Centro de transformación modular de reducidas dimensiones, que incluye una o varias celdas de media tensión,

un transformador y un cuadro de baja tensión, estando la celda (1) de protección de media tensión conectada al transformador (2), y estando el transformador conectado al cuadro (3) de baja tensión, del que se proyectan los correspondientes cables para distribución y alimentación de instalaciones o edificios a baja tensión; y estando las celdas (1) de media tensión y el cuadro (3) de baja tensión montados sobre el propio transformador (2), que actúa como elemento de sostén y de soporte para los otros dos elementos (1) (3); caracterizado porque las conexiones entre el transformador (2) y la celda (1) de media tensión se realiza utilizando terminales (13) (14) de conexión tipo hembra, situadas, respectivamente, en la tapa convencional del transformador y en la celda (1) de baja tensión; estableciéndose la conexión eléctrica entre ambos mediante terminales enchufables o conjuntos (15) de conexión, de tal forma que la celda (1) de media tensión quede apoyada directamente sobre la tapa del transformador y todos los elementos de mando de las celdas (1) queden dispuestos frontalmente para facilitar el acceso por parte de los operarios

Centro de transformación de reducidas dimensiones.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un centro de transformación de reducidas dimensiones y modular, cuya evidente finalidad es la de transformar la energía eléctrica de alta o media tensión, en energía eléctrica de baja tensión para su distribución y consumo.

Es objeto de la invención proporcionar un centro de transformación eléctrica que, comprendiendo el equipo conmutador de media tensión, el transformador y el cuadro de baja tensión, está constituido como un conjunto modular y de reducidas dimensiones (compacto) que simplifica considerablemente las operaciones de instalación y conexionado del centro de transformación, minimiza los fallos eléctricos durante la instalación, funcionamiento y operaciones de mantenimiento del centro de transformación, todo ello en un módulo de reducidas dimensiones, por lo que el coste del centro de transformación se ve reducido también de forma considerable.

El centro modular y compacto objeto de la invención no está constituido como un monobloque, o centro de transformación integrado, diseñado específicamente, sino que está compuesto por los mismos componentes individuales utilizados en cualquier centro de transformación, esto es, el transformador, celda de alta o media tensión, y cuadro de baja tensión, manteniendo con identidad propia y separada cada uno de estos componentes, de tal manera que sea posible desmontar el equipo conmutador de alta tensión, o el de baja, manteniéndose cada elemento en perfectas condiciones de uso. Esta característica aumenta considerablemente la flexibilidad del centro de transformación frente a soluciones de diseño monobloque o integradas.

Son objeto de la invención también las modificaciones introducidas en la celda de media tensión para constituir una celda de protección.

Antecedentes de la invención

Los centros de transformación eléctrica están básicamente constituidos por tres elementos o partes fundamentales, aunque independientes entre sí, una de cuyas partes la determinan las celdas de alta o media tensión, mientras que la segunda parte la constituye un transformador, estando la tercera parte formada por un cuadro de baja tensión, de manera que esas partes sean independientes y se encuentran conectadas eléctricamente.

Según una configuración habitual para zonas de escasa densidad de carga, la celda de alta o media tensión comprende una entrada de tensión, realizándose, si existe, la salida mediante un bucle rígido. La misma celda de entrada constituye la posición de media tensión que alimenta al transformador, del cual a su vez sale la electricidad de baja tensión, conectándose esta salida del transformador al cuadro de baja tensión al que se atornillan los cables de salida, para distribución y correspondiente alimentación eléctrica de la instalación o edificio de que se trate.

En el caso mencionado, la celda de media tensión incorpora la protección del transformador, habitualmente mediante fusibles, o incluso mediante interruptor de circuito.

La función de los fusibles es la de evitar que fallos eléctricos que puedan producirse flujo abajo, es decir, en los conductores de media tensión, el transformador, o los conductores de baja tensión, antes de los fusibles situados en el cuadro de baja tensión, de tal manera que no repercutan en el resto de la red de media tensión, limitando así el alcance del incidente.

Pues bien, el conjunto determinado por la celda de alta o media tensión, el transformador y el cuadro de baja tensión, suelen disponerse, aunque no siempre, bajo un recinto que debe ofrecer unas condiciones suficientes de seguridad y ergonomía para los operarios, que incluyen accesos adecuados o espacios aptos para la manipulación e instalación de los equipos.

El principal requisito, en cuanto al espacio, es la necesidad de disponer de un frente libre de un metro de ancho, tanto en el equipo conmutador de alta tensión, como en la de baja, así como un pasillo de acceso y distancias de seguridad a piezas que están en tensión y pueden ser accesibles para operarios o terceras personas. Esto hace que, en la práctica, se requiera una gran cantidad de espacio (aproximadamente 8 a 10 metros cuadrados) para la ubicación de todos los componentes del centro, lo que supone un gran coste para la empresa de suministro eléctrico. Es por esto que, en la actualidad, hay un gran interés en que los equipos ocupen cada vez espacios más reducidos.

Por otro lado, las conexiones eléctricas entre las celdas de alta tensión y el transformador, y entre el cuadro de baja tensión y el transformador, se realizan mediante cableado que queda muy expuesto, dando lugar, posiblemente, a accidentes y averías no deseadas. Además, este cableado puede realizarse "in situ", lo que requiere de operarios especializados para realizar correctamente las distintas conexiones, no siendo siempre las condiciones ambientales y locales óptimas para la realización de dichas operaciones.

