SUBESTACIÓN TIPO PEDESTALBREVE HISTORIA A principios de la década de 1960, fue desarrollado un nuevo concepto de transformador, conocido como transformador de distribución tipo Pad Mounted, al cual se le denominó tipo pedestal. En su forma preliminar, este transformador consistió básicamente de una unidad convencional equipada con un gabinete para protección externa, debido a que era de frente vivo, además de que era montado sobre una base de concreto; de ahí se deriva la denominación que se le otorga. Este modelo primitivo fue sustituido por un transformador altamente especializado, que incorpora actualmente todo arreglo concebible de boquillas, accesorios, interruptores, fusibles, evolucionando del modelo inicial a una unidad de transformación eléctrica, autoprotegida y de frente muerto. APLICACIÓN El pedestal trifásico está diseñado para operar a la intemperie y estar montado sobre una base típicamente de concreto. Tiene integrado un gabinete a prueba de vandalismo, el cual contiene los accesorios y las terminales de conexión. Los transformadores del tipo pedestal trifásico se utilizan en lugares donde la seguridad y apariencia son un factor decisivo, tales como: Desarrollos comerciales. Desarrollos turísticos. Edificios de oficinas y/o residenciales. Hoteles. Hospitales. ACCESORIOS Dependiendo de la especificación: Alta tensión: fusible limitador de corriente de rango parcial en serie con el fusible de expulsión o fusible limitador de corriente de rango completo que puede ser removido desde el exterior. hasta 150 kVA. Provisión para manovacuómetro. CLASIFICACIÓN Los transformadores tipo pedestal de distribución subterránea se clasifican: 1. Son aquellos que tienen partes vivas expuestas dentro del gabinete. Cambiador de derivaciones desenergizado. Indicador de nivel de líquido aislante para 225 kVA y mayores. Pequeña y mediana industria bajo el concepto de subestaciones compactas. Baja tensión: interruptor termo magnético sumergido en aceite. Según el tipo de aislamiento de sus accesorios. En cuanto al sistema de alimentación: Tipo radial. Registro de mano. De frente vivo. . También se ofrece fusible de aislamiento en serie con el de expulsión. que permite alimentar a cada transformador desde dos puntos diferentes. Son aquellos que no tienen partes vivas expuestas en el compartimiento de media tensión. Parques eólicos. Universidades. 2. Tipo anillo. estando el transformador energizado. en: De frente muerto. Indicador de temperatura de líquido aislante para 225 kVA y mayores. Elementos de seccionalización. Núcleo. 1. grado M-3. 2. Núcleo El material de los núcleos de transformadores tipo pedestal es acero al silicio de alta permeabilidad y bajas pérdidas.009” de espesor. Bobinas. Tanque. Bajo nivel de ruido. 3. 5. se utiliza el núcleo de 5 piernas. Elementos de conexión. Bobinas Las bobinas de B. Bajos valores de pérdidas y corriente de excitación. 6. son construidas con aluminio grado eléctrico. sus características principales son: Solamente se tiene un entrehierro.COMPONENTES BÁSICOS Los componentes básicos de los transformadores tipo pedestal se enumeran enseguida: 1. el cual ayuda a evitar problemas de ferrorresonancia.T. 4. . El núcleo que se utiliza en estos transformadores es de tipo enrollado. Proporciona mayor rigidez mecánica a las bobinas. Elementos de protección. de sección adecuada para conservar un diferencial de temperatura bajo y lograr la eficiencia que especifican las normas. de 0. En transformadores trifásicos. con 62 % de IACS* mínimo. aleación 1350. con recubrimiento a base de compuestos inorgánicos. 2. son construidas con alambre magneto de cobre electrolítico. y para conexión y desconexión sin carga. Tanque Éste contiene el ensamble núcleo-bobinas.T. el cual estabiliza el aislamiento contra la oxidación y hace posible alcanzar temperaturas más altas. compatible con el aceite del transformador. obteniéndose así una estructura de frente muerto altamente confiable y segura. Las bobinas de M. El papel Kraft Insuldur cuenta con elementos a base de resina epóxica en forma de diamante. con 100 % de IACS*.El devanado es en forma de hoja o foil. accesorios de protección y seccionalización. con objeto de reducir los esfuerzos axiales a que son sujetas las bobinas en el caso de un cortocircuito. . ensamblado directamente al cable de alimentación. esmaltado con resina a base de poliéster amida-imida. Estos ensambles pueden encontrarse en dos tipos: para desconexión y conexión con carga. 4. y aceite del transformador. que permite obtener una buena regulación en los sistemas de distribución subterránea. que se funden y curan durante el proceso de horneado dado a las bobinas. Cada capa de los devanados de media y baja tensión está aislada con papel Kraft Insuldur. que facilita los trabajos de inspección y mantenimiento. de clase térmica 120 °C. así como a los esfuerzos eventuales de operación. el papel compacta los conductores entre capas y de esta manera crea una masa sólida para proporcionar a la bobina rigidez mecánica y soportar los esfuerzos electrodinámicos causados por un eventual cortocircuito. 