CENTRO DE TRANSFORMACIÓN

La energía eléctrica producida en las centrales o en instalaciones eólicas, solares, etc. no se puede almacenar, y por ello es necesario transportarla desde el centro de producción hasta el lugar de consumo de un modo rápido y eficiente.

El sistema eléctrico genera, transporta y distribuye la energía a los usuarios finales.

Para saber más visita: Transporte y Distribución de la Energía Eléctrica.

El último paso lo forma la Distribución en Alta (media) y Baja Tensión.

Desde las Subestaciones Eléctricas salen las líneas de distribución en Alta hacia los Centros de Transformación (CT), donde esta alta tensión (20KV normalmente) se transforma en baja tensión, 400V y 230V, para llevar la energía eléctrica a los usuarios por medio de la red de distribución en baja tensión.

Nota: En el Reglamento de Líneas Eléctricas Aéreas de Alta Tensión (RLAT) No existe la Media Tensión, solo Categorías:

Tercera Categoría (Media Tensión (MT)) ==> 1 kV < U <= 30 kV

Segunda Categoría (Alta Tensión (AT))==> 30 kV < U <= 66 kV

Primera Categoría (Muy Alta Tensión (MAT)) ==> Tensión Nominal Superior o 66KV

La mayoría de las empresas llaman instalaciones de media tensión MT a las comprendidas entro 1KV y 30KV.



Indice de Contenidos:

- ¿Qué es un Centro de Transformación?

- Tipos de Centros de Transformación

- Tipos de Conexión Redes Distribución en MT

- Componentes de un Centro de Transformación

- Aparamenta de Maniobra y Protección en un CT

- Celdas en un CT y Cuadro de BT

- Centros de Compañia

- Centros de Cliente o Abonado

- Maniobras en las Celdas y CT

- CT Intemperie Sobre Apoyo o Aéreo

- Centro de Transformación Intemperie Compacto Bajo Apoyo

- Puesta a Tierra en los Centros de Transformación

- Video Centro de Transformación

¿Qué es un Centro de Transformación?

En el Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en centrales eléctricas, subestaciones y centros de transformación y sus instrucciones técnicas complementarias, concretamente en la MIE RAT 01, se define el CT como:

«La instalación provista de uno a varios transformadores reductores de Media a Baja Tensión, con sus aparatos y obra complementaria precisos»

La reducción de tensión suele ser desde 3KV, 11KV, 15KV, 20KV o 30KV, a 400V entre fases o 230V entre fase y neutro, reducción que realiza el transformador del CT.Los centros de transformación generalmente emplea transformadores trifásicos.


1 Celdas de Entrada y Salida de Línea
2 Celda de Protección
4 Celda de Transformación
5 Cuadro de Baja Tensión

Más adelante veremos y explicaremos todos los componentes.

Las Compañías Eléctricas, para ofrecer el suministro de energía eléctrica a los usuarios, han de disponer de gran cantidad de centros de transformación ya que generalmente los clientes demandan alimentación en baja tensión, sobre todo los pequeños consumidores y a nivel doméstico.

Sus centros han de cumplir con el RCE= Reglamento sobre Centrales Eléctricas, Subestaciones y Centros de Transformación, pero a su vez tienen normativas propias denominadas Normas Particulares.

El mantenimiento de estas instalaciones normalmente lo realiza la propia Compañía o subcontratas autorizadas.

Tipos de Centros de Transformación

Según sea el emplazamiento de los aparatos que lo constituyen:

- CT deIntemperie cuando los aparatos (o parte) quedan a la intemperie. Hay 2 tipos diferentes sobre postes, también llamados "sobre apoyos o aéreos" o bien bajo envolventes prefabricadas, o sea transformadores y cabinas construidas para servicio a la intemperie.

Estos últimos también se llaman "CT de intemperie compacto bajo apoyo" ya que debe emplazarse anexo a un apoyo de línea aérea de MT y a una distancia de este en la que sea visible el dispositivo para maniobras de alimentación del centro (cortacircuitos fusibles de expulsión-seccionadores).

- CT Interiores: cuando están ubicados dentro de un recinto cerrado.

El recinto puede ser un local en el interior de un edificio o de una nave o en el exterior en caseta prefabricada.

Pueden ser de 3 tipos diferentes:

* De superficie, por ejemplo una caseta de obra civil o prefabricada, dedicada exclusivamente al CT, edificada sobre la superficie del terreno.

