ES2212747B1 - Centro de transformacion para transformador autoprotegido. - Google Patents
Centro de transformacion para transformador autoprotegido.Info
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Abstract
Centro de transformación para transformador autoprotegido. Centro de transformación destinado, aunque no exclusivamente, para la utilización de un transformador autoprotegido. La aparamenta de media tensión desarrollada permite eliminar redundancias en la función de maniobra del transformador, mientras que se mantiene la función de puesta a tierra de la derivación correspondiente al transformador. La aparamenta de media tensión presenta unas dimensiones más reducidas que las correspondientes a una aparamenta tradicional con las mismas funciones, ya que se ha optimizado el diseño y la ubicación del seccionador de puesta a tierra. Finalmente, se procede a una minimización del espacio necesario para el centro de transformación al emplearse conectores enchufables entre la aparamenta de media tensión y el transformador.
Description
Centro de transformación para transformador
autoprotegido.
La presente invención se refiere a un centro de
transformación desarrollado, aunque no exclusivamente, para la
maniobra de un transformador del tipo de los autoprotegidos.
La aparamenta de media tensión para la
alimentación de estos centros de transformación, incorpora todas las
funciones de distribución y seguridad de explotación, para la
alimentación del centro, tanto en bucle como en doble derivación,
permitiendo además, la puesta a tierra de la derivación del
transformador para la retirada del propio transformador en funciones
de mantenimiento o sustitución, todo ello en un volumen reducido al
optimizarse el diseño y la disposición de los elementos en el
interior de la aparamenta.
Los centros de transformación están compuestos
generalmente por un transformador, una aparamenta de media tensión
y un cuadro de baja tensión.
La aparamenta de media tensión está,
habitualmente, constituida por tres funciones conectadas entre sí,
dos de ellas se denominan funciones de línea, y la tercera es la de
protección y maniobra del transformador. Dentro de las funciones de
línea existe una primera función, denominada de entrada de línea,
que recibe la energía eléctrica a través de los cables de media
tensión y una segunda función, denominada de salida de línea, que
proporciona una salida para alimentar al siguiente centro de
transformación. Son estas funciones de línea las que permiten
concatenar unos centros con otros y formar de esta manera lo que se
conoce por bucle de alimentación. La tercera función, denominada de
protección y maniobra del transformador, se conecta al propio
transformador.
Las dos primeras funciones incorporan,
habitualmente, unos interruptores-seccionadores de
corte en carga y seccionadores de puesta a tierra de los cables,
mientras que la tercera función aloja unos fusibles para la
protección del transformador y un
interruptor-seccionador de corte en carga y un
seccionador de puesta a tierra para la maniobra del
transformador.
De esta manera, cuando se produce un fallo en el
transformador, el fusible de la función de protección funde y
despeja la falta, de forma que el bucle, del que es parte el centro
de transformación, queda independizado del fallo producido en el
transformador. Tras el fallo del transformador, éste se debe reparar
o sustituir pero, habitualmente, antes de retirar el transformador,
se pone a tierra la zona de trabajo, es decir, el transformador y
la conexión entre la aparamenta y el transformador.
La desconexión del transformador, en el lado de
media tensión, se realiza a través de la tercera función de la
aparamenta de media tensión, de tal manera que las otras dos
funciones pueden quedar conectadas y en tensión, sin necesidad de
interrumpir la alimentación al siguiente centro de
transformación.
En la actualidad, está proliferando el uso de
transformadores que incorporan dentro de su propia cuba los
fusibles de protección, son los denominados transformadores
autoprotegidos. Existen diversas ejecuciones posibles de dichos
transformadores como las que aparecen en las patentes EP 0653765 B1,
EP 0817346 A1, EP 0981140 A1, EP 1014528 A1, EP 1122848 A1. En
todas ellas aparecen unos fusibles para proteger al transformador
en caso de fallo interno. Por lo tanto, con la aparamenta
"clásica" de un centro de transformación se produciría una
duplicidad en la función de protección ante cortocircuitos en el
transformador. Más aún, en muchos de los casos anteriormente
mencionados, los transformadores autoprotegidos disponen de alguna
clase de maniobra en su interior que les permite aislarlos del
bucle al que están conectados.
Por ello, una primera solución para eliminar
duplicidades consiste en eliminar de la aparamenta del centro de
transformación la función de protección y maniobra del
transformador.
