AUTOTROL S.A. CÁMARAS SUBTERRÁNEAS PARA TRANSFORMADORES VERIFICACIÓN TÉRMICA

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José María Montoya Fuentes
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1 CÁMARAS SUBTERRÁNEAS PARA TRANSFORMADORES VERIFICACIÓN TÉRMICA AUTOTROL S.A. Título del Documento VERIFICACIÓN TÉRMICA Obra: 217 Nro: --- Designación: CÁMARAS SUBTERRÁNEAS PARA TRANSFORMEDORES Pág_1

2 Índice INTRODUCCIÓN PÁG. 4 CÁMARAS CON SISTEMA DE TORRETAS PÁG. 4 CÁMARAS SIN TORRETAS PÁG. 4 OTROS DATOS SUMINISTRADOS PÁG. 5 ALCANCE DE LOS TRABAJOS ENCOMENDADOS PÁG. 5 ANÁLISIS TÉCNICO DE LAS VARIANTES PÁG. 5 CÁMARAS CON SISTEMA DE TORRETAS PÁG. 5 CÁMARAS SIN TORRETAS PÁG. 5 VERIFICACIONES NUMÉRICAS PÁG. 6 CÁMARAS CON SISTEMA DE TORRETAS PÁG. 6 CÁMARAS SIN TORRETAS PÁG. 11 CONCLUSIONES PÁG. 12 Pág 2de14

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CÁMARAS SUBTERRÁNEAS PARA TRANSFORMADORES VERIFICACIÓN TÉRMICA Introducción Fue solicitada la verificación térmica de dos tipos distintos de cámaras para alojamiento de transformadores a ser

4 CÁMARAS SUBTERRÁNEAS PARA TRANSFORMADORES VERIFICACIÓN TÉRMICA Introducción Fue solicitada la verificación térmica de dos tipos distintos de cámaras para alojamiento de transformadores a ser instaladas en forma subterránea. Para ello se presentaron archivos digitales de los planos tipo de las cámaras en formato.dwg, los cuales contenían cortes y plantas de los dos tipos de cámaras, con sus correspondientes dimensiones. Cámaras con sistema de torretas Uno de los tipos de cámaras cuenta con un sistema de dos torretas de ventilación realizadas en chapa. Se puede observar en este modelo de cámaras que las paredes y el fondo estarían construidos en hormigón, mientras que el techo sería de chapa tipo semilla melón de ¼ pulgada de espesor con perfiles metálicos de refuerzo. Además de las torretas se puede observar que la tapa cuenta con unos cáncamos para su izaje y una escotilla. En el piso de la cámara se observa un cuenco que podría ser para la instalación de una bomba de achique. Cámaras sin torretas El otro tipo de cámaras tiene dispositivos de entrada y salida del aire a nivel del techo de la cámara. El techo en este caso, está compuesto por una tapa ciega, totalmente estanca. Los dispositivos de entrada se encuentran en los extremos opuestos de la mayor dimensión en planta de la cámara. Pág 4de14

5 Se destaca en este caso la ausencia de un dispositivo de entrada y de un dispositivo para la instalación de bombas de achique. Otros datos suministrados Se acompañó la entrega de los planos con un extracto de una especificación técnica de la ventilación dada por la Asociación Electrotécnica Argentina. En cuanto a los equipos a instalar dentro de las cámaras se suministró como dato la potencia disipada del transformador, cuyo valor es de W. Alcance de los trabajos encomendados Con estos datos se llevaron a cabo las siguientes verificaciones: Necesidad de utilización de ventiladores. Verificación de las dimensiones de las torretas para el primer tipo de cámaras. Verificación de los pases laterales y las salidas por rejillas a nivel vereda para el segundo tipo de cámaras. Análisis técnico de las variantes Cámaras con sistema de torretas En función de lo indicado en la normativa suministrada y la experiencia en el tema cabe aclarar que en este dispositivo resulta imposible un sistema de ventilación natural, debido a que tanto la entrada como la salida de aire se encuentran al mismo nivel y ambas por encima del transformador que entrega calor al ambiente. Esto determina que este tipo de cámaras requiere el uso de ventiladores que garanticen la circulación de aire. Por otro lado, se aconseja para garantizar una adecuada ventilación de las cámaras, que las torretas se encuentren ubicadas en los extremos de la cámara, preferentemente en los extremos opuestos de una diagonal. Si por razones de diseño esto no fuera posible, sería aceptable la ubicación en los extremos opuestos de uno de los lados mayores de la cámara. Cámaras sin torretas Análogamente a lo indicado para las cámaras con dispositivo de torretas en este tipo de cámaras también resulta imposible un sistema de ventilación natural, debido a que tanto la entrada como la salida de aire se encuentran al mismo nivel y ambas por encima del transformador que entrega calor al ambiente. Esto determina que este tipo de cámaras requiere el uso de ventiladores que garanticen la circulación de aire. Pág 5de14