* Subterráneo, por ejemplo un recinto excavado debajo de una calle (habitualmente la acera), o

* Semienterrado, situación intermedia, una parte que queda debajo de la cota cero del terreno y otra parte que queda por encima de dicha cota cero.

Según la Acometida (línea de MT que llega al CT)

- Alimentados por línea aérea. En este caso, el edificio del CT debe tener una altura mínima superior a 6 m, de acuerdo con el artículo 25 del Reglamento de líneas eléctricas de Alta Tensión (acostumbra estar publicado formando parte del RAT).

- Alimentados por cable subterráneo. Habitualmente éste entra en el recinto del CT por su parte inferior, por ejemplo por medio de una zanja, sótano o entreplanta.

Motivado por el creciente consumo de energía eléctrica (por m2, por habitante, etc.), y por la creciente urbanización del territorio, el tipo de CT cada vez más frecuente, es el de recinto cerrado (CT interior) alimentado con cables subterráneos MT.

Se observa también una creciente utilización del tipo de CT interiores, de superficie, a base de caseta prefabricada de obra civil también con alimentación por cable subterráneo MT.

Según el Número de Líneas de Alimentación:

- Con un sola línea de llegada de alimentación.

- Con dos líneas de llegada de alimentación, normalmente procedentes de la misma estación transformadora AT/MT.

Según la Propiedad del CT

- CT de empresa o de compañía: Es propiedad de la empresa distribuidora que suministra la electricidad, y de él parten las redes de distribución en BT. No se realiza medida de energía. También suele llamarse CT de Red Pública.

- CT de cliente o abonado: Es propiedad del cliente, aunque la red de entrada sea de la compañía suministradora. Deben de tener equipos de medida para controlar la energía que consumen el cliente desde el CT. Tenemos 2 tipos:

- Con equipo de medida en BT: Para pequeños CT y con poco consumo.

- Con equipo de medida en MT: Cuando la potencia es grande. Llevan un contador de activa y otro de reactiva con sistema de medida a 4 hilos. La energía en AT es más barata que en BT.

Según cómo le llega el suministro eléctrico (alimentación):

- Alimentación en punta. Es aquel que tiene, únicamente, una línea de alimentación (llegada). Estará conectado en derivación con la red principal o constituirá el punto final de dicha red.

- Alimentación en paso. Es aquel que tiene una línea de entrada y una o más líneas de salida hacia otro/s centro/s de transformación. La red formada por los CT unidos de esta forma suele ser en anillo, también llamada bucle.


Un resumen de los principales tipos lo tienes a continuación:



Tipos de Conexión Redes Distribución en MT

Los Cts de paso están unidos unos Cts con otros. Esta unión puedes ser:

Red lineal: Constituida por una línea de distribución en MT alimentada por uno o por dos lados (alimentación doble) y por las líneas de distribución en BT que se necesiten. Ver imagen de más abajo.

Red en anillo o bucle: Formada por una línea de distribución de MT, que se cierra sobre sí misma (configuración en anillo), y por sus correspondientes líneas de distribución en BT.

Red en anillos múltiples: Consiste en una variación de la red en anillo. Está formada por varias redes conectadas a una subestación o centro de reparto cerradas en anillo. Cada anillo puede disponer de un número determinado de CTs con sus correspondientes líneas de distribución en BT.

Red Radial: cualquier punto de consumo en tal estructura, sólo puede ser alimentado por un único posible camino eléctrico. Es de tipo arborescente. Este esquema se utiliza en particular para la distribución de la MT en el medio rural. En efecto, permite fácilmente y con un coste menor acceder a puntos de consumo de baja densidad de carga (= 10 kVA) y ampliamente repartidos geográficamente (= 100 km2). Un esquema radial suele estar relacionado con una distribución de tipo aéreo.




Componentes de un Centro de Transformación

Básicamente, los elementos que constituyen un CT son los siguientes: envolvente, elementos de maniobra y protección en media tensión (aparamenta), 1 o 2 transformadores, un cuadro de Baja Tensión con su aparamenta y por supuesto su instalación de puesta a tierra.

Veamos todos los componentes uno a uno.

De los transformadores aquí no vamos hablar ya que es un tema muy extenso y tenemos un página que habla de ellos.

Si te interesa visita:

Transformador Monofasico

Transformadores Trifásicos.



Aparamenta de Maniobra y Protección en un Centro de Transformación

Tienes la simbología y una imagen real de todos los componentes detrás de su explicación.

