Estudio para el cambio de conexión delta a estrella - 480/277 ven secundario del banco de transformadores de Tubotico S.A.

Roldán-Gamboa, Fausto Fabio

2002

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PROYECTO TÉCNICO El proyecto técnico consiste en determinar qué tipo de equipo transformador se debe de instalar, con el fin de eliminar el sistema de conexión actual (delta desabalanceada) en el devanado secundario de los bancos transformadores al servicio de Tubotico S.A. La conexión recomendada para efectos de balancear cargas de forma más eficiente y segura es una estrella a 480 / 277 V. Los cambios en este tipo de equipos, requieren de un Estudio de Ingeniería de la Compañía Nacional de Fuerza y Luz, para determinar cuál tensión de servicio está o estará disponible en la zona. Luego de dicho estudio, se estimó que la zona donde la empresa se ubica será parte de un plan de reconversión de voltaje en las líneas primarias de 13800V a 34500V. Este dato indica que los transformadores actuales no se podrán seguir utilizando y que habrá que sustituirlos. Tubotico S.A. posee nueve transformadores monofásicos, divididos en tres bancos de 1000 kVA, 500 kVA y 100 kVA. El banco de 1000 kVA es propiedad de la empresa y los demás son propiedad de la CNFL. La instalación de un solo transformador trifásico es la opción que se sometió a investigación de características y cálculos de factibilidad. Se estimó la capacidad de potencia aparente (kVA) necesaria del nuevo equipo, tomando un 20% en el margen de ampliación de carga, a partir de un Estudio de Carga Eléctrica promedio es de 2000 kVA. Los equipos actuales trabajan a un 80% de carga, pero hay momentos que se llega al 90 o 95% de carga, casi al punto de saturación. Se determinó que el desequilibrio de corrientes de línea (producto de las cargas), es de un 9.09%. Este valor está muy próximo al 10% máximo permisible en los datos teóricos. Con una readecuación de las cargas en la nueva conexión en estrella, este valor se reducirá a un 3% como máximo. En la planta de Pavas, las cargas monofásicas de iluminación y algunos motores monofásicos a 220V toman su tensión de trabajo de la derivación central de uno de los devanados de los bancos de transformadores. Esto recarga una de las fases y provoca el desbalance de corrientes mencionado. Ante el cambio inminente que se debe realizar, se recomendó la compra de un TRANSFORMADOR TRIFÁSICO, Marca SIEMENS GEAFOL, modelo 6375-3DA, que por sus características aporta los siguientes beneficios y mejoras a la empresa: Eficiencia en el manejo de pérdidas eléctricas en el núcleo: Se experimenta una mejora del manejo de pérdidas bajo carga del modelo Geafol respecto de los equipos actuales. También con la nueva capacidad el equipo trabajará con mayor margen Mantenimiento: Es un equipo TOTALMENTE exento de mantenimiento. No hay que realizar cambios de aceite dieléctrico, ni de partes de ninguna índole a lo largo de su vida útil. Tampoco será necesario la instalación de fosas de recolección de aceite. Seguridad: Satisface las más severas clasificaciones del ambiente, clima y combustión, además de ser un equipo autoextinguible ante la presente de fuego. Mejora: ampliamente las características de los equipos actuales en este aspecto. Economía: Un ahorro de más de $15000 por cada cambio de aceite –cada 5 años - respecto un equipo convencional en aceite. En un lapso máximo de 52 meses, se recupera y supera cualquier diferencia de precios respecto a cualquier equipo convencional de aceite, que tienen un precio promedio de $13000 menos que el equipo seleccionado. Se recomendó la compra adicional de un transformador seco monofásico de 100 kVA, para conexión 480 / 220 V, en la conexión de las cargas a 220V (básicamente de iluminación y oficina). Se desarrolló una Investigación de las normativas de bóvedas de transformadores, respecto a la construcción levantada en Tubotico S.A., y se recomendó readecuar varios puntos de falta a las regulaciones de ley. Entre ellos, se indica que la ventilación debe ser mejorara con un mayor área para el flujo de corrientes de aire. Esto se detectó mediante la medición de la temperatura interna de la bóveda y de los cálculo del área mínima requerida según el Código Eléctrico. Los restantes puntos son de tipo constructivo o de obra civil.

Proyecto de Graduación (Bachillerato en Ingeniería en Mantenimiento Industrial) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Electromecánica, 2002.

MANT; Transformadores eléctricos; Seguridad ocupacional; Salud ocupacional; Calderas;