transformador de poder evolución del calentamiento · q núcleo = q topo aceite + dq núcleo u t...
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Transformador de Poder Evolución del Calentamiento
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0 10 20 30 40 50 60
Tempo, minutos
Ele
vaçã
o Te
mpe
ratu
raN
úcle
o-To
poÓ
leo,
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110%Un
120%Un
130%Un
150%Un
150%Un
110%Un
120%Un
130%Un
Ponto + Quente do NPonto + Quente do Núúcleocleo∆θ∆θ∆θ∆θ núcleo
θ θ θ θ θ θ θ θ nnúúcleocleo = = θ θ θ θ θ θ θ θ topo aceite + topo aceite + ∆θ∆θ∆θ∆θ∆θ∆θ∆θ∆θ nnúúcleocleo
U
t
1.10Un
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Transformador de Poder Expectativa de Vida Útil Garantida, anos
US$kVA x Vida Útil x Factor Sobrecarga
US$kVA x Vida Útil x Factor Sobrecarga
Costo del Capital:� Compra� Transporte� Instalación
Costo del Capital:� Compra� Transporte� Instalación
Costo de la Operación:� Perdidas (Vacío,
Carga, Auxiliares)� Mantenimientos� Reparos� Desempeño
Costo de la Operación:� Perdidas (Vacío,
Carga, Auxiliares)� Mantenimientos� Reparos� Desempeño
Costo FIM de Vida:� Substitución� Transferencia� Revitalización
Costo FIM de Vida:� Substitución� Transferencia� Revitalización
NPV, Costo Total / Ciclo de Vida $ = $1+$2+$3
$1$1$2$2 $3$3
Ciclo de Vida, anos
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Transformador de Poder Avaluación y Selección de Alternativas
�� AvaluaciAvaluacióón Econn Econóómica:mica:�� Avaliar índice global del transformador:
R$ / (kVA x Vida Útil x Factor Sobrecarga)
� Garantía extendida: 5anos? 10anos? Vida Útil Garantida?
Avaluación
Económica
Global
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Transformador de Poder Evaluación Económica
Óleo: 16200 kg(18514 lts)
Parte Activa: 17800 kgTotal: 49000 kg
BIOTEMP: 16527 kg (18888 lts) NOMEX: 480 kg (Nomex papel: 250 kg, Nomex HD: 230 kg)Parte Activa: 23614 kgTotal 58032 kg
Operación Normal Sobrecarga – sien Perdida de Vida
anoskVARanoskVA
R ⋅=⋅
/$..
..$800
60000250002001
NovoNovo
RevitalizadoRevitalizado
yrkVARyrskVA
R ⋅=⋅
/$06.242000.15000.300.1$
anokVARanoskVA
R ⋅= /$.*..$
71060281250002001
anokVARanoskVA
R ⋅=⋅
/$..
..$101
60000250007001
anokVARanoskVA
R ⋅= /$.*
..$720
60278330002001
25MVA 145kV Revitalización BIOTEMP&NOMEX
Revitalización25MVA, 100%
Original15MVA, 67%
Sobrecarga37.5MVA-6h,150%
Sobrecarga42MVA-4h, 170%
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� Sistemas eficientes de Ingeniaría con concepto de proyecto global con conjuntoscompletos de instrucciones, Proyectos,fabricaciones y procesos.
