Configuració dels centres de transformació (CT)

El sistema de subministrament elèctric sempre comprèn el conjunt de mitjans i elements útils per a la generació, el transport i la distribució de l’energia elèctrica. Aquest conjunt està dotat de mecanismes de control, seguretat i protecció.

Aquest sistema elèctric està regulat per un sistema de control centralitzat que garanteix una explotació racional dels recursos de generació i una qualitat de servei d’acord amb la demanda dels usuaris, compensant les possibles incidències i fallades produïdes.

Amb aquest objectiu, tant la xarxa de transport com les subestacions que hi estan associades poden ser propietat, totalment o en part i, en tot cas, estar operades i gestionades per un ens independent de les companyies propietàries de les centrals i de les distribuïdores o comercialitzadores d’electricitat.

Així mateix, el sistema necessita una organització econòmica centralitzada per planificar la producció i la remuneració als diferents agents del mercat si, com passa actualment en molts casos, existeixen múltiples empreses que participen en les activitats de generació, distribució i comercialització.

El sistema elèctric (figura) està format per tres subsistemes:

• Producció, en el qual s’inclouen les centrals generadores d’energia, ja siguin hidroelèctriques, nuclears, eòliques, etc.
• Transport, en el qual s’inclouen línies de transport MAT (molt alta tensió), les centrals elevadores i reductores, i les estacions de distribució.
• Distribució, que està constituït per xarxes primàries de distribució, estacions transformadores de distribució i xarxes secundàries de distribució.

Les xarxes de distribució poden ser de dos tipus:

• Primària: formada per línies aèries o subterrànies d’MT (45, 66 o 132 kV) i subestacions de transformació d’MT a BT.
• Secundària: formada per línies aèries o subterrànies de 15 a 20 kV, centres de transformació d’MT a BT i línies aèries o subterrànies de BT.

Les línies elèctriques incloses en el Reglament sobre condicions tècniques i garanties de seguretat en línies elèctriques d’alta tensió es classifiquen, d’acord amb la tensió nominal, en les categories següents:

• Categoria especial, en la qual s’inclouen les de tensió nominal igual o superior a 220 kV i les de tensió inferior que formin part de la xarxa de transport d’acord amb el que estableix l’article 5 del Reial decret 1955/2000, d’1 de desembre.
• Primera categoria, que inclou les de tensió nominal inferior a 220 kV i superior a 66 kV.
• Segona categoria, en la qual s’encabeixen aquelles que tenen una tensió nominal igual o inferior a 66 kV i superior a 30 kV.
• Tercera categoria, en la qual s’encabeixen aquelles que tenen una tensió nominal igual o inferior a 30 kV i superior a 1 kV.

Si en la línia hi ha circuits o elements en què s’utilitzen diferents tensions, el conjunt de la línia s’ha de considerar d’acord amb el valor de la tensió nominal més gran.

Les tensions de generació de l’energia elèctrica en les centrals oscil·la entre 6 kV i 18 kV, tensions que no són suficient per transportar aquesta energia a grans distàncies i portar-la fins a on acostumen a estar els centres de consum.

La tensió de les xarxes de distribució (20 kV, 66 kV…) que alimenten els centres de consum necessita ser reduïda a la tensió d’utilització en baixa tensió, que és de 400/230 V, cosa que es fa en els centres de transformació mitjançant un transformador que rep el nom de transformador de distribució.

Els centres de transformació es poden classificar segons els diferents criteris que es descriuen tot seguit:

