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Guía Técnica de Instalación – Transformador Combinado SZV-10

Tensión nominal: 11 kV (sistema de 10 kV)
Tipo de documento: Requisitos de Instalación
Versión: 1.0

Esta guía proporciona instrucciones detalladas y requisitos técnicos para la instalación segura y conforme del transformador combinado SZV-10. El equipo está diseñado específicamente para aplicaciones de distribución en redes eléctricas de media tensión (MT) con conexión a baja tensión (BT), integrando funciones de transformación, protección y medición en una única unidad compacta. La correcta ejecución de los pasos descritos es fundamental para garantizar la seguridad del personal, la integridad del equipo y el cumplimiento normativo según las normas UNE-EN 50464-1, UNE-EN 60076 (partes 1, 2, 3, 5, 7 y 10) e IEC 60076. El modelo SZV-10 incorpora características únicas que requieren consideraciones técnicas específicas, incluyendo su sistema de aislamiento líquido, clase térmica, curvas de carga admisibles y requisitos de ventilación.

1. Requisitos previos y verificación de sitio

Antes de iniciar cualquier actividad física relacionada con la instalación del transformador SZV-10, se deben cumplir una serie de condiciones previas que aseguren un entorno adecuado, seguro y conforme con las especificaciones del fabricante y las normativas vigentes. Este modelo específico presenta dimensiones, peso y requerimientos ambientales distintivos que deben validarse antes del transporte final.

1.1. Documentación técnica

• Planos unifilares y de ubicación aprobados por la autoridad competente o la empresa distribuidora, indicando claramente la posición del SZV-10 respecto a otros equipos y distancias de seguridad.
• Certificado de ensayo de tipo del transformador SZV-10, emitido conforme a IEC 60076-11 y UNE-EN 50464-1, incluyendo resultados de pruebas dieléctricas, pérdidas en vacío y en carga, y ensayos de calentamiento.
• Manual técnico del fabricante, incluyendo diagramas de conexión, curvas de carga admisibles (ver Tabla 1), niveles de aislamiento (BIL = 75 kV), datos de placa completos y planos dimensionales exactos.
• Permisos de obra y autorizaciones municipales o regulatorias, incluyendo licencia de ocupación de vía pública si aplica.

1.2. Condiciones del emplazamiento

• Accesibilidad: El área debe permitir el acceso seguro de grúas, camiones pluma o equipos de izaje. Se recomienda un radio mínimo de maniobra de 6 metros alrededor del punto de instalación. El SZV-10 tiene una longitud total de 2.15 m, ancho de 1.75 m y altura de 2.40 m (incluyendo bushings), lo que exige espacio adicional para maniobras.
• Drenaje: El terreno debe tener pendiente mínima del 2% o sistema de drenaje activo para evitar acumulación de agua. No se permite la instalación en zonas inundables o con nivel freático alto sin medidas de impermeabilización adicionales. El tanque del SZV-10 contiene 850 litros de aceite aislante tipo MIDEL 7131 o equivalente, por lo que cualquier fuga representa un riesgo ambiental significativo.
• Distancias de seguridad: Cumplir con las distancias mínimas de separación respecto a edificaciones, líneas aéreas, vallas perimetrales y otros equipos eléctricos, según lo establecido en la normativa local y la ITC-BT-28. Para equipos de 11 kV, se requiere ≥ 3 m en todas las direcciones libres de obstáculos conductores.
• Resistencia del suelo: La base debe soportar una carga estática mínima de 15 toneladas (el SZV-10 pesa 7.8 t en vacío y 8.65 t lleno). Se recomienda realizar un estudio geotécnico si el terreno es blando, arcilloso o inestable. La presión admisible del suelo debe ser ≥ 1.5 kg/cm².
• Ventilación natural: El SZV-10 depende de convección natural para disipar calor. Se requiere un flujo de aire libre en todos los lados, especialmente en los radiadores laterales. No instalar contra paredes ni en recintos cerrados sin ventilación forzada certificada.

