sustitucion de transformador de 440 V a 480 V

[Erick quiroz]

Estimados listeros reciban mis mejores deseos para 2010. Que haya mucha dicha paz y salud en sus vidas.

 

Me encuentro con una duda que me inquieta.

Se nos han especificado como suministros nuevos unos equipos (compresores para un "rack de refrigeracion") que operan a 480 V para una tienda comercial que tiene un transformador que opera con una tension de 23000-440/254 V. Podriamos elevar la tension quiza hasta un 5% mas sobre lo nominal (es decir lograriamos 460 V) pero el proveedor de los equipos no garantizaría que sus equipos operen eficientemente, con lo que nos vemos obligados a indicar el cambio del transformador para que opere a 23000-480/277 V, esto conlleva una serie de ajustes en la instalacion ya que las cargas trifasicas estan operando a 440 V. Ademas se cuenta con 1 transformador de pedestal de 440/220-127 V para servicios y 2 del tipo seco para equipo de computo tambien a 440/220-127 V. Podrian ajustarse estos transformadores hasta llegar a 460 V pero el pricipal (el que alimenta a estos otros transformadores) operaria a 480 V.

¿Que problemas se presentarian en un caso como este, cuando se realice la sustitucion del transformador principal, por uno de 480 V, con las cargas que operan a 440 V, ajustados los transformadores secos y de pedestal hasta un maximo de 460 V.?

¿Hasta cuanto es recoemndable exceder o bajar del nivel de tension nomional para motores o los trasformadores?. Leí en algun lado que pude aceptarse en el caso de los motores y otros equipos hasta un +-10% de su tension de operacion nominal, pero en el caso de los transformadores que sucede, sobre eso no he leido.

Por otro lado aqui en México existen niveles de tension normalizados, por ejemplo 480/277 V es el se utilizaria. Pero en el mismo documento se habla de valores preferentes de utilizacion y se especifica 460 V. Lo que parece una contradiccion porque en ningun otro lado se habal de esa tension. Aunque pensandolo generalmente puede referirse a que los equipos funcionan a 460 V nominalmente mientras que el suministro normalizado y entregado por los equipos como transformadores, generadores de plantas de emergencia y la compañia suministradora de energia es de 480 V, es decir 5 % arriba de la tension de operacion de los equipos como motores, etc.

 

Agradecido desde ya por sus valiosos comentarios.

 

Cordialmente,

 

Ing. Erick Quiroz

Ingeniero Electricista

México D.F.

[omar graterol]

Erick, siempre es dificil entender un planteamiento, cuando lo hacemos por este medio, y en este caso entiendo que quieren cambiar el transformador de 23000-440/254 V, por uno de 23000-480/277 V; y la necesidad parace impuesta por unos Compresores de Aire Acondicionado que segun la informacion dada vienen para 480 Voltios.   Por otra parte, ya vi los cambios en la norma que enviaste en un mail aparte, donde practicamente estan abandonando el sistema en 440 Voltios y normalizan en 480 Voltios.   El primer punto que veo, es que el voltaje normalizado para el sistema es 480 Voltios, no obstante, si revisas las normas, los equipos a utilizarse en este sistema deben venir para un voltaje nominal de 460 Voltios. ......... Ojo por otra parte todos los equipos vienen para trabajar normalmente para una variacion de + o - 10%, o sea que un motor de 460 V., deberia poder trabajar hasta con 414 Voltios en los terminales del motor.Ojo, esto ratifica lo comentado por ti, esto es norma. Puedes bajar el documento  que hace algun tiempo coloque en la pagina de  EMAGISTER "Electric Motors and Power Systems Voltages", donde esto esta ratificado.. A continuacion el LINK.: http://grupos.emagister.com/documento/electric_motors_and_power_systems_standard_voltages/1847-239342    La razon de la norma, es que un sistema que puede tener 480 + o - 5% (456-504 V), admite una instalacion para un motor de 460 V, con una caida de voltaje en sus conductores alimentadores de hasta un 8 @ 9 %; lo que sucede es que siempre se recomienda una caida no mayor al 3 o 4 %, o sea tratamos de asegurar en los terminales del motor no menos de 440 V.    Ahora en el caso de los motores de compresores de aire acondicionado, la situacion es algo distinta, y esta relacionada con el voltaje de bloqueo (Stalling Voltage), que segun algunos papers esta cercano al 65% (significa que en una falla al llegar el voltaje al 65%, se puede trancar por la contrapresion de la descarga, y al tratar de arrancar cuando el voltaje se recupere si este no llega al 80% es posible que no rearranque o que el tiempo de este arranque se extienda hasta unos 30 o 40 seg.   Haciendo algunas conjeturas sobre el sistema en 440 V, en el caso de una falla la proteccion de bajo voltaje, deberia estar en el 80%, lo cual signiifica, que esta deberia estar ajustada en 352 V, que es el 76% de 460 V, con lo cual no habria cabida para la condicion de bloqueo que mencione anteriormente. Ojo,...no se el efecto de la caida en sus conductores, por lo cual este calculo se debe efectuar incluyendo la caida en sus conductores. Para la recuperacion despues de la falla, el sistema se considera recuperado cuando su voltaje llega al 90%, lo cual en el sistema de 440 V, significan 396 V, el cual tambien esta por encima del voltaje de rearranque que sera un 80% de 460 V, o sea 368 V.   Visto lo anterior, y considerando que pueden ajustar el voltaje con el transformador existene a 460 voltios, lo que tendran que calcular la caida adicional por sus conductores, para ver si queda dentro de los parametros de operacion normal, lo cual podria evitar el cambio del transformador.   En todo caso, por tratarse de unos equipos criticos o sensibles a condiciones operacionales extremas en condiciones de bajo voltaje, el fabricante siempre va a tratar de cubrirse las espaldas, pero en este caso no hay muchas razones, si ajustan el voltaje a 460 y al calcular las caidas de voltaje, los equipos quedan en su rango de operacion normal.   Por otra parte, si llegaras a reemplazar el transformador, como tu dices los equipos de 440V operando en 460, estan dentro del rango de operacion normal de + o - 10%, no obstante, yo no veo problema de ajustar el transformador a 460 V, en lugar de reemplazarlo.   Saludos,.............Omar Graterol Ingeniero Electricista Maracaibo - Zulia - Venezuela Telf. 58-261-7436648 Cel. 58-414-6338693 --- El sáb, 9/1/10, Erick quiroz <quie...@gmail.com> escribió:

