Un proyecto solar o eólico puede mantenerse dentro de la potencia nominal de su transformador y, aun así, experimentar un calentamiento excesivo, disparos por tensión o problemas de protección. Las formas de onda de corriente del inversor, los requisitos de potencia reactiva y las condiciones de tensión del lado de la red pueden imponer exigencias que no se describen en una placa de características convencional. Estas discrepancias pueden provocar cambios en las compras o retrasos en la puesta en servicio.

Por lo tanto, un transformador de potencia sumergido en aceite de la serie S13 para energías renovables debe aceptarse en función del servicio eléctrico real del proyecto, no solo de la designación S13. Las comprobaciones principales son la compatibilidad de tensión y devanados, las pérdidas relacionadas con los armónicos, la capacidad térmica y la coordinación de protecciones. Obtenga una confirmación por escrito de la configuración propuesta antes de considerar apto para el servicio con inversores un transformador de distribución estándar.

Defina las condiciones de servicio antes de comparar ofertas de transformadores

Empiece por las especificaciones de salida del inversor y los requisitos de conexión a la red. Los sistemas solares y eólicos no presentan necesariamente las mismas condiciones de servicio para el transformador: la topología del convertidor, la tensión de recogida, la puesta a tierra y el perfil de funcionamiento influyen en la selección. Una oferta basada únicamente en la capacidad de generación instalada deja sin resolver supuestos importantes.

Proporcione a los proveedores un programa de servicio que especifique:

• La potencia activa continua máxima y los requisitos simultáneos de potencia reactiva en los terminales del transformador.
• El rango de tensión de salida del inversor, la frecuencia de funcionamiento y el desequilibrio de tensión permitido.
• El espectro de armónicos de corriente en los puntos de funcionamiento pertinentes, incluidos el funcionamiento a potencia reducida y el funcionamiento con potencia reactiva.
• La duración prevista de la carga, las rampas de generación, el funcionamiento nocturno y cualquier servicio con flujo de potencia inverso.
• La temperatura ambiente, la altitud, las condiciones de instalación y las restricciones de refrigeración.
• El nivel de cortocircuito de la red, la puesta a tierra y el comportamiento requerido ante fallos de red.

Dimensione según la potencia aparente, no solo según la potencia activa. Cuando la potencia activa y la reactiva se suministran simultáneamente, la potencia aparente a la frecuencia fundamental es S = √(P² + Q²). La corriente armónica añade un calentamiento que este cálculo no contempla. Evalúe las combinaciones máximas de funcionamiento permitidas, en lugar de combinar máximos independientes que no pueden producirse al mismo tiempo.

Resuelva la compatibilidad de tensión, grupo vectorial y puesta a tierra

Confirme que el devanado de baja tensión del transformador coincida con la tensión en los terminales del inversor y que el devanado de alta tensión coincida con la tensión del sistema de recogida. Compruebe todo el rango de tensión de funcionamiento, incluido el aumento de tensión en los cables durante la exportación de energía, en lugar de limitarse a hacer coincidir las tensiones nominales. Una relación de transformación inadecuada puede llevar al inversor a su límite de tensión antes de alcanzar la generación plena.

La selección de tomas requiere la misma atención. Determine el rango de ajuste necesario y si las tomas se cambian únicamente con el equipo desenergizado o mediante un sistema en carga. No dé por sentado que un cambiador de tomas sin carga estándar puede regular las condiciones variables de la red durante el funcionamiento.

El grupo vectorial y la disposición del neutro deben ser compatibles tanto con los requisitos del fabricante del inversor como con el diseño de puesta a tierra de la instalación. Las conexiones de los devanados influyen en el desfase y en las trayectorias de la corriente de secuencia cero. También pueden afectar a la circulación o propagación de determinados componentes armónicos, pero un devanado en delta no elimina toda exposición a los armónicos.

Consulte al proveedor del inversor las configuraciones de puesta a tierra permitidas, el comportamiento de la tensión de modo común y cualquier requisito de aislamiento del transformador relacionado con la conmutación. Estos aspectos no pueden deducirse del nombre de la serie S13.

Utilice los datos de armónicos para evaluar las pérdidas y el aumento de temperatura

Una designación de bajas pérdidas no demuestra que el equipo sea adecuado para una forma de onda de corriente distorsionada. Los armónicos pueden aumentar las pérdidas por corrientes parásitas en los devanados y las pérdidas dispersas; corrientes RMS iguales con distintos espectros armónicos pueden producir un calentamiento diferente. Un único valor de THD de corriente es útil para una evaluación preliminar, pero no basta para realizar una evaluación térmica fiable.

Solicite las magnitudes armónicas por orden e identifique claramente el punto de medición o cálculo. Los datos en los terminales del inversor y del transformador pueden diferir debido a los filtros, los cables y las interacciones de la red. Cuando sean pertinentes los componentes de frecuencia de conmutación, pregunte a ambos proveedores cómo se incluyen en su evaluación.

