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≠ EDICT OF GOVERNMENT ±

Republic of Ecuador

NTE INEN 2127 (1998) (Spanish):Transformadores. Niveles de aislamiento

INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN

Quito - Ecuador

NORMA TÉCNICA ECUATORIANA NTE INEN 2 127:98

TRANSFORMADORES. NIVELES DE AISLAMIENTO. Primera Edición TRANSFORMERS. INSULATING LEVELS. First Edition DESCRIPTORES: Ingeniería eléctrica, transformadores, niveles de aislamiento. EL 04.02-409 CDU: 621.314.001.4 CIIU: 4101 ICS: 29.180

CDU: 621.314.001.4 CIIU: 4101 ICS: 29.180 EL 04.02.409

1997-006 -1-

Norma Técnica

Ecuatoriana Voluntaria

TRANSFORMADORES.

NIVELES DE AISLAMIENTO

NTE INEN 2 127:98 1998-03

1. OBJETO 1.1 Esta norma establece los niveles de aislamiento de los devanados para los transformadores de distribución y potencia sumergidos en líquido refrigerante, con niveles de voltaje menores de 110 kV. 2. DEFINICIONES 2.1 Para los efectos de esta norma, se adoptan las definiciones contempladas en la NTE INEN 2 110, y la que a continuación se detalla: 2.2 Nivel Básico de Aislamiento NBA (BIL). Nivel de aislamiento para devanados y partes conectadas, no diseñadas para ser sometidas a las pruebas de voltaje de impulso. 3. DISPOSICIONES GENERALES 3.1 Los requisitos de aislamiento y las pruebas correspondientes para transformadores, están dados con referencia a un devanado específico y sus terminales. 3.2 Para transformadores sumergidos en líquido refrigerante, los requisitos se aplican únicamente para el aislamiento interno. Cualquier requisito adicional o prueba con miras a verificar el aislamiento externo que se considere necesario, debe estar sujeto a un acuerdo entre el comprador y el fabricante. 3.3 Se deberá consultar específicamente, si el usuario desea hacer conexiones al transformador de tal manera que se reduzcan las distancias establecidas por el fabricante. 3.4 Cuando se especifique un transformador sumergido en líquido refrigerante para operación a una altitud mayor de 1 000 m.s.n.m., las distancias de aislamiento se debe diseñar de conformidad. En este caso, puede ser necesario seleccionar bujes diseñados para niveles mayores de aislamiento que aquellos especificados para el aislamiento interno del devanado del transformador. 3.5 Los bujes y cambiadores se deben especificar, diseñar y probar de acuerdo con las normas correspondientes. Sin embargo las pruebas de aislamiento al transformador completo constituyen una prueba de la correcta aplicación e instalación de estos componentes. 3.6 Las pruebas de aislamiento deberán hacerse con el transformador a la temperatura ambiente. Se pueden retirar el sistema de refrigeración y los equipos de protección y control del transformador sumergido en líquido refrigerante. 3.7 Si un transformador incumple sus requisitos durante la prueba y la falla está en un buje, se permite reemplazar el buje temporalmente y continuar con las pruebas del transformador hasta completarlos sin retraso. 3.8 Los transformadores con cajas de conexión para cables o directamente conectados a instalaciones de SF6 u otro tipo de aislamiento se deben diseñar para que se puedan realizar conexiones temporales durante las pruebas de aislamiento y utilizar, si es necesario, bujes auxiliares. 3.9 Si el fabricante va a utilizar elementos no lineales o pararrayos montados interna o externamente al transformador, con el fin de limitar los transitorios de voltaje transferidos, debe comunicarlo al usuario.

(Continúa) ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ DESCRIPTORES: Ingeniería eléctrica, transformadores, niveles de aislamiento.