• Per la seva ubicació: d’acord amb la seva ubicació, les Normes tecnològiques de l’edificació (NTE) classifiquen els CT en els tipus següents:
  • Interiors: quan el recinte del CT està situat dins d’un edifici o nau, per exemple en la planta baixa, soterrani, etc.
  • Exteriors: quan el recinte que conté el CT està fora d’un edifici, és a dir, no en forma part. En aquest cas, poden ser:
    • De superfície: per exemple, una caseta d’obra civil o prefabricada, dedicada exclusivament al CT, edificada sobre la superfície del terreny.
    • Subterrani: per exemple, un recinte excavat sota d’un carrer (habitualment la vorera).
    • Semisoterrani: situació intermèdia, una part queda sota de la cota zero del terreny i una altra part queda per damunt d’aquesta cota zero.
• Per la connexió de servei: és a dir, d’acord amb la connexió d’alimentació de l’MT, poden ser alimentats per línia aèria o per cable subterrani.
• Per l’emplaçament: segons on sigui l’emplaçament dels aparells que els constitueixen, els centres de transformació es poden classificar també de la manera següent:
  • Interiors: quan els aparells (transformadors i equips d’MT i BT) estan dins d’un recinte tancat.
  • Intempèrie: quan els aparells queden a la intempèrie, per exemple sobre pals o bé en envolupants prefabricades, és a dir, transformadors i cabines construïdes per servir a la intempèrie.
• Per la seva alimentació: de manera que, depenent de la seva alimentació a la xarxa de distribució, els centres de transformació poden ser:
  • de punta: CT situat al final del ramal d’una xarxa;
  • de transformació de pas: CT en un punt del ramal d’una xarxa.
• Per la seva propietat: els centres de transformació (CT) poden ser:
  • d’empresa;
  • d’abonat.

Atenent a la propietat, els centres de transformació poden ser d’empresa i d’abonat. Quan es tracta d’alimentar diversos abonats en BT, l’empresa distribuïdora instal·la un centre de transformació de potència adequada al consum previst del conjunt d’abonats. Per tant, el centre de transformació és propietat de l’empresa subministradora d’electricitat, la qual n’efectua l’explotació i el manteniment, i es responsabilitza del seu funcionament. Així doncs, aquest tipus de CT forma part de la xarxa de distribució també anomenada d’empresa.

Com sigui que el preu de l’energia en MT és més baix que en BT, a partir de certes potències (kVA) i/o de certs consums (kWh) és més favorable contractar el subministrament en MT, tenint en compte el cost del centre de transformació i el seu manteniment (ambdós a càrrec de l’abonat). Aquesta opció de centre de transformació propi presenta altres avantatges addicionals:

• la independència respecte d’altres abonats de BT;
• el fet de poder triar el règim de neutre de BT més convenient, aspecte important per a certes indústries, per exemple les de procés continu, en les quals la continuïtat de servei pot ser prioritària;
• el fet de poder construir el centre de transformació, ja previst per a futures ampliacions.

Així doncs, entre els centres de transformació d’empresa i d’abonat, hi ha diferències pel que fa a l’esquema elèctric de cadascun d’ells, els tipus d’aparells, la forma d’explotació i la protecció, entre altres.

La classificació dels centres de transformació (CT) segons la seva alimentació a la xarxa de distribució, és a dir, en CT de punta i CT de pas, és, però, molt simplificada. De fet, l’alimentació, quan és considerada des del mateix CT, pot ser:

• amb un sola línia d’arribada d’alimentació;
• amb dues línies d’arribada d’alimentació, procedents de la mateixa estació transformadora AT/MT.

Les alternatives d’una sola línia o de dues línies responen a la diferent configuració que pot tenir la xarxa de distribució en MT, la qual es connecta al centre de transformació.

El principi de funcionament de l’esquema radial (figura) o en antena és d’una sola via d’alimentació. Això significa que qualsevol punt de consum en aquesta estructura només pot ser alimentat a través d’un únic possible camí elèctric.

Normalment, l’esquema en anell està obert en un punt, raó per la qual rep el nom també de “bucle obert”. L’esquema de bucle obert o en anell està representat específicament en la figura (vegeu també la figura). La línia de distribució en MT que té com a punt de partença la subestació receptora AT/MT (o MT/MT) forma un anell que va recorrent els centres de transformació, de manera que “entra i surt” de cada un d’ells.

En l’esquema de bucle obert o en anell, la interrupció en el servei és, en principi, tan sols del temps necessari per a l’obertura i el tancament dels interruptors, si bé a la pràctica s’hi ha d’afegir el temps necessari perquè el personal d’explotació es desplaci als corresponents centres de transformació (i a les ciutats, la qual cosa significa fer-ho en diferents condicions de congestió de trànsit).

