Investigación sobre la Eficiencia de Instalación en Campo de Transformadores de Pórtico
1. Introducción
Para mejorar la calidad de los servicios de suministro de energía, el sistema eléctrico continúa promoviendo la reforma y actualización de los transformadores. Como un equipo de alta gama y avanzado, los transformadores de pedestal han sido cada vez más aplicados en el sistema eléctrico en los últimos años. Especialmente en regiones como México para proyectos con un nivel de voltaje de 23kV, desempeñan un papel significativo debido a sus ventajas únicas. Sin embargo, el tiempo relativamente largo de instalación y construcción ha, hasta cierto punto, restringido su popularización. Por lo tanto, una investigación en profundidad sobre métodos para acortar el tiempo de instalación y mejorar la eficiencia es de gran importancia para promover la aplicación a gran escala de los transformadores de pedestal (que deben cumplir con estándares locales como la certificación NOM).
2. Características y Principios de los Transformadores de Pedestal
Los transformadores de pedestal se caracterizan por su pequeño tamaño, portabilidad y bajo ruido, con un alto nivel de automatización. Adoptan un concepto de diseño completamente sellado e inteligente, permitiendo la configuración remota de parámetros operativos para controlar con precisión la humedad y la temperatura dentro y fuera del tanque, asegurando la operación segura. En términos de mejora de la calidad de la energía, sus bancos de capacitores tienen una alta tasa de puesta en marcha, lo que puede controlar eficazmente la pérdida de potencia del sistema eléctrico. La carga eléctrica en el extremo de alta tensión se controla mediante un interruptor dedicado, soportando el cambio de carga. El interruptor puede cerrarse eléctricamente, facilitando la operación automática de la red de distribución. Además, algunos productos han sido optimizados para el diseño sísmico, haciéndolos adecuados para las necesidades de construcción en áreas propensas a terremotos como México.
3. Problemas en el Uso de los Transformadores de Pedestal
3.1 Impactos Ambientales y de Vida Cotidiana
Los puntos de ubicación de los transformadores de pedestal son especiales, a menudo colocados en áreas densamente pobladas (como el centro de zonas residenciales, las áreas centrales de complejos de edificios y ambos lados de las carreteras). El ruido y la contaminación generados durante la construcción y operación pueden causar impactos negativos en el entorno circundante y la vida de los residentes. Tomando como ejemplo los proyectos de redes de distribución en ciudades mexicanas, si los transformadores de pedestal de 23kV causan disturbios de construcción a largo plazo a los residentes, esto llevará a quejas, por lo que es necesario acortar el período de construcción y reducir el impacto.
3.2 Problemas en Cadena en la Construcción de la Fundación
La construcción tradicional de la fundación de concreto in situ requiere la excavación de instalaciones municipales y el apilamiento de materiales básicos y equipos eléctricos, lo que tiene un impacto significativo en el sitio, área y tráfico externo, obstaculizando el viaje de los residentes y la seguridad vial. En algunas ciudades mexicanas con instalaciones municipales densas, dicha construcción también requiere una coordinación adicional para la reubicación de tuberías, lo que ralentiza aún más el progreso.
3.3 Limitaciones de los Métodos de Construcción
La construcción de estilo antiguo tiene un ciclo largo desde la construcción de la fundación hasta la finalización (generalmente 13 días), lo que limita el alcance de uso del equipo y la escala de construcción, dificultando aprovechar al máximo las ventajas de los transformadores de pedestal. En el contexto del rápido progreso de la construcción eléctrica en México, el modo de construcción ineficiente no puede satisfacer las necesidades de la actualización a gran escala de la red de distribución.
3.4 Riesgos de Seguridad y Costos Ocultos
Durante la construcción de las fundaciones de concreto in situ, si las señales de advertencia no son claras o las vallas están dañadas, es fácil que ocurran accidentes de seguridad como lesiones a peatones o intrusos en el sitio de construcción, aumentando los riesgos y costos de construcción. México tiene una supervisión estricta sobre la seguridad en la construcción, y tales problemas llevarán a sanciones altas y retrasos en la construcción.