15 FabricasMPT / LPT
Un Archivo SQL global
Local std
Local std
Local std
Local std
SpecTra
Transformador de PoderBanco de Dados Global - MPT & LPT
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South Africa – Pretoria(ZAPOW)
Poland – Lodz (PLABB)
Sweden – Ludvika (SETFO, SEASS, SECOM)
Turkey– Istanbu(TRABB)l
China– Hefei (CNTPH, CNDIS)
Germany – Bad Honnef (DETFO)
Spain – Bilbao (ESTFO)
Spain – Cordoba (ESTFO)
China– Chongquing(CNCTC)
China– Zhongshan (CNZTC)
Thailand – Bangkok (THABB)
USA – St Louis (USTRA)
Canada – Varennes (CAABB)
India – Baroda (INABB)
Brazil – Guarulhos (BRABB)
15 FabricasMPT / LPT
Un Archivo SQL global
Transformador de PoderBanco de Dados Global - MPT & LPT
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� Sistema computadorizado� Computación distribuida (PCs)� Computación gráfica (ProE)� Proyecto integrado� Modelos de proyecto
� Menor tiempo de proyecto� Alta calidad
Transformador de PoderABB Integrada – Proyecto Confiable
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� Método de elementos finitos� Criterio de soportabilidad comprobados
� Controle de solicitaciones dieléctricas� Reducción de fallas
Transformador de PoderABB Integrada – Proyecto Confiable
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Programas de Optimización:� densidad de corriente� inducción magnética� arreglo de bobinado� dimensiones del núcleo
Programas de Verificación:� Perdidas – vacío e en carga� Nivel de ruido� Impedancias� Temperaturas – núcleo y bobinados� Solicitaciones eléctricas� Solicitaciones mecánicas:� Curto-circuitos, transporte, etc
Transformador de PoderABB Integrada – Proyecto Confiable
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� Cálculos� Analices� Proyectos� Dibujos
Transformador de PoderABB Integrada – Proyecto Confiable
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NúcleoMonofásico
NúcleoTrifásico
2 Piernas 1 Pierna2 Piernas Laterales
2 Piernas2 Pernas Laterales
3 Piernas 3 Piernas2 Piernas Laterales
Transformador de Poder Tipo de Construcciones del Núcleo
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22 Componentes de Perdidas:Componentes de Perdidas:
Histerese
Foucault - Corrientes Inducidas
H
B
P K M f B EspF F NUCLEO MAXIMO= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅2 2 2
B
P K M f BH H NUCLEO MAXIMO= ⋅ ⋅ ⋅ 1 7 2 1. .... .
Transformador de Poder Concepto de las Perdidas del Núcleo
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Padrão
Step-Lap
BTAT
10mm
6mm
1mm
22.5 mm
22.5 mm
Resistencia Magnética Baja – 5% Menor
Transformador de Poder Fabricación del Núcleo
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� Juntas Step-Lap columnas-jugos
� Desempeño do núcleo:� Bajas perdidas en vacío (M4 0.27, M0 0.27, ZDKH 0.23)� Temperatura controlada
� Nivel de Ruido – 5dB Menor
Transformador de Poder Desempeño del Núcleo
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Chapa Núcleo (BF)RGO M4 0,27mm 3 Fase 3col 7 %
3 Fase 5col 25 %HiB ZDK 0,23mm 3 Fase 3col 16 %
3 Fase 5col 35 %
� Reducción Factor apilamiento (BF)
Transformador de Poder Desempeño del Núcleo
� Mejorías de los métodos de cálculo (menor dispersión)desvío valor de perdidas calculado - medido de 6%6% para 3%3%
� Aislamiento interno con material de clase térmica F (180grC)- Espaciadores de canales de resfriamiento- Aislamiento núcleo-estructura metálica
