Transformadores de tipo seco HiDry 72 : altas tensiones y potencias EcoDry: transformadores eficientes. ABB Group Slide 1

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Santiago Nieto Reyes
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1 Transformadores de tipo seco HiDry 72 : altas tensiones y potencias EcoDry: transformadores eficientes ABB Group Slide 1

2 Transformadores secos Aplicaciones Grupo ABB May 31, 2012 Diapositiva 2 Obras Públicas Hospitales Aeropuertos Centros comerciales Edificios públicos Edificios de oficinas Estadios Etc. Industrias especiales Marina Petróleo y Gas Industria minera Metros / trenes (SSEE fijas) Energía eólica y solar Aplicaciones de rectificación Aplicaciónes de generación Etc.

3 Transformadores de tipo seco HiDry 72 : encapsulados al vacío para altas potencias y tensiones ABB Group Slide 3

4 Transformadores secos 72.5 kv Un desafío técnico Seguro y ecológico Técnología de encapsulado de alta fiabilidad Limitada carga calorífica al fuego No propaga la llama ABB Slide 4

5 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 ABB Slide 5

6 HiDry 72 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) ABB Group Slide 6

7 HiDry 72 Rango de producto II 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 ABB Group Slide 7

8 HiDry 72 Los límites Potencia 60 MVA Altas potencias Altas tensiones 3.15 MVA Secos distribución Tensión ABB Slide kv 72.5 kv

9 HiDry 72 Ventajas técnicas Para nuevas instalaciones o reconversión Diseño 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 ambiente Sin líquidos inflamables Autoextinguibles Aprox 20 veces menos masa combustible, menos humos Sin riesgo de explosión Póliza de seguro reducida ABB Slide 9

10 HiDry 72 Beneficios para el cliente Respetuoso con el medio ambiente y económicamente rentable Pérdidas en carga óptimas Menor coste de infraestructura Instalación sencilla, no requiere trabajos especiales Requerimientos mínimos para la seguridad y la protección de las instalaciones Virtualmente libre de mantenimiento Rápida descarga y costes de logística reducidos Opción de bornas en alta tensión ABB Slide 10

11 HiDry 72 Aplicaciones Subestaciones principales en ciudades Subestaciones secundarias en interior o bajo tierra Industria, (química, gas y petróleo ) Áreas medioambientalmente sensibles (áreas de tratamiento de agua) Energías renovables (subestaciones de evacuación) Áreas con riesgo de incendios (bosques) ABB Slide 11

12 HiDry 72 Ejemplo de utilización Antes Ahora Las subestaciones compactas de interior se pueden construir en áreas urbanas sin límite de espacio. Coste reducido, menor impacto medioambiental. Menores pérdidas y mayor seguridad para las personas. ABB Slide 12

13 Transformadores para altas tensiones y potencias Instalación sencilla y puesta en servicio rápida Cliente: CERN Suiza Cliente: PCS Lanigan Canadá Cliente: Metro Barcelona Españá Cliente: Planta hidroeléctrica Baserca España ABB Slide 13

14 Transformadores para altas tensiones y potencias Eficiencia 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. ABB Slide 14

15 Transformador seco de 72.5 kv Diseño adaptable, transformador NLTC + pass ABB Slide 15

16 Transformador seco de 72.5 kv Diseño adaptable, transformador OLTC + pass ABB Slide 16

17 HiDry 72 Logros técnicos

18 Transformador seco de 72.5 kv Diseño de alta exigencia técnica 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. ABB Slide 18

19 Transformador seco de 72.5 kv Distribución de la tensión durante el ensayo de impulso Distribución de la tensión a lo largo de los discos para 325 kv en ensayo de impulso tipo rayo Valores máximos Comportamiento de la distribución de la tensión en el primer disco durante la aplicación del impulso tipo rayo ABB Slide 19

20 Desarrollo complementado por simulaciones Campo eléctrico Simulación de la tensión dieléctrica durante ensayo BIL y AC ABB Slide 20

21 Desarrollo complementado por simulaciones Campos magnéticos y corrientes de Foucault Eddy current losses in structural components? Campo de dispersión magnética ABB Slide 21

22 y confirmado por amplias pruebas experimentales Superando los límites de los estándares y se está probando más allá de los límites para probar el margen de seguridad previsto ABB Group Slide 22

23 Transformadores de tipo seco EcoDry: encapsulados al vacío, alta eficiencia. ABB Group Slide 23

24 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: kva; hasta 36 kv otras características bajo demanda sin o con todo tipo de cerramientos Grupo ABB May 31, 2012 Diapositiva 24

25 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 Grupo ABB May 31, 2012 Diapositiva 25

26 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 Grupo ABB May 31, 2012 Diapositiva 26

27 EcoDry: transformadores de la máxima eficiencia para su aplicación Caso de referencia kva EcoDry Basic para carga media/baja, este es frecuentemente el caso de distribución en Cías eléctricas. EcoDry Ultra para carga media o carga con fuertes variaciones, ej. energías renovables EcoDry 99plus para grandes cargas este es frecuentemente el caso de las aplicaciones industriales Grupo ABB May 31, 2012 Diapositiva 27

28 EcoDry Basic 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% Grupo ABB May 31, 2012 Diapositiva 28

29 EcoDry 99plus 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 CO 2 reducen todavía más el tiempo de amortización. Grupo ABB May 31, 2012 Diapositiva 29

30 EcoDry Ultra La solución definitiva para la reducción de pérdidas en el transformador Combina las ventajas de EcoDry Basic y EcoDry 99plus, 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 Grupo ABB May 31, 2012 Diapositiva 30

31 Comparación de pérdidas Pérdida en vacío Transformador seco de kva Pérdida con carga Transformador seco kva Norma UE - HD kv Norma UE HD kv pérdida alta 20 kv pérdida alta 20 kv pérdida baja 20 kv pérdida baja 20 kv EcoDry 20 kv EcoDry 10 kv EcoDry 20 kv EcoDry 10 kv '000 1'500 2'000 2'500 pérdida en vacío (W) 6'000 8'000 10'000 pérdida con carga (W) Grupo ABB May 31, 2012 Diapositiva 31

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