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Transformadores de tipo secoHiDry72 : altas tensiones y potenciasEcoDry: transformadores eficientes
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© Grupo ABB May 31, 2012 | Diapositiva 2
Transformadores secosAplicaciones
Obras PúblicasHospitalesAeropuertosCentros comercialesEdificios públicosEdificios de oficinasEstadiosEtc.
Industrias especialesMarinaPetróleo y GasIndustria mineraMetros / trenes (SSEE fijas)Energía eólica y solarAplicaciones de rectificaciónAplicaciónes de generaciónEtc.
Transformadores de tipo secoHiDry72: encapsulados al vacío para altas potencias y tensiones
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Transformadores secos72.5 kV
Un desafío técnico
Seguro y ecológico
Técnología de encapsulado de alta fiabilidadLimitada carga calorífica al fuegoNo propaga la llama
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Transformadores secos Principales ventajas
Seguro para las personas y propiedades
Respetuoso con el medio ambiente
Virtualmente libre de mantenimiento
No existe riesgo de incendio
Fácil instalación
Alta resistencia frente a cortocircuitos
Alta capacidad para soportar sobrecargas
Capaz de soportar duras condiciones vibratorias
Apto para zonas húmedas y/o contaminadas
Reducido coste de los trabajos de instalación y de los sistemas antiincendios.
Total Operation Cost beneficioso
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HiDry72
Rango de producto I
Potencias hasta 63 MVA
Tensión primaria hasta 72,5 kV:
325 kV BIL / AC 140 kV según IEC 350 kV BIL / AC 140 kV según IEEE
Tensión secundaria hasta 36 kV:
170 kV BIL / AC70 kV según IEC
Con o sin regulador en carga (OLTC)
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Clases: E2, C2, F1
Descargas parciales: <10 pC
Aislamiento: 155 ºC (F), 180 ºC (H)
AN, ANAF (hasta +30%), AFWF
Temperatura de diseño: 40 ºC
Conexión delta o estrella
Hasta 23 posiciones con regulación de +-18%
Opción, envolvente hasta IP54
HiDry72
Rango de producto II
Potencia
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HiDry72
Los límites
Secos distribuciónTensión
Altas potencias
60 MVA
3.15 MVA
Altas tensiones
40.5 kV 72.5 kV
HiDry72
Ventajas técnicas
Para nuevas instalaciones o reconversiónDiseño similar a los transformadores existentes
Para instalación de interior y exterior
Posibilidad de conectar en paralelo con otros transformadores secos o de aceite
Seguro y respetuoso con el medio ambienteSin líquidos inflamables
Autoextinguibles
Aprox 20 veces menos masa combustible, menos humos
Sin riesgo de explosión
Póliza de seguro reducida
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Respetuoso con el medio ambiente y económicamente rentable
Pérdidas en carga óptimasMenor coste de infraestructuraInstalación sencilla, no requiere trabajos especialesRequerimientos mínimos para la seguridad y la protección de las instalacionesVirtualmente libre de mantenimientoRápida descarga y costes de logística reducidosOpción de bornas en alta tensión
HiDry72
Beneficios para el cliente
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Subestaciones principales en ciudadesSubestaciones secundarias en interior o bajo tierraIndustria, (química, gas y petróleo…)Áreas medioambientalmente sensibles (áreas de tratamiento de agua)Energías renovables (subestaciones de evacuación)Áreas con riesgo de incendios (bosques)
HiDry72
Aplicaciones
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• Las subestaciones compactas de interior se puedenconstruir en áreas urbanas sin límite de espacio.
Coste reducido, menor impacto medioambiental.
Menores pérdidas y mayor seguridad para las personas.
HiDry72
Ejemplo de utilización
Antes Ahora
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Transformadores para altas tensiones y potenciasInstalación sencilla y puesta en servicio rápida
Cliente: CERNSuiza
Cliente: PCS Lanigan
Canadá
Cliente:Planta hidroeléctrica
BasercaEspaña
Cliente: Metro BarcelonaEspañá
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Transformadores para altas tensiones y potenciasEficiencia energética
5 km de cable de 24 kV se pueden reemplazar por 1 km de 69 kV.
24 kV cables
Cable de 69 kV
Cables de 24 kV
Ahorro en costes:Los transformadores secos permiten la instalación cercana a las cargas, dentro de los edificios, o puntos de consumo.
Ahorros adicionales:Obra civil.Sistema de protección antiincendios.Puesta en marcha.Mantenimiento anual.
Desarrollo apoyado por “ABB Corporate Research and University “y en colaboración con la Universidad de Zaragoza.
Complementado con simulaciones de campos eléctricos y magnéticos, durante la fabricación de los prototipos.
