transformador eficiente
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TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION
EFICIENTES
Departamento Técnico CEA.http://www.trafomix.com
[email protected], [email protected]@ddm.com.pe
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
INTRODUCCION• Selección
• Transformador Eficiente
• Componentes Debido a que el costo de la energía es un factor muy importante en el valor de los productos manufacturados y que tiene relación directa con la competitividad. Las empresas ahora evalúan el costo del funcionamiento de los transformadores y por tanto requieren que estas unidades tengan un excelente rendimiento (pérdidas mínimas)
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
SELECCIÓN DE UN TRANSFORMADOR• Selección
• Transformador Eficiente I.- CONDICION DEL MEDIO AMBIENTE
• Componentes• Grado de Contaminación.
• Variaciones de la Temperatura ambiente (entre el día y la noche).
• Altitud.
• Nivel Isoceraunico.
• Humedad Relativa.
• Atmósfera salina.
• Vientos y arena.
• Vapores ácidos y corrosivos.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
SELECCIÓN DE UN TRANSFORMADOR• Selección
• Transformador Eficiente II.- NATURALEZA DE CARGA
• Componentes • Carga constante.
• Carga variable.
• Carga intermitente.
• Regimenes de sobrecarga.
• Cargas no lineales (Armónicos).
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
SELECCIÓN DE UN TRANSFORMADOR• Selección
• Transformador Eficiente III.- PROTECCION AMBIENTAL
• Componentes• Nivel de Ruido.
• Dieléctricos que no contengan PCB (Bifenilos Policlorinados).
• Riesgo de Incendio.
• Materiales no tóxicos.
• Materiales que no contaminen el Medio Ambiente.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
SELECCIÓN DE UN TRANSFORMADOR• Selección
• Transformador Eficiente IV.- COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
• Componentes• Transformadores con bajas pérdidas.
• Transformadores que no requieran Mantenimiento periódico con interrupción de servicio (Lucro cesante).
• Transformadores para servicio pesado (Heavy Duty).
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Selección
• Transformador Eficiente
Se denominan Transformadores de alta eficiencia a aquellos transformadores que tienen perdidas muy por debajo de los convencionales.
La eficiencia de un Transformador depende de su dimensionamiento y de la calidad de los materiales utilizados en su fabricación.
Los transformadores de mayor rendimiento tienen Núcleos fabricados con Acero al Silicio de Bajas Pérdidas con las Bobinas de Cobre o Núcleos de Acero Amorfo con Devanados de Cobre.
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Selección
• Transformador Eficiente
Las Bobinas de Cobre tienen resistencia más baja por área transversal que las Bobinas de Aluminio, lo que hace que las pérdidas por efecto Joule disminuyan (I2xR); asimismo las Bobinas de Cobre requieren Núcleos más pequeños que producen pérdidas sin carga más bajas y ofrecen mayor confiabilidad.
La reducción de las pérdidas sin carga de los transformadores en los últimos 30 años es del orden del 60%. Esta reducción se ha logrado debido a:
•Mejor calidad del Acero silicio (menor W/Kg. y VA/Kg.)
•Mejoramiento del corte de laminaciones.
•Mejoramiento del apilamiento de la chapas.
•Usando modelos mejorados por computadora.
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Selección
• Transformador Eficiente
Los transformadores de mayor eficiencia con Núcleos hechos de Acero Amorfo tienen Pérdidas sin carga del orden del 75% que los de Núcleo de Acero Silicio.
La reducción de las pérdidas sin carga también se logra usando laminaciones más finas y usando empalmes de paso traslapado, esto reduce la resistencia entre las laminaciones disminuyendo así las pérdidas por Foucault.
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
CEA ha desarrollado una línea llamada Los Transformadores Eficientes los que tienen características muy especiales, las cuales le dan un valor agregado al Transformador.
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
�Alta Calidad: M2H
�Espesor de Lamina 0.27mm.
�Grano Orientado
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
COMPONENTES INTERNOS:
- NUCLEO DEL TRANSFORMADOR• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas �Corte 45° y Apilamiento
traslapado.
