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Transformadores de tensión inductivos de Alta Tensión ET/5099

Índice

1.- Objeto 2.- Alcance 3.- Desarrollo Metodológico

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Responsable

Redacción

Fecha Redactor

20/02/2015

Verificación

Departamento de Subestaciones y Líneas

20/02/2012

Aprobación

Dirección de Medio Ambiente, Sostenibilidad, Innovación y Calidad

20/02/2015

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1.- OBJETO La presente especificación técnica fija las condiciones mínimas para la diseño, fabricación y ensayos, suministro y transporte de los transformadores de tensión inductivos de 50 y 132 kV, a instalar en las subestaciones de Hidrocantábrico Distribución Eléctrica, S.A.U. (en adelante HCDE), y cuyas características se describen a continuación.

2.- ALCANCE Los destinatarios de este documento son los técnicos que deban definir un interruptor y elaborar la especificación técnica de compra en el ámbito de HCDE. El alcance del suministro será: 2.1.- Materiales: Suministro y transporte de los equipos relacionados en el presente documento. El suministro se realizará en condiciones DDP (Delivery Duty Paid) según Incoterms 2000. 2.2.- Pruebas en Fábrica s/normas. 2.3.- Documentación: a) Instrucciones de manipulación, almacenaje, instalación y mantenimiento. b) Planos de los equipos con indicación de dimensiones, cargas y solicitaciones sobre las fundaciones incluidas vibraciones, detalle de anclajes, etc., que permitan realizar la ingeniería de la Obra Civil. Incluyendo plano de la placa de características y de la caja de bornes secundarios, incluyendo esquema y marcado de bornes. c) Certificados y protocolos de ensayos. El suministro del equipo se realizará en el almacén central de HC ENERGÍA en La Corredoria.

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3.- DESARROLLO METODOLÓGICO 3.1.- Características del sistema - Tensión nominal de la red

50 kV

132 kV

- Tensión de aislamiento

72,5 kV

145 kV

- Frecuencia nominal

50 Hz

50 Hz

- Número de fases

3

3

- Tratamiento del neutro

Rígido a tierra

Rígido a tierra

3.2.- Características de los equipos. Los transformadores de tensión, objeto de la presente especificación, estarán diseñados para su instalación a la intemperie en redes de 132 y 50 kV o para interior en redes de 50 kV. Su finalidad será la alimentación de los circuitos de medida y protección de las subestaciones de A.T., debiendo ser del tipo de baño de aceite, con aislamiento de papel impregnado en los equipos de intemperie y de tipo seco (resina) en los equipos de interior. El transformador de intemperie deberá estar provisto de un sistema de preservación de aceite, sellado de la atmósfera, equipado con un sistema que compense las variaciones de nivel de aceite con la temperatura. Se preferirá un sistema de preservación de aceite tipo hermético con compensador de acero inoxidable. No obstante, el fabricante podrá proponer cualquier otro sistema que tenga normalizado, no siendo admitido en ningún caso el que utilice compensador de neopreno. En cualquier caso, estará provisto de nivel de aceite, tapón de llenado, tapón de vaciado y dispositivo de toma de muestras del aceite. El aceite a utilizar estará libre de PCB´s, así como de componentes polares que puedan afectar a sus características dieléctricas.

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Los arrollamientos secundarios del transformador se conectarán a cajas de conexiones protegidas contra intemperie, al menos con un grado de protección IP55, siendo precintable la destinada para medida. Las bornas secundarias serán del tipo de tornillo con tuerca, adecuados para conexión de cables provistos de terminales de compresión con forma de arandela. Los cables externos entrarán por la parte inferior de las cajas de conexiones. A tal efecto, cada caja de bornas secundarias estará equipada con un prensaestopas PG-21 y otro PG-9. Todas las bornas del arrollamiento primario así como las de los arrollamientos secundarios deberán identificarse mediante marcas de polaridad indelebles. La identificación de las mismas estará de acuerdo con lo indicado en el capítulo 18 de la norma UNE-EN 60044-2, en última edición. Los transformadores deberán estar previstos para anclaje a soportes metálicos por medio de tornillos. Todas las piezas metálicas de naturaleza férrica irán galvanizadas en caliente. El calentamiento de los arrollamientos del Transformador de Tensión sobre la temperatura ambiente no excederá de 60°C, en las condiciones expuestas en el apartado 8 de la norma UNEEN 60044-2 en última edición. El nivel de radio interferencias (RIV) estará de acuerdo con lo indicado en el Real Decreto 138 de 1.989 de 27 de enero, y no será mayor de 2500 microvoltios a 1 MHz. Los límites de error de tensión y de fase, para los núcleos de medida y protección se ajustarán a lo indicado de las tablas V y VI respectivamente de la norma UNE 21088-2 en última edición.

