Componentes y Equipos de Protección en Centros de Transformación Eléctrica

Aparamenta y Elementos del Centro de Transformación (CT)

Se denomina aparamenta eléctrica a todos aquellos equipos o aparatos que permiten controlar el sistema eléctrico a voluntad. La aparamenta que dispone un CT, ya sea interior o de intemperie, cumple las siguientes funciones:

• Maniobras del circuito.
• Transformación de la energía.
• Protección de bienes y personas.

Para conseguir estas finalidades, el recinto donde se coloca la aparamenta requiere de instalaciones complementarias como son:

• Instalación de puesta a tierra.
• Instalación de contraincendios.
• Instalación de ventilación.
• Instalación de iluminación del CT.

Los elementos que componen el CT son:

• Aisladores: Son piezas de material aislante que sirven para soportar o sujetar conductores y aparatos.

  Los materiales más empleados en aisladores para equipos de maniobra interior en CT son la esteatita y la resina epoxy, debido a su gran capacidad para soportar los grandes esfuerzos mecánicos que se producen cuando se realiza la apertura y cierre de la aparamenta.

• Embarrado: Consiste en pletinas de cobre cuyo cálculo se realiza de forma eléctrica con gran sencillez, ya que su longitud es reducida. Se calcula por densidad de corriente:

  d = I / S => S = I / d (mm²)

  Sin embargo, el cálculo mecánico es más complejo debido a los esfuerzos electrodinámicos que se producen en las barras en condiciones de cortocircuito, originando fuerzas de flexión.

• Conductores: La entrada a la CT se realizará por medio de conductores con aislamiento en función de la tensión de la línea hasta la celda de entrada, conectándose al interruptor por medio de terminales o conectores.

• Interruptor: Es el aparato dotado de poder de corte que realiza la apertura y cierre del circuito en carga, es decir, a la corriente nominal de la línea. Puede cerrar, pero no abrir, en caso de intensidad de cortocircuito.

  El poder de corte viene dado por el sistema de extinción de arco del que dispone el interruptor y que se utiliza para su clasificación, existiendo los siguientes:

  • Áreas con apagachispas o cuernos.
  • De soplado magnético.
  • En baño de aceite (más usual), denominado de pequeño volumen de aceite.
  • De gas: hexafluoruro de azufre SF₆ (es el mejor, con mayor poder de corte).

  En estos aparatos, además de sus características eléctricas de intensidad y tensión nominal, es fundamental conocer su poder de corte y poder de cierre.

  • Poder de corte: Valor de intensidad que el aparato es capaz de cortar bajo una tensión y en las condiciones prescritas de funcionamiento. Se expresa en kA y en MVA la potencia de corte.

  • Poder de cierre: Valor de la intensidad de cierre o de restablecimiento.

  • Interruptor automático o disyuntor: Es el interruptor capaz de establecer, mantener e interrumpir la intensidad nominal de servicio, además de interrumpir automáticamente o establecer intensidades anormalmente elevadas, tales como la corriente de cortocircuito.

    Se utiliza para la protección de instalaciones y transformadores.

    El accionamiento de estos aparatos, además de manual, es automático y son accionados mediante la orden de un relé de sobreintensidad o bobinas de disparo de mínima tensión.

    Una de las características más importantes es su poder de corte, que está en función del lugar o punto donde se instala de acuerdo con la potencia de cortocircuito existente.

  • Seccionador de puesta a tierra: Aparato de conexión utilizado para poner a tierra parte de un circuito o instalación.

Aparatos de Protección

Son los dispositivos que detectan anomalías en la línea, como son sobrecargas o cortocircuitos, dando la orden de desconexión al disyuntor. Se emplean los siguientes:

• Relé directo: Son excitados por la intensidad de fase que alimenta el transformador. Cuando la intensidad es superior a la que se ha regulado el relé, provoca el disparo del interruptor asociado a él.

• Relé indirecto: Está excitado por una intensidad reducida, imagen de la intensidad primaria que alimenta el transformador de potencia, haciendo uso de transformadores de intensidad de relación I_n / 5A.

En el transformador se emplean los siguientes aparatos de protección:

• Termómetro: Para controlar la temperatura del aceite de los transformadores de media tensión (MT) se emplean termómetros, ya que cualquier anomalía produce calentamiento. En función de la temperatura, por encima de la nominal, existen dos tipos: de columna y de esfera.

  • De Columna: Se coloca sobre la tapa del transformador de reducida potencia. Está formado por una ampolla de cristal en cuyo interior hay alcohol coloreado de rojo con divisiones en una escala donde se realiza la lectura de la temperatura.

  • De Esfera: Además de señalar la temperatura directa del transformador, va equipado con dos contactos que permiten accionar la alarma con una temperatura determinada (T₁) y ordenar la desconexión del transformador cuando alcanza una temperatura (T₂).

• Relé Buchholz: Los incidentes eléctricos o anomalías que pueden afectar a los bobinados del transformador sumergidos en aceite se traducen en desprendimientos de gases, cuya composición varía según el tipo de anomalía. Es posible extraer el gas del relé para su examen.

  • Primer Nivel: Inicio de avería. En caso de calentamiento local, contacto entre espiras o falta de fase, se activa la alarma.

  • Segundo Nivel: Debido a ondas de presión por el chorro de gas desprendido en caso de cortocircuito.

  Se instala en el tubo que une la cuba del transformador con el depósito de expansión entre dos válvulas. Incorpora mirillas de control de funcionamiento y medida de gases.

  Para el primer nivel, actúa la boya superior. El calentamiento local produce un desprendimiento de burbujas que se acumulan en la parte superior del relé, produciendo un descenso del nivel de aceite que mueve dicha boya, activando el contacto de alarma.