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Reducción da Espesura de Chapa� Chapa RGO 0.18mm substituido HiB 0.23mm� Colage (Hot Melt Bonding System) ínter laminar (1+1chapa)� Reducción 8% perdidas, - 3 dB Ruido e Costos de Producción
ReducciReduccióónn dada EspesuraEspesura dede ChapaChapa� Chapa RGO 0.18mm substituido HiB 0.23mm� Colage (Hot Melt Bonding System) ínter laminar (1+1chapa)� Reducción 8% perdidas, - 3 dB Ruido e Costos de Producción
0
4
8
6
10
2
Cap
italiz
aci
Cap
italiz
aci óó
n n k
US
DkU
SD
/kW
/kW
InducciInduccióón Teslan Tesla
HiB ZDKHRGO
0.18mmColada
M3 0.23mm
M4 0.27mm1.30 1.50 1.65 1.801.70
M5 0.30mm
Tendencia Europa:Reducción del valor
capitalizaciónPo kUSD/kW
Tendencia Europa:Reducción del valor
capitalizaciónPo kUSD/kW
Transformador de Poder Desempeño del Núcleo
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� Mejoramiento continuo en la calidad da chapa con reducción enla perdida especifica
Transformador de Poder Desempeño del Núcleo
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Aislación Interna con Material de Clase Térmica “F” (180grC)
Fibra Vidrio
Transformador de Poder Desempeño del Núcleo
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Bobina DiscoMuchas EspirasBaja CorrienteAlta Tensión
Bobina HélicePocas EspirasAlta CorrienteBajo Tensión
Bobina CamadaBobinado camada con tapspara regulación de tensión
Baja TensiónAlta Tensión Regulación
Transformador de Poder Tipos de Bobinados
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Cabo Transporto Continuo (CTC):
• Minimizar perdidas en carga • Mejora fuerzas de curto circuito (Colado)• Usa mucho en bobinados de baja tensión mas y frecuente
también en bobinados de alta tensión
Transposición
Transformador de PoderTipos de Bobinados
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�� Fuerzas axial interna:Fuerzas axial interna:CompresiCompresióón BT:n BT: 97 97 kNkNCompresiCompresióón AT:n AT: 138 138 kNkNCompresiCompresióón BTAT:n BTAT: 235 235 kNkN
�� Fuerzas axial para os jugos: 31 Fuerzas axial para os jugos: 31 kNkN
hBT
5c
c
AT
97(F1)
Fax [kN]
BT
AT
138(F2)31 31
4384kN3054kN
F1
F1F2
F2
Fj2 Fj1 Fj2
�� AsimetrAsimetríía axial:a axial: 5 5 mmmm
�� Fuerzas radial:Fuerzas radial:CompresiCompresióón BT:n BT: 3054 3054 kNkNTracciTraccióón AT:n AT: 4384 4384 kNkN
Transformador de PoderFuerzas de Curto Circuito – Asimetría Axial
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SoportabilidadSoportabilidad ComprobadaComprobada
� Reducción de fallas por curto-circuitos� Mais de 120 transf ensayados con suceso desde
1968 no KEMA, CESI, IREQ� 10....1070MVA, 69...550kV, NLTC e OLTC� 1 transformador fabricado en la ABB Brasil � Sincronización fuera de fase (180gr)
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1968 EP 16 130±15%/16.2 13 ON-LOAD OTE-ITALY 1968 31226 7.5 115±5%/12.47-24.94 7.7 OFF-LOAD BPA-USA 1968 PROT. 10 42±13.35%/11 8.1 ON-LOAD ASEA -SWEDEN 1968 300/300/65 400/237/21 11.2 --------- EDF-FRANCE 1969 EP 16 138±15%/10.8-21.6 13 ON-LOAD OTE-ITALY 1969 31371 12 115±5%/12.47-13.8 6.9 OFF-LOAD BPA-USA 1970 34120052 25 20±10%/6.3 11.1 ON-LOAD ENEL-ITALY 1970 525:3 220: 3 /13 4.7 ON-LOAD EDF-FRANCE 1971 58217 16 20±5%/6.3 7.5 OFF-LOAD ENEL-ITALY 1971 20 63/20 12 ON-LOAD EDF-FRANCE 1971 20 93/20 12 ON-LOAD EDF-FRANCE 1972 36 63/20 17 ON-LOAD EDF-FRANCE 1973 6430997 10 33±13.35%/10.5 12 ON-LOAD VASTANFORS-SWEDEN 1973 PLP9059 10/5/5 115±5%/23/13.8 4.7(*)
6.5(**) OFF-LOAD MASSACHUSSET EL.CO-USA