3.2.1- Bornes. La borna de alta tensión deberá ser de latón ø 30 x 80 mm, cilíndrico y liso. El borne de baja tensión del transformador de tensión deberá estar aislado de tierra. Su conexión a tierra se

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realizará en la cuba del transformador. Esta conexión deberá estar identificada y será apta para admitir un terminal para cable de 120 mm2.

3.2.2- Aisladores. El transformador para servicio en intemperie estará provisto de aislamiento polimérico de color gris con perfil de aleta alternada. Para los equipos de interior se podría admitir aislamiento seco mediante resina bajo aprobación expresa de HCDE. El aislamiento polimérico debe estar constituido en base a goma de silicona tipo HTV (High Temperatura Vulcanized) moldeada por extrusión o tipo LSR (Liquid Silicone Rubbers) fabricada por inyección. El aislamiento polimérico debe ser hidrofóbico, auto-limpiante, resistente a la erosión y a los rayos ultravioleta. No se aceptarán gomas compuestas basadas en EPDM (ethylene propylene diene monomer (Mclass) rubber).

Cumpliendo con la normalización de HCDE, la línea de fuga será de 31 mm/kV en equipos de intemperie.

3.2.3- Placa de características El transformador deberá estar provisto de una placa de características, incluyendo el esquema de conexiones, fijada en un lugar visible. La placa deberá ser de acero inoxidable, debiendo inscribirse en ella como mínimo y de forma indeleble, las características que se indican a continuación: -

Transformación de tensión.

-

Fabricante.

-

Tipo.

-

Nº de fabricación.

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-

Año de fabricación.

-

Tensión más elevada de servicio.

-

Tensiones nominales de aislamiento a frecuencia industrial y tipo rayo.

-

Frecuencia nominal.

-

Tensión nominal primaria.

-

Tensiones nominales secundarias.

-

Potencia y clase de precisión de cada arrollamiento secundario.

-

Factor de tensión nominal y duración nominal.

-

Peso total.

-

Peso del aceite.

-

Clase de aislamiento.

3.2.4- Hoja de datos técnicos Para cada pedido se debe completar y particularizar la siguiente hoja de datos técnicos.

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132 kV Cantidad Fabricante Modelo Sistema Aislamiento Servicio Tensión más elevada de la red Tensión de ensayo a frecuencia industrial Tensión de ensayo con onda de choque Tensión de ensayo de los circuitos secundarios Frecuencia nominal Altitud del emplazamiento Temperatura máxima en el emplazamiento Temperatura mínima en el emplazamiento Nivel de humedad en el emplazamiento Normas Conexión Relación de transformación Potencias y clases de precisión: Secundario 1 Secundario 2 Secundario 3 Sobretensión admisible en permanencia Sobretensión admisible durante 30 s Longitud de la línea de fuga Equipados con:

Plano de dimensiones Borna de conexión primaria Tipo de aisladores Resistencia contra ferrorresonancia

Carga estática soportada por el aislador Carga dinámica soportada por el aislador Masa total Masa del aceite

Inductivo Aceite mineral Exterior 145 kV 275 kVef. 650 kVcresta 3 kVef. 50 Hz

UNE 60044-parte 2 Entre fase y tierra 132.000:√3/110:√3-110:√3-110:3 V simultáneas en secundarios 1, 2 y 3 (*) 25 VA en Cl. 0,2 (*) 25 VA en Cl. 0,5-3P (*) 100 VA en Cl. 3P 1,2 Un 1,5 Un 31 mm/kV Indicador de nivel de aceite Válvula de vaciado y toma de muestras Cilindro de latón ø 30 x 80 mm Poliméricos color gris (HTV o LSR) 4,7 ohm / 2.500 VA (fuera del alcance del suministro, montada en caja externa)

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Año de fabricación Origen de los transformadores Precio unitario Precio total Condiciones de pago Plazo entrega (*) Confirmar valores para cada petición de oferta concreta.

NOTA: Las casillas en blanco deberán ser cubiertas por el Ofertante.

