Los transformadores de media tensión son equipos esenciales en los sistemas eléctricos de potencia, encargados de transferir energía entre circuitos a diferentes niveles de tensión. Su diseño, aplicación y especificaciones están regulados por normas internacionales como las IEEE C57 y IEC 60076, que establecen los requisitos técnicos de fabricación, seguridad y desempeño.
A continuación, analizamos los principales tipos de transformadores de media tensión utilizados en subestaciones y sistemas de distribución eléctrica.
Tabla de contenidos
1. Transformador Tipo Subestación
El transformador tipo subestación es el equipo principal de las subestaciones eléctricas, responsable de la conversión y transporte de energía entre niveles de tensión.
Un transformador típico de distribución para subestación tiene un voltaje primario entre 15 kV y 34.5 kV y una potencia nominal entre 5 y 20 MVA. El voltaje secundario puede variar desde 15 kV hasta 4.16 kV, o incluso menos de 600 V, dependiendo del sistema.
Estos transformadores están regidos por los estándares IEEE C57.12.00 y C57.12.36, que definen los criterios de diseño, aislamiento, materiales y métodos de ensayo.
Suelen instalarse en áreas cercadas o restringidas, con bujes y equipos de monitoreo visibles, y emplean aceite dieléctrico como medio de refrigeración y aislamiento.
2. Transformador Trifásico Tipo Pedestal (Pad-Mounted)
El transformador trifásico tipo pedestal (Pad-Mounted) es un equipo de distribución montado sobre una base de concreto y encerrado en un gabinete metálico.
Diseñado especialmente para áreas públicas o residenciales, este tipo de transformador permite una instalación segura sin cercas, ya que su diseño evita el acceso a partes energizadas.
Típicamente, su rango de potencia está entre 45 kVA y 5 MVA, aunque algunos modelos pueden llegar hasta 10 MVA.
Los estándares aplicables incluyen:
IEEE C57.12.34: Diseño y funcionalidad general.
IEEE C57.12.28 / C57.12.29: Resistencia a la manipulación y ambientes costeros.
Este tipo de transformador es común en sistemas subterráneos de distribución urbana.
3. Transformador Monofásico Tipo Pedestal (Pad-Mounted)
Los transformadores monofásicos tipo pedestal se emplean ampliamente en zonas residenciales con sistemas subterráneos, con tensiones primarias entre 10 kV y 35 kV y potencias nominales entre 10 kVA y 250 kVA.
Su diseño cerrado ofrece seguridad, bajo mantenimiento y fácil acceso para las compañías eléctricas.
El estándar aplicable es IEEE C57.12.38, que regula las dimensiones, conectores, terminales y niveles de aislamiento.
4. Transformador Monofásico Montado en Poste (Pole-Mounted)
El transformador tipo poste es uno de los más comunes en la red de distribución aérea.
Generalmente utilizado en zonas residenciales o rurales, permite conectar una o más unidades monofásicas para formar bancos trifásicos.
Sus potencias típicas oscilan entre 5 kVA y 500 kVA, con tensiones primarias de hasta 35 kV línea a línea.
El diseño y la instalación de estos equipos están regidos por la norma IEEE C57.12.20.
5. Transformador Ventilado de Tipo Seco (Ventilated Dry-Type)
A diferencia de los transformadores con aceite, los transformadores de tipo seco utilizan aire como medio de enfriamiento.
Su estructura ventilada permite que el aire circule libremente, disipando el calor generado en los devanados.
Este tipo de transformador es ideal para instalaciones interiores, edificios o espacios donde el uso de aceite implica riesgo de incendio, y está regulado por las normas:
IEEE C57.12.01
IEEE C57.12.91
Sus capacidades típicas van desde 15 kVA hasta 30 MVA, con tensiones primarias superiores a 1 kV.
Parámetros Nominales Según la Norma IEEE C57
🔹 Potencia Nominal (kVA)
Expresa la capacidad de carga del transformador.
La potencia nominal considera tanto la potencia activa (W) como la potencia reactiva (VAR), cuya suma vectorial constituye la carga total aparente.
🔹 Voltaje Nominal (V)
Define la relación de tensión primaria y secundaria del transformador.
La norma IEEE C57.12.00 establece las clasificaciones típicas de voltaje para transformadores monofásicos y trifásicos.
🔹 Aumento de Temperatura (Temperature Rise)
Indica el máximo incremento térmico que el transformador puede soportar sin comprometer su vida útil.
El valor depende del diseño, la carga y la eficiencia del sistema de refrigeración.
🔹 Fluido Dieléctrico
El aceite mineral es el fluido más común por su confiabilidad y costo, aunque existen alternativas ecológicas e ignífugas como el aceite vegetal FR3, con punto de combustión superior a 300°C, recomendado por la NFPA 70 (National Electrical Code).
🔹 Enfriamiento (Cooling)
El sistema de enfriamiento se identifica mediante un código de cuatro letras (por ejemplo, ONAN, ONAF, OFAF), según la norma IEEE C57.12.00, que define la circulación del aceite y del aire.
🔹 Nivel Básico de Aislamiento (BIL)
El BIL representa la capacidad de soportar impulsos eléctricos sin daño.
Un parámetro crítico en el diseño de aislamiento, especialmente en transformadores de subestación.
🔹 Impedancia
Determina la corriente de cortocircuito que puede presentarse en los terminales secundarios del transformador y afecta la coordinación de protecciones.
🔹 Frecuencia
Los transformadores se diseñan para 50 Hz o 60 Hz, de acuerdo con la frecuencia nominal del sistema eléctrico donde operarán.
Conclusión
Existen múltiples tipos de transformadores de media tensión, y su selección depende de la aplicación, condiciones ambientales, seguridad y normativa aplicable.
Para ingenieros de proyectos, se recomienda consultar las fichas técnicas de los fabricantes y verificar el cumplimiento de las normas IEEE C57 e IEC 60076, especialmente en proyectos mineros, petroleros o costeros donde se requiere alta confiabilidad y resistencia a condiciones adversas.
Referencias Normativas:
IEEE Std C57.12.00 – General Requirements for Liquid-Immersed Distribution, Power, and Regulating Transformers
IEEE Std C57.12.34 – Pad-Mounted Equipment for Distribution Transformers
IEEE Std C57.12.36 – Power Transformers (>500 kVA)
IEEE Std C57.12.91 – Test Code for Dry-Type Transformers
NFPA 70 – National Electrical Code (NEC)
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