�Diseño compacto de mínimas pérdidas.• Cuadros Comp.
• Costos del transformador
�Impregnado de Araldit para reducir el nivel de Ruido.
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA• Selección
• Transformador Eficiente
COMPONENTES INTERNOS:
- BOBINAS DEL TRANSFORMADOR• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
�Cu de alta pureza 99.9%
�Aislamiento de Pletina con Papel Kraft.
�Aislamiento de alambre doble esmaltado. Clase H
�Alta resistencia mecánica.
�Puede ser Pletina Cuadrada o Alambre.
�Certificado ISO 9000
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
COMPONENTES INTERNOS:
- AISLAMIENTO SÓLIDO• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
�Papel Presphan, Crepe
�Buenas propiedades mecánicas.
�Clase de Aislamiento Ao 105°C
�Certificado ISO 9000.
�Excelente resistencia dieléctrica.• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA• Selección
• Transformador Eficiente
COMPONENTES INTERNOS:
- AISLAMIENTO LIQUIDO: ACEITE MINERAL• Componentes
�Alta rigidez dieléctrica:
�Baja Viscosidad.
�Buena Transferencia Térmica.
�Densidad relativa 0.84
�Libre de PCB (EPA 2002 40CFR761)
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
COMPONENTES INTERNOS:
- AISLAMIENTO LIQUIDO: FLUIDO DE SILICONA • Componentes
�Fluido 561 Dow Corning.
�Naturalmente Biodegradable.
�Alto punto de Inflamabilidad 370°C.
�Cero Contenido de PCB
�Excelente Estabilidad Térmica.
�Clase de Aislamiento 220°C.
�Reciclable.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
- VALORES TIPICOS DE LOS FLUIDOS AISLANTES
• Dieléctricas
• Rigidez Dieléctrica ASTM D 877 60 Hz ( KV)
• Factor de Disipación
ASTM D 924 a 100°C
• PROPIEDADES
• Térmicas
• Punto de Congelamiento ASTM D97 °C
0.009
Aceite Mineral
- 40
0.0015
Fluido 561
- 50
• Componentes
• Cuadros Comp.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
30 35
0.00010.0004ASTM D 924 a 25°C
• Costos del transformador
0.000360.00029• Conduct.Térm. ASTM D 2717 Cal/seg.cm2.°C/cm
0.3600.393• Calor Específico ASTM D 2766 Cal/gm/°C 25°C • Conclusiones
0.001040.00076• Coeficiente de Expansión ASTM D 1903 cc/cc/°C• Nuevos Productos
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
• Físicas
• Gravedad Específica ASTM D 1298 a 25°C
• Punto de Gasificación ASTM D 92 °C
• PROPIEDADES
• Punto de Encendido ASTM D 92 °C
150
Aceite Mineral
160
Fluido 561 • Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
- VALORES TIPICOS DE LOS FLUIDOS AISLANTES
0.875-0.91 0.951-0.964
40 20.8• Tensión Interfacial ASTM D 971 dina/cm
5035• Contenido de humedad ASTM D 1533 ppm
268
371
• Cuadros Comp. • Tasa de Liberación de Calor KW/m2• Costos del transformador
53906Convectivo
661Radiactivo 25• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
COMPONENTES EXTERNOS:
- TANQUE Y RADIADORES • Componentes
�Nuevo diseño con mínimas uniones soldadas.
�Planchas de Acero Laminado en Frió.
�Pintura base de Zincromato Epóxico y Acabado con Esmalte Epóxico:170 micras.
�Decapado con sistema de Arenado en Alta Presión.
�Certificado de Prueba de Corrosión.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
COMPONENTES EXTERNOS:
- TANQUE Y RADIADORES • Componentes
�Radiadores de Alta capacidad de disipación.
�Radiadores de paneles: Marangoni-Brasil.
�Pruebas de Hermetismo.
�Pintura Base Anticorrosivo.
�Banco de Radiadores: Perú.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
COMPONENTES EXTERNOS:
- AISLADORES DE SILICONA • Componentes
�Aisladores de compósite.
