GGS DS – Quito, D.M. PARA: Ingeniero Fernando Gómez Miranda GERENTE DE GENERACIÓN Y SUBTRANSMISIÓN DE: Ingeniero Byron Nuques Ochoa ADMINISTRADOR DEL CONTRATO SG-275-2012 ASUNTO: [MVA] AUDITORÍA DE VERIFICACIÓN DE DISEÑO DE UN TRANSFORMADOR DE 100 REFERENCIA: MEMORANDO GGS-DS 130771, PROCESO LICBS-EEQ-GGS08-2012 CONTRATO SG-275-2012 Trámite: 190660 En base al memorando de referencia, del 17 al 20 de septiembre de 2013, se realizó la auditoría al diseño de una unidad de transformación de 138/46/6,3 [kV], con una capacidad de 100 [MVA], visita técnica efectuada en la planta de la compañía SHENDA ELECTROC GROUP. Los temas tratados corresponde a lo solicitado en el numeral XX del pliego de contratación LICBS-EEQGGS08-2012, Contrato SG-275-2012 y concernientes a: 1. Órdenes de compra y evidencia fotográfica, corroborando que el material adquirido corresponde al solicitado en los pliegos de contratación. 2. Revisión del cálculo de impedancias, pérdidas y habilidad para soportar cortocircuitos dinámicos de la unidad de transformación (memorias de cálculo). En planta se pudo constatar las distintas áreas que forman parte del proceso de fabricación tales como: Área de bobinado, se verifican las maquinarias con que cuenta la fabrica en ella se aprecian las bobinadoras tanto verticales como horizontales. Figura No. 1 Área de corte de núcleo, se cuenta con maquinas automáticas para realizar los cortes a 45°, esto con el fin de reducir las corrientes parasitas y así obtener perdidas en el núcleo (vacio) más bajas. Figura No. 2 Área de ensamblaje (figura No. 3), se observa la etapa de ensamblaje núcleo-bobina, en el cual se verifica el armado del núcleo, las conexiones tanto de HV-MV-LV y el conexionado del cambiador de derivaciones. Figura No. 3 Área de encubado. En esta sección se procede a colocar la parte activa en el tanque del transformador, luego de esto se procede a realizar el vacío de la unidad y el posterior llenado con aceite termo-filtrado. Previo a esto se procede a realizar el secado de la parte activa en un horno al vacio, donde se verifican que se llega a un vacio de 10 mbar y a una temperatura de 120°C, el tiempo aproximado de secado para unidad similar a la de 100 MVA es de 3 días. Figura No. 4 Laboratorio. Cuenta con equipos calibrados con capacidad de prueba de hasta 230 [kV], se verifican los equipos de medición tanto de consola como los equipos de fuerza, tales como el generador de impulsos (hasta 1’800.000 V) y el banco de capacitores con el que se realiza la prueba térmica al transformador. En el laboratorio se revisa el test report de un transformador de 69 [kV], con una capacidad de 50 [MVA] para la Empresa Eléctrica de Asunción – Paraguay, ya que durante la visita se encontraban realizando pruebas a 4 unidades; adicionalmente, se cuenta con un laboratorio de aceites donde se realizan las pruebas de cromatografías de gases, porcentaje de humedad, factor de potencia entre otras. Figura