De: Erick quiroz <quie...@gmail.com> Asunto: [LESM] sustitucion de transformador de 440 V a 480 V Para: "listaelectricaSM" <listaele...@googlegroups.com> Fecha: sábado, 9 de enero, 2010 22:49

Estimados listeros reciban mis mejores deseos para 2010. Que haya mucha dicha paz y salud en sus vidas.   Me encuentro con una duda que me inquieta. Se nos han especificado como suministros nuevos unos equipos (compresores para un "rack de refrigeracion") que operan a 480 V para una tienda comercial que tiene un transformador que opera con una tension de 23000-440/254 V. Podriamos elevar la tension quiza hasta un 5% mas sobre lo nominal (es decir lograriamos 460 V) pero el proveedor de los equipos no garantizaría que sus equipos operen eficientemente, con lo que nos vemos obligados a indicar el cambio del transformador para que opere a 23000-480/277 V, esto conlleva una serie de ajustes en la instalacion ya que las cargas trifasicas estan operando a 440 V. Ademas se cuenta con 1 transformador de pedestal de 440/220-127 V para servicios y 2 del tipo seco para equipo de computo tambien a 440/220-127 V. Podrian ajustarse estos transformadores hasta llegar a 460 V pero el pricipal (el que alimenta a estos otros transformadores) operaria a 480 V.

¿Que problemas se presentarian en un caso como este, cuando se realice la sustitucion del transformador principal, por uno de 480 V, con las cargas que operan a 440 V, ajustados los transformadores secos y de pedestal hasta un maximo de 460 V.? No habria ningun problema las en 440 estarian dentro de su tolerancia de + o - 10%.   ¿Hasta cuanto es recoemndable exceder o bajar del nivel de tension nomional para motores o los trasformadores?. Leí en algun lado que pude aceptarse en el caso de los motores y otros equipos hasta un +-10% de su tension de operacion nominal, Esto es correcto...pero en el caso de los transformadores que sucede, sobre eso no he leido.   Por otro lado aqui en México existen niveles de tension normalizados, por ejemplo 480/277 V es el se utilizaria. Pero en el mismo documento se habla de valores preferentes de utilizacion y se especifica 460 V. Lo que parece una contradiccion porque en ningun otro lado se habal de esa tension. Aunque pensandolo generalmente puede referirse a que los equipos funcionan a 460 V nominalmente mientras que el suministro normalizado y entregado por los equipos como transformadores, generadores de plantas de emergencia y la compañia suministradora de energia es de 480 V, es decir 5 % arriba de la tension de operacion de los equipos como motores, etc. Esto es correcto.

[Oscar Vasquez]

Estimado Erick:

 

Creo importante hacer un planteamiento complementario al de Omar, que espero te sirva para verificar las condiciones existentes en tu sistema:

 

El sistema que describes que utilizan en Mexico corresponde a uno de los sistemas considerados por el estandar ANSI C84.1, el cual fue desarrollado para compatibilizar los voltajes de generación, transmisión, distribución, de servicio y de utilización con los voltajes de operación de los equipos.

 

De acuerdo con eso, los voltajes 480, 460 y 440 corresponden a un mismo sistema. El primero es el voltaje nominal del sistema, el segundo el voltaje nominal de utiización y el tercero, el mínimo voltaje de utilización. Si te das cuenta, la relación es proporcional a de los voltajes 120, 115 y 110 del sistema a 120 voltios, ó 240, 230 y 220 del sistema de 240 voltios.