Sin embargo, en caso de necesidad de sustitución
o incluso reparación del transformador, es conveniente, y en algunas
legislaciones obligatorio, la puesta a tierra de la derivación que,
partiendo de la aparamenta de media tensión, alimenta el
transformador. Dicha puesta a tierra no puede, por tanto, colocarse
en el transformador y, aunque es posible realizar dicha función
mediante, por ejemplo, pértigas de puesta a tierra, resulta una
solución más adecuada a los usos y costumbres de explotación en
Europa, su inclusión en la aparamenta de media tensión.
Mediante el empleo de la aparamenta tradicional
se puede solucionar la puesta a tierra del transformador. Existen
actualmente funciones que ponen a tierra el embarrado principal,
los denominados seccionadores de puesta a tierra de barras. Sin
embargo, dichos seccionadores suponen una nueva celda a añadir o
aumento del tamaño de las ya existentes y están orientados a
soportar las duras condiciones que supone el establecimiento de un
cortocircuito al poner a tierra las barras del circuito
principal.
Una de las ventajas de la aparamenta desarrollada
para su utilización en centros de transformación con
transformadores autoprotegidos es que el seccionador de puesta a
tierra del embarrado principal se aloja en las dos funciones de
línea ya existentes, lo que hace que todo el centro de
transformación tenga un mayor tamaño.
Además, en el caso de la presente invención, se
ha optimizado el seccionador de puesta a tierra del transformador
para su utilización en aplicaciones en las que una posible falta de
cortocircuito que pueda circular por dicho seccionador de puesta a
tierra sea de bajo valor. Concretamente, aunque no de forma
limitativa, el seccionador de puesta a tierra está optimizado para
la puesta a tierra de transformadores de distribución con el
circuito primario abierto y sin alimentación en el embarrado
principal, lo que permite reducir el costo del aparato.
El centro de transformación objeto de la presente
invención está diseñado para que el transformador se conecte
directamente al embarrado del circuito principal de la aparamenta
de media tensión. En su forma más habitual, la aparamenta de este
centro de transformación está constituida por las funciones de línea
correspondientes a la entrada y salida del bucle, así como un
seccionador de puesta a tierra del embarrado del circuito
principal.
Obviamente, la aparamenta de media tensión podría
estar constituida por una o dos envolventes diferenciadas. En el
segundo caso, una envolvente incorporaría una función de línea y el
seccionador de puesta a tierra y en la otra envolvente se
dispondría de la otra función de línea.
El centro de transformación, objeto de la
invención, permite que la aparamenta presente un tamaño más
reducido a lo habitual, debido a que el seccionador de puesta a
tierra se dispone sobre el embarrado del circuito principal y entre
las dos funciones de línea. De esta manera se aprovecha la anchura
de las funciones de línea y no se aumenta dicha dimensión por
incluir el seccionador de puesta a tierra. Debido al diseño
optimizado de dicho seccionador, tampoco es necesario un incremento
en la altura de la aparamenta. Una ejecución alternativa sería la
colocación del seccionador a continuación de la línea de salida, es
decir, en un lateral, sin embargo, esto obligaría a aumentar la
anchura de la aparamenta.
Esta aparamenta, evita la duplicidad en la
función de protección y maniobra cuando se utilizan transformadores
autoprotegidos en el centro de transformación.
Como ya se ha mencionado anteriormente, la
conexión del transformador se realiza directamente en las barras del
circuito principal, por lo que, para retirar el transformador para
su sustitución o mantenimiento, se abren las dos funciones de línea
de la aparamenta de media tensión, con lo que el embarrado principal
queda sin la alimentación proveniente de la red de media tensión. A
continuación se ponen a tierra las barras del circuito principal a
través del seccionador de puesta a tierra incorporado en la propia
aparamenta. Debido a los enclavamientos mecánicos en el mecanismo
de accionamiento de la aparamenta, el seccionador de puesta a
tierra sólo puede cortocircuitar el embarrado del circuito
principal, cuando la función o funciones de línea se encuentran
abiertas y por lo tanto, sólo podría haber tensión en el embarrado
debido a una alimentación desde el lado de baja tensión del
transformador.
El seccionador de puesta a tierra se materializa,
preferentemente, en un conductor horizontal que incorpora los
contactos para la puesta en cortocircuito y a tierra del embarrado
principal. Obviamente, dichos contactos podrían disponerse en el
embarrado principal, de tal forma que el seccionador constaría
simplemente de la barra horizontal, que al bascular, se apoyaría
sobre ellos realizando la función de cortocircuito y puesta a
tierra del embarrado principal.