No. 5 Se visitan los work-shop de aislamientos que posee la fábrica, en ella se constata la producción de sus propios aislamientos en función del diseño final requerido. Figura No. 6 Finalmente se presenta una vista general de la planta SHENDA ELECTRIC GROUP. Figura No. 7 Revisión de órdenes de compra y de materiales a usar. Se procede a realizar la revisión de las órdenes de compra de los componentes para un transformador de 60/80/100 MVA, y que son descritos en los anexos adjuntos: Anexo A: Acero al carbono con espesores de 10, 20, 25, 16 y 12 milímetros (test report). Anexo B: Bushing de 138, 46 y 6.3 KV (Orden de compra) Anexo C: Cartón prensado Weidmann (test report); además se adjunta una muestra del cartón marca Weidmann y el cartón que normalmente usa SHENDA ELECTRIC GROUP en los transformadores. Aquí se verifica en el área de aislamientos el cartón marca Weidmann que se usará en el transformador de 60/80/100 [MVA] Anexo D: Cambiadores de derivación con carga y sin carga (marca MR MESSKO); se verifica en los transformadores que se encontraban en pruebas con la empresa de Paraguay, el uso de estos equipos. Se adjunta la orden de compra. Anexo E: Acero al silicio, se verifica el acero a usar en el transformador de 100 MVA, este posee valores de pérdidas de 1 W/kg a 17000 Gauss (1.7 T). De acuerdo al proceso de fabricación normal, Shenda ocupa acero al silicio con pérdidas de 1.3 W/kg, incurriendo en pérdidas en el hierro mayores, lo que implica mayor magnetismo remanente del núcleo magnético; y, mayores corrientes parásitas o corrientes inducidas en el núcleo magnético al estar sometido a campos magnéticos variables. Se adjunta orden de compra y dos muestras de los dos aceros al silicio Anexo F: Medición de devanados de fibra óptica marca Qualitrol, se adjunta las órdenes de compra. Anexo G: Papel de aislamiento, Clase E, 120°C, se adjunta la orden de compra, así también, se adjuntan las muestras de papel, tanto del papel termoestabilizado como del papel que normalmente se usa en la fabricación, clase A 105 °C. Anexo H: Silica gel, sin contenido de Cobalto, se adjunta la orden de compra tanto para los secadores de aire del tanque principal como del OLTC. Anexo I: Radiadores, adjunto orden de compra. Anexo J: Caja de conexiones, se presenta la orden de compra Anexo K: Madera prensada, se presenta la orden de compra al igual que una muestra de dicha madera; se presenta una segunda muestra de la madera que normalmente se usa en la fabricación. Anexo L: Transformadores de corriente, se presenta la orden de compra. Anexo M: Accesorios del transformador, se presenta la orden de compra de los accesorios MESSKO a usar en el transformador de 60/80/100 [MVA]. Memorias de cálculo Puesto que el acceso a las memorias de cálculo son restringidas por la compañía y representan el knowhow de la empresa, a continuación un resumen de ellas, la corroboración de los valores declarados. Pérdidas en vacío