El centro comprende celdas de alta tensión (1), un cuadro de baja tensión (3) y un transformador (2) que están soportados por un bastidor (19).

Las celdas (1) y el cuadro de baja tensión (3) están dispuestos en correspondencia con una primera pared lateral del transformador (2) de tal forma que todos los elementos de maniobra de las celdas de alta tensión (1) y del cuadro de baja tensión (3) quedan en planos verticales paralelos a la citada primera pared lateral del transformador (2). La conexión eléctrica de alta tensión (4) y la conexión eléctrica de baja tensión (7) se realizan sobre la tapa superior (5) del transformador (2). Las celdas de alta tensión (1) comprenden medios de unión (13) configurados para quedar enfrentados a la tapa superior (5) del transformador (2) de tal forma que la conexión eléctrica de alta tensión (4) es una conexión directa sin cables externos

Centro de transformación modular compacto con conexión directa.

Objeto de la invención

La presente invención trata sobre un centro de transformación modular compacto, que comprende elementos principales tales como celdas de alta tensión, un transformador y un cuadro de baja tensión, disponiendo todos ellos soportados sobre un bastidor, de manera que el centro de transformación es transportable como una única unidad.

Como otra característica importante, el centro de transformación comprende una conexión eléctrica directa entre las celdas de alta tensión y el transformador, establecida sobre la tapa del mismo transformador, sin necesidad de utilizar puentes de cables externos y reduciendo la conexión a un solo punto. De esta forma, se obtiene una solución más económica desde el punto de vista de fabricación, montaje y número de pasatapas utilizados. Además, al reducir el número de puntos de conexión entre los elementos que componen el centro de transformación, se 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 de transformación modular y compacto objeto de la invención no esta constituido como un monobloque diseñado específicamente sino que esta compuesto por los mismos componentes individuales utilizados en cualquier centro de transformación, esto es el transformador, celdas de alta tensión y cuadro de baja tensión, manteniendo con identidad propia y separada cada uno de estos componentes, de tal manera que es posible desmontar la aparamenta de alta tensión o la 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.

Antecedentes de la invención

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

Según una configuración habitual las celdas de alta tensión comprenden una acometida y una salida, formando un bucle, así como una tercera posición de protección que alimenta al transformador, del cual a su vez sale la energía eléctrica en baja tensión, conectándose esta salida del transformador al módulo o cuadro de baja tensión que cuenta con las correspondientes bases para conexión de cables de salida para distribución y correspondiente alimentación eléctrica en baja tensión de la instalación o edificio de que se trate.

La alimentación del centro de transformación se realiza a través de la acometida de alta tensión de la primera celda de línea, la cual está conectada, a través de la salida del bucle, con la segunda celda de línea, lo que permite aislar un edificio o una instalación sin que por ello se corte la alimentación eléctrica al resto de instalaciones. De esa segunda celda de línea la energía eléctrica es conducida hasta el siguiente centro de transformación, que lógicamente alimentará a otra instalación.

A través de la tercera posición o celda se alimenta el transformador, realizando la conexión eléctrica entre ambos elementos mediante cables. La tercera posición, denominada como celda de protección, incorpora la protección del transformador, habitualmente mediante fusibles o incluso mediante interruptor automático. Habitualmente, estos fusibles se instalan en el interior de la aparamenta de alta tensión, pero también existen soluciones en donde son integrados en la propia cuba del transformador, sumergidos en el propio aceite del transformador, o en el interior de un cubículo independiente a la aparamenta de alta tensión y al transformador, tal y como se define por ejemplo en la Patente FR2782418B1.

La función de dichos fusibles es la de evitar que fallos eléctricos que puedan producirse aguas abajo, es decir en la red de distribución de baja tensión, en el cuadro de baja tensión, en la interconexión de alta tensión o en el transformador no repercutan en la subestación, limitando así el alcance del incidente.

