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. en: De frente muerto. En cuanto al sistema de alimentación: Tipo radial. Parques eólicos. Universidades. Indicador de temperatura de líquido aislante para 225 kVA y mayores. De frente vivo. Son aquellos que no tienen partes vivas expuestas en el compartimiento de media tensión. 2. hasta 150 kVA. Son aquellos que tienen partes vivas expuestas dentro del gabinete. Baja tensión: interruptor termo magnético sumergido en aceite. Según el tipo de aislamiento de sus accesorios. Tipo anillo. 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. Provisión para manovacuómetro. También se ofrece fusible de aislamiento en serie con el de expulsión. Cambiador de derivaciones desenergizado. Registro de mano. Pequeña y mediana industria bajo el concepto de subestaciones compactas. que permite alimentar a cada transformador desde dos puntos diferentes. Indicador de nivel de líquido aislante para 225 kVA y mayores. estando el transformador energizado. . CLASIFICACIÓN Los transformadores tipo pedestal de distribución subterránea se clasifican: 1. . 5. sus características principales son: Solamente se tiene un entrehierro. son construidas con aluminio grado eléctrico.T. de sección adecuada para conservar un diferencial de temperatura bajo y lograr la eficiencia que especifican las normas. Elementos de protección. Tanque. de 0.009” de espesor. se utiliza el núcleo de 5 piernas. grado M-3. Bajos valores de pérdidas y corriente de excitación. Bobinas Las bobinas de B. 3. 1. el cual ayuda a evitar problemas de ferrorresonancia. con recubrimiento a base de compuestos inorgánicos. Proporciona mayor rigidez mecánica a las bobinas. Elementos de conexión.COMPONENTES BÁSICOS Los componentes básicos de los transformadores tipo pedestal se enumeran enseguida: 1. 4. aleación 1350. con 62 % de IACS* mínimo. Bajo nivel de ruido. Elementos de seccionalización. Núcleo. 6. Núcleo El material de los núcleos de transformadores tipo pedestal es acero al silicio de alta permeabilidad y bajas pérdidas. En transformadores trifásicos. 2. El núcleo que se utiliza en estos transformadores es de tipo enrollado. Bobinas. 2. Cada capa de los devanados de media y baja tensión está aislada con papel Kraft Insuldur. ensamblado directamente al cable de alimentación. 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. son construidas con alambre magneto de cobre electrolítico. Las bobinas de M. Tanque Éste contiene el ensamble núcleo-bobinas. así como a los esfuerzos eventuales de operación. 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. el cual estabiliza el aislamiento contra la oxidación y hace posible alcanzar temperaturas más altas. esmaltado con resina a base de poliéster amida-imida. 4. En el proceso. El papel Kraft Insuldur cuenta con elementos a base de resina epóxica en forma de diamante. de clase térmica 120 °C. compatible con el aceite del transformador. que facilita los trabajos de inspección y mantenimiento. que se funden y curan durante el proceso de horneado dado a las bobinas. con objeto de reducir los esfuerzos axiales a que son sujetas las bobinas en el caso de un cortocircuito.El devanado es en forma de hoja o foil. con 100 % de IACS*. Una particularidad más de las bobinas es su capacidad de absorción de sobretensiones por transitorios y su baja impedancia. . con una clase térmica de 200 °C. accesorios de protección y seccionalización. 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. obteniéndose así una estructura de frente muerto altamente confiable y segura. 3. y para conexión y desconexión sin carga. y aceite del transformador. Estos ensambles pueden encontrarse en dos tipos: para desconexión y conexión con carga. que permite obtener una buena regulación en los sistemas de distribución subterránea.T. Boquillas de baja tensión. según NEMA. Elementos de seccionalización Existen dos tipos de seccionadores: el radial y el seccionador en anillo. para facilitar la alimentación a varios circuitos secundarios. Éste puede ser de tipo térmico o termo magnético. Los seccionadores en anillo tienen la característica de facilitar la alimentación de los transformadores en los sistemas de distribución en anillo. Este interruptor tiene características de operación que son sensibles a las variaciones térmicas del transformador. tipo sumergible trifásicos. creando una imagen térmica del valor de temperatura media de la bobina en cualquier momento. En los transformadores tipo pedestal (monofásico o trifásico). cuenta con manija de operación desde el exterior y luz indicadora de operación que señala si el transformador está trabajando en condiciones anormales. en donde la seccionalización se efectúa con un inserto de operación con carga utilizando boquillas tipo pozo. 