NORMA TCNICA NTC COLOMBIANA 1058

1975-11-19*

TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIN SUMERGIDOS EN LQUIDO REFRIGERANTE CON REFRIGERACIN NATURAL. REQUISITOS DE FUNCIONAMIENTO EN CONDICIONES DE ALTITUD Y TEMPERATURA DIFERENTES A LAS NORMALIZADAS E: TRANSFORMERS. DISTRIBUTION TRANSFORMERS

IMMERSED IN COOLING LIQUID WITH NATURAL COOLING. PERFORMANCE REQUIREMENTS AT TEMPERATURE AND ELEVATION CONDITIONS DIFFERENT FROM THE STANDARDIZED

CORRESPONDENCIA:

DESCRIPTORES: transformador; transformador de

distribucin; transformador elctrico.

I.C.S.: 29.180.00

Editada por el Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin (ICONTEC) Apartado 14237 Bogot, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435 Prohibida su reproduccin *Reaprobada el 2000-12-15

PRLOGO El Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin, ICONTEC, es el organismo nacional de normalizacin, segn el Decreto 2269 de 1993. El ICONTEC es una entidad de carcter privado, sin nimo de lucro, cuya Misin es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y proteccin al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del pas, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representacin de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalizacin Tcnica est garantizada por los Comits Tcnicos y el perodo de Consulta Pblica, este ltimo caracterizado por la participacin del pblico en general. La norma NTC 1058 fue ratificada por el Consejo Directivo el 75-11-19 y reaprobada el 2000-12-15. Esta norma est sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuacin se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a travs de su participacin en el Comit Tcnico 383101 Transformadores elctricos. ASEA BROWN BOVERI LTDA. CODENSA ELECTROPORCELANA GAMMA S.A. EMPRESAS PBLICAS DE MEDELLN MAGNETRN

RYMEL INGENIERA ELCTRICA LTDA. SIEMENS SOCIEDAD ANNIMA TRANSFORMADORES SIERRA LTDA. UNIVERSIDAD DEL VALLE

El ICONTEC cuenta con un Centro de Informacin que pone a disposicin de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales.

DIRECCIN DE NORMALIZACIN

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TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIN SUMERGIDOS EN LQUIDO REFRIGERANTE CON REFRIGERACIN NATURAL. REQUISITOS DE FUNCIONAMIENTO EN CONDICIONES DE ALTITUD Y TEMPERATURA DIFERENTES A LAS NORMALIZADAS 1. OBJETO Esta norma establece los requisitos de funcionamiento que deben cumplir los transformadores de distribucin sumergidos en lquido refrigerante con refrigeracin natural, cuando operan bajo condiciones de altitud y temperatura diferentes de las normalizadas en la NTC 316. 2. DEFINICIONES Para los efectos de esta norma se deben tener en cuenta las definiciones establecidas en la NTC 317. 3. CONDICIONES GENERALES 3.1 ALTITUD Y TEMPERATURA NORMALIZADAS DE SERVICIO Los transformadores a los cuales se refiere la presente norma deben ser adecuados para operar a los kVA nominales, en las siguientes condiciones normalizadas. 3.1.1 La temperatura del aire refrigerante (temperatura ambiente mxima instantnea) no debe exceder de 40 C y la temperatura promedio de dicho aire en uno cualquiera de los perodos de 24 h recomendados en el prrafo siguiente, no debe exceder de 30 C. Se recomienda que la temperatura promedio del refrigerante se calcule mediante el promedio de lecturas consecutivas tomadas cada hora durante 24 h. Cuando el transformador funcione a la intemperie, puede tomarse el promedio de las temperaturas mxima y mnima diaria. El promedio obtenido en esta forma es ligeramente mayor que el promedio diario real en una cantidad no superior a 0,27 C. 3.1.2 La altitud no debe exceder de 1 000 m. 3.2 ALTITUD Y TEMPERATURA DE SERVICIO DIFERENTE DE LAS NORMALIZADAS Cuando los transformadores a los cuales se refiere esta norma funcionan bajo condiciones de altitud y temperatura diferentes de las especificadas en el numeral 3.1 su comportamiento puede afectarse. Se requieren por lo tanto consideraciones especiales, las cuales se establecen en el numeral 4.