- Seccionador: Es capaz de abrir o cerrar un circuito con tensión pero no con carga, es decir si la intensidad existente es despreciable. Es el elemento de corte que aísla eléctricamente dos líneas. Debe proporcionar una distancia segura de corte entre las partes con y sin tensión. Se maniobrará siempre en vacío y su accionamiento siempre será manual, proporcionando una comprobación visual de su estado (abierto o cerrado).

No tiene mecanismo de supresión del arco eléctrico y por tanto carece de poder de corte. Es obligatorio detener el funcionamiento del circuito con anterioridad para evitar una apertura en carga. Los seccionadores están diseñados para separar partes de línea sin energía.

Su montaje deberá realizarse de tal modo que no pueda cerrarse de forma imprevista. por gravedad o vibraciones.

En caso de apertura o cierre con carga, se producirá un arco eléctrico con el consiguiente riesgo para el operador y la instalación.

- Interruptor: Es un elemento de maniobra o corte que proporciona una apertura y cierre seguros del circuito a maniobrar. Puede accionarse en vacío o en carga, siendo su accionamiento de forma manual o automática, pero siempre de apertura y cierre bruscos. Los procedimientos utilizados más comúnmente para la extinción del arco son:

- Ruptura por Aire: La técnica de la extinción del arco sin otro agente externo que el aire, es la más simple. Ya desuso.

- De soplado magnético: Consiste en producir un rápido alargamiento del arco, por la acción de un campo magnético excitado por la propia corriente a cortar, que es canalizado hacia el interior de una cámara de extinción de material aislante y refractario.
De soplado neumático o autoneumático.

- En baño de aceite: Consiste en la inmersión de los contactos bajo el aceite. Por su tamaño y mantenimiento se ha dejado de instalar sustituyéndolos por los de Hexafluoruro de Azufre

- Gas hexafloruro de azufre (SF6): tiene mejores propiedades de rigidez dieléctrica que el aceite y se recompone después del arco. Ocupando menor volumen. Es el que se utiliza actualmente en la mayoría de los interruptores de los CT. La rigidez dieléctrica del SF6 a la presión atmosférica es el triple que la del aire.

No proporciona una comprobación visual de su estado de abierto o cerrado.

- Interruptor-seccionador: Combina las propiedades del interruptor y las del seccionador para la maniobra y corte. También es llamado seccionador en carga.

- Fusible: En las celdas de Interruptor-Fusible Combinado, la fusión de cualquiera de los tres fusibles, provoca la apertura automática del Interruptor seccionador.

- Interruptor con fusible o ruptofusible. Elemento de maniobra y protección que lleva unos fusibles asociados que, al fundirse, realizan la apertura de dicho interruptor. Para CT hasta 1.000KVA. Para más elevados se utilizan los Interruptores Automáticos.

- Interruptor automático: Se utiliza en CT de potencia más elevada o cuando es necesario recortar el tiempo de recuperación del suministro. Protege frente a sobrecargas, cortocircuitos y, con los relés adecuados, frente al tipo de falta que se desee. Los relés pueden ser directos o indirectos. Suelen ir acompañados de seccionador como medida de seguridad. Dispone de un elemento para maniobra o corte con apertura automática.

Relés Directos: son excitados por la propia intensidad que pasa por cada fase que alimenta al transformador o al receptor a proteger.
Los directos son aquellos que están montados en cada una de las fases del interruptor. Cada vez se utilizan menos ya que son más sensibles y menos fiables, pudiendo actuar en caso de maniobras en la red sin llegar a ser defecto de intensidad.

Relés Indirectos: son aquellos relés electrónicos que alimentados a través de los transformador de Corriente y según la programación de regulación que se les configure, son capaces de enviar una señal de disparo a la bobina del interruptor automático de protección correspondiente. Suelen llamarse también "Relés de Protección".

- Los pararrayos autovalvulares o autoválvulas. Aparato de protección contra sobretensiones de tipo atmosférico (rayo). Contiene en su interior una substancia semiconductora que a tensión de funcionamiento es aislante. Si la tensión aumentara bruscamente (rayo), esta substancia se convertiría en conductora, derivando a tierra dicha sobretensión.

- Seccionadores de Puesta a Tierra: Aparatos de conexión utilizados para poner a tierra partes de un instalación. Puede soportar durante determinado tiempo intensidades en condiciones anormales como las de cortocircuito, pero no están previstos para soportar la intensidad en las condiciones normales del circuito o instalación.

