Tecnologías Transformadores Secos Encapsulados
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TBB Brasil Tecnologias de Transformadores Secos Encapsulados 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. 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 VENTAJAS Transformadores Secos 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 Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos 6 Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos 7 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 Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos y pérdidas en la 8 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 Comparación entre Costos de Mantenimiento y Seguro Transformador SECO x ACEITE Tipo Transformador Seco Transformador Aceite Diferencia Precio Inicial del Transformador USD USD 22.000,00 15.000,00 31,82% Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos Precio del transformador ­ 5 Anos USD 22.000,00 USD 23.165,50 -5,30% Precio del transformador ­ 10 Anos USD 24.500,00 USD 30.341,13 -23,84% 10 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 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 TECNOLOGIAS Transformadores Secos TRIHAL MOLDEADO EN VACÍO Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos 14 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 Climatic – Environmental Classification IEC 60076-11 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 Climatic – Environmental Classification IEC 60076-11 Standard Environment: E0 Normal indoor installation, no condensation, no considerable pollution E1 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 60076-16) Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos 17 Fire Classification IEC 60076-11 Standard Fire: F0 No special requirements except typical characteristics for dry type transformers F1 � 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 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 AT en un sólo Tecnología Alambradobloque Bobinado de AT en producción Bobina AT antes del encapsulado Estación de Encapsulado Una Capa de Bobina BT Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos 20 Certificación F1 VIDEO CERTIFICACION F1 Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos 21 Certificación Sísmica VIDEO CERTIFICACION SISMICA Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos 22 Certificación Ambiental C2 VIDEO CERTIFICACION C2 Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos 23 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 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 Tecnología RESIGLAS® -REFORZADO Dos Capas de Bobinas AT Capas continuas usando fibra de vidrio y resina epoxica Bobina BT Ventajas de la Tecnología : • 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 Tecnologias TECNOLOGIAS EXISTENTES MOLDEADO Vaccum Process Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos RESIGLAS REFORZADO FIBRA VIDRIO CONTINUA 27 Technologies RESIGLAS® Exclusivos CANALES de ventilación en la bobina de alta tansión. 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 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 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 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 ) Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos Transformador RESIGLAS® 31 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 - exentos de descargas parciales de acuerdo con la norma IEC 60076-11 o ANSI C.57.12-01 Transformador RESIGLAS® -100% 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 PRUEBAS ESPECIALES NO LIBERACIÓN DE HUMOS TÓXICOS EN CASO DE INCENDIO Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos 33 Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos 34 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 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 60076-11 Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos 36 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 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 TABLA COMPARATIVA SISTEMA DE ENCAPSULAMIENTO DE BOBINADOS EN RESINA EPOXI Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos 39 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 Partial Discharge In accordande to IEC 60076-11 Schneider Electric - Power EMEAS - BU Energy – Lob Transformers – Junio 2011 – Alex Bustos Aluminum is used and reccomended In accordande to IEC 60076-11 40 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