La fórmula de cálculo es: P0 = Kp0*GF*P0*B Donde: Kp0 GF P0 B P0 Coeficiente de factor de seguridad Peso del núcleo Pérdidas unitarias del acero al silicio Coeficiente para el cambio de frecuencia Pérdidas en vacío (Depende del fabricante) [kg] [W/kg] 50Hz a 60Hz [W] Entonces se tiene: P0 = Kp0*GF*P0*B P0 = 1.08 * 37000[kg] * 1.0 [W/kg] * 1.3 P0 = 51948 [W] Pérdidas en el cobre La fórmula de cálculo es: Pfz = ∑Pr+∑Pf+∑Py+Pzs Donde: ∑Pr ∑Pf ∑Py Pzs [W] Pérdidas totales por resistencia de devanados Pérdidas totales adicionales de los devanados Pérdidas totales en los conductores que van a aisladores Pérdidas operacionales de los devanados [W] [W] [W] [W] Pfz Pérdidas totales en los devanados [W] Entonces para 100 MVA: Pfz (100MVA) = ∑Pr+∑Pf+∑Py+Pzs Pfz (100MVA) = 271000 [W] + 29527 [W] + 4061 [W] + 62000 [W] Pfz (100MVA) = 366588 [W] Para el cálculo de las perdidas a 80 MVA y 60 MVA se debe multiplicar las perdidas a 100 MVA por el cociente de las corrientes elevado al cuadrado. Por lo tanto para 80 MVA: Pfz (80MVA) = Pfz (100MVA) * (POWER(80MVA)/ POWER(100MVA))2 Pfz (80MVA) = 366588 [W] * (80/100)2 Pfz (80MVA) = 234616.32 [W] Y para 60 MVA: Pfz (60MVA) = Pfz (100MVA) * (POWER(60MVA)/ POWER(100MVA))2 Pfz (80MVA) = 366588 [W] * (60/100)2 Pfz (80MVA) = 131971.68 [W] Impedancia Para el cálculo de la impedancia se basa fundamentalmente en el cálculo del área de flujo de dispersión equivalente. a) Cálculo a 100 MVA (138/46KV)en el tap 3 NLTC y en el tap 17 OLTC: 𝑈𝐾 = Donde: Ik In NS ΣD VE HK ρ 𝐼𝑘 𝑥 𝐼𝑛 𝑥 𝑁𝑠 𝑥 ∑ 𝐷 𝑥 𝜌 𝑉𝐸 𝑥 𝐻𝐾 𝑥 104 Factor de conversión de impedancia a 60 Hz Corriente nominal en el lado de 46 KV Número de vueltas (espiras) en el lado de 46 KV Superficie total pérdida de flujo equivalente Es el volt-espira para el lado de 46 KV Altura eléctrica de la bobina Coeficiente de Rugoski I = 29.76 𝑰𝒏𝟒𝟔𝒌𝑽 = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝒌𝑽𝑨 𝟐 √𝟑𝒙𝟒𝟔𝒌𝑽 = 𝟏𝟐𝟓𝟓. 𝟏𝑨 Ns = 160 vueltas o espiras Σ𝐷 = 𝐾1 + 𝐿1 + 𝐾2 𝑋 𝐹1 + 𝐿2 𝑋 𝐹2 + 𝐾3 𝑋 𝐹2 Donde K1 L1 Producto de radial de la bobina 46 kV y de la distancia del centro del núcleo al centro del bobinado 46 kV Flujo de dispersión del tramo de aire en 46 kV K2 Producto de radial de la bobina 138 kV y de la distancia del centro del núcleo al centro del bobinado 138 kV L2 Flujo de dispersión del tramo de aire en 138 kV K3 Producto de radial de la bobina de regulación en 138 kV y de la distancia del centro del núcleo al centro del bobinado de regulación en 138 kV F1, F2 Factores relativos del flujo de dispersión. 𝐹1 = 𝐴12 + 𝐴2 𝑥 𝐴3 + 2 𝑥 𝐴32 𝐹2 = 𝐴32 Donde: A1 A2 A3 Altura del polígono (6.3 kV) Altura del polígono (46 kV) Altura del polígono (138 kV) 𝑭𝟏 = 𝟏𝟐 + 𝟎. 𝟗𝟓𝟐𝟐 𝑿 𝟎. 𝟎𝟓 + 𝟐 𝑿 𝟎. 𝟎𝟓𝟐 = 1.0525 𝑭𝟐 = 𝟎. 𝟎𝟓𝟐 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟐𝟓 Los factores K1, K2, K3, L1 y L2 se calculan de la siguiente forma: K1 = (7.785 x 46.825) / 3 = 121.511 K2 = (8.945 x 60.725) / 3 = 181.062 K3 = (3.85 x 72.225) / 3 = 92.689 L1 = 5.5275 x 53.5 = 295.721 L2 = 5.16 x 67.7 = 349.332 En base de estos factores de calcula Σ𝐷 Σ𝐷 = 121.511 + 295.721 + 181.062 𝑋 1.0525 + 349.332 𝑋 0.0025 + 92.689 𝑋 0.0025 𝚺𝑫 = 𝟔𝟎𝟖. 