La distribució en bucle o anell s’utilitza en zones de densitat de consum més gran, com són, per exemple, les zones urbanes, els polígons industrials i/o el sector terciari (serveis). A les zones urbanes acostuma a estar feta gairebé exclusivament de cable subterrani.

Hi ha també una tercera alternativa, molt menys freqüent, que consisteix en dues línies d’arribada d’alimentació procedents de dues estacions transformadores AT/MT diferents (figura). Aquest esquema de distribució s’utilitza en aquells casos en què la continuïtat de servei és absolutament primordial.

Sigui quin sigui el tipus de centre de transformació (CT), quant a l’alimentació, tarifació, disposició interior, etc., els seus components bàsics són sempre els següents:

• L’equip d’MT
• El transformador o transformadors d’MT/BT
• L’equip de BT

L’equip d’MT està compost dels elements següents:

• Seccionadors
• Seccionadors de posada a terra (SPT)
• Interruptors automàtics
• Interruptors-seccionadors
• Interruptors-seccionadors amb fusibles

Respecte de l’equip de BT que fan servir, es diferencia en funció de la propietat del CT: entre els centres de transformació (CT) d’empresa i els centres de transformació (CT) d’abonat.

El control del corrent s’efectua mitjançant un transformador d’intensitat i un amperímetre, moltes vegades en una sola fase. Sovint l’amperímetre no està graduat en amperes, sinó en percentatge (%) de la intensitat nominal del transformador: (10-20-30… 100%). L’amperímetre sol ser un maxímetre (amperímetre tèrmic) que permet conèixer el valor màxim assolit per la càrrega del transformador.

El quadre de l’equip BT té, a més, dues sortides de serveis auxiliars per al mateix centre de transformació (CT), una per al circuit de protecció contra sobretemperatures del transformador (termòmetre de contactes elèctrics o termòstat), i l’altra per a l’enllumenat del centre de transformació (CT), i un punt de presa de corrent per a ús general (llum portàtil, eina elèctrica, etc.).

Els centres de transformació d’abonat són, en molts casos, de potència més elevada i amb un esquema elèctric més complex, entre altres motius pel fet de tenir l’equip de comptatge en el mateix centre de transformació i en el costat d’MT.

L’equip de BT en un centre de transformació d’abonat bàsicament té els elements següents:

• Un interruptor automàtic a la sortida de cada un dels transformadors.
• Un joc de barres generals (tres fases i neutre) conjunt per als diversos transformadors, o bé jocs de barres separats per a cada transformador.
• Un cert nombre de sortides, equipades cadascuna amb els elements de maniobra i protecció, tals com interruptor automàtic, interruptor amb fusibles, interruptor magnetotèrmic, interruptor diferencial, etc. Aquestes sortides poden ser trifàsiques (amb neutre o sense) o bipolars (2 fases o fase i neutre).
• Elements de mesura: voltímetres i amperímetres (amb els seus transformadors d’intensitat) a les entrades, i amperímetres amb els seus transformadors d’intensitat a cada sortida (habitualment en una sola fase).
• De vegades, comptadors també d’activa, o activa i reactiva.

Un transformador és una màquina elèctrica estàtica d’inducció electromagnètica que permet convertir els valors de tensió i d’intensitat de corrent subministrat per una font de corrent altern en un sistema de corrent altern o més d’un amb valors de tensió i d’intensitat de corrent diferents, però de la mateixa freqüència.

Un transformador acostuma a estar format bàsicament de tres parts:

• Un nucli de material ferromagnètic que forma un circuit magnètic tancat.
• Un enrotllament o debanament primari al qual s’aplica un corrent elèctric.
• Un enrotllament o debanament secundari que proporciona un corrent elèctric de sortida. En alguns casos n’hi pot haver més d’un de secundari.

En l’actualitat, els tipus constructius dels transformadors de distribució per a un CT són pràcticament els següents:

• transformadors de bany d’oli mineral;
• transformadors d’aïllament sòlid a base de resines, denominats “transformadors secs”;
• transformadors de bany de silicona líquida en lloc d’oli mineral, que conforma un tercer tipus, molt menys freqüent.