�Manga aislante de silicona.
�Nivel de Contaminación Clase IV IEC 815.
�Larga Línea de Fuga.
�Mínimo mantenimiento.
�Ideal para ambiente salinos.
�Antivandálicos.
�Excelente control de Tracking.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
�Hidrofobicidad Clase HC 1• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
COMPONENTES EXTERNOS:
- ACCESORIOS • Componentes
�Válvula de seguridad de Bronce de 25 y 50 KPA.
�Conmutador de Tomas de AT.
�Válvula de vaciado.
�Perno de puesta a tierra de Acero Inox.
�Etiquetas de seguridad.
�Tapón de llenado con resorte.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
�Indicador de Nivel de Aceite.• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
NORMAS DE FABRICACION
Los Transformadores de Distribución Eficientes CEA cumplen segúnsea el caso con los requisitos, valores y procedimientos prescritos con las Normas Internacionales y Nacionales indicadas:
• Componentes
• Transformador Eficiente CEA
�ITINTEC 370.002 :Diseño, Fabricación y Prueba de Transformadores
�IEC 60076-1 :Power Transformer Part 1-General
�IEC 60076-2 :Power Transformer Part 2-Temperature rise
�IEC 60076-3 :Power Transformer Part 3-Insulation level and dielectric test
�IEC 60296 :Specification for unused mineral insulating oils for transformerand switchgear
�IEC 60354 :Loading guide for oil-inmersed power transformers
�IEC 60815 :Guide for the selection of insulators in respect of pollutedconditions
�ANSI C57.12 :General requirements for liquid-immersed distribution, powerand regulating transformers
�ANSI C57.91 :Guide for loading mineral oil immersed overhead and padmounted distribution transformer
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Influencia de los Armónicos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
CARACTERISTICAS DE DESEMPEÑO:
- PERDIDAS • Componentes
Comparado con otros transformadores el Transformador eficiente CEA ofrece pérdidas muy bajas.
Estas pérdidas provocan un calentamiento del Transformador, estableciendo las Normas Internacionales la elevación máxima de temperatura, considerando que la temperatura ambiente sea menor a 40°C y la media diaria no sea superior a 30°C. Para estas condiciones , los límites de elevación de temperatura ofrecidos son:
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
CEA IEC76 ANSI C57
�Media de los Arrollamientos: 55°C 65°C 65°C(*) 55ºC
�Superior del Aceite: 45°C 55°C 55°C(*) 45ºC
(*) con papel mejorado (UP GRADE)
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
CARACTERISTICAS DE DESEMPEÑO:
- PERDIDAS EN LOS ARROLLAMIENTOS • Componentes
• Transformador Eficiente CEA
�PERDIDAS JOULE:
Son las pérdidas que surgen cuando un conductor conduce una corriente; estas pérdidas son representadas por I2.R y dependen de la carga aplicada al Transformador y de la resistencia del bobinado.
�PERDIDAS ADICIONALES:Son pérdidas ocasionadas por las corrientes parásitas, inducidas en los conductores de las bobinas o en las partes metálicas por el flujo de dispersión.• Cuadros Comp.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Influencia de los Armónicos
• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
CARACTERISTICAS DE DESEMPEÑO:
- RENDIMIENTO • Componentes
Es la relación entre la potencia activa entregada y la potencia activa recibida, generalmente expresado en porcentaje.• Características
de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida η= 100 � Pt . 100P + Pt
η= 1 � Po + b2 . Pcb . Sn.cosØ + Po + b2 . Pc
x 100 (%)• Influencia de Sobrecargas
b = Factor de carga =P / Pnη= rendimiento en %
Sn = Pot. Nominal (KVA)Pt = Pérdidas totales en KW• Cuadros Comp.Pc = Pérdidas en Carga (KW)• Costos del
transformadorP = Pot. Activa del Transf. en KW
Po = Pérdidas en Vacío (KW)CosØ = Factor de Potencia de la carga• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA• Selección
• Transformador Eficiente
CARACTERISTICAS DE DESEMPEÑO:• Componentes
Potencia
(KVA)En Vacío
(W)
En Carga
(W)
Totales
(W)
Vcc a 75°C
(%)
15 120 245 365
325 160 420 580
37.5 180 620 800
50 240 750 990
75 315 1010 1325
100 380 1330 1710
125 385 1700 2085
160 460 2060 2520
4
Eficiencia
(η)• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
97.22
97.34
97.55
97.72
97.96
98.03
98.08
98.18
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
3.5
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones* El cuadro de pérdidas en 10KV.