50 kV EXTERIOR Cantidad Fabricante Modelo Sistema Aislamiento Servicio Tensión más elevada de la red Tensión de ensayo a frecuencia industrial Tensión de ensayo con onda de choque Tensión de ensayo de los circuitos secundarios Frecuencia nominal Altitud del emplazamiento Temperatura máxima en el emplazamiento Temperatura mínima en el emplazamiento Nivel de humedad en el emplazamiento Normas Conexión Relación de transformación Potencias y clases de precisión: Secundario 1 Secundario 2 Secundario 3 Sobretensión admisible en permanencia Sobretensión admisible durante 30 s Longitud de la línea de fuga Equipados con:

Plano de dimensiones

Inductivo Aceite mineral Exterior 72,5 kV 140 kVef. 325 kVcresta 3 kVef. 50 Hz

UNE 60044-parte 2 Entre fase y tierra 55.000:√3/110:√3-110:√3-110:3 V simultáneas en secundarios 1, 2 y 3 (*) 10 VA en Cl. 0,2 (*) 25 VA en Cl. 0,5-3P (*) 50 VA en Cl. 3P 1,2 Un 1,5 Un 31 mm/kV Indicador de nivel de aceite Válvula de vaciado y toma de muestras

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Borna de conexión primaria Tipo de aisladores Resistencia contra ferrorresonancia

Cilindro de latón ø 30 x 80 mm Polímero gris (HTV o LSR) 4,7 ohm / 2.500 VA (fuera del alcance del suministro, montada en caja externa)

Carga estática soportada por el aislador Carga dinámica soportada por el aislador Masa total Masa del aceite Año de fabricación Origen de los transformadores Precio unitario Precio total Condiciones de pago Plazo entrega (*) Confirmar valores para cada petición de oferta concreta.

NOTA: Las casillas en blanco deberán ser cubiertas por el Ofertante.

50 kV INTERIOR Cantidad Fabricante Modelo Sistema Aislamiento Servicio Tensión más elevada de la red Tensión de ensayo a frecuencia industrial Tensión de ensayo con onda de choque Tensión de ensayo de los circuitos secundarios Frecuencia nominal Altitud del emplazamiento Temperatura máxima en el emplazamiento Temperatura mínima en el emplazamiento Nivel de humedad en el emplazamiento Normas Conexión Relación de transformación Potencias y clases de precisión: Secundario 1

Inductivo Resina Interior 72,5 kV 140 kVef. 325 kVcresta 3 kVef. 50 Hz

UNE 60044-parte 2 Entre fase y tierra 55.000:√3/110:√3-110:√3-110:3 V simultáneas en secundarios 1, 2 y 3 (*) 10 VA en Cl. 0,2

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Secundario 2 Secundario 3 Sobretensión admisible en permanencia Sobretensión admisible durante 30 s Longitud de la línea de fuga Equipados con: Plano de dimensiones Borna de conexión primaria Tipo de aisladores Resistencia contra ferrorresonancia

(*) 25 VA en Cl. 0,5-3P (*) 50 VA en Cl. 3P 1,2 Un 1,5 Un 25 mm/kV Cubierta de bornes secundarios en policarbonato Cilindro de latón ø 30 x 80 mm Polimérico gris (HTV o LSR) / Resina 4,7 ohm / 2.500 VA (fuera del alcance del suministro, montada en caja externa)

Carga estática soportada por el aislador Carga dinámica soportada por el aislador Masa total Masa del aceite Año de fabricación Origen de los transformadores Precio unitario Precio total Condiciones de pago Plazo entrega (*) Confirmar valores para cada petición de oferta concreta.

NOTA: Las casillas en blanco deberán ser cubiertas por el Ofertante.

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3.3.- Criterios y puntos a tener en cuenta Como criterio general el uso de cada uno de los secundarios será el siguiente: 

Secundario 1: Medida fiscal o de régimen interno.



Secundario 2: Protección y/o media de régimen interno en el caso de que el secundario 1 alimente a la medida fiscal



Secundario 3: Resistencia de disipación de la energía de ferrorresonancia. NOTA: La resistencia de ferrorresonancia conectada a un secundario en triángulo abierto del transformador de tensión inductivo tiene la misión de proteger el transformador ante calentamientos y sobretensiones que podrían causar su destrucción y que son producidas por oscilaciones de tensión ajenas al mismo y capaces de generar una resonancia, paralelo con resultado de calentamiento y serie con resultado de sobretensión, mantenida entre la reactancia saturable que representa el transformador y la capacitancia variable que supone la red. Esta resistencia se alojará en la caja de centralización de tensiones, no objeto de esta especificación. Los valores óhmicos y de potencia para estas resistencias de ferrorresonancia deben ser calculados en cada caso. La formulación para su cálculo es la siguiente:

R: Valor óhmico de la resistencia a colocar.