.

En funcionament en buit, la relació entre tensions de primari i secundari (vegeu la figura) és igual a la relació entre espires dels bobinats:

Les característiques fonamentals són les següents:

• tensió primària (U1)
• tensió secundària (U2)
• tensió de curtcircuit (Ucc)
• grup de connexions: indica la designació de les connexions de transformadors trifàsics amb enrotllaments separats.

D’aquests grups de connexions, els més utilitzats són els següents:

• Yzn 11 per a transformadors de petita potència (de 25 a 100 kVA)
• Dyn 11 per a totes les potències entre 160 i 2.500 kVA

on,

• D és la connexió en triangle
• Y,y és la connexió en estrella
• z és la connexió zig-zag
• n és el neutre accessible

Depenent del tipus de connexió, les tensions simples del primari i del secundari poden no estar en fase, cosa que sempre passa en els transformadors monofàsics. Per indicar el desfasament que hi ha entre les tensions simples, s’acostuma a utilitzar l’anomenat índex horari (és a dir, l’angle format per l’agulla gran i la petita d’un rellotge quan marca una hora exacta), expressat en múltiples de 30° (l’angle entre dues hores consecutives, 360°/12 = 30°).

Un altre exemple en una connexió Dy11 el trobareu a la figura.

D’altra banda i d’una manera general, per al funcionament correcte de dos transformadors trifàsics acoblats en paral·lel s’han de complir les condicions següents:

• que hi hagi la mateixa relació de transformació;
• que hi hagi la mateixa tensió de curtcircuit;
• que hi hagi el mateix índex horari;
• que hi hagi la mateixa potència.

De les potències unitàries normalitzades (taula), les més utilitzades són les de 250, 400 i 630 kVA. En el cas d’instal·lacions en centres de clients es poden afegir també els valors 1.250, 1.600, 2.000 i 2.500 kVA.

Els transformadors es poden dividir, en funció de la seva tensió en el secundari, en dues classes:

• classe B1: per a xarxes de 220 a 127 V;
• classe B2: per a xarxes de 400 a 230 V.

En els sistemes elèctrics és necessari poder mesurar el valor del corrent i de la tensió, bé sigui per tenir-ne el control (aparells de mesura), bé sigui per vigilar que aquests valors estiguin dins dels límits admissibles (relés de protecció).

Fins a certs nivells de corrent i/o de tensió és possible la connexió dels aparells de mesura, comptatge o protecció directament a la línia. Ara bé, a partir de certs valors, això no és possible, tant per raons constructives dels aparells i de les instal·lacions, com per raons de seguretat. Per tant, s’han de connectar per mitjà de transformadors de tensió o de corrent, segons correspongui, els quals s’anomenen genèricament transformadors de mesura i protecció.

En MT i AT, per a la mesura i el control de les tensions sempre cal instal·lar transformadors de tensió. Així mateix, per raons d’aïllament, sempre són necessaris els transformadors de corrent, sigui quin sigui el valor de la intensitat.

En la seva gran majoria, els transformadors són de tipus electromagnètic, és a dir, constituïts en la seva versió més simple per un nucli magnètic amb un bobinat primari connectat a la línia, i un bobinat secundari al qual es connecten els aparells (figura i figura), anàlegs, així doncs, als transformadors de potència.

Els models actuals de transformadors d’MT per a instal·lació en l’interior són d’aïllament sòlid de resina epoxi, termoendurible. Formen un cos modelat d’aquesta resina que conté a l’interior seu el nucli magnètic i els bobinats primari i secundari.

Els models de transformadors per a instal·lació en intempèrie poden ser d’aïllament de bany d’oli i d’aïllament de porcellana, o bé d’aïllament sòlid de resina epoxi com els d’interior, però amb una envolupant (caixa) metàl·lica per tal de protegir-lo de la intempèrie i aïlladors amb envolupant exterior de porcellana.

