Definición y concepto
Un transformador de media tensión es un dispositivo crucial en los sistemas de transmisión y distribución de energía, responsable principalmente de convertir la energía de un nivel de tensión a otro para satisfacer las demandas de diversas aplicaciones. En los sistemas de potencia, los transformadores intermedios no sólo se encargan de la conversión de tensión, sino que también desempeñan un papel esencial en el equilibrio de la energía y la estabilidad de la transmisión de potencia. Al reducir la alta tensión a media o baja tensión, los transformadores de media tensión garantizan una transmisión eficaz de la energía, reducen las pérdidas en la línea y mejoran la fiabilidad general del sistema eléctrico.
Rango de tensión
El rango de tensión de los transformadores de media tensión suele situarse entre 10 kV y 72,5 kV. Este rango los hace especialmente adecuados para su uso en redes urbanas, polígonos industriales y grandes instalaciones comerciales. Por ejemplo, un transformador intermedio puede reducir la potencia de alta tensión, como 110 kV o 220 kV, de las líneas de transmisión a niveles de media tensión, como 33 kV u 11 kV, adecuados para redes de distribución locales o necesidades de potencia industrial.
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Normas y definiciones de tensión en el mundo
Los distintos países y regiones tienen sus propias definiciones y normas para la gama de tensiones de los transformadores intermedios, que reflejan las características y necesidades únicas de sus sistemas eléctricos.
Estados Unidos: En EE.UU., organizaciones como la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) y el Instituto de Investigación de la Energía Eléctrica (EPRI) establecen las normas de los sistemas eléctricos. Por lo general, los transformadores intermedios manejan tensiones comprendidas entre 4,16kV y 69kV. La red eléctrica de EE.UU. es compleja y cubre una vasta área con diversas necesidades de los usuarios, lo que hace que los transformadores intermedios sean cruciales en la distribución de energía urbana e industrial. Los niveles de tensión más comunes son 13,8 kV y 34,5 kV, ambos incluidos en el ámbito de los transformadores intermedios.
Canadá: En Canadá, las normas del sistema eléctrico suelen establecerlas la Asociación Canadiense de Electricidad (CEA) y las compañías eléctricas provinciales. En Canadá, los transformadores de media tensión son componentes esenciales de los sistemas de transmisión y gestionan tensiones de 12 kV a 72 kV. Dada la vasta geografía de Canadá y su población relativamente dispersa, las líneas de transmisión suelen ser largas, y los transformadores de media tensión son esenciales para mejorar la eficacia de la transmisión y reducir las pérdidas de energía en largas distancias. En grandes ciudades como Toronto y Montreal, los transformadores de media tensión desempeñan un papel fundamental en los sistemas urbanos de distribución de energía.
América del Sur: En Sudamérica, las normas del sistema eléctrico varían según el país, pero los transformadores de media tensión suelen manejar niveles de tensión que van de 13,2kV a 69kV. Por ejemplo, en Brasil, las normas de diseño del sistema eléctrico las establecen el Operador Nacional del Sistema Eléctrico (ONS) y Eletrobras, con niveles comunes de tensión intermedia que incluyen 13,8kV, 34,5kV y 69kV. Estos transformadores se utilizan principalmente en redes de distribución urbana y para suministrar energía a grandes usuarios industriales. En países como Argentina y Chile, los transformadores de media tensión también se utilizan mucho en los nudos intermedios de las líneas de transmisión, sobre todo para conectar centrales remotas a las grandes ciudades.
Europa: En Europa, las normas de tensión suelen establecerlas la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI) y los organismos nacionales de normalización. La gama de tensiones de los transformadores de media tensión en Europa suele oscilar entre 10kV y 50kV, y se utilizan ampliamente en redes de distribución y suministros industriales. Debido a la densidad de las redes eléctricas europeas, los transformadores de media tensión suelen utilizarse para reducir la tensión de alta tensión (110 kV o 50 kV). 220 kV) a niveles de media tensión (como 20kV o 33kV) adecuados para la distribución urbana. En países como Alemania, Francia y el Reino Unido, los transformadores de media tensión son componentes básicos en el suministro eléctrico de parques industriales y grandes instalaciones comerciales.