Transformador seco de 72.5 kVDiseño de alta exigencia técnica
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Transformador seco de 72.5 kVDistribución de la tensión durante el ensayo de impulso
Comportamiento de la distribución de la tensión en el primer disco durante la aplicación del impulso tipo rayo
Valores máximosDistribución de la tensión a lo largo de los discos para 325 kV en ensayo de impulso tipo rayo
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Desarrollo complementado por simulacionesCampo eléctrico
Simulación de la tensión dieléctrica durante ensayo BIL y AC
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Desarrollo complementado por simulacionesCampos magnéticos y corrientes de Foucault
Eddy current losses in structural components?
Campo de dispersión magnética
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…y se está probando más allá de los límites para probar el margen de seguridad previsto
…y confirmado por amplias pruebas experimentalesSuperando los límites de los estándares
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…se complementan ahora con la más alta eficiencia del transformador EcoDry
con pérdidas en vacío un 35% de las de los transformadores secos estándar
rango de producto: 100-1.600 kVA; hasta 36 kVotras características bajo demanda
sin o con todo tipo de cerramientos
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EcoDry es …
… un producto de alta tecnología, basado en más de 2 décadas de evolución continua
… aplicar herramientas de simulación para diseño con pérdidas optimizadas,
… usar los materiales más avanzados y componentes de alta calidad
… siendo uno de ellos el metal amorfo como material del núcleo
… el metal amorfo ha demostrado su fiabilidad en los transformadores de distribución en aceite, estando en servicio durante > 20 años
… son posibles especificaciones desde unos pocos kVA a varios MVA
… utiliza las ideas de diseño básicas probadas de los transformadores convencionales
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Pérdidas en vacío y debidas a la carga en el transformador
Las pérdidas en vacío son producidas por la magnetización del núcleo (histéresis) y por las corrientes parásitas en el núcleo. Aparecen tan pronto el tranformador es energizado.
Las pérdidas debidas a la carga son producidas por pérdidas en los conductores (resistivas y Foucault) – tienen una dependencia cuadrática sobre el factor de carga
Dependiendo del perfil de carga característico relacionado con sus aplicaciones, se deben minimizar las pérdidas en vacío, las pérdidas debidas a la carga, o ambas
al 20% de carga: las pérdidas en vacío son 3-4 veces más importantes que la pérdidas debidas a la carga.
al 80% de carga: la pérdidas debidas a la carga son 3-4 veces más importantes que las pérdidas en vacío
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EcoDry: transformadores de la máxima eficiencia para su aplicación
EcoDryBasic
para carga media/baja, este es frecuentemente el caso de distribución
en Cías eléctricas.
EcoDry99plus
para grandes cargas este es frecuentemente el caso
de las aplicaciones industriales
EcoDryUltra
para carga media o carga con fuertes
variaciones, ej. energías renovables
Caso de referencia 1.000 kVA
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EcoDryBasic
Hasta el 70% menos de pérdidas
En las Cías eléctricas la reducción de las pérdidas en vacío tiene un impacto importante ya que la carga media está, típicamente, a un nivel relativamente bajo debido a consideraciones para la fiabilidad del suministro
EcoDry basic está optimizado para la reducción de las pérdidas en vacío Combina una reducción importante de la pérdida en vacío con un diseño optimizado para la pérdida con carga que permite una reducción de las pérdidas de hasta el 70%
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EcoDry99plus
Fiabilidad demostrada en campo con elevada eficiencia
Enfocado a aplicaciones de uso intensivo.
Reducción de las pérdidas debidas a la carga – eficiencia operativa > 99%
Hasta un 32% menos de consumo de energía.
Posible amortización del primer coste adicional en 1-2 años los ahorros durante la vida del equipo pueden igualar o superar los costes de la inversión.
El incrementeo del coste de la energía y CO2 reducen todavía más el tiempo de amortización.
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EcoDryUltra
La solución definitiva para la reducción de pérdidas en el transformador
Combina las ventajas de EcoDryBasic y EcoDry99plus, minimizando simultáneamente las pérdidas en vacío y carga
El más adecuado para aplicaciones con carga constante y suministro redundante desde 2 transformadores, (ej. bombeo o ventilación)
Para aplicaciones con carga muy variable, en lo concerniente a energías renovables, como energía fotovoltaica y eólica
EcoDry Ultra garantiza la máxima eficiencia de generación minimizando la carga de la red debido a las pérdidas en vacío durante los períodos de sombra o viento en calma
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Comparación de pérdidas
Pérdida en vacío Transformador seco
de 1.000 kVA
0 500 1'000 1'500 2'000 2'500
pérdida en vacío (W)
Norma UE - HD 538 12 kV
pérdida alta 20 kV
pérdida baja 20 kV
EcoDry 20 kV
EcoDry 10 kV
Pérdida con cargaTransformador seco
1.000 kVA
6'000 8'000 10'000pérdida con carga (W)
EcoDry 20 kV
pérdida alta 20 kV
pérdida baja 20 kV
Norma UE HD 538 12 kV
EcoDry 10 kV
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