Els TT per a connexió entre fases tenen dos borns (pols) primaris aïllats. Els previstos per a connexió entre fase i massa (terra) tenen un sol born primari aïllat. L’altre born no necessita estar aïllat, ja que és el que es connecta a terra. Per raons de seguretat es connecta a terra un dels borns de cada secundari, per exemple l’S1 o bé l’1S1 i el 2S1, si són dos secundaris.

Esquemes possibles i denominació (marcat) dels borns: les marques P1 i P2 designen els borns del bobinat primari. Les marques “S” (S1, S2, S3, 2S1, 2s2, etc.) designen els borns dels bobinats secundaris. Els borns amb les marques P1 i S1 són de la mateixa polaritat (vegeu les figures 9 a 14).

Les marques dels borns identifiquen:

• els enrotllaments primari i secundari;
• les seccions de cada bobinat, quan estiguin dividits en seccions;
• les polaritats relatives dels bobinats i de les seccions dels bobinats;
• les preses intermèdies, si n’hi ha.

Per raons de seguretat, sempre es connecta a terra un dels borns de cada un dels secundaris, per exemple: S1 si hi ha un sol secundari o bé l’1S1 i el 2S1 si hi ha dos secundaris. Les marques dels borns dels transformadors d’intensitat les trobareu indicades a la figura. Els borns marcats P1, S1 i C1 tenen en tot moment la mateixa polaritat.

Les diferents formes de connexió a la línia del primari del TT (en derivació) i del TI (en sèrie) determinen una forma de funcionament bàsicament diferent entre els TT i els TI. No obstant això, tots dos tenen certs aspectes i requeriments comuns.

El grau d’exactitud de la proporcionalitat d’aquests valors, respectivament la proximitat a zero de l’angle de desfasament entre els dos, dóna la mesura de la precisió del transformador. En la realitat constructiva, però, i també pel principi mateix de funcionament dels transformadors de mesura electromagnètics, aquesta proporcionalitat no és matemàticament exacta, ni l’angle de desfase tampoc no és exactament zero. Sempre hi ha, doncs, un cert grau d’error en el valor real que apareix en el secundari, tant en la seva magnitud com en la seva fase.

Els elements encarregats de maniobres, la seguretat i la protecció del transformador al centre de transformació són el que anomenem aparellatge. Alguns dels elements que formen l’aparellatge són els següents:

• Aïllants: poden ser exteriors o interiors, de material aïllant (resines epoxi) i suporten grans esforços mecànics.
• Conductors: el seu aïllament és funció de la tensió de la xarxa, es connecten amb terminals o connectors.
• Seccionador: unipolars o tripolars, de tipus giratori o basculant. Obre i tanca circuit només si no hi ha tensió.
• Seccionadors de posada a terra: posen a terra part del circuit o instal·lació, suporten temporalment intensitats en condicions anormals, com ara curtcircuits. Enclavats mecànicament.
• Interruptor: aparell dotat de poder de tall, per obrir i tancar circuits. Pot tancar però no interrompre intensitats de curtcircuit. Entre les seves característiques bàsiques es compten el poder de tall (intensitat que pot tallar sota tensió de restabliment, en kA i MVA) i el poder de tancament (intensitat que pot restablir a una tensió determinada).
• Interruptor-seccionador: interruptor que en posició oberta satisfà el mateix aïllament que un seccionador.
• Interruptor automàtic: interruptor capaç d’establir, mantenir i interrompre la intensitat del corrent de servei, o interrompre automàticament o establir intensitats elevades com les de curtcircuit.
• Autovàlvules: parallamps de resistència variable, que eviten sobretensions sense deixar de donar servei, i deriven a terra la sobreintensitat originada per la sobretensió. Tenen sistema de desconnexió de terra per tal d’evitar curtcircuits fase-terra.
• Fusibles limitadors d’alt poder de ruptura (APR): per protecció contra curtcircuits.
• Termòmetres: per controlar la temperatura de l’oli dels transformadors. Està equipat amb dos contactes per accionar l’alarma i ordenar la desconnexió del transformador.
• Relés de protecció directa: si la intensitat supera el valor tarat, aquests relés disparen l’interruptor que tenen associat.
• Relés de protecció indirecta: són de tipus electrònic, excitats per una intensitat reduïda amb transformadors d’intensitat.