* El CosØ = 0.85 y b = 1• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA• Selección
• Transformador Eficiente CURVA CARACTERISTICA DE 75KVA
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
100 %
97.5 %
95 %
21.61.20.80.40.320
KW
I%
COSØ=1
COSØ=0.9
COSØ=0.8
98.5 %
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
SOBRECALENTAMIENTO DEL ACEITE
10
20
30
40
50
60
70
15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345
t (min)
DT
ac-a
mb
(°C) Sobre Elevación de Temperatura:
Superior del aceite: 43ºCMedia Arrollamiento: 49ºC Delta según Norma: 13ºCDel Punto Caliente: 62ºC
ªC
50
45
40
35
30
25
20
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente - CURVA DE CALENTAMIENTO 75KVA
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• IntroducciónTRANSFORMADOR EFICIENTE CEA
• Selección
• Transformador Eficiente
CARACTERISTICAS DE DESEMPEÑO:
- MODELO DE DISTRIBUCION DE TEMPERATURALa guía IEC-354 propone el modelo matemático para juzgar las consecuencias de variaciones cíclicas de la carga para distintos valores de temperatura del medio refrigerante, y permiten estimar las sobre temperaturas transitorias, refiriéndose principalmente a la temperatura del punto caliente. Las formulas utilizadas se basan en las siguientes hipótesis:
-La temperatura del aceite de los canales axiales de los arrollamientos se incrementan linealmente desde la parte inferior a la superior.
-La sobre elevación de temperatura del devanado respecto del aceite independientemente de su posición es constante.
-La sobre elevación de temperatura del punto caliente es más alta que la sobre elevación de temperatura del devanado en su parte superior.
Para considerar la diferencia entre la temperatura del punto caliente y el aceite en la parte superior del devanado, se debe multiplicar la diferencia de temperatura entre el devanado medio y el aceite medio por un coeficiente H
Donde H varia entre:1.1-1.5 (1.1 para transformadores de distribución)
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE CEA • Selección
• Transformador Eficiente
CARACTERISTICAS DE DESEMPEÑO:
- MODELO DE DISTRIBUCION DE TEMPERATURA• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• IntroducciónTRANSFORMADOR EFICIENTE
• Selección
EXPECTATIVA DE VIDA DE LOS TRANSFORMADORES• Transformador Eficiente
Vida del aislamiento del Transformador.-Es el tiempo que transcurre entre el aislamiento cuando nuevo y el aislamiento cuando ha perdido sus propiedades dieléctricas y mecánicas.
Factor de aceleración de envejecimiento.- Es el grado en que el envejecimiento del aislamiento del Transformador es acelerado con respecto a un envejecimiento a una temperatura del punto caliente de 98ºC (IEC-60354).
Grado relativo del consumo de vida.- Se obtiene de la relación entre la vida del aislamiento a una temperatura dada, comparada con la vida normal del aislamiento a una temperatura del P.C. de 98º C (IEC-60354)
θc Grado relativo θc Grado relativo80 0.125 104 2.086 0.25 110 4.092 0.5 116 8.098 1.0 122 16.0
134 64.0140 128.0
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• IntroducciónTRANSFORMADOR EFICIENTE
• Selección
EXPECTATIVA DE VIDA DE LOS TRANSFORMADORES• Transformador Eficiente
La vida de un Transformador esta ligada a la vida de sus aislamientos sólidos por lo que el envejecimiento o deterioro de estos aislamientos determinan la expectativa de vida de un Transformador.
