Método para determinar el factor de carga de los transformadores instalados en casetas prefabricadas

Este post se complementa con el ya publicado “Factores de carga de los transformadores instalados en CT’s prefabricados” disponible en el siguiente link:

https://imseingenieria.blogspot.com/2016/08/factores-de-carga-de-los.html

Cuando se instalan transformadores fabricados con una potencia máxima nominal en centros de transformación prefabricados pueden estar condicionados a cargas diferentes de potencia dependiendo de las clases de envolventes (casetas prefabricadas) y temperaturas ambientes. Este post da un método que define el factor de carga de estos transformadores con aislamiento líquido o de tipo seco.

Transformadores con aislamiento líquido

Las curvas de la figura 1 se emplean como sigue:

a) Seleccionar la curva de la clase de caseta o envolvente.

b) Seleccionar la temperatura ambiente media conocida para el lugar donde se encuentra este centro de transformación, en el eje vertical.

c) La intersección de la línea de la clase de caseta o envolvente y la temperatura ambiente, da el factor de carga del transformador. 

Figura 1: Factor de carga de transformadores en baño de aceite instalados en una envolvente o caseta

Transformador tipo seco

Las curvas de la figura 2 se emplean como sigue:

a) Seleccionar la curva para la clase de envolvente o caseta.

b) Seleccionar la temperatura ambiente media conocida para el lugar donde se encuentra este centro de transformación, en el eje vertical.

c) La intersección de la línea de la temperatura de la envolvente o caseta y la temperatura ambiente, da el factor de carga del transformador.

Figura 2: Factor de carga de transformadores de tipo seco instalados en una envolvente o caseta

Nota:

Se indican una familia de curvas para las relaciones de pérdidas en vacío a pérdidas en carga de 1 a 6 para aislamiento líquido y de 1 a 4 para los de tipo seco.

Se han considerado otros valores y no existe error apreciable por usar una curva. Las curvas son válidas para relaciones entre 1:2 y 1:12.

Ejemplo

Hipótesis:

Emplazamiento con una temperatura media de ambiente anual de 10 ºC.

Temperatura ambiente media durante el invierno es de 0 ºC.

Temperatura ambiente media durante el verano es de 20 ºC.

La carga media anual precisa es de 900 kVA.

La carga media necesaria durante el invierno es de 1.000 kVA.

La carga media necesaria durante el verano es de 600 kVA.

Pregunta nº 1:

¿Qué clase nominal de envolvente se requiere para un transformador de 1.000 KVA que tiene 12 kW de pérdidas totales para que no exceda la máxima temperatura del punto más caliente y la temperatura superior del líquido aislante en el caso de un transformador con aislante líquido?

Respuesta:

Para una temperatura ambiente media anual de 10 ºC y factor de carga de 0.9, la figura 1 recomienda una envolvente o caseta clase 20.

Para una temperatura ambiente media en invierno de 0 ºC y factor de carga 1.0, la figura 1 recomienda una clase 20 para la envolvente o caseta.

Para una temperatura ambiente media en verano de 20 ºC y factor de carga 0.6, la figura 1 recomienda una clase 30 para la envolvente o caseta.

Pregunta nº 2:

En la hipótesis anterior, pero con una envolvente o caseta de clase 30 ¿cuál es el factor de carga permisible para el transformador?

Respuesta:

Para una temperatura ambiente media anual de 10ºC y clase 30, la figura 1 da un máximo factor de carga de 0.77

Para una temperatura ambiente media de invierno de 0 ºC y clase 30, la figura 1 da un máximo factor de carga de 0.89.

Para una temperatura ambiente media en verano de 20 ºC y clase 30, la figura 1 da un máximo factor de carga de 0.64.