3.5 Dificultades en la Transformación y Mantenimiento Operativo
El proyecto de transformadores de pedestal incluye la transformación de aumento de capacidad, lo que requiere cortes de energía a largo plazo, afectando el consumo de electricidad de los residentes y la calidad del servicio de suministro de energía. También es probable que ocurran fallas durante el mantenimiento y reparación posteriores, aumentando las dificultades de construcción. México tiene altos requisitos de confiabilidad en el suministro de energía, y la ampliación del rango de corte de energía afectará seriamente la vida diaria y las actividades comerciales. En resumen, aunque los transformadores de pedestal tienen ventajas cuando se seleccionan en centros urbanos (como en áreas urbanas mexicanas), las desventajas como períodos de construcción largos obstaculizan su promoción. Acortar el tiempo de instalación se ha convertido en la clave para aprovechar sus ventajas y lograr una gestión de construcción eficiente.
4. Análisis de las Razones para el Largo Período de Instalación y Construcción de los Transformadores de Pedestal
La instalación de transformadores de pedestal genera ruido y polvo, interfiriendo con el entorno de vida. La construcción tradicional de la fundación de concreto in situ implica la excavación de instalaciones públicas, ocupando espacio y obstaculizando el tráfico, con un ciclo de 12-15 días, lo que es probable que cause la entrada ilegal de residentes y vehículos, aumentando los riesgos.
La construcción tradicional de la fundación in situ tiene muchos procedimientos. La excavación de la fundación representa el 8%, el vertido y curado representan el 84%, y la instalación eléctrica representa el 8%. Optimizar la forma de la fundación es el punto de entrada central para resolver el problema del largo tiempo de instalación. Especialmente en México, donde se requieren la certificación NOM y el diseño sísmico, se proponen estándares más altos para la selección de la fundación.
5. Estrategias para la Instalación Eficiente en Sitio de Transformadores de Pedestal Eléctricos
5.1 Preparar Bien Antes de la Instalación
Para lograr una instalación eficiente, la preparación del equipo debe hacerse con anticipación. Inspeccione el equipo y los materiales del transformador de pedestal. Según el modelo y la capacidad (como el nivel de 23kV), seleccione accesorios de baja pérdida, alto rendimiento y adecuados para la certificación NOM mexicana y las necesidades locales. Revise los materiales según las nuevas especificaciones y estándares de la industria, prepare planos de diseño, y para las posiciones a ser aceptadas (como áreas vulnerables a la erosión por lluvia), haga impermeabilización y refuerzo de instalaciones con anticipación según los planos, y pruebe los componentes comprimidos. Llame a técnicos para volver a medir el rendimiento del transformador y sus accesorios para asegurar que cumplan con los estándares de diseño, creando condiciones para la construcción. También, preste atención a los detalles del diseño sísmico para adaptarse a las condiciones geológicas locales.
5.2 Optimizar la Forma de la Fundación
Las fundaciones de los transformadores de pedestal pueden ser de ladrillo-concreto, estructura de acero o componentes de concreto prefabricado, cada una con sus propias ventajas y desventajas:
5.2.1 Fundación de Ladrillo-Concreto
Es conveniente para la construcción y operación, pero requiere 3 días para el curado. Tiene una resistencia débil a la tensión y a las grietas, alta fragilidad y es fácilmente dañada bajo sobrecarga. La resistencia al desgaste de los componentes oxidados es pobre, y es propensa a la fisuración bajo grandes diferencias de temperatura. Es difícil adaptarse a los proyectos de transformadores de pedestal de 23kV en México que requieren diseño sísmico y alta estabilidad de la fundación.
5.2.2 Fundación de Estructura de Acero
Es ligera, se puede soldar y formar para la instalación directa, acortando el ciclo. Sin embargo, tiene poca resistencia al agua. Su resistencia y tenacidad disminuyen drásticamente bajo una diferencia de temperatura de 300°C, y es propensa a la embrittlement y fractura a bajas temperaturas. El costo es alto (el costo de la fundación del transformador de pedestal es 20% más alto). En el ambiente de operación al aire libre a largo plazo (como el ambiente al aire libre en México), se deforma y se daña fácilmente debido a los cambios de temperatura y humedad, afectando la seguridad estructural. Se requiere un refuerzo adicional contra la corrosión y el sismo, aumentando los costos y las dificultades.