Con objeto de poder sustituir el mecanismo de
accionamiento de la aparamenta en caso de que éste se averíe, se ha
provisto al seccionador de puesta a tierra de un mecanismo interno
que le mantiene en su posición actual. De esta manera, si el
seccionador de puesta a tierra se encuentra abierto, se puede
sustituir el mecanismo de accionamiento sin peligro de que el
seccionador caiga sobre el embarrado del circuito principal,
encontrándose éste en tensión.
Finalmente y con objeto de minimizar aún más el
espacio necesario para el centro de transformación y mejorar la
fiabilidad del conjunto, al minimizar el número de componentes, la
unión entre el transformador y la aparamenta se puede realizar
mediante conectores enchufables como los descritos en la patente ES
2072177 o en la solicitud de patente PCT/ES/00/00409, en lugar de
emplear bornas y cables de media tensión. En este caso, la salida
de la aparamenta se realiza con conectores enchufables tipo hembra
y en el transformador se sustituyen los pasatapas de media tensión
por conectores enchufables tipo hembra, lográndose una mayor
integración de los distintos componentes que integran el centro de
transformación.
La figura 1.- Representa el esquema tradicional
de un centro de transformación, compuesto por una aparamenta de
media tensión (1), un transformador (2), un cuadro de baja tensión
(3). La aparamenta (1) incorpora las dos funciones de línea con sus
correspondientes interruptores-seccionadores (6) y
(7) y seccionadores de puesta a tierra (10) y (11). La aparamenta
(1) incluye, asimismo, la función de protección (9), la de maniobra
y puesta a tierra (8) de la derivación del transformador (2) y
salida de la aparamenta (17).
La figura 2.- Representa el mismo esquema que la
figura 1, sin embargo, en esta ocasión la aparamenta (4) está
diseñada para un centro de transformación en el que la protección y
maniobra del transformador (5) se encuentra en el interior del
propio transformador (5) y la aparamenta (4) se une al transformador
(5) por medio de bornas y cables de media tensión.
La figura 3.- Representa el mismo esquema que la
figura 2, con la diferencia de que se ha procedido a una mayor
integración de los componentes, ya que la aparamenta (4) se une al
transformador (5) por medio de conectores enchufables (19).
La figura 4.- Representa el interior de la
aparamenta eléctrica (4) indicada en la figura 2, con el
seccionador de puesta a tierra (18) del embarrado del circuito
principal (10).
La figura 5.- Representa el seccionador de puesta
a tierra (18) del embarrado del circuito principal (10) en
detalle.
Como se observa en la figura 2, se ha incluido en
el transformador (5) la función de maniobra (15) y protección (9).
Con esta configuración se pierde la función de puesta a tierra (16)
mostrada en la figura 1. La aparamenta objeto de la invención (4)
incorpora dentro de la propia envolvente las dos funciones de línea
(6) y (7), representadas por los
interruptores-seccionadores (11) y (13),
correspondientes a la entrada y salida en bucle, con sus
correspondientes puestas a tierra (12) y (14). La puesta a tierra,
tanto del primario del transformador (5) como de la salida de la
aparamenta (17), se realiza a través del nuevo seccionador de puesta
a tierra (18).
Obviamente, toda esta aparamenta (4) puede estar
dentro de una misma envolvente, o bien por dos envolventes
diferenciadas, una de la de las cuales alojaría una de las
funciones de línea (7) y el seccionador de puesta a tierra (18) del
embarrado del circuito principal (10) y en la otra envolvente
quedaría alojada la otra función de línea (6).
Según se observa en la figura 2, el seccionador
de puesta a tierra (18) del embarrado del circuito principal (10)
se dispone entre las dos funciones de línea. El seccionador de
puesta a tierra (18) está situado por encima del embarrado (10) de
la aparamenta y se materializa, preferentemente en un conductor
(20), con unos contactos (21), dispuesto entre dos brazos (23) y
(24) unidos articuladamente, por un lado a la propia cuba de la
aparamenta y por el otro al mecanismo de accionamiento (30), de tal
forma que, al actuar sobre la palanca de puesta a tierra, el
conductor (20) bascula hasta que los contactos (21) establecen el
cortocircuito en el embarrado (10) que queda así puesto a tierra a
través de los contactos (21), del conductor (20) y del conductor de
puesta a tierra (22).
