TBB Brasil. Tecnologias de Transformadores. Secos Encapsulados

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1 TBB Brasil Tecnologias de Transformadores Secos Encapsulados

2 SCHNEIDER ELECTRIC Brasil domina y aplica dos tecnologias de produción de bobinas encapsuladas en resina epoxi para transformadores secos hasta 36kV: - Encapsulamento REFORZADO en RESINA + FIBRA DE VIDRIO CONTINUA / REINFORCED COIL (RESIGLAS ) - Bobina MOLDEADA bajo vacío / CAST COIL Estos procesos son aplicados para produción de bobinados primarios o secondarios, con voltage superior a 2300V.

3 Transformadores Secos Bobinas Encapsuladas en resina epóxica Mediante proceso reforzado de fibra de Vidrio Medium Voltage Bajo Vacío up to 10MVA 24kV Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 3

4 VENTAJAS Transformadores Secos

5 Ventajas del Uso de Transformadores Secos Seguridad Son seguros, confiables, eficientes y amigables con la naturaleza. No se queman y ante un incendio externo, se auto-extinguen. Sin humos tóxicos. No hay riesgo de explosión. Se pueden instalar incluso en los techos o entre pisos en un edificio Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 5

6 Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 6

7 Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 7

8 Ventajas del Uso de Transformadores Secos Retorno de la inversión No requieren grandes mantenimientos, son resistentes a la corrosión y la humedad. Tienen menores dimensiones y pesos. No requieren fosos de contención de fluidos y construcciones civiles especiales ( muros y puertas corta fuego, etc.. ) Redución de costos de seguros Reducción de costos con cables de baja tensión instalación y pérdidas en la Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 8

9 Ventajas del Uso de Transformadores Secos Agregando ventilación forzada se puede aumentar la potencia hasta un 40%. Alternativa con pérdidas reducidas por lo que el retorno de la inversión se realizará en menor tiempo y ahorran energía. Posibilidad de ensamblar o reemplazar bobinados en el sítio. Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 9

10 Comparación entre Costos de Mantenimiento y Seguro Transformador SECO x ACEITE Tipo Precio Inicial del Transformador Precio del transformador 5 Anos Precio del transformador 10 Anos USD USD Transformador Seco USD ,00 USD , ,00 Transformador Aceite USD ,00 USD , ,13 Diferencia 31,82% -5,30% -23,84% Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 10

11 COST-SAVING and SAFETY Ventajas del Uso de Transformadores Secos Un accesorio = RELE DE MONITOREO DE TEMPERATURA No requieren accesorios o tareas como: Tratamiento de aceites, Indicadores de nivel de aceite, relay Buchholz, Válvula de sobrepresión, Válvula mecánica de seguridad, Válvulas de drenaje, Válvulas para tratamiento aceite, Válvula de vacío, Tanque de expansión o radiadores. Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 11

12 Accesorios : VENTILACION FORZADA ( OPCIONAL ) Con ventilación forzada la potencia puede aumentar hasta 40% Se puede usar también como protección para sobrecarga. Se usa un relé de protección temperatura Se incorpora también un transformador de SSAA para el voltaje del relé Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 12

13 TECNOLOGIAS Transformadores Secos

14 TRIHAL MOLDEADO EN VACÍO Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 14

15 Transformadores Secos Encapsulados Clasificación C3(-50 C), E3 (95% humedad),f1 Autoextingible 5 años garantía Certificación Sísmica Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 15

16 Climatic Environmental Classification IEC Standard Climate: C1 Lowest ambient temperatures: Operation 5 C Storage and transport - 25 C C2 Lowest ambient temperatures: Operation 25 C Storage / Transport at 25 C C3* Lowest ambient temperatures: Operation 50 C Storage / Transport at 50 C Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 16

17 Climatic Environmental Classification IEC Standard Environment: E0 E1 Normal indoor installation, no condensation, no considerable pollution Limited pollution, occasional condensation (e.g. off circuit periods) E2 Heavy pollution, frequent condensation - HR up to 93% E3 Heavy pollution, frequent condensation - HR up to 95% Wind application (IEC ) Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 17

18 Fire Classification IEC Standard Fire: F0 F1 No special requirements except typical characteristics for dry type transformers Increased demands All materials practically free of halogens. Limited formation of fumes Limited contribution with calorific energy to the source of fire Self extinguishing transformer fire Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 18