Asia: En Asia, sobre todo en países como China, Japón y la India, la definición y aplicación del transformador de media tensión son similares a las de otras regiones. En China, las normas de potencia suelen establecerlas la State Grid Corporation y la China Southern Power Grid, y el rango de tensión del transformador de media tensión es de 10 kV a 35 kV. Estos transformadores se utilizan mucho en redes de distribución urbana, parques industriales y proyectos de infraestructuras. En Japón, los niveles comunes de tensión intermedia incluyen 22kV y 33kV, utilizados principalmente para el suministro eléctrico urbano e industrial.
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Diferencias entre transformadores de media, alta y media tensión
El transformador de media tensión difiere del transformador de alta tensión y media tensión en términos de nivel de tensión, aplicación y diseño.
Transformador de alta tensión: Manejan tensiones normalmente superiores a 72,5kV, llegando hasta cientos de kilovoltios, y se utilizan principalmente para la transmisión de alta tensión a larga distancia. Los transformadores de alta tensión están diseñados para minimizar las pérdidas de energía en largas distancias, por lo que se utilizan en las principales líneas de transmisión para convertir la energía de ultra alta tensión de las centrales generadoras en una tensión adecuada para las líneas de transmisión.
Transformador de media tensión: Suelen manejar tensiones comprendidas entre 1kV y 36kV y se utilizan principalmente al final de las redes de distribución para convertir la energía de media tensión en energía de baja tensión para los usuarios finales. Los transformadores de media tensión suelen encontrarse en comunidades, edificios comerciales o pequeños usuarios industriales, donde su diseño se centra en mejorar la eficiencia y fiabilidad de la distribución.
Transformador intermedio: Situado entre el transformador de alta tensión y el de media tensión, el transformador intermedio suele manejar tensiones comprendidas entre 10kV a 72,5 kV. Se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde nodos intermedios de sistemas de transmisión hasta grandes redes de distribución industrial. En estos casos, los transformadores intermedios reducen la potencia de alta tensión a niveles de media tensión adecuados para la distribución regional o el uso industrial.
Conocer las diferentes definiciones y normas de los transformadores de media tensión en los distintos países y regiones permite comprender su papel fundamental en los sistemas eléctricos mundiales y cómo satisfacen las diversas demandas de energía y estructuras de red.
Aspecto y diagrama de estructura del transformador de media tensión
En los sistemas de energía modernos, los transformadores de media tensión son esenciales para una transmisión y distribución eficaces de la energía. En función de los escenarios de aplicación, los entornos de instalación y los requisitos funcionales, los transformadores de media tensión pueden clasificarse en los siguientes tipos:
1. Transformador de pedestal
Transformador de media tensión montado en pedestaltambién conocido como transformador montado en tierrason componentes esenciales de los sistemas de energía subterráneos. Ampliamente utilizados en zonas residenciales, comerciales e industriales de Norteamérica, Sudamérica y otras regiones, estos transformadores de media tensión cuentan con un armario metálico que resiste eficazmente la manipulación externa y los impactos ambientales. Típicamente instalados en zapatas de hormigón, estos transformadores garantizan la estabilidad estructural y la seguridad.
Características principales:
- Diseño a prueba de manipulaciones: Estos transformadores de media tensión son resistentes al vandalismo, lo que facilita el mantenimiento y las inspecciones periódicas.
- Variedad de modelos: Disponibles en modelos monofásicos y trifásicos, los transformadores de media tensión de montaje sobre pedestal son ideales para diferentes necesidades de tensión. Los modelos monofásicos son adecuados para el suministro eléctrico residencial, mientras que los modelos trifásicos se utilizan en aplicaciones de media tensión, como la energía industrial y los grandes edificios comerciales.
- Estético y funcional: El diseño de Transformador de media tensión montado en pedestal combina estética y funcionalidad. Incluso cuando se instalan en centros urbanos o polígonos industriales densamente poblados, no desmerecen del entorno circundante. Sus extraordinarias prestaciones de protección y su larga vida útil las hacen indispensables en diversos proyectos energéticos.
2. Transformador montado en poste
Transformador de media tensión montado en posteo transformador aéreose encuentran entre los tipos más comunes de transformadores de media tensión en todo el mundo. Se montan en postes o soportes resistentes por encima de las líneas eléctricas aéreas, convirtiendo la electricidad de alta tensión de las líneas de transmisión en electricidad de baja tensión adecuada para los usuarios finales.