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4. REQUISITOS 4.1 Voltaje máximo del equipo y su nivel de aislamiento 4.1.1 A cada devanado de un transformador se asignará un valor de voltaje máximo del equipo Vm. 4.1.1.1 Las exigencias para la coordinación del aislamiento de un transformador con respecto a sobrevoltajes transitorios se formularán de manera diferente dependiendo del valor de Vm. Cuando las exigencias acerca de pruebas específicas para devanados diferentes en un transformador difieran, se aplicará la exigencia para el devanado con el más alto Vm. 4.1.1.2 Los valores generalizados de Vm se indican en las tablas 1 y 2. El valor que se va a seleccionar para un devanado del transformador será igual o inmediatamente superior al voltaje nominal del devanado. 4.1.1.3 Si el voltaje máximo del sistema Vm no es excedido, los devanados de los transformadores podrán estar provistos de derivaciones para voltajes por encima del valor del voltaje nominal, sin incrementar el nivel básico de aislamiento NBA (BIL) seleccionado. 4.1.2 Los voltajes especificados que debe soportar el devanado y que constituyen su nivel básico de aislamiento NBA (BIL), serán verificados por un conjunto de pruebas dieléctricas, el cual es diferente dependiendo del valor de Vm. 4.1.2.1 El valor de Vm y el nivel básico de aislamiento NBA (BIL) que son asignados a cada devanado de un transformador, serán parte de la información que debe ser suministrada con un pedido y una orden. Si hay un devanado con aislamiento no uniforme el nivel de básico de aislamiento del terminal neutro también deberá ser especificado por el comprador. 4.1.2.2 Los valores especificados de nivel básico de aislamiento NBA de todos los devanados, se deberán registrar en la placa de características. La información para los diferentes devanados deberá estar separada por una raya inclinada (/). Para un devanado con aislamiento no uniforme primero se indicará el valor de aislamiento del terminal de línea y enseguida, separado por un guión, el valor para el terminal neutro.

TABLA 1. Relaciones de voltaje nominal del sistema, voltaje máximo del sistema y nivel básico

de aislamiento NBA (BIL)

Aplicación Voltaje nominal del sistema Vn kV ef.

Voltaje máximo del sistema Vm kV ef.

Nivel básico de aislamiento NBA kV

Distribución hasta 500 kVA inclusive

1,2 2,5 5,0 8,7 15,0 25 34,5 46

1,2 2,5 5,0 8,7 15,0 25 36 52

30 45 60 75 95 150-125 200-150 250-200

1,2 2,5 5,0 8,7 15,0 25,0 34,5 46,0 69,0

1,2 2,5 5,0 8,7 15,0 25,0 36,0 52,0 72,5

45 60 75 95 110 150 200 250 350

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4.2 Reglas para algunas clases especiales de transformadores 4.2.1 En transformadores donde los devanados con aislamiento uniforme y diferentes Vm, se conectan dentro del transformador (usualmente autotransformadores), la prueba de voltaje aplicado deberá ser determinada por el devanado con el valor más alto de Vm. Los transformadores y autotransformadores con neutro puesto a tierra, no siempre se pueden probar al nivel de aislamiento de voltaje aplicado asignado; sin embargo, los devanados deberán estar aislados para los niveles de aislamiento asignados. 4.2.2 Los voltajes para la prueba de voltaje inducido, en transformadores que tengan uno o más devanados aislados no uniformemente, serán determinados por el devanado con el valor más alto de Vm y los devanados con valores Vm más bajos, y podrán no recibir los voltajes de prueba apropiados. Esta discrepancia deberá ser aceptada normalmente. 4.3 Requisitos de aislamiento y pruebas dieléctricas para devanados con Vm < 110 kV y aislamiento uniforme 4.3.1 Los valores especificados de voltaje de aislamiento que deberán soportar los devanados son: 4.3.1.1 Un voltaje especificado de baja frecuencia (voltaje aplicado) de acuerdo con la tabla 2. 4.3.1.2 Un voltaje especificado de impulso para los terminales de línea, de acuerdo con la tabla 2. 4.3.1.3 Si se especifica un voltaje de impulso para el terminal neutro con el mismo valor pico que para los terminales de línea. 4.3.2 Los valores de voltaje especificados, que deberán soportar los devanados se verificarán mediante las siguientes pruebas: 4.3.2.1 Una prueba de voltaje aplicado (rutina), con el objeto de verificar el aislamiento de la bobina bajo prueba a tierra y con otros devanados. 4.3.2.2 Una prueba de sobrevoltaje inducido (rutina) con el objeto de verificar el aislamiento a lo largo de todo el devanado bajo prueba y entre fases. 4.3.2.3 Una prueba de impulso para los terminales de línea (tipo) con el objeto de verificar el aislamiento del devanado contra impulsos entre cada terminal de línea y tierra con otros devanados, y a lo largo del devanado bajo prueba. 4.3.2.4 Una prueba de impulso para el terminal neutro (especial) si ha sido especificado, el cual tiene por objeto verificar el aislamiento contra un impulso de voltaje entre el terminal neutro y tierra con otros devanados. 4.3.3 Los niveles de aislamiento del devanado a tierra, de devanados uniformes, deberán ser mantenidos a través de todo el enrrollamiento. 4.3.4 El nivel de aislamiento de baja frecuencia (en la prueba de voltaje inducido) entre espiras de un devanado, deberá ser el doble del voltaje nominal entre espiras. Los valores de sobrevoltaje inducido, serán aplicados de la siguiente manera: 2 Vm para transformadores de 2 bujes en el primario o trifásico. 3,46 Vm + 1 000 para transformadores de 1 buje en el primario. 4.3.5 Los devanados sin terminales accesibles deberán soportar los voltajes inducidos, resultantes de las pruebas de impulso aplicadas a los otros devanados del transformador.