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PR: Valor de potencia de la resistencia a colocar. Us: Tensión asignada del secundario del trafo de tensión (110/3 V) Pe: Potencia de calentamiento del secundario. Para una mejor disipación de la energía en la resistencia es mejor que ésta tenga el valor óhmico más pequeño posible. Los transformadores de tensión (145 y 72,5 kV) inductivos adquiridos últimamente tiene una potencia límite térmica de 1.500 VA (los de 24kV montados en cabina de 600 VA). Aplicando la formulación obtenemos una resistencia de: R > 4,7 ohmios P = 2.574 VA (Para Tts de 24 kV en cabina: R > 11,6 ohmios y P = 1.045 VA) En el caso de trafos de tensión incorporados en posiciones tipo GIS hay que hacer el cálculo, ya que el valor de la potencia térmica límite puede ser bastante inferior (motivado por la necesidad de reducción de las dimensiones del equipo). En el dimensionamiento en potencia del secundario 1, medida, hay que tener en cuenta que el Reglamento de Puntos de Medida impone en su punto 4.1.2: "El conjunto de la carga simultánea sobre todos los devanados de los transformadores de tensión es conveniente que se aproxime a su potencia nominal. En ningún caso esta carga simultánea estará por debajo del 50 por 100 de dicha potencia ni el factor de potencia será inferior a 0.8, aunque para ello sea preciso intercalar cargas artificiales."

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3.4.- Ensayos y pruebas

Todos los transformadores deberán ser montados completamente en fábrica y serán sometidos a los ensayos y comprobaciones siguientes: -

Comprobación del estado general, dimensiones, acabados y disposición de los diferentes accesorios.

-

Comprobación de las placas de características.

-

Comprobación del estado general, dimensiones y disposición de los diferentes accesorios.

-

Conformidad de las protecciones anticorrosivas mediante la utilización de procedimiento de galvanizado o mediante ensayo individual de micrado de las mismas.

-

Ensayo de tensión a frecuencia industrial del arrollamiento primario de acuerdo con lo indicado en el capítulo correspondiente de la norma UNE 21088-2 del arrollamiento primario.

-

Ensayo de tensión a frecuencia industrial de los arrollamientos secundarios de acuerdo con lo indicado en la norma UNE 21088-2 en su última edición.

-

Comprobación de placas y de las marcas de polaridad de las bornas de los arrollamientos.

-

Determinación de los errores de tensión relación y de ángulo de fase de cada uno de los arrollamientos secundarios de protección para tensiones aplicadas del 2%, 5%, 80%, 100%, 120% y 150% de la tensión primaria nominal, con cargas conectadas del 25% y del 100% de la potencia de precisión nominal y un factor de potencia inductivo de 0,8.

-

Determinación de los errores de tensión relación y de ángulo de fase del arrollamiento secundario de medida para tensiones aplicadas del 80%, 100% y 120% de la tensión primaria nominal, con cargas conectadas del 25% y del 100% de la potencia de precisión de nominal y un factor de potencia inductivo de 0,8.

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-

Ensayo de descargas parciales, de acuerdo con lo indicado en la norma UNE-EN 60270. Deberá figurar el valor de la capacidad aparente medida en picoculombios, o el límite superior medido, que deberá ser inferior a 5 pC a una tensión de 1,2 x Um /√3. Este ensayo se efectuará posteriormente a los ensayos de aislamiento, debiendo figurar en los protocolos el valor real en PC obtenido en el ensayo.

La totalidad de los medios y gastos para los ensayos citados, serán por cuenta del fabricante de los equipos. El fabricante deberá proporcionar además protocolos de prueba de que los transformadores que han pasado satisfactoriamente los siguientes ensayos de tipo: -

Ensayo de tensión con onda de choque completa, de 1,2/50 μs aplicando 5 impulsos negativos y 5 impulsos positivos; de todos los impulsos se obtendrán oscilogramas mediante fotografía. Las tolerancias estarán de acuerdo con la norma UNE 21308-1 en su última edición.

-

Ensayo de tensión con onda de maniobra de 250/2500 μs, si procede, aplicando quince impulsos negativos y quince positivos. Las tolerancias estarán de acuerdo con la norma UNE 21308-1 en su última edición. De todos los impulsos se obtendrá fotografía.

