Este documento describe las características y el proceso de fabricación de un transformador seco encapsulado en resina epóxica. Explica que estos transformadores tienen potencias de 50 a 5000 kVA, aislamiento térmico clase F o H, y pueden operar en condiciones ambientales y climáticas adversas. También detalla los pasos del proceso de fabricación, incluida la construcción del núcleo magnético y los devanados, y las pruebas realizadas para garantizar la calidad. Además, resume los conceptos clave de protección

1. “PROTECCIÓN DE
TRANSFORMADORES
TIPO SECOS Y
ENCAPSULADOS
CON RESINA”

2. “CARACTERÍSTICAS GENERALES
DEL TRANSFORMADOR SECO
ENCAPSULADO EN RESINA
EPÓXICA”

3. CARACTERÍSTICAS DEL TRANSFORMADOR
• Potencias:
De 50 a 5000 kVA.
• Nivel de tensión:
Hasta 36 kV.
• Clase de aislamiento
térmico: F(155 °C) ó
H(180 °C)
• Capacidad de operación a
agresiones externas:
Medioambientales(E2),Climáti
cos(C2) y al Fuego (F1).
• Envolvente de Protección
mecánica y eléctrica:
Uso interior(IP21, IP41) ó
exterior(IP32-NEMA3R)
• Ahorro económico: No
contamina y mínimo
mantenimiento
• Normas de Diseño y
Fabricación: IEC 60076-11,
ISO9001, ISO14001.

4. CAPACIDAD DE OPERACIÓN POR
AGRESIONES EXTERNAS
Los transformadores encapsulados en resina son
clasificados para operar en condiciones C2, E2, F1.
Climáticas
“C”
Medioambientales
“E”
Comportamiento
al fuego“F”

5. • F0: No existe riesgo especial de incendio.
• F1: El riesgo de incendio existe, inflamabilidad restringida, auto
extinguible al fuego en un corto tiempo especificado, la emisión de
sustancias tóxicas son reducidas al mínimo.
• E0: Instalación limpia y seca, sin condensación ni polución.
• E1: Condensación ocasional y/o polución limitada.
• E2: Condensación frecuente o polución elevada o combinada.
• C1: Funcionamiento a temperatura ambiente hasta -5 °C,
transporte y almacenamiento hasta -25 °C.
• C2: Funcionamiento, transporte y almacenamiento a
temperatura ambiente hasta -25 °C.
CLASES MEDIOAMBIENTALES:
CLASES CLIMÁTICAS:
CLASES DE COMPORTAMIENTO AL FUEGO:

6. • Bajo costo de instalación eléctrica,
ubicados cerca a las cargas.
• Bajo costo en obra civil, no requiere
sistema de protección contra
incendios, ni fosas o depósitos de
contra derrame. Mínimo espacio.
• Mínimo costo en mantenimiento.
• Mínimo tiempo de inspección por la
cantidad de accesorios de protección.
VENTAJAS ECONÓMICAS:

7. VENTAJAS CON EL MEDIOAMBIENTE:
• Mínima contaminación al medioambiente.
• Cero derrame de sustancias peligrosas.
• Autoextinguibles al fuego, sin riesgo de
incendio.
• Mínima emisión de sustancias tóxicas.
• Reciclabilidad de sus materiales sin
necesidad de certificaciones de
destrucción.
• Apto para zonas húmedas y contaminadas.

8. PROTECCIÓN CONTRA AGENTES EXTERNOS
Sin protección IP00 Protección IP21 Protección IP32 (Nema 3R)

9. PARTE ACTIVA:
1. Núcleo
2. Devanado AT
3. Devanado BT
4. Conexión AT (conexión delta)
5. Neutro BT (conexión estrella-neutro)
6. Bornes de salida de tensión AT
7. Bornes de salida de tensión BT
8. Tap´s regulación de AT
9. Puentes para cambio de Tensión
10. Accesorio de izaje
11. Controlador de temperatura T-154
con sensores PT100 en BT y/o AT
3
11
5
4
1
9
2
6
7
8
10

