Instalación de Transformadores de Tensión de Distribución a Utilización
A. Montaje Aéreo
A1. Capacidades de las Unidades, Métodos de Montaje y Tipos
Para las instalaciones aéreas de transformadores, se pueden utilizar unidades trifásicas o bancos de unidades monofásicas. Los transformadores, ya sean individuales o en bancos, con una capacidad unitaria o combinada superior a 300 kVA no deben montarse en un solo poste de madera. Se requieren consideraciones estructurales especiales para las instalaciones en un solo poste con una capacidad superior a 100 kVA.
El montaje en plataforma (estructura de dos postes) no se utilizará a menos que otros métodos de montaje no sean factibles. Para los transformadores en banco, el montaje agrupado es preferible al montaje en brazo cruzado, ya que es más aceptable visualmente. De manera similar, el montaje agrupado o el montaje en soporte trifásico también se pueden utilizar para la instalación de pararrayos y cortacircuitos, siempre que sea aprobado por la agencia responsable de la operación y mantenimiento de los transformadores.
Las figuras 8-1 y 8-2 ilustran los métodos de instalación de los transformadores en banco. Los transformadores autoprotegidos tienen fusibles primarios internos que deben ser reemplazados por personal profesional. Por lo tanto, no se recomiendan los transformadores autoprotegidos.
A2. Ubicación
Las instalaciones montadas aéreamente pueden suministrar varios edificios. En tales casos, los transformadores deben instalarse en la ubicación del poste más cercana al edificio con la mayor carga. Si el tramo no excede 125 pies, el cableado secundario debe dirigirse directamente a los edificios servidos; de lo contrario, se requieren postes intermedios.
B. Montaje a Nivel del Suelo
B1. Tipos y Capacidades
El montaje a nivel del suelo puede ser del tipo compartimentado a nivel del suelo o del tipo subestación unitaria. La figura 8-3 muestra una instalación típica de transformador compartimentado a nivel del suelo.
No se permite el uso de transformadores convencionales (montados en poste) con dispositivos de protección primarios y secundarios separados. Esto se debe a que dichas instalaciones son más peligrosas, generalmente más difíciles de mantener, requieren más espacio y rara vez resultan en un ahorro significativo de costos, ya que se necesita vallado.
Los transformadores compartimentados a nivel del suelo solo deben usarse al aire libre, incluso si están diseñados para instalación tanto en interiores como en exteriores. Los transformadores de subestación unitaria se pueden usar tanto en interiores como en exteriores.
B2. Transformadores Líquido Aislados Compartimentados a Nivel del Suelo
Los transformadores compartimentados a nivel del suelo trifásicos pueden estar en tamaños estándar ANSI de hasta 2500 kVA, pero no se deben usar cuando el voltaje primario exceda 15 kV o cuando la corriente de falla sea tan grande que el equipo estándar no pueda cumplir con el deber de interrupción primaria requerido.
Al elegir entre transformadores compartimentados a nivel del suelo y subestaciones unitarias (equipadas con transformadores de centro de carga integrados o no integrados), se deben considerar los siguientes factores: escenarios de aplicación, potencial de expansión, coordinación de dispositivos de cortocircuito y protección, juicio técnico sólido, prácticas reconocidas de la industria, así como las siguientes consideraciones sobre operación, mantenimiento y confiabilidad:
B3. Suministro de Energía Residencial
Los transformadores a nivel del suelo se utilizan típicamente para el suministro de energía residencial y comercial a pequeña escala.
B4. Suministro de Energía Industrial
Los transformadores a nivel del suelo se pueden utilizar para aplicaciones industriales, comerciales o relacionadas con la industria, siempre que se cumplan las siguientes condiciones: suministran energía a un solo edificio; los dispositivos de medición y el equipo de conmutación secundaria se pueden instalar dentro de ese edificio; y se cumplen los requisitos de coordinación para dispositivos de cortocircuito y protección.