1.3. Verificación visual y documental del equipo

Al recibir el transformador, realice lo siguiente:

• Inspeccione el embalaje en busca de golpes, deformaciones o signos de humedad. Verifique que las válvulas de purga estén selladas con tapones de transporte.
• Verifique que la placa de características coincida con la orden de compra: potencia nominal 630 kVA, relación de transformación 11000±2×2.5%/400 V, impedancia de cortocircuito 4.5%, grupo vectorial Dyn11, frecuencia 50 Hz, clase de aislamiento E (UNE-EN 60076-1).
• Compruebe que todos los accesorios estén presentes: tornillería M20/M24 de fijación, tapas ciegas para bushings, juntas de NBR, manual técnico, kit de conexiones con terminales prensados y compuesto antioxidante Dow Corning 4.
• Registre cualquier anomalía en el acta de entrega y notifique inmediatamente al proveedor. Tome fotografías como evidencia.

2. Herramientas y equipos necesarios

La instalación del SZV-10 requiere herramientas especializadas y equipos de protección personal (EPP) certificados. A continuación, se detalla una lista exhaustiva basada en las especificaciones mecánicas y eléctricas únicas de este modelo.

2.1. Equipos de izaje y posicionamiento

• Grúa hidráulica con capacidad mínima de 10 toneladas (el SZV-10 pesa 8.65 t en condición operativa). Verificar peso exacto en placa del equipo.
• Eslingas de poliéster o acero galvanizado, con capacidad certificada ≥ 5 t cada una y ángulo de trabajo ≤ 60°.
• Puntos de izaje claramente identificados en la estructura del transformador (dos en la parte superior del tanque, marcados con “LIFT HERE”). Nunca use bushings, tuberías de conservador o partes no diseñadas para soportar carga.

2.2. Herramientas de montaje y conexión

• Llaves dinamométricas calibradas (rango 20–200 N·m), trazables a normas ISO/IEC 17025.
• Juego de destornilladores aislados (1000 V CAT III), certificados según IEC 60900.
• Llaves ajustables y fijas de acero forjado, libres de rebabas.
• Limpia-contactos dieléctrico (tipo CRC 2-26) y paños libres de pelusa (clase ISO 4).
• Medidor de resistencia de aislamiento (Megóhmetro) de 2500 V DC, con capacidad de medir hasta 10 GΩ.
• Nivel láser o burbuja de precisión (tolerancia ±1 mm/m).
• Termógrafo infrarrojo para inspección post-energización.

2.3. Equipo de protección personal (EPP)

• Casco dieléctrico con barbuquejo, certificado según EN 50365.
• Guantes de goma clase 00 (500 V) o superior, con protectores de cuero, inspeccionados antes de cada uso.
• Calzado dieléctrico con puntera de acero, cumpliendo UNE-EN ISO 20345.
• Ropa ignífuga (FR) y arnés de seguridad si se trabaja a más de 1.8 m de altura.
• Gafas de seguridad con protección lateral, cumpliendo UNE-EN 166.

3. Preparación de la base y fijación

El SZV-10 se instala sobre una base de concreto armado o estructura metálica anclada al suelo. La estabilidad mecánica es crítica para evitar tensiones en las conexiones y garantizar la vida útil del equipo, especialmente considerando su masa elevada y sensibilidad a vibraciones.

3.1. Especificaciones de la base

• Dimensiones mínimas: 2.0 m × 1.8 m × 0.3 m (ancho × largo × alto), superando en 10 cm las dimensiones del chasis del transformador (1.9 m × 1.7 m).
• Hormigón H25/30 con refuerzo de acero Ø12 mm en ambas direcciones, espaciado a 15 cm, cumpliendo EHE-08.
• Superficie nivelada con tolerancia máxima de ±3 mm/m, verificada con nivel láser en dos ejes ortogonales.
• Anclajes metálicos M20 o superiores, empotrados en el hormigón fresco, con profundidad mínima de 300 mm y separación entre centros de 1.6 m × 0.8 m (ver plano dimensional del SZV-10).

