Transformadores de Potencia

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Hernan Escarria, PTI – Santiago de Chile 2012
ACEITES VEGETALES
Transformadores de Potencia
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Nuevas tecnologias
Mas verde es mejor
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May 17, 2012 | Slide 2
Introducción
Responsabilidad Global
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ƒ
Sostenibilidad es la responsabilidad que todos
tenemos en el equilibrio de las necesidades
económicas de la sociedad con un impacto social y
ambiental.
ƒ
WWF (World Wildlife Fund) la define como la
mejora de la calidad de la vida humana, viviendo
dentro de la capacidad de carga de los
ecosistemas.
ƒ
Las emisiones globales de CO2 son de hasta 30
Giga toneladas por año
¿Cómo podemos contribuir a un futuro más verde ?
ƒ
Eficiencia Energética
ƒ
Reducción de emisiones de CO2
ƒ
Seguridad
ƒ
ƒ
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ƒ
Atóxico
ƒ
Menor riesgo para personal operativo
ƒ
No inflamable ni explosivo
Reducción de la velocidad de
envejecimiento
ƒ
Activos con mayor vida útil
ƒ
Menor generación de desechos
ƒ
Menor utilización de recursos naturales
Biodegradabilidad
Tecnología Verde
Aspectos Futuros
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Limitaciones de los fluidos aislantes convencionales
En 1890, cinco años
después de la
invención de los
transformadores,
Brown Boveri & Cie
fue el primero en
utilizar el aceite de
base mineral como
medio aislante y
refrigerante de
transformadores.
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May 17, 2012 | Slide 6
ƒ
Los fluidos aislantes de base mineral han
sido usados en transformadores desde
finales de los 1800’s (2 billones de litros/año)
ƒ
El incremento en la demanda de energía a
menudo lleva al limite las envejecidas redes
(hasta 2% tasa de fallos en transformadores
grandes en los EE.UU.)
ƒ
En esa situación, Los fluidos aislantes de
base mineral han mostrado costosas
limitaciones.
ƒ
Combustibilidad - El aumento de los problemas de seguridad con explosiones
de transformadores e incendios causan graves daños colaterales que requieren
una importante infraestructura de seguridad contra incendios
ƒ
hostilidad del medio ambiente - Principales problemas ambientales con
derrame de aceite del transformador que debe ser tratado como residuos
tóxicos, a veces requieren de método de contención complicado y costoso
Fluidos dieléctricos con base en ésteres naturales
Tendencias del mercado actual
ABB puso en
operacion sus
primeras unidades
usando aceite vegetal
en 1999
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ƒ
A partir de la década de 1980, los ésteres líquidos llegaron como una nueva
alternativa que combina excelentes propiedades de protección contra incendios
con alta biodegradabilidad
ƒ
Los ésteres son una amplia clase de compuestos orgánicos, sintetizados
químicamente a partir de precursores orgánicos (ésteres sintéticos) o
disponibles a partir de productos agrícolas (ésteres naturales)
ƒ
Los ésteres naturales han madurado hasta convertirse en un adecuado y
asequible fluido dieléctrico aislante.
ƒ
Los ésteres naturales son ahora reconocidos
por la industria como fluidos dieléctricos
aislantes "menos inflamables" y respetuosos
con el medio ambiente.
ƒ
Reconocidos por FM Global y UL
ƒ
Especificados por las normas (ASTM D
6871, ABNT NBR 15422, IEEE C57.147.
BIOTEMP® – ABB sensible solution
Biotemp Transformer Technology
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Fuentes de aceite vegetal: Semillas
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Resumen de las propiedades de los fluidos
aislantes.
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BIOTEMP® – Solución inteligente
ƒ
BIOTEMP® es un ester natural hecho a
partir de semillas de girasol combinando…
1. Alta biodegradabilidad
2. Alta resistencia al fuego
3. Gran habilidad para retener la
humedad
4. Alta estabilidad a la oxidación para ser
un aceite de base vegetal.
5. Buen desempeño dieléctrico
Con BIOTEMP ®, ABB tiene como objetivo ofrecer una solución
completa y confiable para los transformadores de distribución y
potencia asociando el respeto por el medio ambiente, con una
mayor seguridad contra incendios y una mas larga vida útil.