 

Los voltajes 460, 230 y 115 son los voltajes de utilización de los equipos, permitiendo los porcentajes hacia arriba y hacia abajo indicados por el mencionado estandar ANSI C84.1.

 

Los voltajes abajo del nominal (mínimos) y arriba del voltaje nominal (máximos) son los que se obtendrían considerando tanto las caídas de voltaje de la instalación, como las disminuciones o incrementos de voltaje en el secundario de los transformadores debido a incrementos o disminuciones de carga de dicho transformador (voltage regulation).

 

Para el caso de 480 voltios nominal, dicha norma permite un voltaje máximo, tanto de servicio como de utilización de 504 voltios así como voltaje mínimo de servicio de 456 voltios y 440 voltios mínimo de utilización. Debemos asegurarnos de que en cualquier momento, los voltajes se mantengan dentro del rango limitado por los valores anteriores. La misma norma permite, que en caso de alguna condición anormal, los voltajes puedan salirse del rango descrito, pero únicamente por un corto periodo mientras se restablecen las condiciones normales, estos valores son 508 voltios máximo tanto de servicio como de utilización, 440 voltios minimo de servicio y 424 voltios mínimo de utilización.

 

El Standard IEEE 141. Red Book. Electric Power Distribution for Industrial Plants, en su capitulo 3, Voltage Considerations, explica en forma extensa las relaciones mencionadas y explica como determinar los rangos para diferentes voltajes nominales. Te recomiendo que lo leas y, luego, conociendo los límites máximos y mínimos que puedes aceptar, hagas un análisis del sistema que actualmente posees, tanto a plena carga en tu sistema y en horas de mayor carga de la compañía distribuidora para determinar voltajes mínimos, así como tambien analizar el comportamiento del voltaje con carga mínima en tus instalaciones y en horas de baja carga en la compañía distribuidora (que ocurren principalmente durante la madrugada, los fines de semana y en los dias festivos).

 

Tambien considero importante que verifiques los datos de placa del transformador existente, ya que creo que es muy probable que el voltaje nominal y sus cambiadores (taps), indiquen valores de voltaje que coincidirán con el voltaje de los transformadores construidos bajo norma ANSI, y que tu transformador sí te funcione correctamente produciendo el voltaje que necesitas. Lo anterior lo afirmo debido a que en Mexico la norma NOM esta basada en el NEC, y este a su vez utiliza el estandar ANSI C84.1 para determinar los voltajes nominales y sus rangos, por lo que, si las instalaciones fueron realizadas en cumplimiento de las NOM, seguramente también poseeras equipos que cumplen con el estandar ANSI C84.1.

 

Probablemente el analisis te hará concluir que tu sistema funcionará correctamente con la carga a que necesitas instalar.

 

Suerte,

 

Oscar Alberto Vásquez

San Salvador, El Salvador

[Andres Felipe Jaramillo]

Desde el punto de vista de eficiencia energética, trabajar con tensiones superiores a la nominal no es conveniente.  Las pérdidas en vacío se incrementan y los transformadores y motores trabajan con mayores temperaturas en el núcleo.

Pasar de 440 a 480 puede incrementar bastante la temperatura en un transformador seco.

Una posibilidad muy económica, es construir un autotransformador 440/480V.  Es relativamente barato y no afectas las otras cargas.

Además los autotransformadores no tiene problemas durante el arranque de los aires acondicionados, cosa que si sucede con transformadores de dos devanados.

Andres Felipe

Cali-Colombia

[Javier Lopez Palenque]

En la mina donde trabajo, el voltaje nominal de los motores es de 660 V y 550 V. regulamos el tap de nuestros transformadores a 620 V.

No tenemos problemas de operacion de nuestros motores y trabajan sin problemas.

Es probable que cambiando el tap del transformador se pueda resolver el problema.

 

Nuestra mina opera asi desde hace 9 años atras, no se ha tenido problemas de quema de motores ni fallas de arranque parada.

 

Atte

 

Javier Lopez P.

Depto. Electrico

jlo...@pasbol.com.bo

jpe...@yahoo.es

Pan American Silver Bolivia

San Vicente - Potosi

tel.: 591 2 2796990 int 2028

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De: Andres Felipe Jaramillo <igt.ingen...@gmail.com>
Para: Oscar Vasquez <oavas...@gmail.com>
CC: quie...@gmail.com; listaelectricaSM <listaele...@googlegroups.com>
Enviado: dom,10 enero, 2010 14:13
Asunto: Re: [LESM] sustitucion de transformador de 440 V a 480 V

[Erick quiroz]

Gracias estimados listeros por sus prontas y documentadas respuestas.
En verdad me fueron de gran ayuda.
Da gusto contar con la ayuda amable de colegas tan bien preparados como todos ustedes,
Que ilustrativos y esckarecedores comentarios,

Un saludo desde México

Ing. Erick Quiroz
Ing. Electricista
México D.F.

 

El 9 de enero de 2010 18:11, omar graterol <ogra...@yahoo.es> escribió: