6: seleccioneu la següent mida estàndard.Arrodoneix a la valoració kVA estàndard més propera de la llista de la secció 4.2.

 

6.2 Consideracions ambientals i d'aplicació

El càlcul de la mida és només el principi. Diversos altres factors influiran en la vostra selecció final:

• Ambients d'alta temperatura:Per a instal·lacions amb temperatures ambientals elevades o per sobre dels 1.000 metres d'altitud, reduïu la capacitat nominal entre un 5% i un 20% a causa de la disminució de l'eficiència de refrigeració i aïllament.
• Contingut harmònic:Els sistemes amb càrregues no-lineals substancials (unitats de freqüència variable, sistemes SAI, il·luminació LED, ordinadors) poden requerir un transformador amb unValoració del factor K-per gestionar l'escalfament harmònic sense declassar.
• Entorn d'instal·lació:Els transformadors de tipus sec-generalment es prefereixen per a instal·lacions interiors on la seguretat contra incendis és una preocupació. Les unitats-immerses en líquids són més rendibles-per a instal·lacions exteriors amb espai i contenció adequats.
• Càrregues de xoc:Per a càrregues com soldadors o compressors que imposen exigències de corrent sobtades i altes, augmentar la capacitat entre un 10% i un 30%.

 

6.3 Normes d'eficiència i energia

Eficiència energèticas'ha convertit en una consideració cada cop més important en la selecció de transformadors, impulsada tant pels costos operatius com pels requisits reglamentaris.

Als Estats Units, elDepartament d'Energia (DOE)van establir normes d'eficiència obligatòries per als transformadors de distribució, amb efecte l'1 de gener de 2016, segons 10 CFR Part 431. Aquestes normes, que s'apliquen a qualsevol transformador de distribució fabricat a partir d'aquesta data i venut a qualsevol estat dels EUA, es basen en l'eficiència mesurada a35% de càrrega-reflectant una investigació que demostra que la majoria dels transformadors de distribució funcionen a aproximadament un 35% de la capacitat nominal de mitjana.

Per a aplicacions que exigeixen la màxima eficiència,NEMA PremiumEls transformadors d'eficiència ofereixen aproximadament un 30% de pèrdues inferiors als requisits del DOE 2016. Tot i que la prima de cost inicial pot ser significativa, el període de recuperació mitjançant pèrdues d'energia reduïdes sovint és atractiu per als transformadors de càrrega contínua.

 

6.4 Impedància

Impedància del transformador(expressat com a percentatge) determina quant limita el transformador el corrent de falla i quanta caiguda de tensió es produeix sota càrrega. Els transformadors de distribució estàndard solen tenir impedàncies que oscil·len entre el 2% i el 8%. Una impedància més alta redueix el corrent de falla i protegeix els equips aigües avall, però augmenta la caiguda de tensió.

 

 

 

La instal·lació adequada és fonamental per a la seguretat, el rendiment i la longevitat del transformador. La instal·lació que no compleix els requisits del codi pot provocar un sobreescalfament, perills elèctrics, fallades d'inspecció i possibles responsabilitats legals.

7.1 Espai lliure i treball

El Codi Elèctric Nacional (NEC) requereix un espai de treball adequat al voltant dels equips elèctrics per permetre un funcionament, manteniment i inspecció preparats i segurs. Els requisits clau inclouen:

• Alçada mínima de l'espai de treball lliure:2,0 m (6,5 peus)
• Amplada mínima de l'espai de treball lliure:914 mm (3 peus)
• Espai lliure frontal:Mínim 3 peus (0,9 m) davant dels tancaments del transformador per a la inspecció i el manteniment
• Espai de ventilació:Normalment de 150 a 300 mm (6 a 12 polzades) al voltant de superfícies ventilades per a transformadors de tipus sec-per permetre un flux d'aire sense obstacles

Per als transformadors muntats en plaques-, els requisits específics d'espai lliure depenen de la instal·lació. El NEC no sempre prescriu les separacions esquerra, dreta i posterior en termes explícits, però s'han de seguir els codis locals i les instruccions del fabricant. FM Global, per exemple, requereix 25 peus entre transformadors-omples d'oli mineral, tot i que aquest requisit baixa a zero per als transformadors que utilitzen fluids menys-inflamables.