𝟗𝟎𝟓 𝑽𝑺 𝑽𝑬 = = 𝑵𝑺 𝟒𝟔𝟎𝟎𝟎𝑽 √𝟑 = 𝟏𝟔𝟓. 𝟖 𝟏𝟔𝟎 HK = 1462 mm (la altura física de la bobina es 1490 mm) 𝝔=𝟏− 𝝀 𝟑𝟏. 𝟐𝟕 =𝟏− = 𝟎. 𝟗𝟑𝟐 𝝅 ∗ 𝑯𝒌 𝟑. 𝟏𝟒𝟏𝟓 ∗ 𝟏𝟒𝟔. 𝟐 Por lo tanto la impedancia es: 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝟐𝟗. 𝟕𝟔 𝒙 𝟏𝟐𝟓𝟓. 𝟏 𝒙 𝟏𝟔𝟎 𝒙 𝟔𝟎𝟖. 𝟗𝟎𝟓 𝒙 𝟎. 𝟗𝟑𝟐 = 𝟏𝟑. 𝟗𝟗% 𝟏𝟔𝟓. 𝟖 𝒙 𝟏𝟒𝟔. 𝟐 𝒙 𝟏𝟎𝟒 Para realizar el cálculo de la impedancia a 60 y 80 MVA se lo calcula mediante el cociente de las potencias, así se tiene: 𝑷𝟖𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟖𝟎 𝑴𝑽𝑨 𝑼𝑲(𝟖𝟎 𝑴𝑽𝑨) = ∗ 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = ∗ 𝟏𝟑. 𝟗𝟗% = 𝟏𝟏. 𝟏𝟗% 𝑷𝟏𝟎𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨 𝑼𝑲(𝟔𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝑷𝟔𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟔𝟎 𝑴𝑽𝑨 ∗ 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = ∗ 𝟏𝟑. 𝟗𝟗% = 𝟖. 𝟑𝟗% 𝑷𝟏𝟎𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨 b) Calculo a 100 MVA (138/46KV)en el tap 1 NLTC y en el tap 1 OLTC: Los coeficientes son: A1= 1 A2= 0.8279 A3= 0.1685 HK= 1441 λ= 31.27 ρ=0.931 ΣD=646.494 Por lo tanto 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝑼𝑲(𝟖𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝟐𝟗. 𝟕𝟔 𝒙 𝟏𝟐𝟓𝟓. 𝟏 𝒙 𝟏𝟔𝟎 𝒙 𝟔𝟒𝟔. 𝟒𝟗𝟒 𝒙 𝟎. 𝟗𝟑𝟏 = 𝟏𝟓. 𝟎𝟔% 𝟏𝟔𝟓. 𝟖 𝒙 𝟏𝟒𝟒. 𝟏 𝒙 𝟏𝟎𝟒 𝑷𝟖𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟖𝟎 𝑴𝑽𝑨 ∗ 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = ∗ 𝟏𝟓. 𝟎𝟔% = 𝟏𝟐. 𝟎𝟓% 𝑷𝟏𝟎𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨 𝑼𝑲(𝟔𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝑷𝟔𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟔𝟎 𝑴𝑽𝑨 ∗ 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = ∗ 𝟏𝟓. 𝟎𝟔% = 𝟗. 𝟎𝟒% 𝑷𝟏𝟎𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨 c) Calculo a 100 MVA (138/46 kV)en el tap 5 NLTC y en el tap 33 OLTC: Aquí los coeficientes se duplican debido a que se tiene la bobina de 138 KV de regulación, por lo tanto se calculan dos impedancias y luego se las sumara. A1= 1 A2= 1.1201 A3= 0.1103 a12= 79.9 Rp12=602.31 ρ12=0.954 HK12= 1490 λ12= 21.34 ƩD12=577.648 a22= 9.87185 Rp22=647.2 ρ22=0.972 HK22= 1122 λ22= 10.037 ƩD22=5.637 Por lo tanto 𝟐𝟗. 𝟕𝟔 𝒙 𝟏𝟐𝟓𝟓. 𝟏 𝒙 𝟏𝟔𝟎 𝒙 𝟓𝟕𝟕. 𝟔𝟒𝟖 𝒙 𝟎. 𝟗𝟓𝟒 = 𝟏𝟑. 𝟑𝟑% 𝟏𝟔𝟓. 𝟖 𝒙 𝟏𝟒𝟗. 𝟎 𝒙 𝟏𝟎𝟒 𝟐𝟗. 𝟕𝟔 𝒙 𝟏𝟐𝟓𝟓. 𝟏 𝒙 𝟏𝟔𝟎 𝒙 𝟓. 𝟔𝟑𝟕 𝒙 𝟎. 𝟗𝟕𝟐 = = 𝟎. 𝟏𝟖% 𝟏𝟔𝟓. 𝟖 𝒙 𝟏𝟏𝟐. 𝟐 𝒙 𝟏𝟎𝟒 𝑼𝑲𝟏𝟐(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝑼𝑲𝟐𝟐(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) La impedancia total es la sumatoria algebraica. 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝑼𝑲𝟏𝟐(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) + 𝑼𝑲𝟐𝟐(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝟏𝟑. 𝟑𝟑% + 𝟎. 𝟏𝟖% = 𝟏𝟑. 𝟓𝟏% 𝑼𝑲(𝟖𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝑷𝟖𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟖𝟎 𝑴𝑽𝑨 ∗ 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = ∗ 𝟏𝟑. 