Sistemas de Distribución Eléctrica

Gran parte de nuestro sistema de distribución primario es un sistema estrella o sistema aterrado. En este modulo estaremos discutiendo la conexión de bancos de transformadores al sistema de distribución primario estrella.

 

Un sistema estrella consiste de tres conductores de fases y un neutral. De modo, que en un transformador de distribución el lado alto o lado primario del transformador estará con una conexión tipo estrella. La conexión tipo estrella permite el aterramiento del neutral en uno o ambos primarios y  los bobinados secundarios. En el lado primario de un banco de transformadores este usara una fase primaria por transformador. De manera que, si usted esta conectando dos transformadores, cada transformador se conectara a una fase primaria sencilla. Cuando nos referimos al banco como un banco abierto o como banco cerrado, estamos haciendo referencia al numero de transformadores en el banco. Un banco cerrado tiene tres transformadores y un banco abierto consiste de dos transformadores. La mayoría de los transformadores usados en la distribución aérea son transformadores de dos mangos aisladores.

 

El objetivo en este modulo será conectar  un banco cerrado secundario estrella 120/ 208v, primario estrella. Para ayudarlo a entender como conectamos este tipo de banco, vamos a ver un transformador sencillo y explicaremos como un transformador sencillo es conectado en estrella en el lado alto y el lado bajo. El transformador de fase sencilla que estudiaremos será un transformador convencional de dos mangos aisladores.

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En un conexión estrella en el lado alto de un transformador un mango aislador es un primario que va al cortador y el otro mango aislador es aterrado, normalmente a la tierra del poste. Cuando aterramos un lado del mango aislador primario el conductor de cobre #6 usado para aterrar es conectado al case de aterramiento en el lado secundario a través del mango aislador neutral al mango aislador primario, hasta la tierra del poste.

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En cualquier transformador que este para ser conectado en estrella en el lado secundario tendrá uno de los lados del secundario (usualmente el mango aislador secundario izquierdo visto desde el lado secundario)  desconectado y es referido como mango aislador mudo. De manera que, usted tendrá en el lado secundario una toma caliente y una neutral o mango aislador aterrado. Esto es conocido como estrella, transformador conectado en estrella. Como usted puede ver, en el lado alto hay un mango aislador caliente (mango aislador primario) y un Mango aislador aterrado. En el lado secundario también hay una toma caliente (mango aislador secundario) y un mango aislador aterrado (neutral). Entonces, básicamente en una conexión  primario estrella/ secundario estrella este recibe un primario para alimentar una toma secundaria.

 

Luego construiremos un banco cerrado secundario estrella, primario estrella de 120/ 208v. Siendo este un banco cerrado, consistirá de tres transformadores. El voltaje de estos transformadores será de 120v. A tierra y 208v. De fase a fase . Los transformadores serán transformadores de 120v directos con un mango aislador mudo en el lado secundario. Estos transformadores serán convertidos en el almacén de transformadores y marcados en el lado secundario “120/180v”, pero en la placa del transformador aun se leerá “120/240v”. Si este tipo de transformadores no esta disponible, usted puede usar un transformador 120/240v. Cuando se usa el transformador 120/240v es esencial que usted convierta el transformador a un transformador 120v directos (ver modulo ld-26). Cuando se agrupan los transformadores es muy importante que la polaridad sea la misma en todos los transformadores para que puedan ser agrupados (ver modulo a-25).

 

Cuando se construye un banco 120/208v, los transformadores serán todos del mismo kv.. El banco 120/208v siempre será un banco cerrado. Cada transformador trabaja independientemente, de manera que cuando se construye un banco 120/208v usted esta es solamente tomando tres transformadores individuales, instalarlos en un banco y cada transformador trabaja separadamente.

 

La lectura de voltaje de 208v es obtenida probando de fase a fase y en cada transformador tiene 120 voltios de salida.

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PASO 1

Cableado del lado primario de un banco de transformadores 120/208v

Los terminales de alto voltaje están identificados como “H”.  El H-1 es encontrado a su izquierda, de cara al terminal de bajo voltaje y el H-2 a su derecha. En el campo estos son referidos como mango aislador izquierdo o mango aislador derecho. Una vez que usted ha seleccionado un mango aislador primario, o mango aislador izquierdo (H-1) o mango aislador derecho (H-2) es esencial que todos los transformadores restantes tengan el mismo lado como mango aislador primario. En el diagrama siguiente hemos seleccionado el mango aislador H-1 o mango aislador izquierdo. El tamaño del conductor para conectar el lado alto será conductor de cobre descubierto SD #6.

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Cuando aterramos debajo del mango aislador H-2 o mango aislador derecho, el conductor de cobre #6 es conectado primero en el case de aterramiento en el lado secundario, a través del mango aislador neutral al mango aislador primario (H-2) hasta la tierra del poste.

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PASO 2

Cableado del lado de bajo voltaje de un banco de transformadores de 120/208v.