7.2 Separació de compartiments

Per a les instal·lacions de mitjana tensió, els compartiments de mitja tensió i de baixa tensió s'han de separar amb una barrera d'acer que s'estengui tota l'alçada i profunditat dels compartiments. Els dos compartiments s'han de construir amb xapa d'acer que compleixi els requisits ANSI.

7.3 Posada a terra

La connexió a terra adequada és essencial per a la seguretat i la protecció de l'equip. La resistència de connexió a terra normalment s'ha de mantenir aMenys o igual a 10 ohms. El neutre del transformador (si n'hi ha) s'ha de posar a terra correctament d'acord amb el disseny del sistema i els codis aplicables. Els requisits de connexió a terra es detallen a l'article 250 del NEC.

7.4 Protecció contra incendis

Per als transformadors-omples d'oli instal·lats a l'interior o a prop d'edificis, poden ser necessàries mesures de protecció contra incendis. Aquests poden incloure:

• Murs o barreres-resistents al foc
• Sistemes automàtics d'extinció d'incendis
• Contenció d'oli (conques de contenció de vessaments o pous-de contenció de petroli)
• Sistemes automàtics de diluvi d'aigua per a instal·lacions més grans

El tipus de fluid utilitzat en el transformador també afecta els requisits de protecció contra incendis. Els transformadors que s'omplen amb fluids menys-inflamables o biodegradables poden ser aptes per a l'espai lliure reduït i mesures simplificades de protecció contra incendis.

 

 

 

La protecció d'un transformador de mitjana tensió requereix un enfocament coordinat que abordi tant les fallades internes com les pertorbacions externes del sistema.

8.1 Protecció contra sobreintensitat

Els requisits de NEC per a la protecció contra sobreintensitat del transformador depenen de la impedància del transformador. Per als transformadors amb una impedància del 6% o menys, el NEC requereix protecció tant primària com secundària. El fusible primari no ha de superar el 300% del corrent de plena-carga principal (FLA) i el dispositiu secundari de sobreintensitat a 480 V no ha de superar el 125% del FLA secundari.

8.2 Fusibles vs. disjuntors

L'elecció entre fusibles i interruptors automàtics per a la protecció del transformador implica intercanvis-:

En moltes xarxes de distribució, s'utilitza un enfocament combinat: fusibles al costat primari per a la protecció de curt-circuits, combinats amb un interruptor principal de baixa-tensió que proporciona protecció contra sobrecàrregues.

 

 

 

 

 

Fins i tot el transformador més fiable requereix un manteniment regular per aconseguir la seva vida útil completa. Un programa de manteniment-ben dissenyat pot allargar la vida útil del transformador d'uns 20-30 anys a 40 anys o més.

9.1 Manteniment predictiu

El manteniment predictiu utilitza eines de diagnòstic per identificar possibles problemes abans que es produeixin un error.

• Anàlisi de gasos dissolts (DGA):L'eina més potent per avaluar la salut dels transformadors-immersos en petroli. Mitjançant l'anàlisi dels gasos dissolts a l'oli aïllant-hidrogen, metà, acetilè, etilè-, els tècnics poden detectar problemes com ara el sobreescalfament, l'arc i l'avaria de l'aïllament. La DGA regular proporciona una alerta primerenca de fallades en desenvolupament i ajuda a prioritzar les activitats de manteniment.
• Termografia infraroja (escaneig IR):Les imatges tèrmiques detecten punts calents que indiquen connexions soltes, juntes d'alta -resistència, sobrecàrrega o aïllament fallat. Per als transformadors de tipus-compartiment, l'IR de vegades pot detectar l'escalfament anormal de contactes degradats o altres disfuncions que provoquen un augment de la temperatura a les superfícies externes.
• Monitorització de descàrrega parcial (PD):Les descàrregues parcials són indicadors primerencs del deteriorament de l'aïllament. El monitoratge de PD utilitza sensors per detectar les descàrregues elèctriques que es produeixen dins del sistema d'aïllament del transformador abans que s'escallin en fallades completes.

9.2 Manteniment preventiu

El manteniment preventiu segueix un calendari fix per abordar el desgast normal.