1974 31551 20 150±10%/6.3/(11) 10 ON-LOAD ENEL-ITALY 1976 EP 25 127±15%/10.8-21.6 13 ON-LOAD OTE-ITALY 1976 EP386 25 130±15%/10.8-21.6 13 ON-LOAD OTE-ITALY 1976 55659 25 127±15%/10.8-21.6 13 ON-LOAD OTE-ITALY 1976 TBA PROT. 40 135±15%/23-11.5 12 ON-LOAD ASEA-SWEDEN 1977 31815 55/27.5-27.5 220±15%/20.9-20.9 13 ON-LOAD EURODIF-FRANCE 1977 2K8001 28.2/14.1-14.1 220±10%/6.84-6.84 9.6 ON-LOAD EURODIF-FRANCE 1977 6680406 54/27-27 115±5%/13.8-13.8 8.5(*)
8.8(**) OFF-LOAD IHRE-PANAMA
1977 7321 25 127±15%/16.2 13 ON-LOAD ENEL-ITALY
�� � � � �
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1 9 7 7 2 9 2 3 5 /6 .8 8 .3 O F F -L O A D E D F -F R A N C E 1 9 7 7 1 4 2 4 /1 .4 9 O F F -L O A D E D F -F R A N C E 1 9 7 8 7 3 4 0 4 0 1 2 7 ± 1 5 % /1 6 .2 1 3 O N -L O A D E N E L -IT A L Y 1 9 7 8 3 N 5 0 3 3 2 5 1 5 0 ± 1 2 % /2 1 .6 1 2 .6 O N -L O A D E N E L -IT A L Y 1 9 7 8 3 N 5 0 4 8 2 5 1 2 7 ± 1 5 % /1 0 .8 -2 1 .6 1 2 .4 O N -L O A D E N E L -IT A L Y 1 9 7 8 3 N 5 0 5 5 4 0 1 2 7 ± 1 5 % /1 6 .2 1 3 O N -L O A D E N E L -IT A L Y 1 9 7 8 3 1 8 6 0 1 6 1 5 0 ± 1 2 % /2 1 .6 1 3 O N -L O A D E N E L -IT A L Y 1 9 7 8 3 1 9 2 6 5 0 2 3 0 ± 5 % /6 9 1 0 O F F -L O A D B P A -U S A 1 9 7 8 1 0 5 :3 2 2 5 : 3 /9 3 1 0 O N -L O A D E D F -F R A N C E 1 9 7 8 2 8 2 4 /6 .8 7 .2 O F F -L O A D E D F -F R A N C E 1 9 7 8 2 0 6 3 /2 0 1 2 O N -L O A D E D F -F R A N C E 1 9 7 8 R C S 2 1 6 8 1 2 1 1 5 ± 5 % /1 3 .8 ( 1 2 .4 7 ) 6 .4 O F F -L O A D B P A -U S A 1 9 7 8 6 2 1 3 0 1 0 7 0 :3 /1 0 7 0 :3 /7 3 .
5 :3 (3 9 5 ± 1 5 ): 3 /2 3 0 : 3 / 1 3 1 3 .6 (* )
7 4 .0 (* * ) O F F -L O A D E U R O D IF -F R A N C E
1 9 7 8 6 2 1 7 3 1 6 0 /8 0 /8 0 2 2 0 ± 1 0 % /6 .9 /6 .9 9 .4 (* ) 9 .0 ( * * )
O N -L O A D E U R O D IF -F R A N C E
1 9 7 9 3 1 9 8 8 2 5 1 2 7 ± 1 5 % /1 0 .8 -2 1 .6 1 3 O N -L O A D E N E L -IT A L Y 1 9 7 9 P R T Y P E 2 5 1 2 7 ± 1 5 % /1 6 .2 1 3 O N -L O A D E N E L -IT A L Y 1 9 7 9 V A S 6 5 7 4 1 6 1 1 5 ± 5 % /1 3 (2 6 -5 2 )± 2 0 % 7 .5 O N -L O A D F E D E R A L H W Y A D M . -U S A 1 9 7 9 4 8 /2 4 - 2 4 6 3 /6 .8 -6 .8 4 O F F -L O A D E D F -F R A N C E 1 9 7 9 3 6 9 3 /2 0 1 6 O N -L O A D E D F -F R A N C E 1 9 7 9 6 4 :3 /3 2 :3 /3 2 :3 4 0 0 : 3 /6 .8 /6 .8 7 .1 O F F -L O A D E D F -F R A N C E 1 9 7 9 6 4 /3 2 - 3 2 4 0 0 /6 .8 -6 .8 7 .1 O N -L O A D E D F -F R A N C E 1 9 7 9 5 4 9 7 8 8 2 0 /2 0 /(6 ) 1 1 5 ± 5 % /1 3 .8 /( 6 .6 6 ) 1 0 O N -L O A D C A D A F E - V E N E Z U E L A 1 9 8 0 3 2 0 1 3 4 8 /2 4 - 2 4 2 2 0 ± 2 .5 % /6 .8 - 6 .8 5 O F F -L O A D N E R S A - F R A N C E 1 9 8 0 3 2 0 7 6 4 0 1 2 7 ± 1 5 % /1 6 .2 1 3 O N -L O A D E N E L -IT A L Y 1 9 8 0 4 8 /2 4 - 2 4 2 4 /6 .8 -6 .8 6 .7 O F F -L O A D E D F -F R A N C E 1 9 8 0 6 4 /3 2 - 3 2 4 0 0 /6 .8 -6 .8 7 .1 O F F -L O A D E D F -F R A N C E 1 9 8 1 6 4 9 0 1 4 0 1 5 0 ± 1 5 % /1 0 .8 -2 1 .6 1 3 O N -L O A D O T E - IT A L Y 1 9 8 1 2 I7 2 0 9 9 0 4 0 0 + 9 % -5 % /3 6 6 .8 O N -L O A D J E T -U K 1 9 8 1 R C S 2 4 4 3 1 2 1 3 8 ± 5 % /1 3 .8 4 .1 O F F -L O A D F L O R ID A P O W E R & L IG H T -
U S A 1 9 8 1 1 1 0 -7 3 0 5 4 2 0 1 3 2 ± 1 3 .3 5 % /2 3 1 2 O N -L O A D N V E -N O R W A Y 1 9 8 1 4 0 /2 0 - 2 0 2 0 /6 .3 -6 .3 1 0 O N -L O A D E D F -F R A N C E
��
����������
Transformador de Poder Fuerzas de Curto Circuito
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Compresión Axial Deformación Excesiva Deformación da Saida entre camadas