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3.3 EFECTOS DE LA DENSIDAD DEL AIRE SOBRE LA TENSIN DE FLAMEO El efecto de la reduccin de la densidad del aire debido al aumento de altitud es una disminucin de la tensin de flameo para una distancia dada. 3.4 AISLAMIENTO La rigidez dielctrica del aire en los transformadores que dependan total o parcialmente de este medio para su aislamiento, decrece a medida que aumenta la altitud. Para altitudes superiores a 1 000 m, la rigidez dielctrica se determina de acuerdo con lo especificado en el numeral 4.1. 3.5 EFECTO DE LA ALTITUD SOBRE EL CALENTAMIENTO El efecto de una reduccin en la densidad del aire debido a un aumento en la altitud, es un incremento en el calentamiento del transformador, el cual depende del aire para disipar sus prdidas calorficas. 3.6 FRECUENCIA A menos que se especifique otra cosa, los transformadores se disean para trabajar a una frecuencia de 60 Hz. 4. REQUISITOS 4.1 AISLAMIENTO La rigidez dielctrica a 1 000 m de altura o menos para una determinada clase de aislamiento, deber multiplicarse por un factor de correccin apropiado para obtener la rigidez dielctrica a la altitud requerida (vase la Tabla 1). Para los transformadores sumergidos en lquido refrigerante que trabajan a altitudes superiores a 1 000 m es necesario seleccionar los bujes para un aislamiento superior al correspondiente de los devanados. Nota. Cuando se especifique, los transformadores deben ser diseados con aisladores con distancias de arco mayores, usando los factores de correccin de la tabla No. 1 para compensar una adecuada rigidez dielctrica del transformador en alturas mayores a 1 000 m. Esto debe ser especificado por el cliente al hacer su pedido. 4.2 OPERACIN A LA POTENCIA NOMINAL Los transformadores debern operar a su potencia nominal en altitudes mayores de 1 000 m sin exceder los lmites de temperatura establecidos en la NTC 801 siempre que la temperatura promedio del aire refrigerante no exceda los valores de la Tabla 2 para las respectivas altitudes.

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Tabla 1. Factores de correccin de la rigidez dielctrica para altitudes superiores a 1 000 m

Altitud en m

Factor de correccin para rigidez dielctrica

1 000 1 200 1 500 1 800 2 100 2 400 2 700 3 000 3 600 4 200 4 500 5 000

1,00 0,98 0,95 0,92 0,89 0,86 0,83 0,80 0,75 0,70 0,67 0,65

Nota. La altura de 5 000 m se considera como mxima para los transformadores a los cuales se refiere esta norma. 4.3 CALENTAMIENTO EN LOS DEVANADOS Y EN EL LQUIDO REFRIGERANTE A

ALTITUDES SUPERIORES A 1 000 m Cuando se ensayen transformadores a altitudes mayores a 1 000 m, el calentamiento de los devanados y del lquido refrigerante no deber exceder los valores dados en la Tabla 3. 4.4 REDUCCIN DE CALENTAMIENTO PARA TRANSFORMADORES DISEADOS

PARA ALTITUDES SUPERIORES A 1 000 m Para los transformadores refrigerados por aire diseados para funcionar a una altitud superior a 1 000 m y a temperatura normalizada (vase el numeral 3.1.1) pero ensayados a alturas normalizadas, los lmites de calentamiento dados en el numeral 4.2 de la NTC 801 sern reducidos en un 2,0 % para los transformadores sumergidos en lquido refrigerante con refrigeracin natural, por cada 500 m que la altitud exceda de 1 000 m. 4.5 OPERACIN A UNA POTENCIA (kVA) MENOR QUE LA NOMINAL Los transformadores debern operar en altitudes superiores a 1 000 m y a temperatura normalizada (vase el numeral 3.1.1), sin exceder los lmites de aumento de temperatura de 65 C, indicados en el numeral 4.2 de la NTC 801, siempre que la carga alimentada se reduzca con relacin a la nominal en un porcentaje igual a 0,4 % por cada 100 m por encima de 1 000 m.