Con objeto de dar rigidez al conjunto, el
seccionador de puesta a tierra (18), los brazos (23) y (24) se
encuentran unidos a través de la pieza aislante (25).
La parte inferior del brazo (23) aloja el
mecanismo que permite mantener el seccionador de puesta a tierra
(18) en su posición en caso de sustitución del mecanismo de
accionamiento de la aparamenta. Un eje (27) sirve de guía del
resorte (26), el cuál queda prisionero en su parte superior por el
bulón (29) y en su parte inferior por el bulón (28). La fuerza que
ejerce el resorte (26) en la base del brazo (23) sirve para
mantener el seccionador de puesta a tierra (18) en su posición.
Cuando a través del mecanismo de accionamiento de la aparamenta (4)
el seccionador de puesta a tierra (18) está cortocircuitando el
embarrado del circuito principal (10), el resorte (26) cambia el
sentido de su fuerza y mantiene el seccionador de puesta a tierra
(18) contra el embarrado del circuito principal (10).
Con este esquema eléctrico, el funcionamiento,
cuando se produce un fallo en el transformador (5), sería el
siguiente:
Cuando se produce un fallo en el transformador,
se dispara su protección (9), quedando el transformador (5) sin
alimentación pero manteniéndose alimentado el embarrado (10) de la
aparamenta (4). A continuación, y para proceder a su sustitución,
se deben poner a tierra ambos lados del transformador (5), es
decir, el cuadro de baja tensión (3) y la salida (17) de la
aparamenta de media tensión (4). Para poner a tierra la aparamenta
de media tensión (4), en primer lugar se abren las dos funciones de
línea (6) y (7), de forma que la celda queda alimentada pero no su
embarrado principal (10) y, a continuación, se cierra el
seccionador de puesta a tierra (18) del embarrado del circuito
principal (10), permitiendo, sin más operaciones, retirar el
transformador (5).
Claims (11)
1. Centro de transformación que comprende un
transformador (5) y una aparamenta de media tensión (4)
caracterizado porque la aparamenta (4) incluye en su
interior un seccionador, exclusivamente de puesta a tierra (18) de
las barras del circuito principal (10), que sólo se puede maniobrar
si la(s) función/funciones de línea de alimentación de dicho
embarrado (10) se encuentra(n) abierta(s) o puestas a
tierra.
2. Centro de transformación según reivindicación
1ª caracterizado porque el transformador (5) se encuentra
unido al embarrado del circuito principal (10).
3. Centro de transformación según reivindicación
2ª caracterizado porque la unión se realiza por medio de un
conector enchufable (19).
4. Centro de transformación según
reivindicaciones 2ª y 3ª caracterizado porque el
transformador (5) es del tipo autoprotegido.
5. Centro de transformación según reivindicación
1ª caracterizado porque el seccionador de puesta a tierra
(18) de la aparamenta de media tensión (4) se dispone sobre el
embarrado del circuito principal (10).
6. Centro de transformación según
reivindicaciones 1ª y 5ª caracterizado porque la aparamenta
(4) está constituida por dos funciones de línea (6), (7) y un
seccionador de puesta a tierra (18) del embarrado del circuito
principal (10).
7. Centro de transformación según
reivindicaciones 1ª, 5ª y 6ª caracterizada porque la
aparamenta (4) se encuentra aislada en SF_{6}.
8. Centro de transformación según
reivindicaciones 1ª, 5ª, 6ª y 7ª caracterizada porque el
seccionador (18) comprende un conductor que cortocircuita (20) y
pone a tierra (22) las tres fases del embarrado del circuito
principal (10).
9. Centro de transformación según reivindicación
8ª caracterizado porque el seccionador de puesta a tierra
(18) dispone de unos contactos elásticos (21) que aseguran el
contacto entre las barras del circuito principal (10) y el conductor
(20) que las cortocircuita y pone a tierra (22).
10. Centro de transformación según reivindicación
1ª caracterizado porque el seccionador de puesta a tierra
(18) posee un dispositivo que asegura la posición de dicho
seccionador de puesta a tierra (18) sin necesidad de su mecanismo de
accionamiento.
11. Centro de transformación según reivindicación
1ª caracterizado porque el seccionador de puesta a tierra
(18) del embarrado principal (10) de la aparamenta de media tensión
(4) es para la puesta a tierra del transformador (5).
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|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20040716 Kind code of ref document: A1 |
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20181004 |