En concreto, las conexiones entre el equipo conmutador de maniobra de alta tensión y el transformador se realizan mediante cables con terminales en sus extremos, confeccionándose los terminales normalmente a pie de obra, por lo que no se les somete a los ensayos pertinentes para comprobar la calidad de la conexión.

De manera similar, la conexión entre el transformador y el cuadro de distribución de baja tensión se realiza mediante cables con terminales en sus extremos, alcanzando estas conexiones temperaturas elevadas en condiciones normales de funcionamiento. En ocasiones una mala confección de los terminales, o un mal ajuste de estos terminales en el cuadro de baja tensión, puede provocar incendios en la instalación, siendo ésta una de las posibles causas de fallo de un centro de transformación eléctrica.

Por otro lado, nos encontramos con el problema de la reposición o cambio de los fusibles de media tensión. El problema se produce cuando en estas operaciones se toman decisiones precipitadas, o no se realizan adecuadamente, y así por ejemplo:

En resumen, podemos decir que los centros de transformación eléctrica del tipo referido representan una serie de problemas potencialmente importantes, entre los que pueden citarse los siguientes:

Estas dificultades llevan a una tendencia a eliminar las conexiones externas entre los distintos componentes, así como a una reducción del tamaño de los mismos, conociéndose en la actualidad, por ejemplo, soluciones integradas que están compuestas por centros de transformación monobloque, es decir, en los cuales externamente se aprecia una única unidad que integra las funciones de alta tensión, transformación y baja tensión, alojando las funciones...

1. Centro de transformación modular de reducidas dimensiones, que incluye una o varias celdas de media tensión, un transformador y un cuadro de baja tensión, estando la celda (1) de protección de media tensión conectada al transformador (2), y estando el transformador conectado al cuadro (3) de baja tensión, del que se proyectan los correspondientes cables para distribución y alimentación de instalaciones o edificios a baja tensión; y estando las celdas (1) de media tensión y el cuadro (3) de baja tensión montados sobre el propio transformador (2), que actúa como elemento de sostén y de soporte para los otros dos elementos (1) (3); caracterizado porque las conexiones entre el transformador (2) y la celda (1) de media tensión se realiza utilizando terminales (13) (14) de conexión tipo hembra, situadas, respectivamente, en la tapa convencional del transformador y en la celda (1) de baja tensión; estableciéndose la conexión eléctrica entre ambos mediante terminales enchufables o conjuntos (15) de conexión, de tal forma que la celda (1) de media tensión quede apoyada directamente sobre la tapa del transformador y todos los elementos de mando de las celdas (1) queden dispuestos frontalmente para facilitar el acceso por parte de los operarios.

2. Centro de transformación modular de reducidas dimensiones, según la reivindicación 1ª, caracterizado porque la función de protección de alta o media tensión se realiza a través de la propia celda (1) de media tensión que incorpora en su interior los fusibles (4) de protección, constituyendo así una celda de protección, de forma que la sustitución de uno o varios fusibles se efectúe mediante el cambio de la celda (1) de protección de media tensión completa.

3. Centro de transformación modular de reducidas dimensiones, según la reivindicación 1ª, caracterizado porque la celda (1) de protección de media tensión incorpora tres terminales enchufables (15) para su conexión con el transformador (2).

4. Centro de transformación modular de reducidas dimensiones según las reivindicaciones 1ª, 2ª y 3ª, caracterizado porque entre la celda (1) de protección de media tensión y el transformador (2) se disponen, optativamente, transformadores o sensores de corriente asociados a un relé que complementa la protección del sistema con fusibles, proporcionando funciones de protección como fallos a tierra, sobrecargas, cortocircuitos en baja tensión, funcionamiento a una o dos fases por fusión de un fusible, medición de intensidad, medición de tensión y potencia e incluso temperatura, habiéndose previsto que este relé pueda comunicarse con un sistema integrado de telemando que permitirá consultar el estado del centro de transformación, así como activar o desactivar independientemente las funciones de protección deseadas.

5. Centro de transformación modular de reducidas dimensiones, según las reivindicaciones 1ª, 3ª y 4ª, caracterizado porque las conexiones enchufables son del tipo de las que se realizan mediante terminales hembra o de tipo tulipa, y conjuntos de conexión.

6. Centro de transformación modular de reducidas dimensiones, según la reivindicación 1ª, caracterizado porque las conexiones entre el transformador (2) y el cuadro (3) de baja tensión se realiza a través de una torreta (6), constituida como prolongación vertical de la tapa del transformador, y llena de aceite, en cuyo interior se encuentran las conexiones al transformador (2), conexiones que acceden al exterior de la torreta (6) por medio de terminales (12) que quedan dispuestos en la parte frontal de la torreta (6), y sobre las que se atornillan directamente los contactos eléctricos del propio cuadro (3) de baja tensión, quedando el cuadro colgado en vertical de la torreta, de tal manera que los elementos de mando quedan dispuestos frontalmente para facilitar el acceso por parte de los operarios.

7. Centro de transformación modular de reducidas dimensiones, según las reivindicaciones 1ª y 6ª, caracterizado porque la torreta de baja tensión no se llena completamente, actuando así como depósito de expansión, permitiendo la expansión del líquido dieléctrico como consecuencia de la dilatación, fundamentalmente de los elementos del transformador (2), a causa de la elevación de temperatura.

8. Centro de transformación modular de reducidas dimensiones, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el transformador (2) está montado sobre ruedas (11) que posibilitan la movilidad del conjunto o unidad única y compacta que forma la celda (1) de protección de alta o media tensión, el transformador (2) y el cuadro (3) de baja tensión.