• Proves i mostres d'oli regulars:Les proves de tensió de ruptura mesuren la força aïllant de l'oli; BDV baix indica contaminació o humitat. El contingut d'humitat s'ha de mesurar mitjançant la valoració de Karl Fischer i mantenir-se dins dels límits acceptables.
• Inspecció de casquilles:Inspecció visual per detectar esquerdes, acumulació de brutícia i danys. Les proves de capacitat i tan delta avaluen l'estat de l'aïllament de la boquilla.
• Manteniment del canviador de taps:Per als transformadors amb-canviadors d'aixetes de càrrega (OLTC), s'ha de comprovar el nivell d'oli, inspeccionar els contactes per detectar dipòsits de carboni i netejar-los i substituir l'oli si està contaminat.
• Comprovacions d'estanquitat i detecció de fuites:Les fuites d'oli s'han d'identificar i reparar ràpidament per mantenir la integritat de l'aïllament i evitar la contaminació ambiental.

9.3 Freqüències d'inspecció

Tot i que les freqüències específiques depenen de la criticitat del transformador i de l'entorn operatiu, les directrius generals inclouen:

• Inspeccions visuals:Mensualment a trimestral, centrat en els nivells d'oli, les fuites, el soroll inusual i l'estat general
• Termografia infraroja:Anualment, o amb més freqüència per a transformadors crítics
• Mostreig d'oli i DGA:Anualment per a instal·lacions estàndard; semi-anual per a transformadors crítics o amb molta càrrega
• Proves elèctriques (resistència d'aïllament, relació de girs, resistència de bobinatge):Cada 2 a 5 anys
• Revisió integral:Cada 10 a 15 anys per a transformadors de gran potència

 

 

 

Els transformadors de mitjana tensió serveixen per a una àmplia gamma d'aplicacions.

10.1 Instal·lacions industrials

A les plantes i fàbriques de fabricació, els transformadors de mitjana tensió proporcionen energia a grans motors, maquinària i equips que requereixen nivells de voltatge més alts per a un rendiment òptim. Indústries com l'automoció, el processament químic, la mineria i la fabricació d'acer solen operar els seus propis sistemes de distribució de mitjana tensió, amb transformadors que redueixen la tensió de la xarxa pública a la tensió de distribució de la planta i transformadors addicionals que redueixen encara més els nivells d'utilització de la màquina.

10.2 Edificis comercials

Els complexos d'oficines, centres comercials, hospitals, hotels i altres establiments comercials depenen de transformadors de mitjana tensió per a il·luminació, climatització, ascensors i altres càrregues elèctriques essencials. Els grans edificis comercials sovint reben el servei primari a mitja tensió (normalment 13,8 kV o 4,16 kV), baixant a 480 V per a la distribució a tot l'edifici, amb transformadors de baixa tensió addicionals que donen servei a càrregues de 120/208 V.

10.3 Subestacions de serveis públics

Els serveis elèctrics utilitzen transformadors de mitjana tensió per reduir la tensió de les línies de transmissió a nivells inferiors adequats per a la distribució a clients residencials i comercials. Aquests transformadors-propietats dels serveis públics formen la columna vertebral del sistema de distribució.

10.4 Sistemes d'Energies Renovables

Els parcs solars i eòlics incorporen transformadors de mitjana tensió per connectar l'electricitat generada a la xarxa. A mesura que l'energia renovable segueix creixent, la demanda de transformadors de mitjana tensió dissenyats específicament per a aquestes aplicacions-inclosos dissenys que gestionen el flux d'energia bidireccional i les fluctuacions de voltatge àmplies-ha augmentat substancialment.

10.5 Centres de dades

Els centres de dades es troben entre les aplicacions més exigents per als transformadors de mitjana tensió. Requereixen una fiabilitat extremadament alta (sovint redundància N+1 o 2N), una qualitat d'energia excel·lent i una alta eficiència a causa del funcionament continu. La majoria dels centres de dades utilitzen un servei de tensió mitjana (sovint 13,8 kV o 15 kV) reduït a 480 V, amb transformadors secundaris que alimenten sistemes SAI i unitats de distribució d'energia.