3. En el proceso. Elementos de conexión Boquillas de Media Tensión Boquillas tipo pozo Boquillas tipo inserto Boquillas tipo perno Las boquillas tipo pozo o similares son adecuadas para ensamblarse a un adaptador y a un codo conector. con una clase térmica de 200 °C. Se debe fabricar con placas de acero de alta calidad para lograr la resistencia mecánica que requiere el equipo y soportar los esfuerzos a que se someten los transformadores durante su manejo e instalación. Una particularidad más de las bobinas es su capacidad de absorción de sobretensiones por transitorios y su baja impedancia. Su operación se realiza mediante una pértiga desde el exterior del transformador. se puede conectar o desconectar el transformador al sistema en condiciones de carga. se prefieren boquillas tipo espada con cuatro barrenos. son de operación con carga sumergidos en el líquido aislante y se instalan en el interior del tanque del transformador. se requiere de un seccionador para facilitar dichos trabajos. Elementos de seccionalización Existen dos tipos de seccionadores: el radial y el seccionador en anillo. . lo que le permite operar bajo una condición dada. Boquillas de baja tensión. en donde la seccionalización se efectúa con un inserto de operación con carga utilizando boquillas tipo pozo. En los transformadores tipo pedestal (monofásico o trifásico). Los seccionadores en anillo tienen la característica de facilitar la alimentación de los transformadores en los sistemas de distribución en anillo. ya que disponen de cuatro posiciones de operación: Conexión por el lado izquierdo o línea A del transformador Conexión por el lado derecho o línea B del transformador Conexión por ambos lados o líneas A y B del transformador Desconectado del sistema 6. como en el caso de los transformadores monofásicos. Elementos de protección Las protecciones para los transformadores tipo pedestal son de diseño especial y son de dos tipos. dependiendo de la capacidad del transformador. pues permiten aislar el transformador del sistema fácilmente. cuenta con manija de operación desde el exterior y luz indicadora de operación que señala si el transformador está trabajando en condiciones anormales. En el segundo caso.Con el primer tipo. tipo sumergible trifásicos. Estos dispositivos facilitan las operaciones de inspección y mantenimiento. 5. según la función que desempeñan: Para proteger al transformador del lado de la carga contra condiciones de sobrecarga o cortocircuito Interruptor de baja tensión. según NEMA. Los seccionadores radiales son de dos posiciones y conectan o desconectan al transformador sin romper la continuidad del servicio de los demás transformadores de la red. Este interruptor tiene características de operación que son sensibles a las variaciones térmicas del transformador. Éste puede ser de tipo térmico o termo magnético. para facilitar la alimentación a varios circuitos secundarios. creando una imagen térmica del valor de temperatura media de la bobina en cualquier momento. 5 kV. Es eficiente para minimizar los altos esfuerzos de corriente de falla sobre el equipo y el sistema. corrientes excesivas de carga. Ver figuras 1 y 4. y resulta adecuado para fallas de proceso muy violento. En cuanto a su función se clasifican en: Fusible de expulsión sensible a la corriente. El tipo de montaje puede ser de dos formas: para removerse desde el exterior del tanque y para removerse desde el interior del tanque por medio del registro de mano. o de operación interior. no produce gases ni ruidos en el momento de operación. Estos fusibles son de dos tipos. Es sensible a fallas secundarias. y 1 mil A simétricos a 23 kV. expulsa gases para extinguir el arco y debe de interrumpir la falla en un intervalo igual o menor que la duración del primer ciclo. de rango parcial y de rango completo. También cuenta con un dispositivo de emergencia. Instalación a la Intemperie La instalación del transformador debe realizarse en un sitio de fácil acceso donde se garantice el acceso y retiro mediante vehículo grúa o montacargas. con capacidad de izar y transportar el transformador. como sobrecorrientes y fallas en el secundario Fusible de expulsión sensible a sobrecargas y a la temperatura del aceite. El fusible de rango completo (propósitos generales) está diseñado para liberar fallas tanto de alta como de baja corriente. Es de tipo arena de plata de alta capacidad interruptora (50 mil A simétricos). instalado en el lado de media tensión. corrientes de falla del transformador y a la temperatura del aceite Para proteger al sistema contra fallas internas del transformador Fusible limitador de corriente. el cual permite al transformador soportar cargas pico mayores en situaciones de emergencia. pues durante la operación de interrupción. sus interrupciones nominales son de 3 mil 500 A simétricos a 8. Fusible de expulsión. Se le denomina así.3 kV. Este fusible es de baja capacidad interruptora sumergido en aceite y puede ser del tipo bayoneta (removible desde el exterior). . el elemento del tipo magnético detecta las corrientes de corto circuito en el secundario. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Dependiendo de la ubicación física en exteriores o interiores se deben tener en cuenta los siguientes criterios técnicos 1. aislando el sistema. Es sensible solamente a la corriente.El elemento del tipo térmico es sensible a las corrientes de carga y a la temperatura del aceite. 2 mil 500 A simétricos a 15. por lo que no se requiere coordinar con otro fusible. Se deben proveer facilidades para el levantamiento del tanque con gato. muros. La instalación del transformador debe garantizar unas distancias mínimas a edificaciones. las cuales deben alcanzar un ángulo mayor de 135°. Las dimensiones de la franja de grava son 50 cm de ancho y 20 cm de profundidad. El espacio libre vertical para un gato debe estar entre 38 mm. Ver figura 1. deberá ser una material no inflamable y de bajo conducción del calor con temperaturas inferiores a 45°C. El transformador no se podrá instalar en lugares obligados de tránsito de las personas o en rutas peatonales obligadas. debe guardarse una distancia perimetral de 1000 mm y si por el contrario el encerramiento es totalmente sólido (sin orificios) esa distancia perimetral se puede reducir a 600mm. se especifican algunas distancias de separación entre el transformador de pedestal y otro tipo de elemento que lo rodee como ventanas puertas o muros de edificaciones. cuando en condiciones normales de operación se prevea que la temperatura exterior del cubículo supere los 45°C.4 del RETIE). . En la figura 1.. En caso de instalarse cerca de muros. En caso de que el encerramiento sea una malla eslabonada. estos deben ser resistentes al fuego. (Artículo 30. vías y arboles. En todo caso el material utilizado para el encerramiento. El transformador se ubicará sobre una base o pedestal de concreto cuyas características constructivas se detallan en la figura 4. se deberá conectar sólidamente al sistema de puesta del transformador. Las características se detallan en las figuras 3 y 4. Es de anotar que las dimensiones del pedestal estarán de acuerdo con la capacidad del transformador y es un dato que debe ser suministrado por el fabricante del transformador. En las subestaciones tipo pedestal. En caso de que el transformador quede cercano a zonas de tráfico vehicular se deben instalar barreras de contención. La base o pedestal de concreto sobre la que se anclará el transformador estará colocada sobre una capa de suelo compactado y rodeada de una capa de grava para contener el 100% del aceite del transformador para un eventual derrame. quedará eximido de dicha barrera. y 165 mm. Si el transformador posee una protección que garantice el corte o desenergización cuando exista una sobretemperatura. El transformador debe quedar instalado en un lugar con área libre suficiente que permita la apertura de las puertas del gabinete del transformador. Si el encerramiento es metálico. debe instalarse una barrera de protección para evitar riesgos asociados a dicha temperatura y colocarse avisos que indiquen la existencia de una “superficie caliente”. de contacto o transferidas. los umbrales son los considerados en el RETIE. que superen los umbrales de soportabilidad cuando se presenta una falla.4 del RETIE. la resistividad del terreno y el valor de resistencia mínimo a cumplir. El transformador tipo pedestal se anclará sólidamente a la base o pedestal de concreto a través de los pernos instalados para tal fin. un aviso preventivo de peligro eléctrico. para evitar que se incline en el futuro. no estén sometidos a tensiones de paso. en lo relacionado con material. de acuerdo con la norma RA7074. . requisitos de instalación. La malla de hierro que constituye el refuerzo estructural de la base pedestal de concreto se deberá unir a la malla de puesta a tierra del transformador. En particular el valor de puesta a tierra debe ser de acuerdo a lo establecido en el artículo 15. Distancias de despeje: Ver figura 1. A esta tierra se deben conectar sólidamente todas las partes metálicas que no transporten corriente y estén descubiertas. El número de varillas para la puesta a tierra dependerá de la resistividad del terreno y de la resistencia de la malla a tierra. El tipo de configuración de la malla de tierra será definido por el área. Las conexiones de puesta a tierra se harán con soldadura exotérmica o con los conectores Aprobados en la norma RA7018. Los electrodos de puesta a tierra deben cumplir con el RETIE en su artículo 15 “Puestas a Tierra”. Aunque en los esquemas de esta norma aparece una forma de malla de puesta a tierra ésta deberá ser diseñada para garantizar que en cualquier punto accesible a personas que puedan transitar o permanecer cerca de la subestación. en el frente superior del gabinete o puerta del compartimiento de Media Tensión en la orilla superior. en el mismo calibre del