Para seleccionar el conductor de tamaño apropiado en el lado secundario referirse al libro de reglas y especificaciones generales, sección 11. El banco que estamos construyendo es de transformadores de 10kv. Y el conductor de tamaño apropiado es el conductor de cobre #2. Conectaremos el neutral primero. Comenzando en el transformador del centro, medir desde abajo del mango aislador neutral hasta el sistema neutral y cortar una pieza de conductor de cobre #2 la longitud medida. Retirar el aislamiento de uno de los extremos del conductor (aproximadamente 10 cm. – 4”). Insertar el extremo descubierto del conductor en el mango aislador neutral. Permitir que el conductor se extienda a través del mango aislador neutral. Apretar el mango aislador neutral.

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Luego medir entre los dos transformadores externos desde mango aislador neutral a mango aislador neutral. Cortar el conductor a la longitud correcta. Instalar el conductor entre los mangos aisladores neutral que usted ha medido. En el transformador del centro, conectar los dos neutrales juntos usando conductor #2. Conectar el otro extremo del neutral al sistema neutral.

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PASO 3

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Medir la longitud necesaria para cada toma caliente de cada transformador. Instalar el conductor en cada mango aislador caliente. Cortar una pieza de conductor de aterramiento #4 y conectar los tres transformadores juntos. Conectar el conductor de cobre #4 a la case de aterramiento de cada transformador ubicado cerca de la base de cada transformador. Luego conectar el case de aterramiento al aterramiento del poste.

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Secundario trifásico, tri-fase, 120/208 voltios.

 

El banco estrella - estrella, como el banco delta – estrella es usado para servir a clientes tales como escuelas, hospitales y edificios de oficinas. El secundario estrella trifásico es ideal para servir este tipo de clientes debido a que la carga de iluminación puede ser igualmente dividida entre los tres transformadores del banco. Esto es posible debido a que el voltaje entre las trifases y el neutral aterrado es de 120 voltios. La carga de poder trifásica es llevada por los conductores trifasicos solamente.

El secundario trifásico también hace posible distribuir la carga uniformemente entre las fases de los circuitos primarios.

PRECAUCION: El neutral del lado alto de un banco estrella energizado debe ser considerado como un conductor de alto voltaje indiferentemente si este es puesto en posición flotante o aterrado.

NOTA:  Los transformadores con reguladores de porcentaje en el lado alto son recomendados para usar en los bancos estrella – estrella. Estos reguladores de porcentaje puedenser fijados para incrementar el voltaje secundario al nivel apropiado para un circuito trifásico de 208 voltios.

Cuando un transformador  se daña en un banco estrella – estrella.

Uno de las principales desventajas de un banco estrella – estrella es que si uno de los transformadores se daña, la acometida no puede ser restaurada hasta que el transformador defectuoso es reemplazado.

Al contrario del banco delta abierto, donde los bobinados de dos transformadores pueden ser conectados para una operación trifásica, el banco tipo estrella – estrella requiere el uso de tres transformadores. Este no puede ser hecho con dos.

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Secundario trifásico, tri-fase, 120/208 voltios.

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Cuando los bobinados de bajo voltaje de un banco de distribución están conectados en estrella, un secundario trifásico es siempre usado. Si la carga del cliente esta compuesto de un poder trifásico solamente, una conexión delta deberá ser usada. El circuito delta proporciona al cliente una voltaje nominal de 240 voltios de fase a fase, mientras el voltaje nominal de fase a fase de un circuito estrella es de 208 voltios. Los clientes servidos por un secundario trifásico 120/208 voltios usualmente son aconsejados para instalar un equipo de poder que se apropiado para un voltaje de operación de 208 voltios.

 

A diferencia del secundario delta trifásico, en un circuito secundario estrella trifásico no hay “toma de poder”. El voltaje entre las tres fases y el neutral es de 120 voltios. Si la carga esta igualmente dividida entre los tres transformadores, el neutral no llevara corriente. Como el neutral de un secundario delta, el neutral de un secundario “estrella” lleva solamente la carga de corriente desequilibrada en el circuito.

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Cuando se instala un banco estrella – estrella asegurarse que:

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1. El voltaje de cada transformador es el apropiado para el circuito.

2. Los reguladores de voltaje alto y bajo están fijados para el voltaje o porcentaje apropiado.

3. La polaridad de cada transformador sea verificada.

4. Asegúrese que el secundario estrella del neutral aterrado, el neutral del sistema multi-tierra, el neutral del lado alto del transformador y los conductores a tierra del arrester de iluminación están apropiadamente interconectados.

5. Los voltajes de salida de los transformadores están correctos antes de conectar cualquier carga a ellos.

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PRECAUCIÓN: Cuando se esta instalando un banco nuevo o cambiando un existente, asegúrese que la rotación del motor trifásico es la correcta. Si la rotación esta incorrecta, esta podrá ser invertida intercambiando dos tomas cualquiera de la tri-fase en la entrada de la acometida, o del banco.

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CONEXIÓN ESTRELLA ATERRIZADA - ESTRELLA ATERRIZADA