Los transformadores montados en almohadillas son equipos de distribución estándar de tipo recinto al aire libre para redes eléctricas municipales, subdivisiones residenciales, complejos comerciales y plantas industriales. La configuración del lado primario (HV) generalmente se divide en dos topologías:Alimentación radialyAlimentación de bucle.

Los compromisos fundamentales radican en la redundancia topológica, la configuración interna de los aparatos de conmutación, la fiabilidad, el diseño del esquema de protección del sistema y la economía del ciclo de vida.

1. Diferencias estructurales y de hardware

Arquitectura de Alimentación Radial

• Configuración del casquillo:Equipado con un único conjunto de 3 casquillos de alta tensión (HV)(H₁, H₂, H₃).

• Topología de alimentación:Nodo terminal de extremo único. Los cables subterráneos de alta tensión terminan directamente en la unidad sin continuar con el equipo aguas abajo.

• Conmutación interna y fusión:Generalmente no incluye interruptores de aislamiento de bucle internos. La protección contra sobrecorrientes se basa en los fusibles primarios (como los fusibles de corte de carga Bay-O-Net emparejados con fusibles de respaldo que limitan la corriente).

• Huella física y complejidad:Diseño compacto del gabinete, componentes internos mínimos, menor complejidad mecánica y terminación de cableado directa.

Arquitectura de alimentación de bucle

• Configuración del casquillo:Equipado con 6 casquillos de alta tensión (HV) dispuestos en dos conjuntos(H_1A, H_2A, H_3A for Source A and H_1B, H_2B, H_3B for Source B).

• Topología de alimentación:Topología de cadena de margaritas de doble extremo. Permite que los cables primarios entren, pasen y salgan para alimentar unidades adyacentes, formando un sistema de distribución de bucle abierto o de bucle cerrado.

• Conmutación interna y fusión:Equipado con interruptores selectores internos sumergidos en aceite (interruptores de 2 o 4 posiciones:A-B-Ambos-ApagadooCuchilla en V/cuchilla en Tconfiguraciones). Esto permite la seccionalización, la selección de alimentación y el aislamiento del transformador localizado sin abrir el circuito de alimentación principal.

• Flexibilidad y adaptabilidad:Altamente versátil; un transformador de alimentación de bucle puede operar fácilmente en un sistema radial simplemente colocando tapas protectoras en el conjunto secundario de casquillos(H_1B-H_3B).

  
  

  

2. Principios de funcionamiento y dinámica del circuito

Lógica operativa de alimentación radial

• Entrega de energía punto a punto:La potencia fluye unidireccionalmente desde la subestación de distribución al nodo transformador.

• Redundancia cero:Falta de rutas de potencia alternativas. Cualquier falla de cable aguas arriba, falla del transformador o mantenimiento programado resulta en un corte para todas las cargas conectadas a esa rama específica.

• Mantenimiento y restauración:Los apagones requieren solución manual de problemas, empalme de cable o reemplazo de unidad antes de que se pueda restaurar el servicio. No hay bypass de conmutación automático o manual disponible en la unidad.

Lógica operativa de alimentación de bucle

• Acceso de alimentación bidireccional:El transformador puede recibir energía de dos alimentadores de servicios públicos independientes o dos extremos de un bucle de distribución. El bucle suele operarse en unconfiguración de bucle abierto (con un punto Normalmente Abierto en un transformador o gabinete de interruptor de punto medio designado).

• Seccionalización y aislamiento de fallas:Si se produce una falla en un segmento de cable:

1. El dispositivo protector aguas arriba se dispara para limpiar la falla.

2. Los equipos de mantenimiento operan los interruptores internos de interrupción de carga de 4 posiciones para aislar la sección de cable dañada.

3. El punto Normalmente Abierto está cerrado para retroalimentar la energía de la fuente de utilidad secundaria, restaurando la energía a todos los nodos sin fallas en cuestión de minutos.

• Operación Hot-Stick:Los interruptores internos de interrupción de carga y los conectores de codo (codos de interrupción de carga IEEE 386) permiten a los técnicos de línea realizar operaciones de conmutación en condiciones de carga utilizando bastones calientes aislados estándar.

3. Perfiles de aplicación

4. Característica detallada y comparación de compensación

Alimentación radial

• Ventajas:

• Costo inicial más bajo:Un 15%-30% menor gasto de capital debido a menos casquillos, ausencia de interruptores internos de interrupción de carga y diseño simplificado del tanque.

• Sistema de protección simplificado:Coordinación básica entre los fusibles primarios del transformador y las curvas de interruptor/reciclador de la subestación; sin riesgo de corrientes circulantes en bucle o problemas de flujo de potencia inversa.

• Instalación y mantenimiento:El tamaño compacto del gabinete reduce los requisitos de huella de la almohadilla; La simple terminación trifásica minimiza la congestión del cable dentro del compartimiento primario.

• Desventajas:

• Punto único de fallo:Vulnerable a fallas de un solo conductor o cable.

• Duración de interrupción extendida:El servicio requiere una desactivación completa del alimentador.

Alimentación de bucle

• Ventajas:

• Alta continuidad operativa (redundancia N-1):Minimiza el índice de duración promedio de interrupción del cliente (CAIDI) al permitir una restauración rápida a través de la conmutación de bucle.

• Capacidad de Seccionalización:Permite el mantenimiento aislado de segmentos de cable o transformadores individuales sin interrumpir a los clientes adyacentes en el bucle.

• Prueba del futuro:Se adapta fácilmente a las cambiantes topologías de red o necesidades de expansión.

• Desventajas:

• Mayor costo y complejidad:El aumento del número de componentes (6 cojinetes, interruptores internos, dimensiones ampliadas del gabinete) aumenta el costo unitario y el peso de envío.

• Riesgos operacionales:Requiere una estricta adhesión a las secuencias de conmutación. Las operaciones de conmutación inadecuadas en condiciones de circuito cerrado pueden causar corrientes circulantes, paradas graduales involuntarias o coordinación de disparo del fusible inadecuada.

5. Marco de selección de ingeniería

Al especificar entre transformadores radiales y de alimentación en bucle, evalúe el proyecto basándose en los siguientes criterios de selección:

1. Confiabilidad del sistema requerida (objetivos SAIDI/SAIFI):SeleccionarAlimentación de buclepara cargas de misión crítica donde los costes de interrupción excedan el costo incremental del transformador.

2. Limitaciones presupuestarias:SeleccionarAlimentación radialpara proyectos con limitados presupuestos y aplicaciones no críticas.

3. Infraestructura de la red:Si el sistema de distribución de servicios públicos está diseñado alrededor de un esquema de bucle subterráneo,Alimentación de bucleLas unidades son obligatorias para mantener la continuidad del bucle, incluso si la última unidad del bucle funciona con tapas sin salida.