𝟓𝟏% = 𝟏𝟎. 𝟖𝟎% 𝑷𝟏𝟎𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨 𝑼𝑲(𝟔𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝑷𝟔𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟔𝟎 𝑴𝑽𝑨 ∗ 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = ∗ 𝟏𝟑. 𝟓𝟏% = 𝟖. 𝟏𝟎% 𝑷𝟏𝟎𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨 d) Calculo a 100 MVA (138/6.3KV) Los coeficientes son: HK= 1490 λ= 27.47 ρ=0.941 ΣD=998.781 Por lo tanto 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝟐𝟗. 𝟕𝟔 𝒙 𝟏𝟐𝟓𝟓. 𝟏 𝒙 𝟏𝟔𝟎 𝒙 𝟗𝟗𝟖. 𝟕𝟖𝟏 𝒙 𝟎. 𝟗𝟒𝟏 = 𝟐𝟐. 𝟕𝟒% 𝟏𝟔𝟓. 𝟖 𝒙 𝟏𝟒𝟗 𝒙 𝟏𝟎𝟒 𝑼𝑲(𝟑𝟑 𝑴𝑽𝑨) = 𝑷𝟑𝟑𝑴𝑽𝑨 𝟑𝟑 𝑴𝑽𝑨 ∗ 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = ∗ 𝟐𝟐. 𝟕𝟒% = 𝟕. 𝟓% 𝑷𝟏𝟎𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨 𝑼𝑲(𝟐𝟔.𝟕 𝑴𝑽𝑨) = 𝑷𝟐𝟔.𝟕𝑴𝑽𝑨 𝟐𝟔. 𝟕 𝑴𝑽𝑨 ∗ 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = ∗ 𝟐𝟐. 𝟕𝟒% = 𝟔. 𝟎𝟕% 𝑷𝟏𝟎𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨 𝑼𝑲(𝟐𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝑷𝟐𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟐𝟎 𝑴𝑽𝑨 ∗ 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = ∗ 𝟐𝟐. 𝟕𝟒% = 𝟒. 𝟓𝟓% 𝑷𝟏𝟎𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨 e) Calculo a 100 MVA (46/6.3KV) Aquí los coeficientes son. HK= 1490 λ= 12.99 ρ=0.972 ΣD=265.213 Por lo tanto 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝟐𝟗. 𝟕𝟔 𝒙 𝟏𝟐𝟓𝟓. 𝟏 𝒙 𝟏𝟔𝟎 𝒙 𝟐𝟔𝟓. 𝟐𝟏𝟑 𝒙 𝟎. 𝟗𝟕𝟐 = 𝟔. 𝟐𝟒% 𝟏𝟔𝟓. 𝟖 𝒙 𝟏𝟒𝟗 𝒙 𝟏𝟎𝟒 𝑼𝑲(𝟑𝟑 𝑴𝑽𝑨) = 𝑷𝟑𝟑𝑴𝑽𝑨 𝟑𝟑 𝑴𝑽𝑨 ∗ 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = ∗ 𝟔. 𝟐𝟒% = 𝟐. 𝟎𝟓% 𝑷𝟏𝟎𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨 𝑼𝑲(𝟐𝟔.𝟕 𝑴𝑽𝑨) = 𝑷𝟐𝟔.𝟕𝑴𝑽𝑨 𝟐𝟔. 𝟕 𝑴𝑽𝑨 ∗ 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = ∗ 𝟔. 𝟐𝟒% = 𝟏. 𝟔𝟕% 𝑷𝟏𝟎𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨 𝑼𝑲(𝟐𝟎 𝑴𝑽𝑨) = 𝑷𝟐𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟐𝟎 𝑴𝑽𝑨 ∗ 𝑼𝑲(𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨) = ∗ 𝟔. 𝟐𝟒% = 𝟏. 𝟐𝟓% 𝑷𝟏𝟎𝟎𝑴𝑽𝑨 𝟏𝟎𝟎 𝑴𝑽𝑨 De forma resumida a continuación la siguiente comparación, entre el transformador existente y el que se encuentra bajo construcción a una potencia de 100 [MVA]: Posición NLTC 1 3 5 OLTC 1 17 33 Impedancia a 100 [MVA], 138/46/6,3 [kV] SIEMENS SHENDA Error (%) 15,04 15,06 0,133 13,97 13,99 0,143 13,19 13,51 2,369 Dentro de este contexto, para que una unidad de transformación entre en paralelo con otra, debe cumplir los siguientes requisitos: 1. Misma relación de transformación 2. Mismo grupo de conexión 3. Similares voltajes de cortocircuito (conveniente) (admisible 0,1x Uk) Los dos primeros requisitos se solicita en base a la unidad existente, mientras que el tercero, para que la unidad de transformación entre en paralelo con la otra, de acuerdo a norma IEC 60076 -1 (tabla 1), esta debe tener un rango máximo del 10%, tal que el reparto de potencias sobre cada transformador sea igual ya que depende de la potencia nominal y del voltaje de cortocircuito característico. Se debe manifestar