Partes Fundamentales de un Centro de Transformación

De forma general, los diferentes elementos que constituyen las instalaciones de los centros de transformación (CT) son: interruptores, seccionadores, embarrados, transformadores de medida, transformadores de potencia, etc. Estos elementos se montan en celdas, y en cada una de ellas se agrupan los correspondientes a cada circuito, como los de entrada y/o salida de línea, los correspondientes a la protección del transformador o total del centro, o como la medida de la energía.

Dentro de cada CT encontraremos una aparamenta específica tanto en alta como en baja tensión. No en todos los centros de transformación encontraremos todos los elementos aquí expuestos, pero sí muchos de ellos formarán parte de su configuración. Detallamos los más comunes.

Componentes Principales

El Seccionador

Según el reglamento de líneas eléctricas de alta tensión, es un aparato mecánico de conexión manual que, en posición abierta, debe satisfacer una distancia de seguridad acorde con la tensión que soporta. Están diseñados para la apertura y cierre de circuitos sin carga o con cargas muy pequeñas.

Interruptor

Aparato dotado con poder de corte, que puede realizar la apertura y cierre de circuitos en carga, en dos posiciones bien diferenciadas. Este aparato puede soportar corrientes de cortocircuito, pero no interrumpirlas en caso de avería.

Interruptor-Seccionador

Interruptor que, en posición abierta, satisface las especificaciones de aislamiento de un seccionador.

Interruptor Automático

Interruptor capaz de abrir o cerrar un circuito en condiciones normales, además de cortar de forma automática cualquier sobreintensidad causada por una avería, hasta el punto de soportar la corriente de cortocircuito en el punto de conexión. Su uso es fundamental para la protección de instalaciones y de los transformadores del centro. Su accionamiento puede ser manual o automático, siendo este último comandado por relés de sobreintensidad, bobinas de disparo o relés de mínima tensión.

Seccionador de Puesta a Tierra

Aparato destinado a poner a tierra determinadas partes del circuito o instalación. Normalmente, el seccionador actúa cuando la carga del circuito se ha desconectado. Su funcionamiento suele estar condicionado al de un interruptor, interruptor automático o seccionador, de forma que solo se puede accionar si estos están desconectados, mediante un enclavamiento eléctrico y mecánico. También existen modelos de interruptor que incluyen el seccionador de puesta tierra, encontrando en estos casos tres posiciones de funcionamiento: cerrado, abierto y puesto a tierra, constituyendo así un equipo de aislamiento integral. Esto proporciona insensibilidad en entornos ambientales agresivos, incluso en caso de inundaciones, alargando su vida útil y eliminando la necesidad de mantenimiento en sus partes activas.

Tipos de Celdas Comunes

Atendiendo a su función, las celdas se dispondrán como sigue:

Celda de Remonte

En algunos casos es necesario la instalación de este tipo de celdas, siendo su función principal la de permitir subir los cables hasta el embarrado del conjunto general de celdas, dotándolos de una mayor protección mecánica. Existen dos tipos: con función de remonte de cables y con función de remonte de barras.

Celdas de Línea

Son las encargadas de recibir los conductores que alimentan al centro de transformación o de dar paso o interrumpir los conductores de salida que van a otros CT. Si desde este centro de transformación se alimenta a un centro terminal, existirá otra celda que será la encargada de seccionar dicha línea. Igualmente, permiten comunicar con el embarrado del conjunto general de celdas. Estarán equipadas con interruptor-seccionador de corte en carga y seccionador de puesta a tierra, estando ambos elementos enclavados entre sí. También dispondrán de pilotos de señalización de existencia de tensión. En función de dónde vayan a ser instaladas, pueden dotarse de motorización.

Celda de Seccionamiento

Es la encargada de dejar fuera de servicio la parte del centro de transformación propio del cliente. En función de la potencia del CT, estará dotada de interruptor-seccionador (si la potencia es inferior a 1000 kVA y/o está próximo al punto de seccionamiento) o de interruptor automático (si la potencia es superior).