conductor de neutro. se deberá cumplir con todo lo establecido en el artículo 15 del RETIE. Los dispositivos de anclaje deben ser accesibles solamente desde el interior de los compartimentos. El tanque o chasis del transformador se conectará también a la malla de puesta a tierra. El conector debe ser de un material tal que evite la corrosión y el par galvánico en la unión entre el hierro y el cobre. hacia la malla de puesta a tierra. El fabricante debe entregar al usuario las indicaciones y recomendaciones mínimas de montaje y mantenimiento del transformador. Aviso preventivo de riesgo eléctrico: deberá colocarse en la parte exterior del transformador. Del borne neutro del transformador se conectará un conductor. Para cualquier caso. así como las dimensiones y características del pedestal o base de concreto la cual deberá estar de acuerdo a las normas y correctamente nivelada sobre un terreno firmemente apisonado. Estos deberán diseñarse y construirse de tal forma que entre ambos se tenga la capacidad para contener como mínimo un volumen equivalente al 100% del volumen total de aceite del transformador a instalar. Los locales ubicados en semisótanos y sótanos. El local para las subestaciones tipo pedestal dentro de edificaciones. con el techo debajo de antejardines y paredes que limiten con muros de contención. La puesta a tierra. En las zonas adyacentes a la subestación no deben almacenarse combustibles. gases industriales o combustibles. Cuando un transformador requiera instalación en bóveda. excepto las tuberías de extinción de incendios. gas natural. Los transformadores tipo pedestal los cuales son refrigerados en aceite no deben ser instalados en niveles o pisos que esté por encima de sitios de habitación. el electrodo y los conectores utilizados. se debe construir una malla de puesta a tierra que garantice la seguridad del personal tal como lo exige el RETIE. la capacidad mínima será del 70%. deben cumplir con los mismos requisitos citados en esta norma para cuando el transformador tipo pedestal es instalado en exteriores. . El transformador tipo pedestal no debe estar localizado en áreas clasificadas como peligrosas. La obra civil de apoyo debe proveer el espacio adecuado para proteger los cables durante los movimientos del transformador. Destacamos la necesidad de construcción de un foso para contener el derrame del aceite y evitar la propagación de un incendio. como a los vehículos que transportan los equipos. Para la trampa. En todo caso. deben ser debidamente impermeabilizados para evitar humedad y oxidación. según el capítulo 5 de la norma NTC 2050 en sus artículos 500 a 517. esta debe construirse con materiales que ofrezcan una resistencia al fuego de mínimo tres horas. Instalaciones en Interiores Es importante destacar que la instalación de un transformador tipo pedestal en el interior debe cumplir con las mismas exigencias para un transformador convencional y las exigidas en la norma NTC 2050. aire comprimido. Para el foso la capacidad mínima deberá ser del 30% del volumen total de aceite del transformador a instalar. La instalación del transformador pedestal deberá incluir un foso y una trampa de aceite. se debe ubicar en un sitio de fácil acceso desde el exterior con el fin de facilitar tanto al personal calificado las labores de mantenimiento. 2. En las subestaciones está prohibido que crucen canalizaciones de agua. revisión e inspección. oficinas y en general lugares destinados a ocupación permanente de personas. en zonas de baja circulación de personas. Los locales donde quedará instalada la subestación. Además. un aviso preventivo de peligro eléctrico. se deberá colocar un aviso que indique la existencia de una superficie caliente. Si el transformador está instalado en una zona verde pero cerca de la vía. preferiblemente en zonas de circulación restringidas al tránsito vehicular y peatonal. deben tener una placa en la entrada con el aviso que contenga el símbolo de “Peligro Alta Tensión” y con puerta de acceso hacia la calle. . preferiblemente. Aviso preventivo de riesgo eléctrico: deberá colocarse en la parte exterior del transformador. deberán colocarse barreras de contención que eviten en caso de accidente un daño al transformador Tipo Pedestal y respetando las distancias mínimas requeridas en la figura1. de acuerdo con la norma RA7074. en el frente superior del gabinete o puerta del compartimiento de Media Tensión en la orilla superior. El transformador deberá ser instalado en lo posible. Más seguro.VALORES NOMINALES VENTAJAS Requerimiento mínimo de espacio. ya que no presenta partes energizadas accesibles a personas. Constituye una subestación completa. Mantenimiento mínimo por contaminación. . por lo que puede instalarse en lugares públicos con acceso restringido. Autoprotegido. Desconexión de la alimentación en forma rápida y segura. Aspecto estético agradable. . Facilidad de restablecimiento de servicio después de una falla en el secundario (solo cuando lleva interruptor termo magnético).