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Buen desempeño dieléctrico
ƒ
ƒ
BIOTEMP® has comparable dielectric breakdown strength
Fluid
Dielectric Breakdown
(ASTM D 877) kV
Dielectric Breakdown
(ASTM D 1816) kV
BIOTEMP®
52
36
Mineral Oil
50
35
BIOTEMP ® mayor constante dieléctrica proporciona una mejor
adaptación a la constante dieléctrica de celulosa impregnados
ƒ
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Las tensiones eléctricas se reducen en los ductos de aceite
(menor rigidez dieléctrica) y se aumenta en la celulosa
impregnada (mayor rigidez dieléctrica)
Fluid
Fluid Only
Impregnated Kraft Paper
Impregnated HD
Pressboard
BIOTEMP®
3.2
4.1
4.7
Mineral Oil
2.2
3.5
4.4
Otras consideraciones
ƒ
Compatibilidad de los materiales
ƒ
La mayoría de los materiales utilizados en los transformadores son
compatibles con BIOTEMP ®
ƒ
Los componentes mas críticos son los empaques y sellos
ƒ
BIOTEMP® es compatible con Buna-N y nitrilo hasta 100 ° C, y con
juntas de Viton ®, o base de fluorocarbono, a altas temperaturas.
ƒ
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Diseño de Radiatores
ƒ
Normalmente, no se requieren cambios especiales en el diseño de
radiadores con el uso de BIOTEMP ®
ƒ
En climas más fríos, puede ser necesario agregar más radiadores
para la refrigeración para contrarrestar los efectos de la mayor
viscosidad de BIOTEMP®
ƒ
También puede ser necesario para garantizar temperatura para
que los materiales de las juntas se encuentran entre los que figuran
como compatibles con BIOTEMP®
Otras consideraciones
ƒ
Diseño de las bombas
ƒ
ƒ
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Debido a la mayor viscosidad de BIOTEMP ®, el aumento de
la capacidad de las bombas puede ser necesaria en los
transformadores con bombas
Aisladores pasatapas
ƒ
Tendencia de absorber gas del BIOTEMP ® hace que sea
muy adecuado para su uso en los bujes
ƒ
Sin embargo, características de ruptura dieléctrica del
BIOTEMP ® a bajas temperaturas puede ser una limitación en
algunos casos, para esas aplicaciones.
Otras consideraciones
ƒ
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May 17, 2012 | Slide 15
Aplicaciones del cambiador de taps bajo carga
ƒ
Los experimentos demuestran que el desgaste de los
contactos mecánicos y duración de los contactos son mejores
con aceite BIOTEMP ® que con aceite mineral.
ƒ
Mucho cuidado sin embargo se debe tomar para prevenir la
exposición prolongada del BIOTEMP ® al oxígeno.
ƒ
Aplicaciones con respiradores de silica gel solamente, se
deben evitar.
BIOTEMP® – Solución inteligente
Oferta de producto y desarrollo
System kV
Current product
offering (incl. fluid)
LPT
> 275 kV
Current product
development
275
MPT
Future product
development
< 200 MVA, 171-275 kV
171
LPT
> 200 MVA, 72.5-275 kV
SPT
< 63 MVA, 36-171 kV
MPT
63-200 MVA, 72.5-171 kV
72.5
36
DTR
> 63 MVA, < 72.5 kV
10-63 MVA, < 36 kV
10
63
SDT
< 0.315 MVA, < 36 kV
MDT/LMDT
0.315-10 MVA, < 36 kV
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MPT
SPT
100
200
3 Phase
Top rating MVA
Transformadores de potencia inmersos en líquido
BIOTEMP® Calificado para altos voltajes
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ƒ
Aplicación de BIOTEMP ® en
transformadores de potencia pequeña y
mediana (hasta 275 kV, 100 MVA) es el
objetivo inicial
ƒ
Incluye el rellenado y la modernización de los
transformadores de potencia pequeña y
mediana (hasta 275 kV, 100 MVA)
ƒ
Objetivo último es extender oferta a voltajes
más altos y más altas potencias.
ƒ
Las nuevas normas y directrices de diseño dieléctrico y térmico se requieren
para construir transformadores llenos de líquido a base de ésteres.
