Transformador de distribución seco sumergible.

Transformador de distribución seco sumergible, que comprende por lo menos dos columnas centrales (1.

2, 1.3)alineadas en un plano que define la dirección longitudinal (300) del transformador, comprendiendo cada columnacentral por lo menos un devanado de alta tensión (3) y por lo menos un devanado de baja tensión (2) montadosconcéntricamente alrededor de la columna central (1.2, 1.3), quedando los devanados de baja tensión y alta tensión(2, 3) aislados eléctricamente mediante de un material sólido, por lo menos una ventana central (20) entre lascolumnas centrales, caracterizado por el hecho de que dicha ventana central está definida como un espacio entrelas dos columnas centrales (1.2, 1.3), extendiéndose dicho espacio en la dirección longitudinal, quedando montadapor lo menos una lámina de aislamiento eléctrico maciza (4) en la ventana central (20) de dicho transformador,estando definido el conjunto de la lámina de aislamiento eléctrico (4) en la dirección longitudinal (300) deltransformador.

La presente invencion se refiere a un transformador electrico de distribucion monofasica o trifasica, de aislamiento solido; especialmente disenado para utilizarse en una instalacion de distribucion subterranea o sumergida o en una instalacion interna o externa. Antecedentes de la invencion Tal como es conocido en el estado de la tecnica, los transformadores se utilizan para la distribucion de energia electrica para permitir la transformacion de energia electrica en corrientes y voltajes adecuados para el transporte de los lugares de generacion a las zonas de consumo. Para la transmision de energia electrica a grandes distancias, que pueden ser dece nas, cientos o mi les de kilom etros, es practica comun el evar la tensio n por medio de transformadores, con el fin de reducir las perdidas de potencia que se producen a traves de la resistencia electrica de los cables electricos. La transmision de energia electrica se lleva a cabo bajo alta tension, hasta cerca de los lugares de consumo donde esta se reduce, tambien por medio de transformadores, a valores adecuados para los equipos de los usuarios. Dicha reduccion del niv el de tension se l leva a cab o en varias eta pas, utilizando transformadores que se encuentran cerca de los centros de consumo de energia. La instalacion fisica de estos transformadores puede ser aerea, fijada a postes, o en el suelo en una instalacion interna o externa o en una instalacion subterranea. En las ciudades es practica comun llevar a cabo la distribucion de energia electrica a traves de una red de distribucion subterranea. En la distribucion de energia electrica a traves de una red subterranea, los transformadores estan instalados en camaras subterraneas. Los transformadores de distribucion para redes subterraneas tienen sus propias caracteristicas, las cuales, por ejemplo, en Brasil, vienen definidas por la n orma ABNT NBR 9369 de caracteristicas mecanic as y electr icas, y n ormalizacion de tra nsformadores su bterraneos. Otras norma s internacionales para transformadores de distribucion para redes subterraneas son, por ejemplo, "AN51 C57.12.242000, norma para transformadores de tipo subterraneo, transformadores de distribucion trifasicos, 2500 kVA y menores; alta tension, 34 500 GrdY/19 920 voltios y menores; baja tension, 480 voltios y requerimientos inferiores". Los transformadores instalados en la red subterranea seran sumergibles. Los transformadores se clasifican, en funcion del tipo constructivo, en transformadores secos y transformadores inmersos en liquido aislante. Los transformadores sumergibles, en su mayoria, van inmersos en un liquido aislante, que se d efinira como aceite, independientemente de su composicion quimica. Los transformadores sumergibles cubiertos por la norma de Brasil tienen un rango de potencia entre 200 kVA y 2500 kVA. Un transformador comprende basicamente devanados de alta tension, devanados de baja tension, un nucleo de hierro para la circulacion del flujo magnetico, unas conexiones entre los devanados y terminales de conexion, encontrandose todos estos c omponentes alojados en el interior de un deposito metalico y sumergidos en aceite. Para realizar el enlace de los componentes internos a los terminales de conexion externa, a traves del deposito, se utilizan unos casquillos. Bajo las leyes de la fisica, la relacion de transformacion del transformador viene dada por la relacion de espiras entre los devanados. La espiral esta formada por un material conductor alrededor del nucleo, rodeando su circunferencia. En transformadores con liquido aislante, los materi ales que forma n la esp iral alrededor del nucleo son los conductores del devanado, los materiales aislantes de los devanados y el aceite aislante. Los transformadores en liquido aislante tienen el deposito, que contiene la parte activa del transformador y el aceite aislante. El aceite actua como elemento aislante electrico entre las partes bajo tension del transformador y el deposito junto con los otros materiales que quedan impregnados con aceite. El aceite tambien actua como elemento refrigerante, transmitiendo y transportando el calor producido en los devanados y el nucleo a las superficies de refrigeracion del deposito y de los radiadores. Para obtener el aislamiento requerido entre las partes bajo tension, se utilizan materiales aislantes con l a separacion, grosores y formas adecuados y un proceso de produccion compatible. La forma de ejecucion y el tipo de materiales utilizados en las partes bajo tension dependen de la i ntensidad del campo electrico prevista en tales puntos que tienen que aislarse. Estos transformadores en aceite, aunque se utilizan ampliamente en todo el mundo, presentan los problemas que se describen a continuacion.