El deterioro de los aislamientos esta en función del tiempo, de la temperatura, del contenido de humedad y el contenido de oxigeno.Con los sistemas modernos se puede minimizar las concentracionesde humedad y oxigeno, quedando la temperatura del aislamiento como factor determinante.
Según C57.91. La expectativa de vida de un Transformador (vida de calculada del aislamiento) es función de la temperatura absoluta del punto más caliente, la misma que no contempla otros factores:
Log10 Life(h)= A+ B/T ;
A y B: son Ctes. de los sistemas de aislamiento (55ºC y 65ºC)
T= Tp.c.+273
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Introducción
• Selección
CURVA DE EXPECTATIVA DE VIDA ANSI C57.91• Transformador Eficiente
1E2
1E3
1E4
1E5
1E6
Exp
ecta
tiva
de V
ida
(Hor
as)
Año
s
80 100 120 140 160 180 200 220 240 Temperatura Hottest-spot (ºC)
Sistem
a de A
islam
iento
65ºC
LOG 10
VIDA(H
r)
Sistem
a de A
islam
iento
55ºC
LOG 10
VIDA(H
r)
100
1000
2000
10000
5000
500 000
200 000
100 000
20 00030 000
50 000
5020
10
52
1
0.1
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Introducción
• SelecciónSOBRECARGA DE TRANSFORMADORES
Los Transformadores operan generalmente con un ciclo de carga que se repite cada 24 horas. Un ciclo de carga normal típico como el que se presenta, consiste en fluctuaciones a lo largo del día.
La expectativa de vida de un Transformador es la referencia convencional que considera un funcionamiento continuo con su carga nominal, un medio ambiente a una temperatura dada y con una sobre elevación de temperatura del punto caliente según la norma con que se analice
Ambiente Pto. Caliente
IEC-354 20ºC 98ºC
ANSI C57.91 30ºC 65ºC-85ºC (*) (*)UP GRADE
• Transformador Eficiente
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Introducción
• SelecciónSOBRECARGA DE TRANSFORMADORES• Transformador
Eficiente En esta condición de funcionamiento el valor de la temperatura del punto caliente excede los 98°C (95-110)°C adoptado por la guía IEC354 (ANSI57.12) para Transformadores de Distribución, por lo tanto debe esperarse una reducción en el ciclo de vida.
También para sobrecarga se recomienda no superar ciertos limites de corriente y temperaturas de del punto caliente y del aceite en la capa superior. De acuerdo con el ciclo de carga diario del Transformador las normas IEC y ANSI proponen curvas de consumo de vida normal,lo que permiten determinar valor pico de carga con una determinada carga inicial.
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
Limites máximos de temperatura con sobrecarga IEC-354Emergencia
corta duraciónCiclica Normal
• Cuadros Comp. Corriente (pu) 1.5 1.8• Costos del transformador
Punto Caliente y partes metalicas en contacto con aislantes
140°C =<140°CPara un ciclo normal el valor de sobrecarga no debe sobrepasar el 50%(1.5)
• ConclusionesAceite capa superior 105°C 115°C
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Introducción
• SelecciónSOBRECARGA DE TRANSFORMADORES• Transformador
Eficiente La sobre carga y/o el funcionamiento con temperaturas ambientes más altas, introduce un grado de riesgo y un envejecimiento acelerado. La guía IEC 354 propone la siguiente formula en función de la temperatura del punto caliente para calcular el consumo de vida de hora en hora.
• Componentes
0.01
0.1
1
10
100
Con
sum
o de
vid
a po
r dia
55 70 85 100 115 130 145 Temperatura Hottest-spot (ºC)
GRADO RELATIVO DE CONSUMO DE VIDA
T(Hr/d
ía) =
10(98
� θ)/1
9,93
0.01
0.030.05
0.10.20.30.5
1.0
2.0
5.0
1020
50
100• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Introducción
• SelecciónSOBRECARGA DE TRANSFORMADORES• Transformador
Eficiente Para evaluar el consumo de vida del transformador, veamos el siguiente ejemplo:
Tiempo Op. Temp. Pto cal. Grado relativo Consumo de vida
(Horas) θ(°C) Curva(T) (Horas equiv.)
