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Transformadores de DistribuciónAplicaciónes y Tendencias

Ing. Angelo Vieira, Ventas para Exportación , mayo 2009.

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Índice Temas de la presentación

ABB Blumenau - Brasil Ubicación de la planta Productos Tipos de transformadores

Aplicación del aluminio en devanados Comparación aluminio y cobre Reparaciones Conclusiones

Aceite vegetal BIOTEMP Por que el aceite vegetal es una tendencia ? Comparación con aceites convencionales Principales características

Tanques corrugados Principales características


53 Plantas de Transformadores

División Global de Transformadores

South Korea – Chonan-si (KRABB)USA – South Boston

(USTRA)

USA - Jefferson City (USTRA)

USA – Bland (USTRA)

Peru – Lima (PEABB)

Columbia – Pereira (COABB)

South Africa – Cape Town (ZAPOW)

South Africa – Booysens (ZAPOW)

South Africa – Pretoria (ZAPOW)

Tanzania – Arusha (TZTAN)

Egypt – 10th of Ramadan (EGTRA)

Saudi Arabia – Riyadh (SAARA)

Ireland – Waterford (IEABB)

Spain – Zaragosa (ESTFO)

Finland – Vaasa (FIABB)

Poland – Lodz (PLABB)

Sweden – Ludvika (SETFO, SEASS, SECOM)

Norway – Steinkjer (NOPTD)

Germany – Brilon (DETFO)

Italy– Monselice (ITNIE)

Turkey– Istanbu (TRABB)l

China– Hefei (CNTPH, CNDIS)

China– Shanghai (CNTDS)

Vietnam – Hanoi (VNTRA)

Singapore – Singapore (SGIND)

New Zealand – New Plymouth (NZABB)

Sweden – Pitea (SEPLA)Norway – Drammen

(NOPTD)Russia – Khotkovo

(RUBUS)Sweden – Mjolby (SECYU)

Sweden – Figeholm (SEFIG)

Germany – Bad Honnef (DETFO)Germany – Roigheim (DEPUC)

Italy– Legnano (ITNIE)Germany – Halle (DETFO)

Switzerland – Geneve (CHSEC)

Spain – Bilbao (ESTFO)

Spain – Cordoba (ESTFO)

China– Chongquing (CNCTC)

China– Zhongshan (CNZTC)

Thailand – Bangkok (THABB)

USA – Alamo (USTRA)

USA – St Louis (USTRA)

Canada – Guelph (CAABB)

Canada – Varennes (CAABB)

India – Baroda (INABB)

Brazil – Guarulhos (BRABB)

Brazil – Blumenau (BRABB)

Canada – Quebec city (CAABB)

Australia – Darra (AUABB)

Australia – Perth (AUABB)

Australia – Moorebank (AUABB)

Switzerland – Zurich (CHMII)


ABB Blumenau – BrasilUbicación de la planta

ABB Ltda.

Ciudad de Blumenau – Santa Catarina

Facturación 55MUSD anuales

250 empleados


ABB Blumenau – BrasilUbicación de la planta

ANTES

La Planta empezó las actividades en 1982 (Mega Transformadores)

Adquisición ABB Group en el año 2000.

HOY DÍA

Importante inversiones en 2003 y 2004. Más de 12MUSD

Ampliación de 60% en las edificaciones


ABB Blumenau - Brasil Certificaciones

ISO 9001:2000Gestión de la Calidad

ISO 14001:2004Gestión Ambiental

OSHAS 18001:1999Seguridad y Salud

Ocupacional


ABB Blumenau - Brasil Productos

Transformadores de distribución inmersos en liquido aislante

Potencia Desde 5 hasta 10.000kVA

Clase de tensión Hasta 36kV

Tipos de líquidos aislantes Aceite mineral (parafínico y

nafténico) Aceite sintético silicona Aceite Vegetal BIOTEMP

Normas para fabricación y pruebas IEC ANSI IRAM NBR Distribuidoras de Electricidad EPC / Industrias


ABB Blumenau - Brasil Capacidad de producción

Transformadores de poste hasta 315kVA

70 piezas por día para trifásicos 150 piezas por días para monofásicos 100 piezas por día promedio (mix)

Transformadores entre 316 hasta 10.000kVA

Capacidad de 900 piezas por año para una potencia mediana de 1000kVA


ABB Blumenau - Brasil Tipos de transformadores

Tipos de transformadores Tipo poste: Monofásicos hasta 160kVA y trifásicos hasta 300kVA

Trifásico aplicación industria entre 300 hasta 10.000kVA

Transformadores para Conversores 6 ó 12 Pulsos.

Transformadores para Generación Eólica.

Tipo Pedestales: Monofásicos hasta 100kVA y trifásicos hasta 1500kVA

Aplicaciones Especiales: Sumergible, auto-protegido, autotransformadores, monofásicos para banco de transformadores.