10.6 Instal·lacions sanitàries

Els hospitals i les instal·lacions sanitàries utilitzen transformadors de mitjana tensió per alimentar diversos quadres de distribució de baixa-tensió, amb transformadors separats que donen servei a branques crítiques, branques de seguretat vital i branques d'alimentació normals per garantir que els sistemes essencials continuïn operatius en qualsevol escenari de fallada.

 

 

 

Treballar amb transformadors de mitjana tensió requereix un estricte compliment dels protocols de seguretat. Aquests dispositius porten altes tensions i presenten perills elèctrics significatius:

• Només personal qualificathauria de manejar o treballar en transformadors de mitjana tensió.
• Sempre des{0}}energèticel transformador i comproveu la tensió zero abans d'apropar-vos.
• Posa a terra el transformadordesprés de la-desenergització i abans de realitzar qualsevol treball.
• Mantenir les distàncies d'aproximació adequadesen funció del nivell de tensió.
• Utilitzar equips de protecció individual (EPI) adequatsnominal per al corrent de falla disponible.
• Seguiu els procediments de bloqueig/etiquetatge (LOTO).tal com exigeix ​​la normativa OSHA.

 

 

 

El cost total de propietat d'un transformador de mitjana tensió s'estén molt més enllà del preu de compra inicial.

Cost inicial de contractacióvaria significativament segons el tipus: els transformadors de tipus sec-normalment costen més per endavant que les unitats d'immersió líquida-de la mateixa qualificació, mentre que les unitats d'eficiència-superior tenen un preu més elevat que els models d'eficiència-estàndards.

Costos d'instal·lacióincloure la preparació del lloc, la base o la base de formigó, les connexions elèctriques, la connexió a terra, la protecció contra incendis (si cal) i les consideracions sobre l'autorització per a un futur accés.

Pèrdues energètiquesrepresenten el cost operatiu en curs més important. No hi ha-pèrdues de càrrega (pèrdues bàsiques) les 24 hores del dia, els 365 dies de l'any, independentment de la càrrega. Les pèrdues de càrrega (pèrdues de coure) varien amb el quadrat del corrent de càrrega. Per a un transformador que funciona contínuament a càrregues moderades, les pèrdues d'energia durant una vida útil de 30-anys poden superar amb escreix el preu de compra inicial. Invertir en un transformador de major eficiència amb pèrdues més baixes sovint ofereix rendiments financers atractius.

Costos de mantenimentdepenen del tipus de transformador (el líquid-immers requereix proves periòdiques d'oli, el tipus sec-n requereix menys), la ubicació d'instal·lació i la importància de les operacions.

Costos d'eliminació o reciclatge al final{0}}-de la vida útilpot ser important per als transformadors-immersos en oli, especialment els que contenen oli contaminat o bifenils policlorats (PCB) en unitats més antigues.

 

 

 

Els transformadors de mitjana tensió són una tecnologia perdurable-que fa més d'un segle, però que evoluciona contínuament per satisfer les noves demandes d'eficiència, fiabilitat i rendiment ambiental. Són la connexió entre la xarxa de transmissió d'alta-tensió i els sistemes de baixa-tensió que alimenten el nostre món.

La selecció, la instal·lació i el manteniment d'aquests transformadors és una tasca multidisciplinària que requereix la comprensió dels principis elèctrics, els codis de seguretat, les consideracions mecàniques i els avantatges{0}}econòmics. Un transformador de mitjana tensió ben-escollit, instal·lat correctament i amb un manteniment diligent proporcionarà dècades de servei fiable. Una unitat de mida inferior, mal aplicada o descuidada pot esdevenir una font persistent de problemes, augmentant els costos energètics, interrompent les operacions i creant perills per a la seguretat.

Tant si esteu dissenyant una instal·lació nova, substituint equips envellits o simplement buscant entendre millor els transformadors del vostre sistema existent, els principis descrits en aquesta guia proporcionen un marc per prendre decisions encertades. Fixeu-vos en els detalls-les classificacions de tensió, el grup vectorial, la classe d'aïllament, els espais lliures, el programa de manteniment-i el vostre transformador de mitjana tensió us recompensarà amb un servei silenciós, eficient i-a llarg termini.