0 - 17 Hr 92°C 0.49 8.33 Hr.
17 - 20 Hr 105°C 2.24 6.72 Hr.
20 - 24 Hr 98°C 1.00 4.00 Hr.
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas 24 Hr 19.05 Hr
Esto quiere decir que para un servicio de 24 horas del Transformador en estas condiciones; este habrá consumido 19.05 horas de su expectativa de vida.
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
ARMONICOS� Es el término común utilizado para describir el resultado de cargas no lineales las cuales requieren corrientes no senoidales para operar, es un efecto en la forma de onda de Tensión de Alimentación.� Componente del arco de voltaje sinusoidal que es un múltiplo de la frecuencia fundamental.
• Transformador Eficiente
• Componentes
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Introducción
• SelecciónINFLUENCIA DE LOS ARMONICOS EN EL TRANSFORMADOR
• Transformador Eficiente
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Introducción
• SelecciónINFLUENCIA DE LOS ARMONICOS EN EL TRANSFORMADOR
Los Armónicos influyen fundamentalmente en los Transformadores reductores de baja tensión debido a las cargas electrónicas monofásicas que alimentan, en media tensión el transformador se comporta como un filtro pasa bajos teniendo armónicos de baja frecuencia en su carga.El efecto causado en los Transformadores es:� Las corrientes armónicas debido a su alta frecuencia, incrementa las perdidas magnéticas del núcleo, perdidas Eddy Current, aumenta el efecto Pelicular en los devanados.�Las corrientes armónicas de orden 3 circulan en el delta de los devanados, aumentando su resistividad y reduciendo la capacidad de carga efectiva.
Calculo del Factor K
2hh
1h
2hhIK
max
∑==
=
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Introducción
• SelecciónINFLUENCIA DE LOS ARMONICOS EN EL TRANSFORMADOR• Transformador
Eficiente
Los transformadores eficientes CEA tienen una capacidad mayor frente a los armónicos que los Transformadores convencionales:
�Mayor capacidad de asumir el calentamiento producido por los armónicos en los devanados debido a sus bajas perdidas.�El efecto Pelicular menor por la cantidad de platina en paraleloobteniendo mayor perímetro conductor.�Calentamiento del núcleo menor por la calidad Fe-Si y densidad de flujo usados en el diseño.�Los transformadores eficientes CEA tienen un factor K-7, ideales para aplicaciones en media tensión.
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Selección
• Transformador Eficiente
CUADRO
COMPARATIVO• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
Características Transformador Convencional
Transformador CEA• Exp. de Vida
Peso 385 Kg.
Rendimiento 97.96
Exp. de Vida 60 Años
Capacidad de Sobrecarga
Superior
430 Kg.
97
20.5 Años
Según Norma
• Influencia de Sobrecargas Volumen 760x650x990mm. 850x690x1150mm.
θ pto. caliente 85 ºC 95 ºC
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
Factor K K-7 No tiene• ConclusionesFluido Silicona/ Aceite Aceite Mineral
• Nuevos Productos
Aisladores Poliméricos Porcelana
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Selección
• Transformador Eficiente
COSTOS DEL TRANSFORMADOR• Componentes
El análisis del costo del Transformador no debe basarse solo al costo inicial, ya que un transformador tiene un periodo típico de funcionamiento entre 25-30 años.
El costo de un transformador debe evaluarse de acuerdo al ciclo de vida del mismo, lo que se denomina ANALISIS DEL COSTO DEL CICLO DE VIDA.
Este método no solo abarca el costo inicial de compra sino los gastos de explotación del Transformador, siendo este método el adecuadopara poder comparar diferentes tipos de transformadores.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Selección
• Transformador Eficiente
COSTOS DEL TRANSFORMADOR DE MANT. Y OP.
• Componentes
0 5 10 15 20 25 30 años
Costos Mant. / Oper.
Cambio de Aceite y Tratamiento Térmico.