10. • Ferromagnético Alta permitividad(µ)
• Material Acero al silicio (FeSi)
• Aislamiento Carlyte(película aislante)
• Tipo Grano orientado
• Grado H1 (0.27 mm)
• Pérdidas 1.26 W/kg (1.7 T, 60 Hz)
• Densidad 7.65 g/cm³
• Núcleo Tipo Columnas
CARACTERÍSTICAS DEL NÚCLEO:

11. Máquinas de
corte de FeSi
“automática”
Ensamblaje
del núcleo
Núcleo
armado
FABRICACIÓN - NÚCLEO MAGNÉTICO:

12. CARACTERÍSTICAS DE DEVANADOS:
• Conductor eléctrico Cobre y Aluminio
• Tipo de conductores Alambre, pletina, lámina y barra
• Materiales Aislantes Resina epóxica, Nomex, fibra
de vidrio de alta resistencia dieléctrica(kV/mm) y térmica
F(155 °C) ó H(180 °C)
• Tipo Devanado Helicoidal
• Forma de devanado Capas, hélice, discos.

13. FABRICACIÓN - DEVANADOS BT:
Bobina lámina Cu Material aislante
Proceso dev. Cu Conexión-Terminal Devanado BT
Proceso dev. Al

14. FABRICACIÓN - DEVANADO AT:
Bobina lamina Al
Bobinado Alambre Cu Conexión-Terminal Devanado BT
Conexión-Terminal Devanado AT

15. PRE-ENCAPSULAR DE DEVANADOS AT:
Instalación
de bornes
al molde
Fijación
del molde
completo
Desmontaje
del molde
Devanados
de AT
encapsulados

16. EQUIPO DE ENCAPSULADO AL VACÍO:
Proceso de enresinado Mezcladora y horno al vacío

17. ENSAMBLAJE-NÚCLEO Y DEVANADOS:
Montaje AT
Montaje BT
Núcleo abierto
Núcleo cerrado
Devanados BT Devanados AT
Inst.sensor BT Conexión AT/BT

18. PRUEBAS DEL TRANSFORMADOR: IEC76-11
PRUEBAS INDIVIDUAL TIPO ESPECIAL
Resistencia de los arrollamiento X
Resistencia de los aislamiento (no prescrito IEC) X
Relación de transformación X
Polaridad X
Pérdidas en vacío y corriente de excitación X
Pérdidas con carga e impedancia de corto ckto. X
Tensión de Aplicada a frecuencia industrial X
Tensión Inducida a frecuencia industrial X
Ensayo con impulso tipo rayo X
Descargas parciales X X
Ensayo de calentamiento X
Nivel de ruido X
Ensayo para soportar corto circuito X

19. “CONCEPTOS DE
PROTECCIÓN DE
TRANSFORMADORES
SECOS ENCAPSULADOS
EN RESINA EPÓXICA”

20. TIPOS DE PROTECCIÓN:
 Protección contra excesos
de temperatura
 Protección contra sobre
cargas
 Protección contra el corto
circuito
 Protección contra
sobretensiones

21. PROTECCIÓN CONTRA EXCESOS DE
TEMPERATURA
El transformador en funcionamiento, tiene pérdidas
en vacío y carga, convertidos en energía calorífica,
la disipación por refrigeración mantienen una
estabilidad térmica según su clase térmica.
Los materiales aislantes considerados deben resistir
temperaturas de régimen (definido por norma).
El exceso de temperatura contribuye en la
aceleración para el deterioro del material aislante o
ruptura de rigidez dieléctrica.

22. VENTILADORES INSTALADOS BAJO
LAS BOBINAS DEL TRANSFORMADOR
El uso de ventiladores es para asegurar la refrigeración de la
parte interior de los arrollamientos o aumento de potencia del
transformador, su aplicación no es permanente sino cíclico.