19 Technologies La tecnologia del Transformador (CAST COIL / BOBINA MOLDEADA) es recomendada para instalaciones comerciales/industriales con cargas y condiciones ambientales standard. La bobina de alta voltage moldada consiste en uno encapusulamiento con resina epoxi CLASE F en ambiente bajo vacío, con adición de endurecedor y mineral que forman un bloque único de material aislante. Los conductores típicamente utilizados son laminas de alumínio. Para el proceso es necesario el uso de moldes de tamaño exacto para cada transformador que será producido. Normalmente no es aplicado cobre a esto tipo de bobinado. Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 19

20 Tecnología Alambrado AT en un sólo bloque Bobinado de AT en producción Una Capa de Bobina BT Bobina AT antes del encapsulado Estación de Encapsulado Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 20

21 Certificación F1 VIDEO CERTIFICACION F1 Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 21

22 Certificación Sísmica VIDEO CERTIFICACION SISMICA Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 22

23 Certificación Ambiental C2 VIDEO CERTIFICACION C2 Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 23

24 RESIGLAS SISTEMA REFORZADO DE ENCAPSULAMIENTO EN EPOXI CON FIBRA DE VIDRIO CONTINUA Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 24

25 TRANSFORMADOR (RESIGLAS ) ENCAPSULAMIENTO en RESINA EPOXI REFORZADO CON FIBRA DE VIDRIO CONTINUA para aplicaciones especiales. CARGAS CON ELEVADO CONTENIDO DE ÁRMONICOS DRIVES DE CONTROL DE VELOCIDAD, SISTEMAS DE EXCITACIÓN DE GENERADORES, DATACENTERS, LINEAS DE HOLDADURA INDUSTRIA AUTOMOBILISTICA, GENERACIÓN EÓLICA, ETC Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 25

26 Tecnología RESIGLAS -REFORZADO Dos Capas de Bobinas AT Capas continuas usando fibra de vidrio y resina epoxica Ventajas de la Tecnología : Bobina BT Elevada resistencia térmica para suportar fluctuaciones de carga y variaciones de temperatura ambiente Excelente comportamiento ante sobre-voltajes y, corto-circuitos y efectos de corrientes ármonicas sobre los bobinados, provenientes de cargas como DRIVES, SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN,ETC. Elevada resistencia mecánica Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 26

27 TECNOLOGIAS EXISTENTES Tecnologias MOLDEADO Vaccum Process RESIGLAS REFORZADO FIBRA VIDRIO CONTINUA Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 27

28 Technologies Exclusivos CANALES de ventilación en la bobina de alta tansión. RESIGLAS REINFORCED PROCESS Bobinados con materiales de clase F o H pueden ser aplicados sin los riezgos de cracking de las bobinas TOTAL FLEXIBILIDAD de diseño para atender NIVELES DE BIL, de IMPEDÃNCIA, etc... Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 28

29 Transformador RESIGLAS (FIBER GLASS REINFORCED COIL BOBINA REFORZADA CON FIBRA DE VÍDRIO CONTÍNUA) Especialmente adaptable y recomendada para cargas y aplicaciones especiales ( cargas no lineares como drives de control de velocidad, sistemas de excitación, telecomunicaciones, ambientes marítimos o agressivos quimicamente, de altitud elevada, con alta concentarción de polvo, entre otras ). El proceso consiste en encapsular las bobinas con resina epoxi CLASE F o H + fibra de vídrio continua durante el proceso de arrollamiento de la misma, sin necesidad del uso de moldes de acero o vacío. Los conductores tipicamente utilizados son hilos de de alumino (cobre puede ser aplicado en cualquier potencia sin cualquier riezgo de fisuras/cracks en las bobinas bajo requerimiento ). Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 29