El aceite aislante utilizado, por su condicion quimica y, aunque existen varios tipos disponibles del mismo, es contaminante, en mayor o menor grado, y hay que tratarlo adecuadamente para que no penetre en el suelo ni contamine el manto freatico.

Una vez que la parte activa del transformador se encuentra en el interior de un deposito, que esta lleno de aceite, la presion interna del deposito puede aumentar como resultado de un fallo interno, sobrecarga o tambien debido a un fallo externo. El aumento de la presion interna puede provocar que el deposito explote precedido o no de fuego, con el riesgo de danos a la propiedad y danos humanos. Para reducir los riesgos, los transformadores en aceite deben tener dispositivos de seguridad, de acuerdo con las normas, lo que puede disminuir los riesgos, pero no eliminarlos.

Este tipo de transformador necesita un mantenimiento continuo, que requiere una inspeccion periodica, para verificar el nivel de aceite y su estado actual. Por lo tanto, durante las verificaciones, la evidencia de una disminucion en el nivel de aceite puede indicar la aparicion de fugas. Esta reduccion del nivel de aceite mas alla de los niveles permisibles puede perjudicar el aislamiento electrico y, en consecuencia, el aislamiento del transformador. Cualquier cambio e n las caracteristica s de l ac eite, aparte d e l os prev istos, p uede in dicar u na degradacion d el aceite, contaminacion, entrada de humedad o desviacion en el funcionamiento del transformador, y puede afectar a su actividad.

Los transf ormadores sum ergibles e n ac eite tiene n q ue in stalarse en unas camar as subterra neas de ejecucion especial, las cuales resultan costosas y tienen un proceso de construccion complejo, resistente a la explosion, de un transformador y con un sistema de contencion de aceite del transformador.

Los transformadores secos, una vez que no tienen el aceite confinado en el interior de un deposito, no padecen este riesgo de explosion ni el riesgo de contaminacion ambiental por el aceite del transformador si se produce una fuga o explosion.

Los transformadores de distribucion secos, descritos, por ejemplo, por la norma brasilena "NBR 10295 Dr y Power Transformers" o por normas internacionales tales como "IEC 600076 Power Transformers - Part 11 Dr y -type" o "IEEE C57.12.01 Standard for General Requirements for Dr y -Type Distribution and Power Transformers, Including Those with Solid-Cast and/o Resin Encapsulated Windings" son transformadores secos para instalarse bajo cubierta.

Estos transformadores deben estar protegidos de la accion directa del mal tiempo, tal como lluvia o nieve, una vez que tienen un limite de capacidad de soporte del aislamiento electrico a la humedad. El nivel de tolerancia a la humedad en transformadores secos se define, por ejemplo, en norma 1EC mencionada anteriormente, clasificado en esta norma en "Clases" C1, C2 y C3. La instalacion debe ser interna, en el interior de edificios o cubiculos.