Celdas de Protección

Son las encargadas de realizar la protección general del centro de transformación o de los transformadores instalados en el mismo de forma individual. En función del número y de la potencia de los transformadores instalados, estas pueden ser de dos tipos:

  • Celda de protección con fusibles

    Está provista de un interruptor-seccionador y de un seccionador de puesta a tierra (p.a.t.) situados antes y después de los fusibles. Ambos elementos están enclavados entre sí. La protección se realiza mediante fusibles limitadores y también dispondrá de pilotos de señalización de existencia de tensión. Se instalan cuando el CT está constituido por un único transformador y su potencia no supera los 800 kVA. Cuando el CT está constituido por varios transformadores, para aquellos cuya potencia sea igual o inferior a 800 kVA, su protección se suele realizar mediante este tipo de celda.

  • Celda de protección con interruptor automático

    Está provista de un seccionador, un seccionador de p.a.t. y un interruptor automático (este último de corte en vacío). Todos los elementos están enclavados entre sí. También se colocarán pilotos de existencia de tensión. Se instalan cuando el CT está constituido por un único transformador y su potencia supera los 800 kVA.

Puesta a Tierra de los Centros de Transformación

En general, se denomina puesta a tierra a la conexión metálica de uno o varios puntos de una instalación a uno o varios electrodos enterrados, con el fin de permitir el paso a tierra de corrientes de fallo o descargas atmosféricas, evitando además que existan tensiones peligrosas entre la instalación y superficies próximas del terreno. En el caso de los centros de transformación, vamos a tener dos tomas de tierra distintas, como veremos a continuación.

Sistemas de Puesta a Tierra

En principio, hay que considerar dos sistemas de puesta a tierra diferentes:

  • Puesta a tierra de protección
  • Puesta a tierra de servicio

Puesta a Tierra de Protección

Se conectan a esta toma de tierra las partes metálicas interiores del CT que normalmente están sin tensión, pero que pueden estarlo a consecuencia de averías, accidentes, descargas atmosféricas o sobretensiones:

  • Las carcasas de los transformadores.
  • Los chasis y bastidores de los aparatos de maniobra.
  • Las envolventes y armazones de los conjuntos de aparamenta MT (cabinas, celdas).
  • Los armarios y cofres con aparatos y elementos de BT.
  • Las pantallas y/o blindajes de los cables MT.

Se exceptúan de conectar a esta toma de tierra de protección los elementos metálicos del CT accesibles desde el exterior y que no contienen ni soportan partes en tensión (por tanto, las puertas y sus marcos, las persianas con sus rejillas para la ventilación, etc.).

Puestas a Tierra de Servicio

Se conectarán a tierra los elementos de la instalación necesarios, entre ellos:

  • Los neutros de los transformadores que lo precisen en instalaciones o redes con neutro a tierra de forma directa o a través de resistencias o bobinas.
  • El neutro de los alternadores y otros aparatos o equipos que lo precisen.
  • Los circuitos de baja tensión de los transformadores de medida.
  • Los limitadores, descargadores, autoválvulas, pararrayos para eliminación de sobretensiones o descargas atmosféricas.
  • Los elementos de derivación a tierra de los seccionadores de puesta a tierra.

Líneas y Electrodos de Tierra

Las líneas de tierra estarán constituidas por conductores de cobre o su sección equivalente en otro tipo de material. Se calculan mediante una fórmula, sabiendo que la sección mínima a instalar será de 50 mm² en cobre.

Los electrodos de puesta a tierra estarán constituidos por cualquiera de los siguientes elementos:

  • Picas de acero-cobre o de acero con protección catódica.
  • Placas de cobre.
  • Conductores enterrados horizontalmente.

Las condiciones de instalación de los electrodos serán las siguientes:

  • Las picas se clavarán verticalmente, quedando la parte superior a una profundidad no inferior a 0,5 m. En terrenos donde se prevean heladas, se aconseja una profundidad de 0,8 m.

Las configuraciones de electrodos consideradas son:

  • Cuadrados o rectángulos con 4 y 8 picas.