- Terminación de AT. Empleado para la conexión de una línea de AT a la aparamenta de maniobra.





Envolvente

Se entiende como envolvente al recinto de hormigón, metálico o construido de ladrillo, donde se ubican los transformadores y la aparamenta necesaria.

Celdas en los CT

En la actualidad, la confección de conjuntos de aparamenta MT bajo envolvente metálica, se realiza de forma modular a base de unidades individuales («cabinas» o «celdas») ensambladas mecánicamente entre si, y conectadas asimismo eléctricamente, de manera que el conjunto constituya el esquema eléctrico proyectado.

Se entiende por celda el conjunto de aparamenta eléctrica, (seccionador, interruptor, fusibles, etc.) alojados bajo una envolvente que constituye un único compartimento, con su función determinada, (línea, protección, etc.).

Veamos las celdas que tienen los CT en función de si son de Empresa o de Cliente.

Centro de Transformacion de Empresa

- Celda de línea: Es la encargada de recibir el conductor que alimenta el centro de transformación. Cada línea de red en MT que conecte con el CT, lo hará en una celda de línea. Los CT suelen estar alimentados por 1 o 2 líneas.

En un CT de 1 solo línea de alimentación nos encontraremos 2 celdas de línea, una de entrada y otra de salida para dar continuidad y alimentar a otro CT. Si estuviera alimentado por 2 lineas tendríamos 3 celdas de línea (2 de entrada y 1 de salida).

Está equipada con Interruptor en carga-seccionador, Seccionador de puesta a tierra y Conectores enchufables para los cables subterráneos. Ver imagen de más abajo.

- Celda de Protección: Es la encargada de alojar los elementos de seccionamiento y protección general del CT (del trafo) frente a sobreintensidades y cortocircuitos.

En el caso de existir varios transformadores en un CT habrá una celda de protección por cada transformador. Esta celda está compuesta por un Interruptor-Seccionador con Fusible combinados (ruptofusibles) o bien mediante un Interruptor automático.

Estos 2 Celdas son las llamadas "Celdad de Media Tensión".

- Celda de Transformación: Punto donde se coloca el transformador de potencia. Deberá estar protegido por tabiques o muros que impidan la proyección de material y aceite al resto de las instalaciones, en caso de proyección de los mismos.

Debe preverse la recogida del aceite en caso de accidente mediante una cuba en la parte de abajo del trafo y de ventilación para el mismo. De los bornes del secundario salen los conductores aislados al cuadro de Baja Tensión.

- Cuadro de Baja Tensión: Se suele llamar cuadro en lugar de celda. Formado por un cuadro de acometida y un cuadro con fusibles de cuchilla. 4 fusibles ampliables a 8 por cuadro, 1 fusible por cada red de distribucion en BT que salga del CT (circuito de salida en BT).

De la salida del trafo en BT va a la caja de acometida de este cuadro, y esta caja conecta con las líneas o circuitos de salida que constituyen la red de distribución de B.T




Centro de Transformación de Cliente o Abonado

Además de las celdas anteriores dispondrá de otras 2 celdas:

- Celda de Seccionamiento: Es la encargada de dejar fuera de servicio la parte del CT propia del abonado de la parte de la compañía eléctrica. En función de la potencia del CT estará dotada de seccionador si la potencia del CT es inferior a 1.000 kVA o de interruptor automático si la potencia es superior.

Aisla las celdas de línea (de la compañia) del resto del CT.

- Celda de Medida: Solamente en el caso en que la medida se realice en media tensión, es necesario disponer de una celda de medida.

Se utilizan transformadores de tensión e intensidad para conectar los contadores de activa y reactivas a 4 cables. Los C.T. de la Campañia no disponen de esta celda.

A continuación podemos ver un esquema típico de un Centro de Transformación de Cliente:



Además podemos encontrarno con la llamada

- Celda de Remonte: Permiten remontar (llevar) los cables directamente hasta el embarrado formado por el conjunto de las otras celdas. Seria la primera celda de todas en el CT, ya que es la que engancharía los cables que llegan al CT con la celda de línea. Puede ser de barras o por cable.

Interconexión Eléctrica entre Celdas

Está formado por tres adaptadores elastoméricos enchufables que, montados entre las tulipas (salidas de los embarrados) existentes en los laterales de las celdas a unir, dan continuidad al embarrado y sellan la unión, controlando el campo eléctrico.