Características principales:
- Durabilidad y rentabilidad: Transformador de media tensión montado en poste son conocidas por su durabilidad y rentabilidad, lo que las hace especialmente adecuadas para zonas remotas o de difícil acceso. Sus carcasas están diseñadas para soportar condiciones meteorológicas extremas, garantizando un funcionamiento estable en diversos entornos.
- Amplia aplicación: Este tipo de transformador de media tensión se utiliza ampliamente en zonas residenciales, barrios y redes de distribución rurales, proporcionando un suministro eléctrico fiable a millones de hogares y empresas gracias a su tamaño compacto, facilidad de instalación y bajos requisitos de mantenimiento.
Transformador de media tensión seco se utilizan ampliamente en los sectores industrial y comercial por sus características de seguridad y respeto al medio ambiente. A diferencia del transformador sumergido en aceite tradicional, Transformador de media tensión seco utilizan aire u otros materiales aislantes como medio refrigerante, eliminando por completo los riesgos de fugas e incendios, lo que los hace adecuados para su instalación en lugares con elevados requisitos de seguridad y medioambientales.
Características principales:
- Cumplimiento en materia de seguridad y medio ambiente: Los transformadores de media tensión de tipo seco son adecuados para su instalación en hospitales, escuelas y edificios de gran altura, donde la seguridad y la protección del medio ambiente son primordiales.
- Bajo nivel de ruido e impacto ambiental: Los transformadores de media tensión de tipo seco reducen el ruido de funcionamiento, mejoran la experiencia del usuario y minimizan la contaminación ambiental. Esto se ajusta a las modernas normas de construcción ecológica, lo que los hace ideales para diversas instalaciones de edificios.
Transformador de media tensión de distribución desempeñan un papel crucial en los sistemas de transmisión de energía, ya que son los principales responsables de reducir la electricidad de alta tensión a niveles de baja tensión adecuados para uso residencial, comercial y de pequeñas empresas. Estos transformadores de media tensión suelen instalarse en los nodos terminales de las redes de distribución, como en zonas urbanas, suburbanas o rurales, e influyen directamente en la calidad y fiabilidad de la energía suministrada a los usuarios finales.
Características principales:
- Eficiencia energética y durabilidad: Los transformadores de media tensión de distribución están diseñados para ofrecer eficiencia energética y durabilidad, con capacidad de funcionamiento continuo a largo plazo para garantizar un suministro eléctrico estable en cualquier circunstancia.
- Integración de redes inteligentes: Con el desarrollo de la tecnología de redes inteligentes Transformador de media tensión de distribución están cada vez más integradas con funciones de supervisión y telegestión, lo que permite a las compañías eléctricas gestionar los recursos de forma más eficiente y mejorar la experiencia de suministro eléctrico para los usuarios.
Subestación Transformador de media tensión son equipos fundamentales en las redes de transmisión y distribución de energía. Instalados normalmente en grandes subestaciones, estos transformadores de media tensión convierten la electricidad de ultra alta tensión en niveles de media o baja tensión adecuados para las líneas de transmisión secundarias.
Características principales:
- Gran capacidad y estabilidad: Los transformadores de media tensión para subestaciones se caracterizan por su gran capacidad, alto rendimiento y gran estabilidad. Son capaces de realizar tareas de transmisión de energía a gran escala manteniendo bajas pérdidas y alta fiabilidad.
- Sistemas avanzados: El diseño de Subestación Transformador de media tensión normalmente incluye sistemas de refrigeración avanzados, sistemas de control inteligentes y múltiples mecanismos de protección de seguridad, que garantizan la seguridad y la continuidad durante las operaciones de alta carga.
Los transformadores de media tensión forman parte integrante de los sistemas eléctricos modernos, y cada tipo ofrece ventajas específicas adaptadas a diversas aplicaciones. A medida que crece la demanda mundial de energía, el rendimiento y la fiabilidad de estos transformadores de media tensión siguen mejorando, garantizando una distribución de energía eficiente y segura. Los transformadores de media tensión son componentes críticos en el sector energético, lo que subraya su importancia para mantener sistemas de energía estables y fiables.
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