23. PROTECCIÓN CONTRA SOBRECARGAS
La sobre carga se verifica cuando se excede de los
valores de corriente nominales del transformador.
Sobrecargas permanentes, genera inestabilidad
térmica elevándose la temperatura a niveles que
producen daños de materiales aislantes y el colapso
del transformador.
Sobre cargas temporales definidos, puede deteriorar
los materiales o reducir la vida del transformador.
Sobrecargas transitorios por lo general no dañan los
materiales aislantes.

24. CAPACIDAD DE SOBRECARGAS
Donde:
K2 = Sobrecarga admisible
K1 = Pre-carga
Tp = Tiempo de sobrecarga
Øa = Temperatura ambiente

25. PROTECCIÓN CONTRA CORTOCIRCUITOS
Los cortocircuitos externos
generan efectos térmicos y
mecánicos, el cual el
transformador debe ser
calculado y fabricado para
resistir estos efectos sin
sufrir daño los materiales
que lo componen.
Los transformadores deben
soportar cortocircuitos
definidos por norma.

26. Aparatos eléctricos de Protección
contra cortocircuitos y sobrecargas

27. TEMPERATURAS MÁXIMAS DE LOS DEVANADOS
EN CORTO CIRCUITO (IEC-76-5).
Deben soportar corrientes de corto circuito simétrico
(Icc) durante 2 segundos.

28. Instantáneo o corto circuitos, alcanza temperatura de
250°C en 2 segundos. La temperatura en cortocircuito
es:
Donde:
q1 : Temp. media del arrollamiento en cortocircuito (°C)
J : Densidad corriente en cortocircuito simétrico (A/mm²)
qo : Temp. de los arrollamiento (°C)
Las causas que afectan o dañan al transformador son:
•Los cortocircuitos externos
•Sistema de protección eléctrica deficiente

29. Protección contra sobretensiones
Los efectos de sobretensiones transitorias en la red
por descargas atmosféricas, maniobras eléctricas,
etc, pueden causar daño en el material dieléctrico
del transformador.
La magnitud y velocidad de las sobretensiones
pueden superar la rigidez máximo de los material el
cual puede generar descargas parciales o colapso
del transformador.

30. Pararrayos de óxidos metálicos
Son más modernos,
carecen de explosores,
fabricados a base de
varistores de óxido de
metal.
La envolvente está hecha
de material polimérico, lo
que lo hace mucho más
ligero, resistente a golpes
y seguro ante el riesgo
de explosión.

31. Protección contra sobretensiones

32. LÍMITES DE TEMPERATURA DE LOS
DEVANADOS: IEC 76-11
CLASE
TÉRMICA
TEMPERATURA
AMBIENTE
Δ TEMP. MEDIA
DEVANADO
Δ TEMP. AL PUNTO
CALIENTE DEV.
TEMP. MAX
DEVANADO
A 40 °C 60 °C 5 °C 105 °C
E 40 °C 75 °C 5 °C 120 °C
B 40 °C 80 °C 10 °C 130 °C
F 40 °C 100 °C 15 °C 155 °C
H 40 °C 125 °C 15 °C 180 °C

33. CONTROLADOR DE TEMPERATURA
Monitorear directamente la temperatura de los devanados del
transformador a través de sensores(PT100), ubicados en el punto
caliente del bobinados BT y/o AT. Permite, a través de relés, manda
señales de alarma, disparo y accionamiento de ventiladores.

34. CALIBRACION DEL CONTROLADOR DE
TEMPERATURA RECOMENDADO
Los límites de temperatura fijados en el Monitor de Temperatura,
para la puesta en operación y control del calentamiento los
devanados del transformador y pueden variar según la
temperatura ambiente del lugar donde sera instalado el
transformador, se realizan según la tabla adjunta.
Clase Aisl. térmico Alarma Disparo
F (155 °C) 130 °C 140 °C
H (180 °C) 140 °C 155 °C
TABLA-1

35. CONEXIÓN DE MONITOR T-154

36. TMD -T4 y
TMD -T4S
T - 154
NT - 935
PT100
DISPOSITIVOS DE CONTROL
DE TEMPERATURA

37. “GRACIAS
POR SU
ATENCIÓN”