6 Verificaciones numéricas Se han adoptado los siguientes datos obtenidos de la normativa y la información suministrada: Q = Cantidad de calor a extraer = 12,6 KW Kcal/h Temperatura del aire exterior = 40 C t = Salto térmico= 15 γ= Densidad del aire = 1,2 Kcal/Kg C c p = Calor Especifico del aire = 0,24 Kg/m³ C = Caudal de Aire necesario m³/h Por lo tanto tenemos: Cámaras con sistema de torretas Se calculó la velocidad necesaria para evacuar el caudal mediante la expresión de continuidad, determinándose en primer lugar el área de la sección. Ducto de toma = 300 mm x 600 mm = 0,18 m 2 Con esta sección y para el caudal de aire necesario se determinó la velocidad: Ingresando la velocidad y el caudal en el gráfico que se muestra a continuación se obtienen las pérdidas de presión en el conducto: Pág 6de14

7 Gráfico 1 Por lo tanto: P d = 0,85 mmca. X metro Considerando la longitud del tramo de 0,5 m, las pérdidas totales serán: P d = 0,43 mmca. Pérdidas en las persianas de toma y expulsión de aire Alternativa 1 Pág 7de14

8 Si se considera el tipo de persiana como se muestra en la figura 1 y figura 2, Figura 1 Pág 8de14

9 Figura 2 Adoptando una persiana de 24 x 24 (600 mm x 600 mm), el área libre es igual a 1,71 ft 2 = 0,159 m 2. Para el caso de dos persianas por cada toma, el área libre será: Área libre = 0,159 m 2 x 2 = 0,318 m 2 Por lo tanto, Obteniéndose una caída de presión de: P p = 0,04 in de agua = 1,01 mmca Pág 9de14

10 Alternativa 2 Si se considera el tipo de persiana como se muestra en la figura 3 y figura 4, Figura 3 Pág 10de14

11 Figura 4 Adoptando una persiana de 24 x 24 (600 mm x 600 mm), el área libre es igual a 461 in 2 = 0,297 m 2. Considerando dos persianas por cada toma, el área libre será: Área libre = 0,297 m 2 x 2 = 0,594 m 2 Por lo tanto, Entonces, la caída de presión será: P p = 0,014 in de agua = 0,356 mmca Cámaras sin torretas Se considerará una reja de metal desplegable para transito semi-pesado, la cual tiene un área libre del 70% del total de la superficie, obteniéndose: Área de la reja = 620 mm x 1500 mm = 0,93 m 2 Área libre = 0,93 m 2 x 0,70 = 0,651 m 2 Con lo que se determina una velocidad mediante la expresión de continuidad: Pág 11de14

12 Ingresando este valor y el caudal en el gráfico 1, se observa que las pérdidas se pueden considerar despreciables. Conclusiones Como se ha dicho anteriormente, será necesaria la instalación de un sistema de ventilación forzada, para poder mantener la cámara a una temperatura adecuada para el funcionamiento del transformador. Con el valor obtenido de C y considerando una pérdida de carga máxima del orden de 2 mmca, se estipula un ventilador que cumpla con las características que se detallan a continuación: LPG-400/ 3-3 a 910 rpm. De la marca Ciarrapico Aerotécnica S.A. o equivalente. Adjunto al presente documento se muestran las curvas de funcionamiento y características del ventilador seleccionado. Pág 12de14

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