ƒ
ABB ha desarrollado nuevas normas y directrices de diseño que están
permanentemente bajo revisión y validación haciendo seguimiento a unidades
piloto altamente instrumentadas.
BIOTEMP® – Solución inteligente
El fluido dielectrico aislante de clase superior
ƒ
BIOTEMP® es un fluido dieléctrico aislante
superior que combina ...…
ƒ
99% biodegradabilidad con residuos no
peligrosos y no tóxicos
ƒ
Alto punto de inflamación, 360°C vs.
180°C para el aceite mineral
Mucha mayor capacidad para retener la
humedad, 10 veces más que el aceite
mineral
Mayor estabilidad a la oxidación de un líquido aislante a base de vegetales,
superando a la competencia en todas las pruebas de estabilidad a la oxidación
estándar disponibles en la actualidad
ƒ
ƒ
ƒ
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Con BIOTEMP ®, ABB tiene como objetivo ofrecer una solución completa y
sostenible tanto para aplicaciones de distribución y potencia en conjunto con el
e respeto al medio ambiente (alta biodegradabilidad), seguridad (resistencia al
fuego), fiabilidad y eficiencia (alta capacidad de sobrecarga)
Miscibilidad de líquidos aislantes a temperatura
ambiente
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BIOTEMP® – ABB sensible solution
Reasons to use Biotemp
transformers
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May 17, 2012 | Slide 20
Transformmadores inmersos en BIOTEMP®
ƒ
Para eliminar los efectos secundarios de los
hidrocarburos, los ésteres naturales (BioTemp ®)
se proponen para ser utilizados en
transformadores de potencia como material de
aislamiento.
ƒ
Las principales ventajas del uso de los ésteres
naturales son:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
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Seguridad contra incendios
Ambientalmente biodegradable
Más lento ritmo de envejecimiento de la
celulosa o posibilidad de sobrecarga
Beneficio en los seguros
BIOTEMP® – ABB sensible solution
Fire Safetly
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Clasificación al fuego de fluidos de transformadores
Clasificación de los líquidos aislantes basados en el Punto de
flameo y Poder calorífico de acuerdo con la norma IEC 61100.
Clasificación de los fluidos
Propiedades de los fluidos
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Clasificación al fuego de fluidos de transformadores
ƒ
Desde un punto de seguridad contra incendios, las ventajas de la
utilización de los fluidos menos inflamable clase K son:
ƒ
Menos costos de instalación y mantenimiento de equipo de
seguridad:
“para equipos electrotécnicos instalado en zonas de riesgo de
incendios (por ejemplo, edificios, hospitales, refinerías) son
necesarias medidas menos estrictas en el caso de los
líquidos menos inflamables " IEC 60695-1-40 7.1
ƒ
No hay riesgo de incendio en caso de falla del equipo principal;
“Incluso si se inflama un derrame, la piscina resultante de
líquido rápidamente se auto_extingue” IEC 60695-1-40 7.1
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May 17, 2012 | Slide 24
ƒ
Baja densidad del humo resultante del fuego - no tóxico
ƒ
Fluidos de silicona y los ésteres naturales y sintéticos pueden
ofrecer un alto grado de seguridad contra incendios debido a su
baja susceptibilidad al fuego
EXPLOSIONS & FIRES
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May 17, 2012 | Slide 25
Transformadores inmersos en BIOTEMP®
ANTECEDENTES: los incendios de transformadores
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May 17, 2012 | Slide 26
ƒ
Los incendios de transformadores se han vuelto más y más importantes
ƒ
Muchas plantas de potencia tienen proteccion contra fuego en la agenda
ƒ
El CIGRE grupo de trabajo A2 – 33 Transformer Fire Safety es muy activo
ƒ
El CIGRE grupo de trabajo A2 – 35 Experiencias en servicio con nuevos
líquidos aislantes – nuevo folleto (Brochure) preparado en Diciembre 2010
ƒ
Muchas compañías de seguros comienzan a hacer preguntas.
ƒ
Sensibilización medio ambiental se desarrolla más rápido de lo esperado.
Transformadores inmersos en BIOTEMP®
ANTECEDENTES: los incendios de transformadores
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May 17, 2012 | Slide 27
ƒ
Pocas explosiones e incendios en
los últimos 20 años …pero muchos
en los ultimos 3 años!!!