El conjunto determinado por las celdas de alta tensión, el transformador y el cuadro de baja tensión suelen disponerse en una habitación cerrada que en la mayor parte de los casos corresponde a un sótano o lonja del edificio que se quiere dar suministro, o bien en una caseta exterior y próxima al edificio, debiendo ofrecer unas condiciones suficientes de seguridad y ergonomía para los operarios, que se materializan en accesos adecuados o espacios hábiles para la maniobra e instalación de los equipos.

El principal requisito, en cuanto al espacio es la necesidad de disponer de un frente libre de aproximadamente un metro de ancho tanto en la aparamenta de alta tensión, como en la de baja tensión, así como un pasillo de acceso y distancias de seguridad a elementos que están en tensión y pueden ser accesibles por operarios o terceras personas. Esto hace que en la práctica se requiera una gran cantidad de espacio para la ubicación de todos los componentes del centro, lo que supone un gran coste para la empresa de suministro eléctrico. Es por ello que, en la actualidad, hay un gran interés en equipos compactos que 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 y el transformador, habitualmente se realizan mediante cableado externo que queda muy expuesto pudiendo dar lugar a accidentes y averías no deseadas. Además, este cableado debe realizarse "in situ", lo que requiere de operarios especializados para realizar correctamente las distintas conexiones.

En concreto, las conexiones entre las celdas 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 unión. Además, mediante la conexión por cable se generan dos puntos de conexión, es decir, uno en las celdas y otro en el transformador, lo cual aumenta la probabilidad de fallos o incidencias derivados de las conexiones.

Igualmente, la conexión entre el transformador y el cuadro 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 apriete de estos terminales en el cuadro de baja tensión puede provocar incendios en la instalación, siendo ésta una de las principales causas de fallo de un centro de transformación eléctrica.

Ejemplos de soluciones de este tipo se pueden observar en las Patentes y Modelos de Utilidad ES2228264B2, FR2881001B1, FR2826194B1, FR2905532A1, DE9202127U1, etc.

Como una medida frente a los problemas planteados anteriormente, existen soluciones en donde las conexiones eléctricas por cable han sido sustituidas por conexiones directas, es decir, sin puentes de cables exteriores ni terminales, realizándose estas conexiones en fábrica, por lo que se evita que queden expuestas al exterior, solucionándose los problemas debidos a la existencia del cableado. Además, estas conexiones no son fijas sino de tipo enchufable, lo que permite la conexión y desconexión de las distintas unidades cuando sea necesario, manteniendo cada unidad independiente su capacidad funcional. Además, mediante la conexión directa se reduce la problemática que supone el espacio necesario para las instalaciones, ya que el conjunto de equipos que se obtiene es más compacto.

En este sentido, se pueden citar algunos documentos de Patente que definen soluciones con conexiones directas, como por ejemplo, EP1326313A1, WO2004012312A1, WO03032458A1, WO02075757A1 y ES2155037B1.

En las Patentes EP1326313A1, WO02075757A1, WO2004012312A1 y WO03032458A1 se definen soluciones en donde la conexión eléctrica entre las celdas de alta tensión y el transformador se lleva a cabo mediante pasatapas tipo hembra o tulipas (estando situadas... [Seguir leyendo]

1. Centro de transformación modular compacto con conexión directa, que comprende al menos una celda de alta tensión (l),un cuadro de baja tensión (3) y un transformador (2) que comprende aletas de refrigeración en sus cuatro paredes laterales y una tapa superior (5) configurada para permitir una conexión eléctrica de alta tensión (4) entre el transformador y las celdas de alta tensión (1) y una conexión eléctrica de baja tensión (7) con el cuadro de baja tensión (3), estando el transformador (2) soportado por un bastidor (19) caracterizado porque las celdas de alta tensión (1) y el cuadro de baja tensión (3) están apoyados sobre el bastidor (19) y dispuestos en correspondencia con una primera pared lateral del transformador (2) de tal forma que todos los elementos de maniobra de las celdas de alta tensión (1) y del cuadro de baja tensión (3) quedan en planos verticales paralelos a la citada primera pared lateral del transformador (2), accesibles para un operario, realizándose la conexión eléctrica de alta tensión (4) y la conexión eléctrica de baja tensión (7) sobre la tapa superior (5) del transformador (2) y porque las celdas de alta tensión (1) comprenden medios de unión (13) configurados para quedar enfrentados a la tapa superior (5) del transformador (2) de tal forma que la conexión eléctrica de alta tensión (4) es una conexión directa sin cables externos.

2. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 1ª, caracterizado porque los medios de unión (13) comprenden un pasatapas de celda por cada fase y porque la tapa superior (5) del transformador (2) comprende un pasatapas de transformador (9) por cada fase.

3. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 2ª, caracterizado porque los pasatapas de celda (13) se encuentran situados en una prolongación (11) de dichas celdas de alta tensión (1) que esta configurada para quedar parcialmente dispuesta sobre la tapa del transformador (2), quedando los pasatapas de celda (13) inaccesibles para un operario.

4. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 3ª, caracterizado porque los pasatapas de celda (13) se encuentran dispuestos en una cara (12) de la prolongación (11), encontrándose dicha cara (12) paralela a la tapa superior (5) del transformador (2), de tal forma que los pasatapas de celda (13) y los pasatapas de transformador (9) puedan quedar enfrentados entre sí.

5. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 4ª, caracterizado porque los pasatapas de celda (13) y los pasatapas de transformador (9), son pasatapas hembra y están unidos mediante conjuntos de unión (14) que comprenden una serie de piezas conductoras configuradas para conectarse con los elementos conductores de los pasatapas (9, 13), quedando dichos conjuntos de unión (14) insertados en los pasatapas (9, 13) una vez realizada la unión.

6. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 1ª, caracterizado porque tanto las celdas de alta tensión (1) como el cuadro de baja tensión (3) se encuentran distanciadas de la citada primera pared lateral del transformador (2) definiendo un espacio libre que permite la refrigeración del transformador (2).

7. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 4ª, caracterizado porque la citada prolongación (11) de las celdas de alta tensión (1) se encuentra distanciada respecto del transformador (2), y unida al mismo, mediante medios de amarre (18).

8. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 1ª, caracterizado porque la conexión eléctrica de baja tensión (7) comprende un pasatapas de baja tensión (16) por cada fase, dispuesto sobre la tapa superior (5) del transformador (2), y una pletina aislada (17) por cada fase en el cuadro de baja tensión (3).

9. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 8ª, caracterizado porque la conexión eléctrica de baja tensión (7) se encuentra cubierta por un cajón de protección (15), evitando así cualquier tipo de contacto.

10. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 1ª, caracterizado porque el bastidor (19) comprende unas ruedas (20) que posibilitan la movilidad del conjunto o unidad única y compacta que forman las celdas de alta tensión (1), el transformador (2) y el cuadro de baja tensión (3).

11. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 10ª, caracterizado porque el bastidor (19) comprende medios de bloqueo (21) que inmovilizan el centro de transformación (6) una vez haya sido colocado en su lugar de funcionamiento.

12. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 11ª, caracterizado porque el bastidor (19) comprende medios de izado (23).

13. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 12ª, caracterizado porque el bastidor (19) comprende antivibradores sobre los cuales se monta la unidad funcional de transformador (2) con objeto de absorber y no transmitir las vibraciones que se pudieran producir durante el funcionamiento del transformador (2).

14. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 13ª, caracterizado porque el bastidor (19) comprende un sistema de recogida de posibles derrames de aceite del transformador (2).

15. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 1ª, caracterizado porque el transformador (2) comprende un termómetro (24) y un conmutador de tensión de alta tensión (22) que se encuentran situados sobre la tapa superior (5) del transformador (2) y accesibles para un operario.

16. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 1ª, caracterizado porque las celdas de alta tensión (1) comprenden equipos electrónicos que permiten realizar funciones de medida, control e incluso operaciones de maniobra tanto de forma local como remota.

17. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 1ª, caracterizado porque las celdas de alta tensión (1) incluyen medios de protección del transformador (2).

18. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 17ª, caracterizado porque los medios de protección del transformador (2) son fusibles.

19. Centro de transformación modular compacto con conexión directa según reivindicación 17ª, caracterizado porque el medio de protección del transformador (2) es un interruptor automático.