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. En el segundo caso. lo que le permite operar bajo una condición dada. pues permiten aislar el transformador del sistema fácilmente. Estos dispositivos facilitan las operaciones de inspección y mantenimiento. según la función que desempeñan: Para proteger al transformador del lado de la carga contra condiciones de sobrecarga o cortocircuito Interruptor de baja tensión. como en el caso de los transformadores monofásicos.Con el primer tipo. 5. . dependiendo de la capacidad del transformador. Su operación se realiza mediante una pértiga desde el exterior del transformador. se prefieren boquillas tipo espada con cuatro barrenos. Elementos de protección Las protecciones para los transformadores tipo pedestal son de diseño especial y son de dos tipos. son de operación con carga sumergidos en el líquido aislante y se instalan en el interior del tanque del transformador. 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. se requiere de un seccionador para facilitar dichos trabajos. se puede conectar o desconectar el transformador al sistema en condiciones de carga. con capacidad de izar y transportar el transformador. Es de tipo arena de plata de alta capacidad interruptora (50 mil A simétricos). Fusible de expulsión. de rango parcial y de rango completo. . También cuenta con un dispositivo de emergencia. pues durante la operación de interrupción. corrientes excesivas de carga. El fusible de rango completo (propósitos generales) está diseñado para liberar fallas tanto de alta como de baja corriente. instalado en el lado de media tensión. 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.El elemento del tipo térmico es sensible a las corrientes de carga y a la temperatura del aceite. el elemento del tipo magnético detecta las corrientes de corto circuito en el secundario. no produce gases ni ruidos en el momento de operación.3 kV. y 1 mil A simétricos a 23 kV. Es sensible a fallas secundarias. En cuanto a su función se clasifican en: Fusible de expulsión sensible a la corriente. corrientes de falla del transformador y a la temperatura del aceite Para proteger al sistema contra fallas internas del transformador Fusible limitador de corriente. sus interrupciones nominales son de 3 mil 500 A simétricos a 8. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Dependiendo de la ubicación física en exteriores o interiores se deben tener en cuenta los siguientes criterios técnicos 1. o de operación interior. Estos fusibles son de dos tipos. y resulta adecuado para fallas de proceso muy violento. 2 mil 500 A simétricos a 15.5 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. Es sensible solamente a la corriente. Este fusible es de baja capacidad interruptora sumergido en aceite y puede ser del tipo bayoneta (removible desde el exterior). el cual permite al transformador soportar cargas pico mayores en situaciones de emergencia. aislando el sistema. Se le denomina así. por lo que no se requiere coordinar con otro fusible. 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. como sobrecorrientes y fallas en el secundario Fusible de expulsión sensible a sobrecargas y a la temperatura del aceite. Es eficiente para minimizar los altos esfuerzos de corriente de falla sobre el equipo y el sistema. Ver figuras 1 y 4. . y 165 mm. cuando en condiciones normales de operación se prevea que la temperatura exterior del cubículo supere los 45°C. En caso de instalarse cerca de muros. En todo caso el material utilizado para el encerramiento. Las dimensiones de la franja de grava son 50 cm de ancho y 20 cm de profundidad. Si el transformador posee una protección que garantice el corte o desenergización cuando exista una sobretemperatura. Las características se detallan en las figuras 3 y 4. debe instalarse una barrera de protección para evitar riesgos asociados a dicha temperatura y colocarse avisos que indiquen la existencia de una “superficie caliente”. El transformador debe quedar instalado en un lugar con área libre suficiente que permita la apertura de las puertas del gabinete del transformador. quedará eximido de dicha barrera. (Artículo 30. El espacio libre vertical para un gato debe estar entre 38 mm. deberá ser una material no inflamable y de bajo conducción del calor con temperaturas inferiores a 45°C. se deberá conectar sólidamente al sistema de puesta del transformador. Ver figura 1. Se deben proveer facilidades para el levantamiento del tanque con gato. En caso de que el transformador quede cercano a zonas de tráfico vehicular se deben instalar barreras de contención. 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. En caso de que el encerramiento sea una malla eslabonada. estos deben ser resistentes al fuego. El transformador no se podrá instalar en lugares obligados de tránsito de las personas o en rutas peatonales obligadas. El transformador se ubicará sobre una base o pedestal de concreto cuyas características constructivas se detallan en la figura 4. La instalación del transformador debe garantizar unas distancias mínimas a edificaciones. muros. Si el encerramiento es metálico. 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. 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.4 del RETIE). las cuales deben alcanzar un ángulo mayor de 135°. vías y arboles. En las subestaciones tipo pedestal. 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. En la figura 1.. requisitos de instalación. . que superen los umbrales de soportabilidad cuando se presenta una falla. la resistividad del terreno y el valor de resistencia mínimo a cumplir. 