ƒ
Entre 10 a 20 incendios por año
están teniendo gran impacto debido
a los daños, los ingresos y pérdidas
de capital (tanto usuarios como
propietarios) + la atención del
público.
ƒ
La preocupación por los incendios y
sus consecuencias van en aumento:
sesiones y conferencias en todos
los países,
ƒ
En muchas plantas de energía de la
protección contra incendios es una
prioridad en el orden del día, las
compañías de seguros comenzaron
a hacer preguntas.
ƒ
Las soluciones tradicionales, como
las válvulas de explosión y los
sistemas de riego, no son
totalmente seguros.
Transformadores inmersos en BIOTEMP®
Propiedades y beneficios
ƒ
BIOTEMP® es un líquido dieléctrico aislante con base en ésteres
naturales obtenido de semillas de girasol que combina …
ƒ
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 28
Beneficios en seguridad con un punto de inflamación superior a
300º C y menos acumulación de presión de alta energía durante
fallas de arco
ƒ
Catalogado como un fluido dieléctrico "menos inflamable" por FM Global
y UL, y clasificado como un fluido de clase K2 según IEC 61100
ƒ
Extintores de incendio activos y los muros cortafuego esencialmente se
puede eliminar cuando un espacio mínimo es conservado (de acuerdo
con FM Global)
ƒ
También es adecuado para aplicaciones en interiores y al aire libre en
las zonas que requieren mayor seguridad, sin los requisitos de
seguridad adicionales
ƒ
Reducción del riesgo de explosión del transformador y de fuego
generalizado, por lo que podría abaratar las primas de seguros
BIOTEMP Propiedades
Preservando la vida y la propiedad
Gap Electrodos (25mm) antes del arco
Gap Electrodos después del arco
Prueba de arco de alta energía
© ABB
22/07/2009 | Slide 29
ƒ
Transformador monofásico tipo poste
ƒ
Arcos usando varillas con puntas cónicas como electrodos
ƒ
Fuente genera una corriente de corto circuito de 8000 amps a
través de los electrodos por to 3 ciclos
ƒ
Los gases disueltos y presion de gas en el colchon de aire son
medidos antes y despues de la prueba.
Prueba de Arco Interno
Transformador lleno con aceite mineral
© ABB
22/07/2009 | Slide 30
ƒ
Transformador monofásico lleno con aceite mineral
ƒ
En el punto de más alto nivel de energía, las presiones internas
generadas por el arco rompen la cubierta seguido con fuego y
con aceite caliente se expone a la atmósfera.
Prueba de Arco Interno
Transformador lleno con Biotemp
© ABB
22/07/2009 | Slide 31
ƒ
Transformador monofásico lleno con BIOTEMP®
ƒ
Significante reducción en la presión interna haciendo que la
tapa libere una pequeña cantidad de fluido carbobinado, pero
no generando fuego.
Transformmadores inmersos en BIOTEMP®
Como sucede
Formación de arco y gases
Ruptura del tanque
Fuego
Explosión
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May 17, 2012 | Slide 32
Transformmadores inmersos en BIOTEMP®
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 33
ƒ
Resistencia al fuego
ƒ
Los ésteres naturales tienen una alta resistencia al fuego
debido a su elevado punto de chispa e inflamación. La alta
resistencia al fuego implica una gran reducción del riesgo
de incendios y explosiones de los transformadores, así
como del cambiador de tomas.
ƒ
Ofrece más opciones de dónde y cómo la unidad del
transformador se puede colocar, es decir, en el interior y/o
en otras zonas más ajustadas, cuando el espacio para los
equipos de extinción de incendios puede ser insuficiente..
ƒ
El éster natural (BIOTEMP ®) debido a su no toxicidad,
biodegradabilidad, y elevado punto de combustión se
considera como un fluido dieléctrico excelente.