3.2. Procedimiento de fijación

1. Verifique la planitud de la base con nivel láser en ambos ejes.
2. Coloque placas de ajuste (shims) de acero inoxidable AISI 304, de espesor máximo 3 mm, si es necesario para compensar irregularidades. No use más de tres placas por punto de anclaje.
3. Posicione el transformador sobre los anclajes, asegurándose de que las perforaciones en la brida inferior coincidan dentro de ±2 mm.
4. Inserte pernos de anclaje completos con arandelas planas DIN 125 y tuercas autoblocantes DIN 980.
5. Ajuste progresivamente en secuencia cruzada (patrón de estrella) hasta lograr un asentamiento uniforme. Repita el apriete tras 24 horas para compensar asentamientos iniciales del hormigón.

3.3. Torque de apriete para anclajes

El apriete excesivo puede deformar la brida; el insuficiente compromete la estabilidad sísmica (el SZV-10 está diseñado para zona sísmica II según UNE-EN 60076-18). Use llave dinamométrica calibrada:

4. Manipulación y posicionamiento seguro

El SZV-10 contiene 850 L de aceite aislante y componentes frágiles (bushings de porcelana, relé Buchholz, termómetro). Su manipulación debe seguir protocolos rigurosos para evitar daños internos o fugas.

4.1. Durante el transporte final

• Mantenga el transformador en posición vertical en todo momento. La inclinación máxima permitida es de 15° durante el movimiento, y 5° durante el almacenamiento prolongado (para evitar exposición del núcleo al aire).
• No arrastre ni deslice el equipo sobre el suelo. Use carretillas con ruedas neumáticas o patines de acero inoxidable.
• Proteja los bushings con cubiertas plásticas durante el movimiento. Los bushings primarios (11 kV) tienen una altura de 450 mm y son particularmente vulnerables.

4.2. Izaje

1. Utilice únicamente los puntos de izaje designados (generalmente dos en la parte superior del tanque, marcados con pintura amarilla).
2. Verifique que las eslingas no rocen con bordes afilados; use protectores de goma si es necesario.
3. Ice lentamente, deteniéndose a 30 cm del suelo para verificar equilibrio y ausencia de ruidos internos (indicativos de desplazamiento del núcleo).
4. Evite movimientos bruscos o rotaciones durante el desplazamiento. La velocidad máxima de izaje debe ser ≤ 0.5 m/s.

4.3. Posicionamiento final

• Alinee el transformador con los ejes definidos en los planos (marcados con “FRONT” en el tanque).
• Deje al menos 80 cm de espacio libre en el lado de los bushings de MT para futuras pruebas y mantenimiento, y 60 cm en los lados con radiadores para ventilación.
• Verifique que la tubería de expansión del conservador tenga libertad de movimiento (radio mínimo de curvatura 300 mm) y no esté sometida a tensiones mecánicas.

5. Conexiones primarias y secundarias

Las conexiones eléctricas deben realizarse con conductores adecuados, terminales compatibles y torque preciso. Errores aquí son causa frecuente de fallas térmicas en bornes, especialmente en equipos de alta densidad de corriente como el SZV-10.

5.1. Preparación de conductores

• Use cable de cobre electrolítico recocido, aislado para 15 kV (primario, según UNE-HD 624.4 S2) y 1 kV (secundario, UNE-21123).
• Sección mínima recomendada: 70 mm² (primario, corriente nominal 33 A), 185 mm² (secundario, corriente nominal 909 A) — verificar según cálculo de caída de tensión y cortocircuito.
• Terminales prensados con aleación compatible (estaño o plata), nunca soldados. Usar matriz C45 para 70 mm² y C185 para 185 mm².
• Limpie superficies de contacto con solvente dieléctrico antes del montaje. Aplicar compuesto antioxidante Dow Corning 4 en contactos primarios.