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TABLA 2.- Interrelaciones entre los niveles de aislamiento dieléctrico para transformadores con NBA (BIL) de 350 kV y menores.

Aplicación

Nivel básico de aislamiento (NBA) kV

Nivel de voltaje de aislamiento para baja frecuencia, kV eficaces

Niveles de aislamiento de impulso*

Onda completa

Onda recortada

(kV cresta) kV cresta Tiempo mínimo al recorte (chispa) us

Distribución 30 45 60 75 95 125 150 200 250

10 15 19 26 34 45 60 75 90

30 45 60 75 95 125 150 200 250

36 54 69 88 110 140 170 225 280

1,0 1,5 1,5 1,6 1,8 2,0 2,1 2,3 2,4

Potencia

45 60 75 95 110 150 200 250 350

10 15 19 26 34 50 70 95 140

45 60 75 95 110 150 200 250 350

54 69 88 110 145 175 230 290 400

1,5 1,5 1,6 1,8 2,25 3,0 3,0 3,0 3,0

* Este ensayo se debe realizar solamente cuando se especifique. 4.4 Requisitos de aislamiento y pruebas dieléctricas para devanados con Vm < 110 kV y aislamiento no uniforme 4.4.1 Los valores especificados de voltaje de aislamiento que deberán soportar los devanados son: 4.4.1.1 Un voltaje especificado de baja frecuencia para los terminales de línea, de acuerdo con la tabla 2. 4.4.1.2 Un voltaje especificado de impulso para los terminales de línea, de acuerdo con la tabla 2. 4.4.1.3 Un voltaje aplicado especificado para el terminal neutro, de acuerdo con el numeral 4.5. 4.4.1.4 Si se especifica, un voltaje de impulso para el terminal neutro.