La tolerancia del transformador a la humedad y a la contaminacion del aire circundante se obtiene segun el modelo constructivo del transformador, los materiales utilizados, el proceso de fabricacion ydistancias electricas, lo que da al transformador sus caracteristicas de aislamiento electrico, en ambientes humedos o contaminados.

El aislamiento de los devanados esta formado por un aislamiento solido y aire. De este modo, las caracteristicas del aire participan en la determinacion del nivel de aislamiento del transformador. El aire puede contener humedad y particulas solidas suspendidas. Tanto la humedad como las particulas solidas bajo suspension, que pueden ser metalicas o no, varian las caracteristicas de aislamiento.

Dependiendo de las car acteristicas del lu gar de i nstalacion, el n ivel de hum edad y las particulas solid as baj o suspension, es posible elegir la clase a la cual ha de ajustarse el transformador seco, considerando los periodos de mantenimiento y limpieza previstos.

Los actuales transformadores de potencia secos tienen que instalarse en lugares protegidos. Estos en general tienen los devanados de alta tension, los devanados de baja... [Seguir leyendo]

1. Transformador de distribucion seco sumergible, que comprende por lo menos dos columnas centrales (1.2, 1.3) alineadas en un plano que define la direccion longitudinal (300) del transformador, comprendiendo cada columna central por lo menos un devanado de alta tension (3) y por lo menos un devanado de baja tension (2) montados concentricamente alrededor de la columna central (1.2, 1.3) , quedando los devanados de baja tension y alta tension (2, 3) aislados electricamente mediante de un materialsolido, por lo menos una ventana central (20) entre las columnas centrales, caracterizado por el he cho de que dicha ventana central esta definida como un espacio entre las dos columnas centrales (1.2, 1.3) , extendiendose dicho espacio en la direccion longitudinal, quedando montada por lo menos una lamina de aislamiento electrico maciza (4) en la ventana central (20) de dicho transformador, estando defi nido el co njunto de la l amina de ais lamiento electric o (4) en la d ireccion l ongitudinal (30 0) de l transformador.

2. Transformador seg un l a reivin dicacion 1, caract erizado por el hec ho de que el conju nto de la lam ina de aislamiento electrico (4) define un primer lado del transformador (100) y un segundo lado del transformador (200) separados por igual y en lados opuestos de la lamina en el eje longitudinal (300) del transformador, estando configurada la lamina de aislamiento electrico (4) para aislar electricamente el primer lado del transformador (100) del segundo lado del transformador (200) , a traves de la ventana central (20) , cuando el transformador se encuentra sumergido.

3. T ransformador se gun l a reivindicacion 1, caracter izado p or e l h echo d e que co mprende unos cana les de refrigeracion (25) , que estan definidos como espacios que existen entre los devanados de baja y alta tension (2, 3) , entre dichos devanados y la columna central (1.2, 1.3) y en el interior de los devanados (2, 3) .

4. Transformador segun la reivindicacion 3, caracterizado por el hecho de que la lamina de aislamiento electrico (4) esta compuesta por un material aislante realizado en resina y fibra de vidrio.

5. Transformador segun las reivindicaciones 1 a 4, cara cterizado por el hecho de que la lamina de aislamiento electrico (4) esta sellada a los devanados de baja y alta tension (2, 3) utilizando material de silicona.

6. Transformador segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que la lamina de aislamiento electrico (4) esta formada por una lamina de 4 mm de grosor.

7. Transformador segun la reivindicacion 1, caracterizadopor el hecho de que es un transformador monofasico o trifasico.

8. Transformador de distribucion seco sumergible segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que la lamina de aislamiento electrico (4) esta configurada para bloquear el paso de un liquido, y la formacion de una espiral de liquido conductor cuando el transformador se encuentra sumergido, de un primer lado del transformador

(100) a un segundo lado del transformador (200) , estando estos separados por igual, y en lados opuestos de la lamina, en la direccion longitudinal (300) del transformador.

9. Transformador segun la reivindicacion 8, caracterizado por el hecho de que el liquido es agua.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del documento de la patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden 5 excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.

Documentos de patentes citados en la descripción 10 • U54095205