Tabla 2. Temperatura promedio mxima permisible del aire refrigerante a la potencia nominal del transformador (1)

Tipo de refrigeracin del transformador

Altitud en m

Autorrefrigerado sumergido en lquido refrigerante

1 000 2 000 3 000 4 000

30 oC 28 oC 25 oC 23 oC

(1) Se recomienda calcular la temperatura promedio de acuerdo con lo indicado en el numeral 3.1.1.

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Tabla 3. Lmite de calentamiento para transformadores autorrefrigerados para altura mayor a 1 000 m

Altitud (m) 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000 4 500 5 000

Calentamiento de los devanados oC

65 66,3 67,6 68,9 70,2 71,5 72,8 74,1 75,4

Calentamiento del lquido refrigerante oC. Transformadores no sellados y sin conservador

55 56,1 57,2 58,3 59,4 60,5 61,6 62,7 63,8

Calentamiento del lquido refrigerante oC. Transformadores sellados o con conservador

60 61,2 62,4 63,6 64,8 66 67,2 68,4 69,6

CALENTAMIENTO A = CALENTAMIENTO 1 000 + CALENTAMIENTO 1 000 (A-1 000) F, F = 4.10-5 autorrefrigerado F = 6.10-5 ventilacin forzada con aire.

5. INDICACIONES COMPLEMENTARIAS 5.1.1 Otras condiciones de servicio diferentes de las normalizadas. Donde existan condiciones de servicio diferentes a las indicadas en el numeral 3.2, estas condiciones debern considerarse en el diseo y aplicacin de los transformadores. Algunas de estas condiciones son: 5.1.2 Humos y vapores perjudiciales, polvo excesivo o abrasivo, mezclas explosivas de polvo o gases, vapor, roco salino, humedad o goteo excesivo. 5.1.3 Vibraciones anormales, impactos o desniveles. 5.1.4 Altura excesiva o temperatura ambiente muy baja. 5.1.5 Condiciones de transporte o almacenamiento inadecuadas. 5.1.6 Limitaciones excesivas de espacio. 5.1.7 Trabajo anormal, condiciones variables de operacin, dificultad en los mantenimientos, forma de onda muy apartada de la sinusoidal, desbalance de tensin, requisitos especiales de aislamiento, etc. 5.1.8 Sobreexcitacin, cuando al operar sin carga exceda del 110 % de la tensin nominal. 5.1.9 Cortocircuitos incluidos como parte de la operacin normal o como prcticas de pruebas de protecciones.

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5.2 NORMAS QUE DEBEN CONSULTARSE Las siguientes normas contienen disposiciones que, mediante la referencia dentro de este texto, constituyen la integridad del mismo. En el momento de su publicacin eran vlidas las ediciones indicadas. Todas las normas estn sujetas a actualizacin; los participantes, mediante acuerdos basados en esta norma, deben investigar la posibilidad de aplicar la ltima versin de las normas mencionadas a continuacin. NTC 316: 1998, Transformadores. Ensayo de calentamiento para transformadores sumergidos en lquido refrigerante con elevacin de 60 oC de temperatura en los devanados. NTC 317: 1998, Electrotecnia. Transformadores de potencia y distribucin. Terminologa. NTC 801: 1976 (reaprobada 2000), Transformadores. Lmites de calentamiento. 5.3 DOCUMENTOS DE REFERENCIA AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE. General Requirements for Distribution, Power and Regulating Transformer. New York, 1968. 32 p. il (ANSI C57.12.00/68). INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION. Power Transformers. Geneve. 1967 (IEC 76-1967).