La protecció contra sobrecàrregues (sobreintensitats) en un centre de transformació (CT) d’empresa l’efectua la mateixa protecció contra sobretemperatures en el transformador. La protecció contra curtcircuits la realitzen els fusibles MT associats a l’interruptor-seccionador per a maniobra del transformador.

Les línies de sortida en BT estan protegides cadascuna pels fusibles seccionadors corresponents.

En elstransformadors hi ha dos focus de calor:

• El nucli magnètic, per les pèrdues per histèresi i per corrents de Foucault (pèrdues magnètiques)
• Els bobinatges, per les pèrdues per l’efecte Joule

Les variacions de càrrega es tradueixen en variacions de temperatura en el transformador, segons la magnitud i/o la durada de la sobrecàrrega.

D’altra banda, encara amb una càrrega constant, es poden produir variacions de temperatura en modificar les condicions de ventilació.

En els transformadors de bany d’oli, la protecció s’efectua mitjançant un termòmetre amb contactes elèctrics ajustables, o un termòstat.

En els transformadors de tipus sec la protecció tèrmica funciona de la manera: en cada un dels bobinatges de BT van disposades una o dues sondes tèrmiques, generalment del tipus Pt100 (resistència tipus PTC: resistència variable, amb coeficient de temperatura positiu -en incrementar la temperatura augmenta la resistència-). Les sondes es connectaran a una unitat de control i mesura (termòmetre digital). La primera sonda actuaria com una alarma, en regular-se a una temperatura inferior a la màxima. La segona sonda, regulada a la temperatura màxima permesa, produirà la desconnexió del transformador.

Pel que fa a la protecció contra sobretemperatures a cada transformador, si els transformadors són de bany d’oli, la protecció ha d’incloure el detector de gasos (Buchholz o DPG) que actuen sobre el disparador de l’interruptor automàtic propi (si n’hi ha), o bé sobre l’interruptor automàtic general d’entrada.

A cada interruptor automàtic hi ha associat un relé de sobreintensitat (temps invers), curtcircuit i corrents de defecte a terra, connectat a tres transformadors d’intensitat MT. L’esquema tipus per a la connexió del relè als transformadors d’intensitat és el que il·lustra la figura.

En un centre de transformació, l’aparellatge té com a funció principal la maniobra i la protecció del transformador, així com la resta d’elements de la instal·lació. Aquest aparellatge varia en funció del tipus d’escomesa, del tipus de centre de transformació –si és de d’empresa, de distribució o d’abonat– i també del nombre i la potència dels transformadors.

Atès que les connexions són subterrànies, cal disposar una cel·la de línia per a cadascuna de les entrades i sortides, de manera que es pugui efectuar-ne el tall. D’altra banda, com la línia subterrània té un efecte de condensador i pot quedar carregada tot i haver estat oberta en un punt anterior, es disposa d’un seccionador de posada a terra que curtcircuita els borns dels cables, i que s’enclava amb l’interruptor i la porta, de manera que és impossible tancar-lo amb l’interruptor tancat, i obrir la porta amb el seccionador de posada a terra obert, i tenir la seguretat completa que només es pot accedir al compartiment de cables sense tensió.

Per protegir cada transformador (figura), per a la potència màxima unitària que normalment instal·len les companyies distribuïdores, 630 kVA, s’instal·la una cel·la de protecció amb ruptofusible i bobina de tret que s’associa al termòmetre d’esfera instal·lat al transformador corresponent.

Les sortides en baixa tensió de cada transformador es fan per mitjà de quadres normalitzats i homologats per la companyia distribuïdora, els quals estan formats per bases tripolars verticals en nombre de quatre, sis o vuit.

En cas que el CT estigui situat al final de la línia –en punta–, és necessari disposar d’una cel·la de línia per tal de poder realitzar el tall de l’alimentació al centre de transformació. Si, en canvi, està intercalat a la xarxa de distribució –en bucle o múltiple–, es genera a més la necessitat de donar continuïtat a la línia de distribució i poder separar elèctricament la part del circuit corresponent a l’explotació de la xarxa de la part que correspon al servei de l’usuari.