Mant. de Aisladores :$7.22
Mant. de Subestacion : $20
Cambio de aceite y T. T.: $600
Traf. EconómicoTraf. EstandarTraf. CEA/AceiteTraf. CEA/SiliconaTraf. Alta Eficiencia
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Selección
• Transformador Eficiente
COSTOS DEL TRANSFORMADOR CONSIDERANDO SU NIVEL DE PERDIDAS
• Componentes
Este costo es inherente a todo transformador y son menores cuando la eficiencia es mayor.
Estas también dependen de la cantidad de carga y del tiempo de operaciòn del transformador.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas Costo de Energía : 0.045$/KW-h
Costo de Potencia : 7.25$/KW-mes
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Selección
• Transformador Eficiente
ANALISIS DE COSTOS EN 30 Años Interés anual del 10%
Potencia
(KVA)
Transformador
Económico
Transformador Transformador
Estandar CEA-Aceite
Transformador
CEA-Silicona
Transformador• ComponentesAlta Eficiencia
Pfe 350
Pcu 1780
Ptotal 2130
Eficiencia 97.28
Costo Inicial $ 1550
Costo anual $ 951
8965
Costo de Cambio de fluido $
5593
Costo Op./mant30años $
Costo total del Transformador $ 16018
320
1650
1970
97.44
1700
881
8309
2506
12515
315
1010
1325
98.27
1850
604
5692
3336
10878
315
1010
1325
98.27
2450
604
5692
209
8350
180
990
990
98.45
2250
534
5034
3336
10619
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Selección
• Transformador Eficiente
ANALISIS DE COSTOS
0
2
4
6
8
10
12
14
16 Th
ousa
nds
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30$1550$1700$1850$2250$2450
$16018
$12512
$10878
$10619
$8350
Transform
ador Económico
Transformador Estandar
Transformador CEA-aceite
Transformador Alta Eficiencia
Transformador CEA-silicona
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Selección
• Transformador Eficiente
ANALISIS DE COSTOS
Potencia
(KVA)
Transformador
Económico
Costo Inicial $ 1550
Ahorro real del Transformador $
Transformador Transformador
Estandar CEA-Aceite
Transformador
CEA-Silicona
Transformador• ComponentesAlta Eficiencia
1700
3503
1850
5140
2450
7668
2250
5399
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
150 300 900 700Ahorro Falso Inicial $• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
Costo total del Transformador $ 16018 12515 10878 8350 10619
• Cuadros Comp. 47.8%• Costos del transformador
33.7%32%Porcentaje de Ahorro del Transformador
21.9%• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Selección
• Transformador Eficiente
CONCLUSIONES
• Componentes
• Transformador Eficiente CEA
�La adquisición de un transformador no solo debe considerar el precio inicial del Transformador.
�Un transformador de mayor rendimiento tiene mayor costo inicial pero tiene un costo al final de su periodo de operación inferior, debido al menor gasto de operación y mantenimiento.
�Los transformadores con un costo de operación bajo trabajan con un calentamiento menor. Siendo la temperatura el principal factor en la reducción de vida del transformador, se espera que estos tengan un periodo de vida mayor y probabilidad de falla más baja.• Cuadros Comp.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Influencia de los Armónicos
• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Selección
• Transformador Eficiente
CONCLUSIONES
• Componentes
• Transformador Eficiente CEA
�Los transformadores de alta eficiencia tiene menor peso y volumen que los convencionales.
�Un beneficio ambiental es que se obtiene una reducción en la emisión de gases CO2, producido por los aislamientos sólidos y conductores sometidos a sobrecargas.
�Mayor capacidad frente a las sobrecargas, sin sobrepasar los limites de temperatura en el Punto más caliente.
�Eliminación de la producción de gases internos en los bushingde porcelana generados por sobrecargas muy altas o continuas con la utilización de aisladores poliméricos.• Cuadros Comp.
• Costos del transformador
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Influencia de los Armónicos
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Introducción
TRANSFORMADOR EFICIENTE • Selección
• Transformador Eficiente
CONCLUSIONES
• Componentes
• Transformador Eficiente CEA
�Expectativa de vida teórica mayor 60 años (53000 Hr) vs. Los convencionales con 20.5(18 000Hr).
�Aptos para trabajar con cargas armónicas con un factor K-7 frente a los convencionales dimensionadas para trabajar con estas cargas.
�Ventajas adicionales de los Transformadores CEA, son el uso de Aisladores poliméricos y el Fluido de Silicona con cuyo concurso aumentan su capacidad de sobrecarga y su idoneidad para trabajar en ambientes muy hostiles.
• Cuadros Comp.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Influencia de los Armónicos
• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• IntroducciónNUEVOS PRODUCTOS• Selección
• Transformador Eficiente TRANSFORMADOR ECOLOGICO
•Diseño compacto.• Componentes
•Fluido de silicona 561.
•Desempeño superior en zonas alta polución.
•Clase H(180º C)
•Mayor Capacidad de Sobrecarga continua.
•Aisladores Poliméricos con larga línea de fuga.
•Expectativa de vida superior.
•Mantenimiento mínimo.
•Ideal para trabajar con alto contenido de armónicos.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
•Desempeño superior en zonas alta polución.
•Mayor resistencia contra sobretensiones y Corto circuitos.
•Eficaz para realizar balances de energía.
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• IntroducciónTRANSFORMADOR DE MEDICION COMBINADO
TRAFOMIX PARA SERVICIO PESADO
(HEAVY DUTY)
• Selección
• Transformador Eficiente
•Transformador de medición compacto.• Componentes
•Instalación simple.
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
•Clase de precisión garantizada en las tres fases.
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
•Diseño compacto y Flexible.
•Probabilidad de conexión errónea nula.
•Costo unitario y de instalación menores.
•Mantenimiento mínimo.• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• IntroducciónTRANSFORMADOR DE DISTRIBUCION CON
MEDICION INTEGRADA: TDMI• Selección
• Transformador Eficiente
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp. •Transformador de Potencial desmontable.• Costos del
transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción MINITRANSFORMADOR CON MEDICION INTEGRADA: T1DMS• Selección
• Transformador Eficiente
•Transformador Distribución encapsulado en silicona.
•Uso exterior, superior en zonas alta polución.
•Potencias menores a 3 KVA.
•Diseño compacto.
•Larga línea de fuga.
•Mínimo mantenimiento.
•Bajo costo.
•Resistencia a los rayos UV.
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
•Hidrofobicidad a lo largo de su vida útil.
•Excelente control de la Corriente de fuga.
•Buena resistencia contra Sobretensiones y Efectos Electrodinàmicos.
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción TRANSFORMADOR DE MEDICION DE CORRIENTE Y TENSION ENCAPSULADOS EN SILICONA PARA USO
EXTERIOR• Selección
• Transformador Eficiente
•Transformador de medición y/o protección.• Componentes
•Instalación simple.• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
•Clase de precisión garantizada.• Exp. de Vida •Tensión de operación hasta 36KV.• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• Introducción REACTANCIAS CON NUCLEO DE HIERRO Y AIRE PARA MEDIA TENSION• Selección
• Transformador Eficiente
•Reactancias de Amortiguamiento de Corrientes de Inserción de Bancos de Condensadores.
•Reactancias de Puesta a Tierra.
•Filtros de Armónicos.
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos
• Influencia de los Armónicos
• Transformador Eficiente CEA
• IntroducciónTRANSFORMADORES-K TIPO SECOS DE BAJA
TENSION• Selección
• Transformador Eficiente
•Transformador diseñados para cargas no lineales.
•Atenuación del ruido a altas frecuencias mediante una Pantalla Faraday.
•Perdidas mínimas.
• Componentes
• Características de Desempeño
• Normas de Fabricación
• Exp. de Vida
• Influencia de Sobrecargas
•Capacidad mayor que los secos convencionales.
•Uso exterior con cajuela de protección IP66, NEMA 4R.
•Uso Interior con cajuela de protección IP53, NEMA 3R.
• Cuadros Comp.• Costos del transformador
• Conclusiones
• Nuevos Productos