30 La resina epoxi tiene la función de garantizar resistencia dieléctrica de la bobina y los filamientos contínuos de fibra de vídrio proponer adicional resistência mecánica y térmica, total flexibilidad y suportabilidad a variaciones de temperatura. Algunos aspectos del encapsulamiento REFORZADO: Transformador RESIGLAS Entre las camadas del bobinado de alta voltage son formados ductos adicionales para circulación del aire que propician desacoplamento capacitivo entre las camadas que reducen capacitancias parasitas de los bobinados. Esta característica es favorable para transformadores utilizados con grupos generadores y con rectificadores, que necesitan suportar a sobre-tensiones constantes, sin degradación de los materiales aislantes. Las camadas adicionales multiplican el área de disipación térmica del bobinado y evitan la construcción de un bobinado de alta voltage con grande espesor de resina. La reducción del espesor del bloque de resina evita la formación de diferentes gradientes de temperatura que es normalmente responsable por fisuras/cracks y permite producir transformadores de potencia elevada, con masas mas grandes, con elevada confiabilidad. Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 30

31 La flexibilidad y la elevada capacidad térmica, permite diseñar transformadores onde son requeridos niveles de impulso más altos y las condiciones de resfriamiento natural son más severas. ( regiones hasta 6000msnm ). El uso de la fibra de vídrio contínua otorga al bobinado más resistencia mecánica para aplicaciones en regiones sísmicas y para suportar transporte de larga distancia por carretera. ( regiones mineras y de difícil acceso ) Transformador RESIGLAS Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 31

32 Caracterisitcas garantizadas por el RESIGLAS: - encapsulamento 100% sólido ( no apenas revestido ) -100% resistente al fuego, si se ven envueltos en un incendio no propagan llamas y no liberan humos tóxicos Transformador RESIGLAS - exentos de descargas parciales de acuerdo con la norma IEC o ANSI C % de las unidades producidas pasan por las pruebas DESCARGAS PARCIALES y DE RUTINA, realizadas en el próprio laboratorio de la fabrica, sin cualquier costo al cliente. Pruebas pueden ser hechas bajo IEC o ANSI. El relato de las pruebas es presentado sin cualquier costo al cliente. Pruebas de tipo/especiales como nivel de ruido, calentamiento y impulso son hechas bajo requerimiento. Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 32

33 PRUEBAS ESPECIALES NO LIBERACIÓN DE HUMOS TÓXICOS EN CASO DE INCENDIO Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 33

34 Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 34

35 Los transformadores RESIGLAS han pasado por las mas rigorosas pruebas de rutina y tipo. Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 35

36 Tests PARCIAL DISCHARGES TEST Parcial Discharges measurement a routine test at Waltec 100% of the HV transformers are tested Maximum admissible level = 10pC in acc. IEC Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 36

37 Type Tests SHORT - CURRENT TEST RESIGLAS Transformer 3000 kva 13,8 kv / 440V 66 ka (simetric) 147 ka (peak) CEPEL Laboratory Rio de Janeiro Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 37

38 Type Tests SHORT CIRCUIT TEST RESIGLAS Trannsformer 12 MVA 13,8 kv / 4,16 kv Impedance 8% Test = 19 ka (simetric) The higher rated power of Dry Type Transformer tested by CEPEL / Brazil. Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 38

39 TABLA COMPARATIVA SISTEMA DE ENCAPSULAMIENTO DE BOBINADOS EN RESINA EPOXI Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 39

40 ENCAPSULATED ON EPOXI RESIN TRANSFORMERS Desired Features Fiber Glass Reinforced Coil Vacuum Process Coil Insulation System Epoxy resin + continuous fiberglass Epoxy resin + hardener + mineral filler Encapsulating way At ambient temperature and pressure applying continuous and crossed fiberglass Autoclave Winding design Layers ( typically from 3 to 4 layers) Disc format Conductors HV coil Retangular/round wire (typically round) sheet or round wire (typically sheet ) Winding material Copper or Aluminium can be applied Aluminum is used and reccomended Partial Discharge In accordande to IEC In accordande to IEC Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 40

41 ENCAPSULATED ON EPOXI RESIN TRANSFORMERS Desired Features Fiber Glass Reinforced Coil Vacuum Process Coil Thermal Rating Class F 155ºC or H 180ºC Class F 155ºC Coil More than 1 block ( typically 3 blocks) Single block Cooling ducts HV coils Yes - One or more ducts (typically 2 ducts) No cooling duct Resistance to transient over voltages Specially indicated for NO LINEAR loads, constant switching. Indicated for linear loads Thermal/Mechanical Strenght Specially indicated for variable loads Mediun - Indicated for no variable loads Seal Integrity Flexible insulation and system that eliminate coil cracking Rigid casting Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy Lob Transformers Junio 2011 Alex Bustos 41

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