Transformador de PoderConsecuencia das Fuerzas de Curto Circuito
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Bobinado
Transformador de Poder Analice de los Campos Magnéticos
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Analice Campo MagnAnalice Campo Magnéético 2Dtico 2D
Blindajes Magnéticas
Transformador de Poder Analice de los Campos Magnéticos
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Transformador Retificador - Tiristores80 kA DC (= 2 x 32.66 kA AC) 12 pulsos
Laterales de la Cuba:� Perdidas adicionáis
� Identificación de puntos calientes
� Mapas térmicos
� Optimización de proyecto
Transformador de Poder Analice de los Campos Magnéticos en 3D
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Transformador Ratificador 12 pulsos 65 kA DC (= 2 x 26.536 kA AC)
Termo visión
Simulación 3D
Transformador de Poder Simulación 3D comprobada por Termo visión
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Transformador Elevador 850MVA
Termo visión
Simulación 3D
Transformador de Poder Simulación 3D comprobada por Termo visión
© ABB Group May 30, 2009 | Slide 72
Salidas Bobinados Conexión AT Blindaje Buje
Transformador de Poder Sistema de Aislamiento
© ABB Group May 30, 2009 | Slide 73
Núcleo, Bobinas, Parte Activa por Computadora
Transformador de Poder Construcción de la Parte Activa
© ABB Group May 30, 2009 | Slide 75
LIE= - 6σ LSE=6σ
1σ
2σ
3σ
4σ
5σ
Transformador de Poder Control del Proceso de Fabricación
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� Boxes Six Sigma
� En todos los transformadores fabricados BAUs en Dec. 2001
� Visión visible para clientes del sistema de calidad común, Normas y Procesos
� Pantalla con toque para provisión de métodos de lectura, Normas técnicas y dibujos; las ultimas revisiones siempre disponible en la fabrica
Transformador de Poder Sistema de Calidad
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� Estimular ideas del grupo
� Mejora habilidades de las personas
� Sistemas de revisión del conocimiento
� Aprender trabajos en grupos
� Lenguaje única
Calidad es el nuestro compromisoCalidad es el nuestro compromiso
Transformador de Poder Escuela de Calidad
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� Polímero� Estabilidad térmica alén de 220grC� Excelente desempeño:
� Altas temperaturas en líquidos aislantes� Compatibilidad con tintas, adhesivos, etc� Impregnable por líquido aislante� Estabilidad dimensional� soportabilidad eléctrica� descargas parciales reducidas� no-inflamable
CaracterCaracteríísticassticas
O
CH2OH
H
OH
O
HH
OHHO
H H
CH2OH
H
OH
OH
H
OH HH
O
Nomex ®
Celulose
Transformador de Poder Aislante de Alta Temperatura - NOMEX®
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Angle Ringsand Caps
Support Washers
Static Rings
Cylinders
ConductorInsulation
Axial & RadialSpacers
CALENDERED KRAFT BOARD
NOMEX® board T-993
NOMEX® paper T-410
NOMEX® board T-994 T-993
CALENDEREDKRAFT BOARD
OR KRAFT BOARD
PRECOMPRESSED KRAFT BOARD
Clamping Rings, Blocks
Transformador de Poder Aislante de Alta Temperatura - NOMEX®
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Fabricado con aislante hibrido - NOMEX® ( Peso Total 320t)
3Ø, 300MVA, 230/138x138/13,8kV
Transformador de Poder Aislante de Alta Temperatura - NOMEX®
© ABB Group May 30, 2009 | Slide 84
TEC. Simple, Económico y Inteligente
Transformador de Poder Sistema de Monitoreo – ABB TEC