Las declaraciones genéricas sobre la resistencia a los armónicos no deben sustituir una evaluación específica del transformador ofertado. Si se propone una reducción de potencia, solicite la base de cálculo y la capacidad útil resultante. Entre las alternativas pueden figurar una potencia nominal superior o un diseño de devanado adaptado a las condiciones de servicio especificadas, sujeto a la revisión de ingeniería del proveedor.

Las condiciones del emplazamiento pueden invalidar un cálculo que, de otro modo, sería adecuado. La ventilación restringida, el calentamiento de la envolvente, la altitud y las temperaturas ambiente elevadas sostenidas deben tenerse en cuenta en la evaluación térmica. Un pico breve de generación y un periodo prolongado de carga alta no deben considerarse equivalentes.

Compruebe la impedancia y las protecciones como un sistema integrado

La impedancia del transformador afecta a la regulación de tensión y a la corriente de cortocircuito. Una impedancia menor puede reducir la variación de tensión bajo carga, pero aumentar las exigencias de cortocircuito; una impedancia mayor puede limitar el rendimiento de tensión durante el funcionamiento con potencia activa y reactiva. Utilice la impedancia ofertada, incluidas sus tolerancias, en los estudios de flujo de carga y de cortocircuito de la instalación.

La coordinación de protecciones requiere algo más que ajustar los valores nominales de fusibles o disyuntores a la corriente del transformador. Los inversores suelen limitar la corriente de fallo, por lo que las protecciones seleccionadas según supuestos convencionales de máquinas rotativas podrían no detectar todos los fallos según lo previsto. El estudio debe distinguir entre los fallos alimentados desde la red, los alimentados desde el inversor, la corriente de irrupción de energización del transformador y los transitorios de funcionamiento permitidos.

Confirme las funciones y los ajustes de las protecciones de alta tensión, baja tensión y fallo a tierra, así como de cualquier esquema de protección diferencial del transformador. Los dispositivos de protección de temperatura, presión y aceite deben especificarse según la construcción real del transformador. Acuerde qué señales activan alarmas, la parada del inversor o los disparos de los disyuntores, y verifique las interfaces antes de la entrega.

Cuando la distribución incluye una subestación compacta

Las limitaciones de espacio y las interfaces de instalación pueden favorecer un conjunto integrado en lugar de equipos instalados por separado. La subestación compacta ZGS integra el cuerpo del transformador, la aparamenta, los fusibles, los cambiadores de tomas, los equipos de distribución de baja tensión y los equipos auxiliares. Su rango de parámetros especificado es de 63–1600 kVA, 50 Hz y 6–10 kV; las configuraciones pueden incluir medición, compensación de potencia reactiva y derivaciones de baja tensión.

Esta opción solo es pertinente cuando esos parámetros se ajustan a los requisitos del proyecto. Su estructura compacta y las opciones de instalación en interiores o exteriores pueden simplificar la planificación de la distribución, pero no garantizan la compatibilidad con inversores de energías renovables. Aplique al conjunto integrado las mismas comprobaciones de armónicos, térmicas, de puesta a tierra y de protección, incluidos los efectos de la envolvente. No utilice una afirmación general sobre la capacidad de carga como autorización para superar la potencia continua acordada.

Convierta la documentación del proveedor en etapas de control para la compra y la puesta en servicio

Antes de aprobar la compra, obtenga una hoja de datos de la unidad ofertada exacta, un diagrama de conexión aprobado, las pérdidas y la impedancia garantizadas, la evaluación térmica y una lista de las normas aplicables con sus ediciones. Confirme qué informes de ensayo corresponden al diseño ofertado y qué pruebas se realizarán en la unidad suministrada. Una declaración de catálogo no resuelve cuestiones específicas de la configuración.

1. Antes de la fabricación: resuelva los supuestos pendientes sobre las condiciones de servicio del inversor, las conexiones de los devanados, las tomas, el aislamiento, la refrigeración y las interfaces de protección.
2. Antes del envío: revise los resultados acordados de las pruebas de fábrica y confirme que la configuración suministrada coincide con los documentos aprobados.
3. Antes de la energización: haga que personal cualificado verifique la puesta a tierra, las relaciones de fase, la posición de las tomas, el estado del aceite cuando corresponda, los ajustes de protección y los enclavamientos, conforme al procedimiento de puesta en servicio aprobado.
4. Durante la carga por etapas: registre las tensiones en los terminales, la distorsión de corriente, las tendencias de temperatura y los eventos de protección en puntos de funcionamiento definidos.

La energización inicial no demuestra la idoneidad térmica a plena carga. Establezca de antemano los límites de aceptación y compare las temperaturas solo después de tener en cuenta la respuesta térmica y las condiciones ambientales. Un aumento de temperatura inesperado, ruido anómalo, disparos repetidos por tensión o actuaciones de protección sin explicación deben dar lugar a una investigación antes de aumentar la carga. La aprobación debe basarse en la compatibilidad documentada y el comportamiento medido, no simplemente en que no se produzca un disparo inmediato.