Per això, els centres d’abonat han de disposar de tantes cel·les de línia com connexions hi hagi, i a continuació han de disposar d’una cel·la de seccionament que dóna pas a la resta de l’esquema corresponent a la maniobra i a la protecció de la instal·lació.

Si es tracta d’un centre amb un únic transformador, com el que mostra l’esquema de la figura i figura, s’ha de disposar de la cel·la de protecció corresponent, per ruptofusible fins a una potència de 1.000 kVA, o de disjuntor per a potències superiors, i a continuació cal instal·lar la cel·la de mesura, la qual allotja els transformadors de tensió i intensitat, els secundaris dels quals alimentaran l’equip de comptadors.

En cas de prendre la mesura en baixa tensió (BT), la cel·la de mesura no és necessària, de manera que l’equip de mesura és alimentat a través del secundari del transformador.

En el cas d’instal·lar dos transformadors o més (vegeu la figura), cal disposar d’una cel·la de protecció general per a la totalitat de potència de la instal·lació i, a continuació, s’ha d’instal·lar la cel·la de mesura, la qual allotja els transformadors de tensió i d’intensitat, els secundaris de la cel·la de mesura alimentaran l’equip de comptadors, i després tantes cel·les de protecció com transformadors s’instal·lin.

Quan es pren la mesura en alta tensió (AT), l’alimentació de l’equip de mesura es fa per mitjà de transformadors d’intensitat i transformadors de tensió, tal com mostra l’esquema de la figura.

Per equipar els centres de transformació, en el mercat hi ha conjunts d’aparellatge de maniobra MT, inclosos els transformadors de mesura, ja muntats i connexionats entre si, dins de recintes metàl·lics, fins als borns de connexió a l’exterior. Es denominen habitualment “cabines prefabricades”, o simplement “cabines” o “cel·les” metàl·liques, les quals reben el nom de conjunts d’aparellatge MT sota envolupant metàl·lica en les normes UNE. Els símbols per als esquemes els podeu veure a la figura.

Per tant, en el cas dels CT, més que aparells de maniobra solts (individuals), el que s’utilitza habitualment són aquests conjunts d’aparellatge sota envolupant metàl·lica, que se subministren ja muntats, connexionats i provats de fàbrica.

Hi ha diversos tipus de cabines o cel·les quant a l’esquema elèctric individual, les quals corresponen a les diferents funcions o parts de l’esquema elèctric general del conjunt. Aquests diferents mòduls individuals són mecànicament acoblables entre si, i connectables elèctricament també entre si.

Així, per exemple, hi ha cabines individuals per a funcions com l’entrada d’alimentació de sortida, l’acoblament de barres, el comptatge, etc., o bé pel que fa al tipus d’aparells de maniobra, com ara cel·les amb interruptor automàtic, cel·les amb interruptor-seccionador, cel·les amb interruptor-seccionador amb fusibles, etc.

És més, s’han desenvolupat també conjunts modulars amb envolupant única, els quals agrupen diverses funcions individuals i formen conjunts d’esquemes estandarditzats. Per exemple, dues línies d’alimentació i una de sortida a transformador, és a dir, tres funcions, o bé dues línies d’alimentació i dues sortides a transformadors, és a dir, quatre funcions, etc.

A la figura 23 hi trobareu representada també aquesta modalitat de conjunts estàndard de funcions, la qual és àmpliament utilitzada en el cas dels centres de transformació (CT) d’empresa (distribuïdors).