Transformmadores inmersos en BIOTEMP®
Alta resistencia al fuego
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May 17, 2012 | Slide 34
ƒ
BioTemp ® tiene potencial de mitigación de riesgos en
los costos resultantes de explosión y fuego del
transformador
ƒ
Los costos de equipos activos extinción de incendios y
las paredes de barrera se pueden reducir o incluso
evitar con BioTemp ®
ƒ
BioTemp® tiene el potencial de tener primas de seguro
más bajas
BIOTEMP® – ABB sensible solution
Biodegradability
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May 17, 2012 | Slide 35
Transformadores inmersos en BIOTEMP®
Biodegradabilidad
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 36
ƒ
A pesar de ser biodegradable la contención secundaria sigue siendo
necesaria, los derrames de BioTemp ® pueden ser eliminados a
través de medios normales y no se tratan como residuos tóxicos.
ƒ
BioTemp ® también ofrece un alivio potencial de sanciones
gubernamentales y costosos procedimientos de limpieza de
derrames
ƒ
Reduce al mínimo la contaminación del aire durante la combustión
Transformadores inmersos en BIOTEMP®
Biodegradabilidad
Classificación UBA
ƒ
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 37
El Umwelt Bundes Amt (UBA) en Alemania evalua los
productos químicos y les da un indice de peligrosidad al
agua, o sea no peligrosos al agua en base a tres niveles
de peligro.
BIOTEMP® – ABB sensible solution
Lower Cellulose Aging and
Overloadability
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May 17, 2012 | Slide 38
Transformadores inmersos en BIOTEMP®
Humedad de saturación
ƒ
Los Esteres tienen límites mucho más altos de saturación en todas las
temperaturas que el aceite mineral
ƒ
En condiciones normales, la saturación de agua de los aceites éster natural es de 5
a 8 veces la de aceite mineral
Los esteres tienen una mayor afinidad por el agua que el aceite mineral
ƒ
En los sistemas éster/papel, el papel retiene menos agua que en sistemas aceite
mineral / papel.
ƒ
Los transformadores llenos con esteres permitirá la reducción del tiempo de
secado en las unidades en campo usando secado por aceite caliente.
ƒ
El límite permisible de humedad en los aceites éster puede ser mucho mayor que
el permitido para el aceite mineral
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May 17, 2012 | Slide 39
Beneficios expectativa de vida
Menor envejecimiento de la celulosa
ƒ
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Pruebas realizadas a papel impregnado con BioTemp® han
mostrado una más baja tasa de envejecimiento en
comparación con el papel impregnado de aceite mineral
que lleva a un aumento de la vida útil del sistema de
aislamiento, por lo tanto en la vida útil del transformador.
Beneficios expectativa de vida
Menor envejecimiento de la celulosa
Estudios de envejecimiento – condición del papel despues de envejecido
IEEE Transformer Committee Presentation,
Cooper Power Systems, Oct. 2003
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Beneficios expectativa de vida
Menor envejecimiento de la celulosa: resultado de pruebas
Tensile Strength
BIO/Crepe Paper: 498,072 hrs. (56.8 yrs.)
BIO/Kraft Paper: 671,881 hrs. (76.6 yrs.)
MO/ Kraft Paper: 336,738 hrs. (38.4 yrs.)
Expectativa de vida a 100°C
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DP Criteria
656,590 hrs. (74.9 yrs.)
906,342 hrs. (103.4 yrs.)
404,848 hrs. (46.2 yrs.)
Doble
Vida util!
BIOTEMP® – ABB sensible solution
Oxidation stability
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Mas alta estabilidad a la oxidación para un aceite vegetal.
La principal diferencia con la competencia
ƒ
ƒ
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 44
BioTemp® pasa o supera todos las
normas sobre pruebas de
estabilidad a la oxidación
ƒ
BioTemp ® (muestra A) ha pasado
con éxito la prueba de 164 horas de
oxidación según norma ASTM D
2440, mientras que una cierta
competencia (muestra B) llegó a
formar geles irreversibles después
de menos de 72 horas.
ƒ
BioTemp ® el tiempo de inducción a
la oxidación es 10 veces mayor que
el tiempo de inducción a la
oxidación de cierta competencia de
según norma ASTM D 2112
BioTemp ® fue desarrollado como el aceite más estable a base
de vegetales (alto oleico, es decir, más del 75% de ácidos grasos
mono-insaturados) con aceptables propiedades eléctricas.