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4.4.2 Los voltajes de aislamiento especificados, se verificarán mediante las siguientes pruebas dieléctricas: 4.4.2.1 Una prueba de sobrevoltaje inducido (rutina) con el objeto de verificar la capacidad de soportar un voltaje de baja frecuencia entre terminales de línea y tierra con otros devanados, además de verificar el aislamiento entre fases y a lo largo del devanado bajo prueba. 4.4.2.2 Una prueba de impulso con onda completa para los terminales de línea tipo, con el objeto de verificar el aislamiento del devanado contra impulsos de voltaje entre cada terminal de línea y tierra y otros devanados y a lo largo del devanado bajo prueba. 4.4.2.3 Una prueba de voltaje aplicado para el terminal neutro (rutina), con el objeto de verificar el aislamiento entre el terminal neutro y la tierra. 4.4.2.4 Una prueba de impulso para el terminal neutro especial si se ha especificado con el objeto de verificar el aislamiento contra un impulso de voltaje entre el terminal neutro y tierra y otros devanados. 4.5 Requisitos de aislamiento y prueba para el terminal neutro de un devanado con aislamiento no uniforme 4.5.1 El nivel de aislamiento necesario dependerá del terminal neutro si va a ser directamente puesto a tierra o no. En el último caso, se deberá instalar un pararrayos entre el terminal neutro y tierra con el objeto de limitar los sobrevoltajes transitorios; de otra manera, no se recomienda el aislamiento no uniforme del devanado. 4.5.2 Terminal neutro puesto a tierra directamente. 4.5.2.1 El terminal neutro estará permanentemente conectado a tierra directamente o a través de un transformador de corriente pero sin ninguna impedancia adicionada intencionalmente, en la conexión. En este caso el voltaje aplicado deberá estar de acuerdo con lo establecido en la tabla 3. 4.5.2.2 No se recomienda una prueba de impulso en el terminal neutro. Durante la prueba de impulso al terminal de línea, el terminal neutro deberá ser puesto a tierra, directamente. 4.5.3 Terminal neutro puesto a tierra indirectamente. 4.5.3.1 El terminal neutro no estará permanentemente en conexión directa a tierra. Puede estar conectado a tierra a través de una impedancia considerable (por ejemplo una bobina supresora de arco). Los terminales neutros de las fases independientes podrán estar conectados a través de un transformador regulador. 4.5.3.2 El voltaje nominal del pararrayos que se va a instalar para la protección del neutro deberá ser seleccionado por lo menos igual al voltaje máximo a frecuencia industrial bajo condiciones de falla del sistema. 4.5.3.3 Es responsabilidad del comprador, seleccionar el pararrayos para determinar el nivel de protección del impulso e indicar el correspondiente valor de voltaje de impulso especificado el terminal neutro del transformador. Es preferible que un valor normalizado adecuado sea seleccionado de la tabla 2. Se deberá aplicar el correspondiente voltaje especificado en la tabla. Se deberá comprobar que el valor especificado de voltaje aplicado, sea mayor que el valor de voltaje de falla del sistema, mencionado anteriormente. ________________________ NOTA.- Las recomendaciones dadas a continuación tratan de la determinación del mínimo voltaje especificado que debe soportar el terminal neutro. Algunas veces, un incremento del valor puede ser, fácilmente acordado y así mejorar la intercambiabilidad del transformador en el sistema. También, puede ser necesario diseñar el devanado con un nivel mayor de aislamiento en el neutro debido a la conexión necesaria para la prueba de sobrevoltaje inducido del transformador.

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TABLA 3.- Niveles de aislamiento mínimo en el neutro

Aplicación Voltaje nominal del sistema (kV)

Nivel mínimo de aislamiento para ensayo de baja frecuencia (kV eficaces)

Puesto a tierra sólidamente o a través de transformadores de corriente

Puesto a tierra a través de un transformador regulador

Puesto a tierra a través de un neutralizador de falla a tierra o aislado pero protegido contra impulso

Distribución 1,2 2,5 5,0 8,7 15,0 25 34,5 46

10 15 19 26 26 30 30 35

..... 10 15 19 26 26 30 30 35

10 15 19 26 26 30 30 35

Potencia 1,2 2,5 5,0 8,7 15,0 25,0 34,5 46,0 69,0

10 15 19 26 26 26 26 34 34

10 15 19 26 26 26 26 34 34

10 15 19 26 26 34 50 70 95

4.5.3.4 El voltaje especificado de impulso para el terminal neutro, será verificado por cualquier método descrito en la norma. 4.5.3.5 Para el neutro no se recomienda una prueba de impulso con onda recortada. 4.5.3.6 El nivel de aislamiento del terminal neutro de un devanado podrá diferir del nivel de aislamiento del buje neutro suministrado o para el cual se prevé para futura instalación. En este caso, las pruebas dieléctricos en el neutro deberán ser determinados por el valor más bajo bien sea del aislamiento del neutro del devanado o del buje suministrado con el transformador. 4.6 Prueba en transformadores que tienen un devanado con derivaciones 4.6.1 Si el intervalo de derivaciones es ± 5 % o menor, la prueba dieléctrica deberá realizarse con la derivación principal conectada. 4.6.2 Si el intervalo de derivaciones es de ± mayor que 5%, la selección de la derivación no puede ser prescrita universalmente y podrá aplicarse lo siguiente: 4.6.2.1 Las condiciones de prueba determinarán la selección de la derivación requerida para la prueba de voltaje inducido.