que, los valores de impedancia de ambas unidades están dentro del rango, por lo que el reparto de potencias de demanda será similar y pueden trabajar en paralelo sin peligro de sobrecarga una respecto a otra. Anexo A de la norma IEC 60076 – 5, habilidad térmica para soportar cortocircuitos dinámicos. El cálculo de la corriente de cortocircuito se fundamenta en el cálculo de las fuerzas que se generan al producirse un cortocircuito y los esfuerzos generados, los cuales deben ser menores a los valores de resistencia de los materiales empleados, con esto se consigue que el transformador y su parte activa no sufran daños cuando ocurre un cortocircuito. Las corrientes de cortocircuito del transformador son función de la impedancia; para la posición central (NLTC STEP 3) y corresponden a: 1.44𝑥𝐼𝑁 𝐼𝐶𝐶(100𝑀𝑉𝐴) = 𝑈𝐾(100 𝑀𝑉𝐴) Potencia [MVA] 100 100 33,3 33,3 33,3 33,3 Impedancia (%) 13,99 13,99 7,5 7,5 2,05 2,05 Relación 138/46 138/46 138/6,3 138/6,3 46/6,3 46/6,3 Voltaje Corriente nominal [kV] 138 46 138 6,3 46 6,3 [A] 418,37 1255,11 139,46 3054,76 418,37 3054,76 Corriente de cortocircuito [kA] 4,31 12,92 2,68 58,65 29,39 214,58 Las fuerzas de cortocircuitos generadas en el transformador de 60/80/100 [MVA] son: Fuerza mecánica de fugas magnéticas más negativa: 95.127 kN Fuerza mecánica de fugas magnéticas más positiva: 197.764 kN Los esfuerzos máximos generados en 138 kV durante el cortocircuito son: Tensión producida por fuerzas radiales cuando ocurre el cortocircuito: 683 kg/cm² Esfuerzo de dobles producido por fuerzas axiales cuando ocurre el cortocircuito: 219 kg/cm² Esfuerzo total cuando ocurre el cortocircuito: σT = 683 kg/cm² + 219 kg/cm² = 902 kg/cm² σT = 88 MPa Debido a que el esfuerzo de fluencia del material usado en las bridas de la parte active es 130 MPa, se tiene un factor de seguridad 1.47, por lo tanto se garantiza el normal funcionamiento cuando ocurre un cortocircuito. Los esfuerzos máximos generados en 46 kV durante el cortocircuito son: Tensión producida por fuerzas radiales cuando ocurre el cortocircuito: 421 kg/cm² Esfuerzo de dobles producido por fuerzas axiales del bobinado cuando ocurre el cortocircuito: 187 kg/cm² Esfuerzo de dobles producido por fuerzas radiales del bobinado cuando ocurre el cortocircuito 272 kg/cm² Esfuerzo total cuando ocurre el cortocircuito σT = 421 kg/cm² + 187 kg/cm² + 272 kg/cm² = 880 kg/cm² σT = 86.24 MPa Debido a que el esfuerzo de fluencia del material usado en las bridas de la parte active es 150 MPa, se tiene un factor de seguridad 1.74, por lo tanto se garantiza el normal funcionamiento cuando ocurre un cortocircuito. ADICIONALES: Se verifica los planos en fábrica así como la disposición de los terminales de 138kV y 46kV, siendo estos los mismos que del transformador SIEMENS instalado en la subestación Vicentina. Atentamente, Ing. Byron Nuques Ochoa ADMINISTRADOR DEL CONTRATO SG-275-2012 Trámite: 190660 Copias GGS – DS, Archivo BN 07/10/2013