Transformadores inmersos en BIOTEMP®
APLICACIONES
Donde la seguridad contra el fuego es esencial
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Transformadores urbanos
Áreas subterráneas, subestaciones subterráneas
Zonas residenciales y fabricas
Hoteles, tiendas por departamentos, escuelas y hospitales
Aplicaciones en barcos
Donde la prevención de la contaminación del medio ambiente es especialmente
demandada
ƒ
ƒ
ƒ
Zonas de suministro de agua, estaciones de tratamiento de agua
Zonas residenciales
Areas costeras u orilla de los rios
Donde se requiere sobrecarga continua o sobrecarga excepcional muy alta
ƒ
ƒ
ƒ
Subestación primaria
Subestación móvil
Zonas Industriales
Donde el peligro de incendio es crítico
ƒ
ƒ
ƒ
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 45
Plantas químicas
Plantas de tratamiento de aceite
Subestaciones cerca de zonas de alto riesgo de incendio
BIOTEMP® – Solución inteligente
Tabla Comparativa
Mineral Oil
BIOTEMP®
Synthetic Ester
HTH
Silicone
Specific Gravity (g/ml)
0.91
0.91
0.97
0.87
0.96
Flash Point (oC)
160
330
275
285
300
Fire Point (oC)
180
360
322
308
330
Pour Point (oC)
-40
-15 to -25
-60
-24
-55
@ 100oC
3
9
6
12
16
@ 40oC
12
42
29
110
38
@ 0oC
76
276
280
2,200
90
Breakdown Strength (kV)
(ASTM D 877)
50
52
> 75*
40
43
Power Factor (%) @ 25oC
≤ 0.05
0.09
0.10
0.01
0.01
Relative Permittivity (-)
2.2
3.2
3.2
2.2
2.7
Volume Resistivity (Ω.cm)
1015
1.5 x 1013
> 5 x 1013*
1014
1014
30
99
80
20
5
Property
Viscosity (cSt)
Biodegradability (%)
(CEC L-33-A-93)
*Not measured according to the same Standard methods
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May 17, 2012 | Slide 46
BIOTEMP® – ABB sensible solution
Testing Methods and Applicable
Standards
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May 17, 2012 | Slide 47
Normas aplicables a diferentes fluidos
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 48
Listado de metodos de prueba a diferentes fluidos
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 49
Listado de metodos de prueba a diferentes fluidos
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 50
Diagnóstico de diferentes fluidos
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 51
Diagnóstico de diferentes fluidos
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May 17, 2012 | Slide 52
High Temperature Class
Transformers
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May 17, 2012 | Slide 53
Transformadores clase Alta Temperatura
ƒ Ámbito de aplicación
Aumentar las aplicaciones de mercado (solicitud de ferrocarriles,
parques eólicos, subestaciones móviles, etc) con la disminución del
tamaño y peso. Aumentar la vida útil del transformador aumentando la
clase de aislamiento.
Desarrollar transformadores de alta clase de temperatura (aplicación
para la instalación en la ciudad) ya que algunos clientes (Endesa,
Publicas de Rusia) piden soluciones técnicas para las zonas de alto
riesgo de incendio.
ƒObjetivo
Estudio de las propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas de un
líquido de alta viscosidad como Midel, silicona, BioTemp.
Encontrar los mejores diseños eléctricos y el mejor desempeño de
enfriamiento para los transformadores de hasta 170 kV. Disminuir los
riesgos de incendio y explosión en ambientes especiales.
ƒ Tecnología
El papel clase alta temperatura y resina epoxi en lugar del tradicional
aislamiento de las bobinas. Midel o BioTemp en lugar de aceite mineral.
Tiene mejores propiedades eléctricas y térmicas que la silicona..
Transformadores clase Alta Temperatura
ƒ
Los transformadores HTC pueden ser agrupados en tres categorias:
ƒ
Transformador hibrido: aislamiento sólido ( Clase alta temperatura mas papel de
celulosa) y aceite mineral;
ƒ
Sistema de aislamiento homogeneo de alta temperatura (Transformador completo
de clase alta temperatura);
ƒ
Transformador lleno con liquido clase alta tremperatura ( midel , silicona, Biotemp).
Mineral oil after 1 minute.
Mineral oil after 3 minutes. Mineral oil fully alight after 4 minutes.
Note the dense black smoke.
Aislamiento Nomex
MIDEL 7131 after 3 minutes.