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. un aviso preventivo de peligro eléctrico. para evitar que se incline en el futuro. en el mismo calibre del conductor de neutro. Distancias de despeje: Ver figura 1.4 del RETIE. A esta tierra se deben conectar sólidamente todas las partes metálicas que no transporten corriente y estén descubiertas. se deberá cumplir con todo lo establecido en el artículo 15 del RETIE. 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. no estén sometidos a tensiones de paso. Las conexiones de puesta a tierra se harán con soldadura exotérmica o con los conectores Aprobados en la norma RA7018. en el frente superior del gabinete o puerta del compartimiento de Media Tensión en la orilla superior. El tanque o chasis del transformador se conectará también a la malla de puesta a tierra. Los dispositivos de anclaje deben ser accesibles solamente desde el interior de los compartimentos. de acuerdo con la norma RA7074. Del borne neutro del transformador se conectará un conductor. El número de varillas para la puesta a tierra dependerá de la resistividad del terreno y de la resistencia de la malla a tierra. en lo relacionado con material. El fabricante debe entregar al usuario las indicaciones y recomendaciones mínimas de montaje y mantenimiento del transformador. 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. El tipo de configuración de la malla de tierra será definido por el área. los umbrales son los considerados en el RETIE. Los electrodos de puesta a tierra deben cumplir con el RETIE en su artículo 15 “Puestas a Tierra”. Para cualquier caso. de contacto o transferidas. El transformador tipo pedestal se anclará sólidamente a la base o pedestal de concreto a través de los pernos instalados para tal fin. En particular el valor de puesta a tierra debe ser de acuerdo a lo establecido en el artículo 15. 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. hacia la malla de puesta a tierra. Aviso preventivo de riesgo eléctrico: deberá colocarse en la parte exterior del transformador. Para la trampa. La obra civil de apoyo debe proveer el espacio adecuado para proteger los cables durante los movimientos del transformador. . La instalación del transformador pedestal deberá incluir un foso y una trampa de aceite. 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. En todo caso. En las subestaciones está prohibido que crucen canalizaciones de agua. deben cumplir con los mismos requisitos citados en esta norma para cuando el transformador tipo pedestal es instalado en exteriores. el electrodo y los conectores utilizados. la capacidad mínima será del 70%. aire comprimido. El local para las subestaciones tipo pedestal dentro de edificaciones. gas natural. revisión e inspección. con el techo debajo de antejardines y paredes que limiten con muros de contención. excepto las tuberías de extinción de incendios. deben ser debidamente impermeabilizados para evitar humedad y oxidación. La puesta a tierra. En las zonas adyacentes a la subestación no deben almacenarse combustibles. Los locales ubicados en semisótanos y sótanos. 2. Destacamos la necesidad de construcción de un foso para contener el derrame del aceite y evitar la propagación de un incendio. Para el foso la capacidad mínima deberá ser del 30% del volumen total de aceite del transformador a instalar. El transformador tipo pedestal no debe estar localizado en áreas clasificadas como peligrosas. como a los vehículos que transportan los equipos. se debe construir una malla de puesta a tierra que garantice la seguridad del personal tal como lo exige el RETIE. 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. 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. 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. Cuando un transformador requiera instalación en bóveda. gases industriales o combustibles. oficinas y en general lugares destinados a ocupación permanente de personas. 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. preferiblemente en zonas de circulación restringidas al tránsito vehicular y peatonal. en el frente superior del gabinete o puerta del compartimiento de Media Tensión en la orilla superior. . un aviso preventivo de peligro eléctrico. El transformador deberá ser instalado en lo posible. Los locales donde quedará instalada la subestación. Si el transformador está instalado en una zona verde pero cerca de la vía. Además. se deberá colocar un aviso que indique la existencia de una superficie caliente. 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. preferiblemente. en zonas de baja circulación de personas. Aviso preventivo de riesgo eléctrico: deberá colocarse en la parte exterior del transformador. de acuerdo con la norma RA7074. 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. Más seguro. Autoprotegido. Constituye una subestación completa. por lo que puede instalarse en lugares públicos con acceso restringido.VALORES NOMINALES VENTAJAS Requerimiento mínimo de espacio. ya que no presenta partes energizadas accesibles a personas. Mantenimiento mínimo por contaminación. . . 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).