A: conjunt de 3 línies d'entrada-sortida. B: conjunt de 2 línies d'entrada-sortida i una sortida a transformador

Característiques nominals (assignades) de l’aparellatge sota envolupant metàl·lica (cabines o cel·les):

• Tensió assignada i nombre de fases.
• Nivell d’aïllament (tensions d’assaig).
• Freqüència.
• Intensitat en servei continu (per al circuit principal).
• Intensitat de curta durada admissible (per als circuits principal i de posada a terra).
• Valor de cresta del corrent de curta durada admissible (circuits principal i de posada a terra).
• Durada assignada del curtcircuit.
• Valors nominals (assignats) dels aparells que formen part de la cabina (interruptor, seccionador, SPT, transformadors de mesura, etc.) incloent l’equip auxiliar i els dispositius de maniobra. Aquests valors han de ser congruents i han d’estar coordinats amb els de les característiques de la cabina com a conjunt.

S’anomena quadre modular de baixa tensió (figura) al conjunt de mòduls que reben el circuit principal de BT del transformador i el distribueixen en diversos circuits individuals. Podeu fer servir mòduls de connexió i d’ampliació (figura).

Un conjunt de quadre de BT interior en envolupant metàl·lica per a centres de transformació d’empresa està format, per exemple, pels elements següents:

• Unitat d’escomesa i de distribució: sistema d’envolupant i d’embarrats que distribueixen en quatre o més sortides l’escomesa superior dels cables del transformador.
• Unitat funcional de circuits auxiliars (control opcional): destinada a allotjar els diferents elements de mesura i protecció dels servidors del centre de transformació exigits per cada companyia o abonat. La unitat funcional garanteix l’aïllament en tots i cadascun dels elements, entre parts actives i el bastidor del quadre de 10 kV a 50 Hz i 20 kV, a onda tipus raig. Es refereix a protecció per a fenòmens atmosfèrics (impactes per raigs).
• Unitat funcional de protecció: està constituïda per un sistema de protecció format per bases tripolars verticals aptes per a curtcircuits (fusibles de mida 00, 1, 2, 3), d’acord amb la norma UNE-EN 60947.

Segons indiquen les instruccions MIE-RAT 13, del Reglament sobre condicions tècniques i garanties de seguretat en centrals elèctriques, subestacions i centres de transformació (aprovat pel Reial decret 3275/1982, de 12 de novembre), la posada a terra (figura) en instal·lacions elèctriques d’alta tensió (en les quals s’inclouen els centres de transformació) consta del següent:

• línies de terra;
• elèctrodes.

Els conductors de les línies de terra s’han d’instal·lar intentant que el seu recorregut sigui el més curt possible, i evitant recorreguts complicats i corbes de poc radi. En aquest sentit, és recomanable utilitzar conductors nus, instal·lats de manera visible.

El Reglament també admet en alguns casos la utilització, com a conductors, de canalitzacions metàl·liques, blindatges de cables i elements metàl·lics de fonaments, excepte armadures pretensades de formigó.

La secció del conductor ha de ser tal que, en cas de descàrrega atmosfèrica o defecte, pugui circular-hi el màxim corrent, no els porti a una temperatura pròxima a la fusió o pugui posar en perill empalmaments i connexions.

La secció es determina de manera que la densitat de corrent per a defectes en la freqüència de la xarxa no superi els valors següents:

• 160 A/mm² per a conductors de coure
• 60 A/mm² per a conductors d’acer
• En cap cas la secció del conductor ha de ser inferior a 25 mm² en conductors de coure, i a 60 mm² en conductors d’acer.

La configuració dels centres de transformació d’abonat està molt normalitzada, el cas més freqüent és que en la posada a terra de les masses s’utilitzin elèctrodes tipus, de composició i geometria (amplada, longitud, profunditat, nombre de piques, etc.) normalitzades.

La configuració d’elèctrode que s’adopta habitualment és la d’anell rectangular, instal·lat en la rasa perimetral de cimentació del centre de transformació. Si aquest elèctrode resulta insuficient s’afegeixen piques als vèrtexs, o als vèrtexs i als punts intermedis dels costats.

Els elèctrodes del sistema de posada a terra del neutre del transformador s’han de situar a certa distància dels elèctrodes de la posada a terra de les masses del centre de transformació, amb l’objectiu d’evitar que els elevats potencials que apareixen en el terreny proper al centre de transformació durant un defecte en mitja tensió puguin transferir-se a la instal·lació de baixa tensió de l’usuari a través del neutre.