MIDEL 7131 after 70 minutes. MIDEL 7131 at 324°C finally ignites.
Still no ignition.
Note very limited emission of smoke
compared to mineral oil.
Transformadores clase Alta Temperatura
ƒ Transformador con aislamiento hibrido:
A.
A.
Sistema de aislamiento Semi-Hibrido
B.
Sistema de aislamiento Hibrido
C.
Sistema de aislamiento Mixto
Sistema de aislamiento Semi-Hibrido :
El sistema de aislamiento semi-híbrido utiliza materiales
líquidos convencionales y de alta temperatura sólo para el
aislamiento del conductor en bobinas que operan por encima
de temperaturas convencionales. Todos los demás materiales
son de aislamiento convencional
ƒ
Aislamiento sólido: la clase alta temperatura sólo para los
conductores de las bobinas
ƒ
ƒ
Líquido: convencional (aceite mineral)
Transformadores clase Alta Temperatura
B.
Sistema de aislamiento Hibrido:
ƒ
El sistema de aislamiento híbrido utiliza materiales líquidos
convencionales y de alta temperatura en toda la bobinas, pero no
necesariamente todos los devanados (devanados terciarios)
Aislamiento sólido: clase alta temperatura en todo el
aislamiento en contacto con conductores calientes.
ƒ
ƒLíquido:
C.
convencional (aceite mineral)
Sistema de aislamiento Mixto
El sistema de aislamiento mixto usa aislamiento de alta
temperatura para ciertos componentes o partes de las bobinas,
como los conductores en las regiones con temperaturas por
encima de los límites convencionales.
ƒ
ƒAislamiento
sólido: alta temperatura para proteger
contra el calentamiento localizado en regiones
específicas de algunas bobinas
ƒ
Líquido: convencional (aceite mineral)
Transformadores clase Alta Temperatura
ƒ
Sistema de aislamiento Hibrido:
El sistema de aislamiento Hibrido estudiado remplaza el papel y algunos cartones
con un material clase alta temperatura Nomex T994 y Nomex T926, como se
muestra en la grafica:
BIOTEMP Transformer
145kV BioTemp filled Hybrid
ƒ
Technical data
ƒ
Joint development with CEMIG
(State of Minas Gerais, Brazil)
and DuPont
ƒ
Regulating transformer (25
MVA, 145/13.8 kV)
ƒ
BIOTEMP® (incl. in GOB type
HV bushings and UZ type onload tap changer)
ƒ
Hybrid Nomex®/cellulose
insulation system
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 59
BIOTEMP Transformer
66kV BioTemp filled Hybrid
ƒ
Technical data
ƒ
Rated Power
40/50 MVA
ƒ
Cooling type
ONAN /ONAF
ƒ
Higher Voltage
66kV
ƒ
Lower Voltage
11kV
ƒ
Regulation on HV side :
+/- 8 x 1,25%
ƒ
Regulation type :
ƒ
Oil
ƒ
Temperature rise :
ƒ
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 60
OLTC, Vacuum Tap
BioTemp
ƒ
Average winding
90 K
ƒ
Top oil
60 K
Insulation material class
Hybrid
BIOTEMP Transformer
34.5kV BioTemp filled – Pereira Example
ƒ
Technical data
ƒ
Rated Power
18 MVA
ƒ
Cooling type
ONAN /ONAN
ƒ
Higher Voltage
34.5 kV
34.5 kV
ƒ
Lower Voltage
13.8 kV
13.8 – 4.16 kV
ƒ
Regulation on HV side :
ƒ
Regulation type :
ƒ
Oil
ƒ
Temperature rise :
ƒ
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 61
+-16 * 0.625%
OLTC, Vacuum Tap
12.5 MVA
ONAN/ONAF
+-2 * 2.5%
DETC
BioTemp
BioTemp
ƒ
Average winding
55°K
55°K
ƒ
Top oil
55°K
55°K
Presspan
Presspan
Insulation material class :
BIOTEMP® – Solución inteligente
Algunas referencias
ƒ
© ABB Group
May 17, 2012 | Slide 62
Mas de 3400
transformadores
de distribución
con potencia
promedio 2.4
MVA y mas de
140 de potencia
con potencia
promedio 20
MVA están en
operación.
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