5.2.3 Fundación de Concreto Prefabricado
Tiene ventajas significativas en los proyectos de transformadores de pedestal de 23kV en México y en escenarios que requieren certificación NOM y diseño sísmico: la prefabricación en fábrica asegura la estabilidad de las propiedades mecánicas de la estructura con pequeña dispersión; los componentes se forman previamente y se entregan al sitio, reduciendo el tiempo de procesamiento en el sitio; la calidad es excelente, la superficie es lisa, cumpliendo con los estándares de decoración de concreto a la vista, y se coordina con el edificio; la producción en fábrica reduce la contaminación, cumpliendo con los requisitos de la construcción ecológica. También se puede optimizar a través del diseño sísmico para adaptarse a las zonas propensas a terremotos.
5.2.4 Determinar el Esquema de la Fundación de Concreto Prefabricado
Para la construcción de transformadores de pedestal, la fundación de concreto prefabricado tiene ventajas sobresalientes, que pueden acortar el tiempo de prefabricación y evitar las desventajas del vertido in situ. Al determinar el esquema, refiérase al tamaño, peso del transformador de pedestal, y los requisitos de prefabricación del sistema eléctrico para la ingeniería civil (como la carga y los parámetros sísmicos del nivel de 23kV), combine con la experiencia práctica, transporte y condiciones de uso del suelo en el área de construcción en México, analice la viabilidad de transportar componentes prefabricados, estime el costo y el ciclo del esquema general, y asegúrese de que cumpla con la certificación NOM y las especificaciones de construcción locales.
La práctica muestra que la fundación de concreto prefabricado integral (cumpliendo con el diseño sísmico) puede mejorar la eficiencia de la construcción, superar el largo tiempo de vertido in situ, controlar eficazmente los riesgos de programación, y tiene un alto valor de aplicación en los proyectos de energía en México.
5.3 Dominar el Proceso de Construcción Preciso
Para mejorar la eficiencia de la instalación, se requiere un estricto cumplimiento del proceso: aprobación, cableado, incrustación e instalación. Al conectarse al sitio de construcción, los cercos alrededor de la subestación de pedestal deben cumplir con los estándares de ingeniería y construcción relacionados; la recepción del equipo debe conformarse con el sitio de construcción (como en México) y los estándares de la red nacional; después de la finalización, pruebe los instrumentos de relé, y si la tierra no cumple con los estándares, agregue electrodos y barras de tierra para garantizar el rendimiento de la tierra.
Antes de la instalación, la resistencia de la fundación de concreto prefabricado debe alcanzar el 70% del valor de diseño. Inspeccione el transformador y sus componentes para asegurar que no haya daños, y haga un buen trabajo de mantenimiento y reparación; realice mediciones y levantamientos precisos, preste atención a las posiciones clave, prepare medidas de control de calidad y aplíquelas estrictamente, asegure la calidad de la construcción y promueva el progreso eficiente de la instalación, mejorando la eficiencia de la construcción en el sitio de los transformadores de pedestal (adaptándose a 23kV, certificación NOM y diseño sísmico).
6. Ventajas de Usar Fundaciones de Estructura de Concreto Prefabricado
La fundación de concreto prefabricado supera las desventajas como el apilamiento de recursos in situ y la alta dificultad de construcción, reduce los riesgos de construcción, mantiene la limpieza del sitio y reduce la contaminación ambiental. Está compuesta por componentes prefabricados, es de bajo carbono y ecológica, eficiente y rápida, acorta el período de construcción y cumple con los requisitos de la construcción ecológica. Es adecuada para regiones como México con altos requisitos de protección ambiental, eficiencia de construcción y estándares de equipos (como la certificación NOM y el diseño sísmico), facilitando la promoción de los transformadores de pedestal.
7. Conclusión
Como un equipo avanzado, los transformadores de pedestal eléctricos tienen amplias perspectivas de aplicación en los sistemas de energía de regiones como México. Durante la instalación y construcción, en el supuesto de garantizar la calidad y las funciones (adaptándose a 23kV de voltaje, cumpliendo con la certificación NOM y teniendo diseño sísmico), es necesario acortar el ciclo y mejorar la eficiencia. A partir de la optimización de la forma de la fundación, la fundación de concreto prefabricado, con sus ventajas de alta eficiencia, seguridad y alta calidad, proporciona apoyo para la promoción a gran escala de los transformadores de pedestal, promoviendo el desarrollo eficiente de la construcción de la red de distribución de energía y adaptándose mejor a las necesidades de energía de diferentes regiones (especialmente regiones como México con estándares y condiciones geológicas especiales).