5.2. Torque de apriete en bornes

Los valores siguientes corresponden a bornes de latón con pernos métricos, según especificaciones del fabricante y UNE-EN 61238-1:

5.3. Secuencia de conexión

1. Conecte primero la toma de tierra del tanque a la malla de puesta a tierra (resistencia ≤ 5 Ω, medida con método Wenner).
2. Realice las conexiones secundarias (BT), asegurando secuencia de fases correcta (L1-L2-L3-N) y verificando continuidad con multímetro.
3. Conecte las fases primarias (R-S-T), verificando polaridad y grupo vectorial (Dyn11). Use marcado de fases según ITC-BT-09.
4. Inspeccione visualmente todas las conexiones: sin hilos sueltos, sin torsión excesiva en cables, y sin contacto con partes metálicas no destinadas a conducción.

6. Puesta en Marcha y Verificación del Transformador Combinado SZV-10

Una vez completada la instalación física y las conexiones eléctricas del transformador combinado SZV-10 (diseñado para operar en un sistema de 10 kV con tensión nominal de 11 kV), se inicia una fase crítica: la puesta en marcha. Este proceso no solo valida la correcta ejecución de la instalación, sino que también asegura que el equipo cumpla con los requisitos técnicos, normativos y de seguridad antes de su integración definitiva al sistema eléctrico. A continuación, se detallan los procedimientos esenciales que deben llevarse a cabo durante esta etapa, adaptados específicamente a las características del SZV-10.

6.1. Verificaciones Post-Instalación

Antes de aplicar cualquier tipo de tensión al transformador, es fundamental realizar una serie de inspecciones visuales y mecánicas para confirmar que todas las condiciones previas están cumplidas. Estas verificaciones incluyen:

• Integridad estructural: Confirmar que la base de montaje esté nivelada, fijada correctamente y libre de deformaciones o daños que puedan comprometer la estabilidad del equipo. Verifique que los shims no se hayan desplazado.
• Conexiones eléctricas: Revisar que todos los terminales de alta y baja tensión, así como las conexiones de puesta a tierra, estén debidamente apretados según el torque especificado por el fabricante. Se debe verificar la ausencia de corrosión, oxidación o cuerpos extraños en los contactos.
• Sistema de puesta a tierra: Medir la resistencia de la malla de tierra asociada al transformador. El valor debe ser inferior a 5 Ω (o al valor establecido por la normativa local) y estar conectado firmemente al borne de tierra del tanque del transformador.
• Limpieza y sellado: Asegurar que el transformador esté libre de residuos de instalación (polvo, herramientas, materiales aislantes sueltos) y que todas las tapas, registros y sellos estén correctamente colocados para evitar la entrada de humedad o contaminantes. Retire los tapones de transporte del conservador.
• Indicadores y accesorios: Verificar que los dispositivos auxiliares —como el indicador de nivel de aceite, termómetro (rango 0–120°C), relé Buchholz (modelo BG-50) y válvulas de alivio (presión de apertura 10 kPa)— estén presentes, calibrados y operativos.

Estas comprobaciones son esenciales para prevenir fallos catastróficos durante la primera energización. Cualquier anomalía detectada debe corregirse antes de avanzar a las pruebas eléctricas.

6.2. Pruebas de Relación y Polaridad

Las pruebas de relación de transformación (TTR, por sus siglas en inglés) y polaridad son fundamentales para garantizar que el transformador entregue la tensión esperada en el secundario y que su conexión sea compatible con el resto del sistema (especialmente en bancos trifásicos o cuando se conecta en paralelo con otros transformadores).

Prueba de Relación de Transformación

Esta prueba se realiza aplicando una tensión alterna de bajo valor (generalmente entre 50 V y 200 V) en el devanado primario y midiendo simultáneamente las tensiones en ambos devanados. La relación medida se compara con la nominal especificada en la placa de características del SZV-10 (por ejemplo, 11000/400 V ±2.5%).

El equipo utilizado debe ser un medidor de relación de precisión (clase 0.1 o mejor). Se recomienda realizar la prueba en cada derivación del cambiador de tomas (si es sin carga, OLTC), verificando que la variación de relación coincida con lo declarado por el fabricante.

