NORMA TÉCNICA
NTC
COLOMBIANA
1058
1975-11-19*
TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN
SUMERGIDOS EN LÍQUIDO REFRIGERANTE CON
REFRIGERACIÓN 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 distribución; transformador eléctrico.
I.C.S.: 29.180.00
Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435 Prohibida su reproducción *Reaprobada el 2000-12-15
PRÓLOGO
El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.
El ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo.
La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general.
La norma NTC 1058 fue ratificada por el Consejo Directivo el 75-11-19 y reaprobada el 2000-12-15.
Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales.
A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 383101 Transformadores eléctricos.
ASEA BROWN BOVERI LTDA. CODENSA
ELECTROPORCELANA GAMMA S.A. EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN MAGNETRÓN
RYMEL INGENIERÍA ELÉCTRICA LTDA. SIEMENS SOCIEDAD ANÓNIMA
TRANSFORMADORES SIERRA LTDA. UNIVERSIDAD DEL VALLE
El ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales.
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NTC 1058
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TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN SUMERGIDOS EN LÍQUIDO REFRIGERANTE CON REFRIGERACIÓN 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 distribución sumergidos en líquido refrigerante con refrigeración 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 máxima instantánea) no debe exceder de 40 °C y la temperatura promedio de dicho aire en uno cualquiera de los períodos de 24 h recomendados en el párrafo 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 máxima y mínima 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 TENSIÓN DE FLAMEO
El efecto de la reducción de la densidad del aire debido al aumento de altitud es una disminución de la tensión de flameo para una distancia dada.
3.4 AISLAMIENTO
La rigidez dieléctrica 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 dieléctrica 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 reducción 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 pérdidas caloríficas.
3.6 FRECUENCIA
A menos que se especifique otra cosa, los transformadores se diseñan para trabajar a una frecuencia de 60 Hz.
4. REQUISITOS 4.1 AISLAMIENTO
La rigidez dieléctrica a 1 000 m de altura o menos para una determinada clase de aislamiento, deberá multiplicarse por un factor de corrección apropiado para obtener la rigidez dieléctrica a la altitud requerida (véase la Tabla 1).
Para los transformadores sumergidos en líquido 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 diseñados con aisladores con distancias de arco mayores, usando los factores de corrección de la tabla No. 1 para compensar una adecuada rigidez dieléctrica del transformador en alturas mayores a 1 000 m. Esto debe ser especificado por el cliente al hacer su pedido.
4.2 OPERACIÓN A LA POTENCIA NOMINAL
Los transformadores deberán operar a su potencia nominal en altitudes mayores de 1 000 m sin exceder los límites 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 corrección de la rigidez dieléctrica para altitudes superiores a 1 000 m
Altitud en m
Factor de corrección para rigidez dieléctrica 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 máxima para los transformadores a los cuales se refiere esta norma.
4.3 CALENTAMIENTO EN LOS DEVANADOS Y EN EL LÍQUIDO 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 líquido refrigerante no deberá exceder los valores dados en la Tabla 3.
4.4 REDUCCIÓN DE CALENTAMIENTO PARA TRANSFORMADORES DISEÑADOS PARA ALTITUDES SUPERIORES A 1 000 m
Para los transformadores refrigerados por aire diseñados para funcionar a una altitud superior a 1 000 m y a temperatura normalizada (véase el numeral 3.1.1) pero ensayados a alturas normalizadas, los límites de calentamiento dados en el numeral 4.2 de la NTC 801 serán reducidos en un 2,0 % para los transformadores sumergidos en líquido refrigerante con refrigeración natural, por cada 500 m que la altitud exceda de 1 000 m.
4.5 OPERACIÓN A UNA POTENCIA (kVA) MENOR QUE LA NOMINAL
Los transformadores deberán operar en altitudes superiores a 1 000 m y a temperatura normalizada (véase el numeral 3.1.1), sin exceder los límites 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 relación a la nominal en un porcentaje igual a 0,4 % por cada 100 m por encima de 1 000 m.
Tabla 2. Temperatura promedio máxima permisible del aire refrigerante a la potencia nominal del transformador (1)
Tipo de refrigeración del
transformador Altitud en m
Autorrefrigerado sumergido en líquido refrigerante
1 000 2 000 3 000 4 000
30 oC 28 oC 25 oC 23 oC
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Tabla 3. Límite 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 líquido 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 líquido 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 ventilación 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 deberán considerarse en el diseño y aplicación 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, rocío 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 operación, dificultad en los mantenimientos, forma de onda muy apartada de la sinusoidal, desbalance de tensión, requisitos especiales de aislamiento, etc.
5.1.8 Sobreexcitación, cuando al operar sin carga exceda del 110 % de la tensión nominal.
5.1.9 Cortocircuitos incluidos como parte de la operación normal o como prácticas 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 publicación eran válidas las ediciones indicadas. Todas las normas están sujetas a actualización; los participantes, mediante acuerdos basados en esta norma, deben investigar la posibilidad de aplicar la última versión de las normas mencionadas a continuación.
NTC 316: 1998, Transformadores. Ensayo de calentamiento para transformadores sumergidos en líquido refrigerante con elevación de 60 oC de temperatura en los devanados.
NTC 317: 1998, Electrotecnia. Transformadores de potencia y distribución. Terminología. NTC 801: 1976 (reaprobada 2000), Transformadores. Límites 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).