-

Ensayo de calentamiento, de acuerdo con el capítulo 14 de la norma UNE-EN 60044-2 en su última edición y teniendo en cuenta los límites de calentamiento citados en el apartado correspondiente de esta especificación.

-

Ensayo para soportar cortocircuitos estando alimentado el transformador a la tensión nominal y produciendo un cortocircuito exterior durante un tiempo de 1 segundo.

-

Ensayo de medida del nivel de Radiointerferencias (RIV) conforme a la norma UNE 20509 en su última edición, indicando el valor realmente medido.

-

Ensayo bajo lluvia para los transformadores de servicio exterior.

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Los ensayos tipo especificados pueden ser sustituidos por protocolos de pruebas realizadas en un laboratorio oficial sobre un transformador de las mismas características de los solicitados en esta Especificación.

3.5.- Normativa aplicable

Los transformadores objeto de esta especificación deberán ser diseñados, fabricados y ensayados de acuerdo con las normas que se indican a continuación y que les sean aplicables, en tanto en cuanto no se opongan a lo indicado en la presente Especificación. Estas normas se entenderán en su última edición, vigente en el momento del pedido o fax de adjudicación.

UNE-EN 60044-2:1999 UNE-EN 60044-2/A1:2001 UNE-EN 60044-2/A2:2004 UNE-EN 60270:2002 UNE 20509-1:1985 (Equivale a CISPR 18-1:1982) UNE 20509-2:1990 (Equivale a CISPR 18-2:1986)

UNE 20509-3:1990 (Equivale a CISPR 18-3:1990)

IEC 62217

Transformadores de medida. Parte 2: Transformadores de tensión inductivos. Transformadores de medida. Parte 2: Transformadores de tensión inductivos. Transformadores de medida. Parte 2: Transformadores de tensión inductivos. Técnicas de ensayo en alta tensión. Medida de descargas parciales. Características de las líneas de aparamenta de alta tensión relativas a las perturbaciones radioeléctricas. Descripción del fenómeno. Características de las líneas de aparamenta de alta tensión relativas a las perturbaciones radioeléctricas. Métodos de medida.de procedimiento para establecer los límites. Características de las líneas de aparamenta de alta tensión relativas a las perturbaciones radioeléctricas. Código práctico para minimizar la generación de ruido radioeléctrico. Aisladores poliméricos para uso interior y exterior con una tensión nominal superior a

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IEC 60815 UNE 21308-1:1994 (Equivale a CEI 60-1:1989) UNE-EN 60060-2:1997 (Equivale a CEI 60-2:1994) UNE-EN 62271-1:2009

1000 V. Definiciones generales, métodos de ensayo y criterios de aceptación. Guía de elección de los aisladores bajo polución. Ensayos de alta tensión. Parte 1. Definiciones y prescripciones generales relativas a los ensayos. Técnicas de ensayo de alta tensión. Parte 2. Sistemas de medida. Aparamenta alta tensión. Parte 1: Estipulaciones comunes.

En el caso de que el fabricante no cumpla las normas que se indican o existan puntos no definidos por éstas, en su oferta el fabricante deberá indicar las normas usuales que utiliza, así como los puntos concretos en que se aplicarán dichas normas y su diferencia con las requeridas, quedando a criterio de HCDE su aprobación definitiva.

3.6.- Contenido de la oferta técnica presentada por el fabricante La oferta que presente el fabricante estará dividida en dos secciones: técnica y comercial. La oferta técnica comprenderá: a) Hoja de datos que incluirá, como mínimo, los que figuran en el apartado 3.2 de esta especificación. b) Descripción detallada de los equipos. c) Planos de planta y alzado de los equipos, con dimensiones y detalles principales. d) Planos necesarios para la realización de la ingeniería civil, con indicación de las cargas (si es necesario). e) Certificado del material polimérico utilizado en la fabricación de los aisladores.

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3.7.- Excepciones a esta especificación En la oferta se indicará claramente, en capítulo aparte, cualquier excepción a esta Especificación ya que de lo contrario se considerará como aceptado por el Ofertante todo lo que en ella se determina. Si el Ofertante hace excepciones en cualquier punto, en la oferta se indicará por separado, indicando los números de los apartados objeto de las mismas. Cualquier desviación propuesta por el Ofertante deberá ser aprobada por escrito por HCDE.