Mientras no se realice la ampliación del CT, las celdas ampliables de los extremos del conjunto deben disponer de elementos de sellado (tapones finales) para las tulipas.



Interconexión celda MT-Transformador

La conexión eléctrica entre la celda de alta y el transformador de potencia se realiza con cable unipolar seco de 50 mm2 Al de sección y del tipo DHZ1, empleándose una tensión asignada del cable de 12/20 kV para tensiones asignadas de CT de hasta 24 kV, y una tensión asignada del cable de 18/30 kV para tensiones asignadas de CT de 36 kV.

Estos cables dispondrán en sus extremos de terminales enchufables rectos o acodados de conexión sencilla, siendo de 24 kV / 200 A para CT de hasta 24 kV, y de 36 kV / 400 A en los CT de 36 kV.



Maniobras en las Celdas y CT

Maniobras en las Celdas

Las maniobras sobre los aparatos se realizan desde el exterior de ellas por medio de pértigas, manivelas o palancas de accionamiento diseñadas para ello.

El acceso al interior requiere la preparación previa de la instalación para trabajos sin tensión, mediante la aplicación de las cinco reglas de oro a través del procedimiento de descargo (solicitar el corte del suministro).

Cada línea de red en MT que conecte con el CT, lo hará en una celda de línea.

Maniobras en los CT

Antes de realizar una maniobra, habrá que tener en cuenta las siguientes premisas:

1º) No accionar nunca un seccionador en carga.

2º) Siempre que tengamos que cortar servicio en un circuito en carga, se deberá accionar primeramente el interruptor de apertura de carga o el interruptor automático.

3º) Antes de cerrar un seccionador de puesta a tierra (p.a.t.) comprobar la ausencia de tensión.

4º) Antes de restablecer servicio en un circuito. Comprobar que están abiertos los seccionadores de p.a.t.

5º) Familiarizarse con el centro y observar detenidamente la señalización si es que la hay.

6º) Utilizar el material de seguridad necesario en cada maniobra.

Recordamos las 5 Reglas de ORO para Trabajar en Instalaciones Eléctricas:



Centros de Transformación de Intemperie

CT Intemperie Sobre Apoyo o Aéreo

Se utiliza principalmente en zonas rurales. Se encuentran instalados sobre apoyos de hormigón o de celosía.

Los transformadores que utilizados tienen como dieléctrico aceite mineral, con potencias de 50 ó 100 kVA. Los seccionadores fusibles se trasladarán al último apoyo anterior al CT de intemperie y nunca se colocarán en el mismo apoyo que la máquina.



Centro de Transformación Intemperie Compacto Bajo Apoyo

Se utiliza principalmente en zonas rurales. Sobre el apoyo se encuentran los fusibles de media tensión, (de expulsión) y las autovalvulas, y en el interior del edificio prefabricado de hormigón el transformador (máximo 250 KVA ) y el cuadro de baja tensión.



Puesta a Tierra en los CT

Según MIE-RAT 13, en principio, hay que considerar dos sistemas de puesta a tierra diferentes:

- Puesta a tierra de protección: Se conectan a esta toma de tierra las partes metálicas interiores del CT que normalmente están sin tensión, pero que pueden estarlo a consecuencia de averías, accidentes, descargas atmosféricas o sobretensiones.

Por tanto:

– las carcasas de los transformadores,
– los chasis y bastidores de los aparatos de maniobra,
– las envolventes y armazones de los conjuntos de aparamenta MT (cabinas, celdas),
– los armarios y cofres con aparatos y elementos de BT,
– las pantallas y/o blindajes de los cables MT.

En general pues, todos aquellos elementos metálicos que contengan y/o soporten partes en tensión, las cuales, por un fallo o contorneo de su aislamiento, a masa, puedan transmitirles tensión.




- Puesta a tierra de servicio: Se conectan a esta puesta a tierra, puntos o elementos que forman parte de los circuitos eléctricos de MT y de BT. Concretamente:

– En los transformadores, el punto neutro del secundario BT, cuando esto proceda, o sea, directamente cuando se trata de distribuciones con régimen de neutro TN o TT, o a través de una impedancia cuando son con régimen IT.

– En los transformadores de intensidad y de tensión, uno de los bornes de cada uno de los secundarios,

– En los seccionadores de puesta a tierra, el punto de cierre en cortocircuito de las tres fases y desconexión a tierra

Video Centro de Transformación

Por último os dejamos un video para conocer un CT por dentro:



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