La tolerancia aceptable generalmente es ±0.5% respecto al valor teórico. Desviaciones mayores pueden indicar cortocircuitos inter-espiras, errores en el número de vueltas o problemas en el cambiador de tomas.

Prueba de Polaridad

La polaridad define la orientación relativa de las ondas de tensión entre primario y secundario. Para el SZV-10, que típicamente tiene conexión Dyn11 (delta en primario, estrella con neutro en secundario y desfase de 30°), la polaridad debe ser verificada mediante el método de “prueba de punto” o usando equipos automáticos de TTR con detección de fase.

En campo, un método común consiste en conectar temporalmente un terminal del primario con uno del secundario y aplicar una tensión reducida al primario. Luego se mide la tensión entre los terminales restantes. Si la tensión medida es menor que la aplicada, la polaridad es aditiva; si es mayor, es sustractiva. Para conexiones Dyn11, se espera polaridad sustractiva en ciertas configuraciones, pero lo más seguro es seguir el diagrama vectorial proporcionado por el fabricante.

Una polaridad incorrecta puede causar circulaciones de corriente peligrosas si el transformador se conecta en paralelo, o mal funcionamiento de protecciones diferenciales.

6.3. Prueba de Tensión Aplicada

También conocida como prueba de rigidez dieléctrica o “hipot”, esta verificación evalúa la capacidad del aislamiento principal (entre devanados y entre devanados y tierra) para soportar sobretensiones transitorias sin fallar.

Para el SZV-10, diseñado para sistemas de 10 kV (nivel de aislamiento básico BIL = 75 kV), la norma IEC 60076-3 recomienda una tensión de prueba de frecuencia industrial de 28 kV durante 1 minuto en el lado de alta tensión, con el lado de baja tensión y el tanque conectados a tierra. En el lado de baja tensión (400 V), se aplica típicamente 3 kV durante 1 minuto.

La prueba debe realizarse con una fuente de alta tensión controlada, con limitación de corriente (normalmente ≤ 10 mA) para evitar daños irreversibles en caso de falla. Durante la prueba, se monitorea la corriente de fuga: un incremento súbito o una descarga audible indica una ruptura del aislamiento.

Es crucial que el transformador esté completamente seco y limpio antes de esta prueba. La presencia de humedad o contaminación superficial puede provocar falsos negativos. En caso de duda, se recomienda realizar una medición previa del factor de potencia del aislamiento (tan δ) o una prueba de resistencia de aislamiento (megger) a 2500 V DC, cuyo valor mínimo aceptable suele ser >1000 MΩ.

6.4. Puesta en Servicio y Monitoreo Inicial

Una vez superadas todas las pruebas, se procede a la energización inicial. Este paso debe realizarse bajo supervisión calificada y con los protocolos de seguridad activos (permisos de trabajo, bloqueos, EPP adecuado).

1. Energización sin carga: Se cierra el interruptor de media tensión mientras el secundario permanece abierto. Se observa el comportamiento del transformador durante al menos 10 minutos: no debe haber ruidos anormales (chisporroteos, golpeteos), sobrecalentamiento localizado ni activación de protecciones.
2. Medición de tensión secundaria: Con el secundario en vacío, se verifica que la tensión medida coincida con la esperada según la relación de transformación y la posición del cambiador de tomas (ej.: 410 V si está en +2.5%).
3. Carga progresiva: Se conecta la carga en etapas (25%, 50%, 75%, 100%) mientras se monitorean:
   • Corrientes en primario y secundario (equilibradas en sistemas trifásicos; desequilibrio < 5%)
   • Temperatura del aceite y de los devanados (mediante sensores integrados o termografía infrarroja; aceite ≤ 85°C en carga nominal)
   • Nivel de ruido (≤ 55 dB a 1 m de distancia es típico para unidades de este tamaño)
   • Funcionamiento de ventiladores (si el SZV-10 es refrigerado por aire forzado; no aplica en versión estándar ONAN)