B5. Suministro de Energía para Cargas Grandes
Se utilizarán subestaciones unitarias y transformadores de centro de carga integrados y/o no integrados en aplicaciones industriales, comerciales a gran escala e institucionales que involucren cargas grandes, suministro de energía a múltiples edificios y la necesidad de dispositivos de protección de barras secundarias.
B6. Subestaciones Unitarias Secundarias
Se deben utilizar subestaciones unitarias secundarias con secciones de salida integradas o no integradas. Dado que ninguno de los tipos es a prueba de manipulaciones, se requiere vallado, y la altura del vallado debe cumplir con los requisitos del Código Nacional de Seguridad Eléctrica (NESC). Para sistemas de suministro de energía 480Y/277V, se deben evitar los transformadores con una capacidad superior a 1500 kVA; para sistemas de suministro de energía 280Y/120V, se deben evitar los transformadores con una capacidad superior a 500 kVA, teniendo en cuenta la magnitud de la corriente de falla secundaria.
Sin embargo, en algunos casos, puede ser más factible y rentable equipar sistemas de suministro de energía 480Y/277V con transformadores de 2000 kVA y usar fusibles limitadores de corriente en conjunto con interruptores automáticos para limitar la corriente de falla secundaria. La agencia de usuario (como el Host/REQ CMD de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos) establecerá los requisitos para los medidores de demanda.
B7. Ubicación
Se prefiere la instalación al aire libre sobre la instalación en interiores debido a los menores costos de espacio. Sin embargo, considerando factores como la longitud de los alimentadores secundarios, la instalación en interiores puede ser necesaria en algunos casos, o puede ser más económicamente viable.
B7 - 1 Transformadores Llenos de Líquido Instalados al Aire Libre
Las instalaciones al aire libre deben cumplir con el Código Nacional de Electricidad (NEC), MIL-HDBK-1008A y el Código Nacional de Seguridad Eléctrica (NESC). La ubicación de la instalación del transformador debe garantizar que, en caso de incendio, los productos de combustión no se aspiren a la toma de aire del sistema de Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado (HVAC) de los edificios adyacentes.
La ubicación de los transformadores a nivel del suelo debe estar en línea con el concepto de diseño arquitectónico y protegida contra impactos vehiculares. La coordinación con la arquitectura se puede lograr planificando adecuadamente la posición relativa al paisaje, plantando arbustos alrededor del transformador o utilizando vallas con pantalla. Las líneas de alimentación primarias para los transformadores a nivel del suelo deben ser subterráneas. Para la conexión secundaria al edificio, se pueden usar cables subterráneos o conductos de bus, pero no se deben usar más de seis cables subterráneos por fase en paralelo, ya que conexiones demasiado complejas pueden llevar a problemas de mantenimiento y espacio.
B7 - 2 Transformadores Llenos de Líquido Instalados en Interiores
Las instalaciones en interiores deben cumplir con el Código Nacional de Electricidad (NEC) y MIL-HDBK-1008A. La bóveda del transformador debe estar ubicada en la pared exterior del edificio, tener ventilaciones hacia el exterior y ser accesible solo desde fuera del edificio bajo condiciones de diseño normales.
Los ventiladores y rejillas de entrada del sistema de Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado (HVAC) deben estar interconectados con los detectores de humo y los detectores de tasa de elevación en la bóveda del transformador y/o salas relacionadas. Si ocurre un incendio en la bóveda del transformador y/o salas relacionadas, estos detectores deben desenergizar la toma de aire del HVAC. Sin embargo, si la toma de aire del HVAC está ubicada en el techo del edificio o en el lado opuesto a la bóveda del transformador, tal interconexión no es necesaria.
Se deben colocar señales en las puertas de acceso a la bóveda del transformador indicando el equipo y procedimientos de lucha contra incendios apropiados. No se deben enrutar tuberías y conductos sobre los transformadores interiores.