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4.6.2.2 Bajo la prueba de impulso, los esfuerzos dieléctricos se distribuyen de forma diferente dependiendo de la derivación conectada y del diseño general del transformador. A menos que sea acordado una prueba de impulso en una derivación particular, las dos derivaciones extremas y la derivación principal deberán ser usadas así: una derivación para cada una de las tres fases individuales de un transformador trifásico, o para los tres transformadores diseñados para formar un banco trifásico. 4.7 Repetición de pruebas dieléctricas del aislamiento 4.7.1 Si un transformador ha soportado completa y satisfactoriamente las pruebas dieléctricas de acuerdo con las normas y posteriormente se deben repetir las pruebas de aceptación, los niveles de voltaje de dichas pruebas deberán ser reducidos al 75% de los valores originales, a menos que se acuerde algo diferente y se prevea que el aislamiento interno no haya sido modificado en el transcurso de las dos pruebas. 4.8 Aislamiento de alambrado auxiliar 4.8.1 A menos que se especifique algo diferente, el alambrado de circuitos de potencia y control auxiliares del transformador, deberá someterse a una prueba de voltaje aplicado durante 1 min y a un nivel de 2 kV, valor eficaz contra tierra. 4.8.2 Los motores y otros aparatos para equipos auxiliares deberán cumplir los requisitos de aislamiento correspondientes a las normas aplicadas (los cuales son generalmente más bajos que el valor especificado para el alambrado). Esto implica que muchas veces sea necesario desconectar los equipos para probar los circuitos.

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APÉNDICE Z Z.1 DOCUMENTOS NORMATIVOS A CONSULTAR Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 2 110:1998 Transformadores. Definiciones. Z.2 BASES DE ESTUDIO Norma Técnica Colombiana ICONTEC 836:1994 (Segunda revisión) Electrotecnia. Transformadores. Niveles de aislamiento. Instituto Colombiano de Normas Técnicas, Bogotá, 1994. American Standard ANSI/IEEE C57.12.90-1993. Part. 1: Test code for liquid - Immersed distribution, power, and regulating transformers. American National Standards Institute. New York, 1995.

INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA

Documento: NTE INEN 2 127

TITULO: TRANSFORMADORES. NIVELES DE

AISLAMIENTO. Código:

EL 04.02-409 ORIGINAL: Fecha de iniciación del estudio: 1996-11-12

REVISIÓN: Fecha de aprobación anterior por Consejo Directivo Oficialización por Acuerdo No. de publicado en el Registro Oficial No. de Fecha de iniciación del estudio:

Fechas de consulta pública: de a Subcomité Técnico: Electrotecnia. Transformadores de distribución Fecha de iniciación: 1996-11-12 Fecha de aprobación: 1996-11-12 Integrantes del Subcomité Técnico: NOMBRES: Ing. Iván Velasteguí (Presidente) Ing. Gonzalo Vélez Ing. Ricardo Pico Ing. Franklin Camacho Sr. Carlos Pinto Ing. Magno Briones Ing. Roberto Aguirre Ing. Marcelo Neira Sr. Carlos Muñoz Ing. Mario Burgos Ing. Guillermo Layedra A. (Secretario)

INSTITUCIÓN REPRESENTADA: EMPRESA ELÉCTRICA AMBATO EMPRESA ELÉCTRICA RIOBAMBA ECUATRAN ECUATRAN INELMO EMERGUR EMPRESA ELÉCTRICA QUITO EMPRESA ELÉCTRICA REGIONAL CENTRO SUR INATRA EMELNORTE INEN P.V.P. S/. 3 300,00

Otros trámites: CARÁCTER: Se recomienda su aprobación como: OBLIGATORIA Aprobación por Consejo Directivo en sesión de 1998-02-12 como: Voluntaria

Oficializada como: VOLUNTARIA Por Acuerdo Ministerial No. 179 de 1998-03-18 Registro Oficial No. 286 de 1998-03-30

In stituto E c u a to r ia n o d e N o r m a liz a c ió n , IN E N - B a q u e r iz o Mo r e n o E 8-2 9 y A v . 6 d e D ic ie m b r e C a s illa 1 7-0 1-3 9 9 9 - T e lfs: (5 9 3 2)2 5 0 1 8 8 5 a l 2 5 0 1 8 9 1 - F a x: (5 9 3 2) 2 5 6 7 8 1 5

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R e g io n a l A z u a y : E-M a il:in e n c u e n c a @ in e n . g o v . e c R e g io n a l C him b o r a z o: E-M a il:in e n r io b a m b a @ in e n . g o v . e c

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