Transformador monofásico tipo poste

Características Standard Anillos para suspensión Terminal de puesta tierra Placa de datos Soporte para instalación en poste Aceite mineral Conmutador de derivaciones

Características Especiales Terminal de puesta tierra adicional Válvula de sobrepresión Soporte para instalación de pararrayos Protección por fusibles y/o disyuntores Aceite vegetal (biodegradable)



Transformador trifásico tipo poste

Características Standard Anillos para suspensión Terminal de puesta tierra Placa de datos Soporte para instalación en poste Aceite mineral Conmutador de derivaciones

Características Especiales Terminal de puesta tierra adicional Válvula de sobrepresión Soporte para instalación de pararrayos Protección por fusibles y/o disyuntores Aceite vegetal (biodegradable) Tanque corrugado



Transformador trifásico hasta 10.000kVA

Características Standard mínimas según normas IEC y/o ANSI

Accesorios Diversos Opicionales Indicador de nivel del aceite con

contactos Válvula de sobrepresión con contactos Termómetro del Aceite con contactos Termómetro del devanado con

contactos (analógico ó digital) Relé Buccholz Pararrayos AT y/o BT Aceite vegetal (biodegradable) Ventilación forzada (hasta 50%) Tanque corrugado



Radiadores con Aletas

Permite ventilación forzada

Tanque corrugado

Dimensiones reducidas

Más económico



Transformador sumergible hasta 2000kVA

Accesorios según normas internacionales

Montaje en cámaras / bóvedas

Metrópolis: Necesidad de espacio

Aisladores en la AT desconectables PLUG-IN

Transformador pedestal hasta 2000kVA

Accesorios según normas internacionales

Montaje en el piso

Condominios: Residencial

Para sistemas tipo malla (6 bushings) ó radial (3 bushings)

Aisladores en la AT desconectables PLUG-IN



Ejemplo de transformadores sumergibles

Radiadores corrugados, tubos o aletas

Pintura especial para ambiente corrosivo



Detalle Protección AT

Radiadores corrugados, tubos o aletas

Pintura especial color verde


Aplicación del aluminio en devanados Comparación aluminio y cobre

Afirmación Verdadero Falso

Transformadores con bobinado de aluminio no son compatibles con cables de cobre;

X

Conexiones internas de los transformadores necesitan mas cuidado y técnicas;

X

Transformadores con bobinado de aluminio son mas ligeros que los de cobre;

X

Transformadores con bobinado de cobre soportan mejor las fuerzas de corto-circuito;

X

Transformadores de aluminio tienen perdidas mas altas;

X

Transformadores con aluminio calientan mas que los de cobre porque la conductividad

térmica es menor; X

Transformadores con cobre son mas pequeños que los de aluminio;

X



Característica Aluminio Cobre Tema

Coeficiente de expansión

23 x 10-6 cm/°C 17 x 10-6 cm/°C El aluminio expande 30% más que el cobre causando problemas de aflojamiento en conexiones.

Diseño ABB

Aplicar conexiones con elasticidad necesaria en el empalme sin causar la compresión del aluminio.

Tecnología ya aplicada a más de 20 años (America del Norte y Europa).




Conductividad térmica

237 W/(m.K) 401 W/(m.K) El cobre conduce mejor el calor, reduciendo el punto más caliente del devanado.

Diseño ABB

Esto es verdad solamente cuando se comparan arrollamientos de cobre y aluminio de tamaño, geometría, y diseño idénticos.

A fin de igualar la eficiencia térmica, a ABB utiliza la área superficial, geometría del arrollamiento, conductos de refrigeración, y la forma del conductor para producir gradientes de temperatura aceptables sin importar el material del arrollamiento.




Conductividad eléctrica

36.6 x 106 W-1m-1 59.6 x 106 W-1m-1 Se cree que la inferioridad de la conductividad del aluminio, considerando el hecho de que el aluminio tiene solamente 61% de la conductividad del cobre, causaría pérdidas más altas en los transformadores

Diseño ABB

Para guardar la temperatura por debajo del grado de aislamiento, el diseño de ABB utiliza conductores con una área de 63% más grande que el cobre.

Con el incremento de la sección transversal del aluminio, las pérdidas resistivas serán las mismas que en los arrollamientos de cobre.




Capacidad calorífica

0.220 cal/gºC 0.092 cal/gºC El aluminio disipa mejor el calor pero tiene un peso menor (aprox. 49% del peso de un devanado de cobre).

Diseño ABB

(M al / M cu) x (c al / c cu) = 0,488 x (0,220/0,092) =1,167

Esto representa que el aluminio tiene una capacidad superior en 16,7% que la capacidad de disipación del cobre.

Los efectos mecánicos de las cargas del "alto impacto“, como corrientes de corto-circuito dependen más del equilibrio y montaje del arrollamiento/núcleo que del tipo de conductor que se este usando.


Aplicación del aluminio en devanados Mercado y disponibilidad

Precio Aluminio

Incremento de 117% en los últimos 5 años.

Precio Cobre

Incremento de 415% en los últimos 5 años.

Aluminio ha presentado un precio más estable debido a mayor disponibilidad en el mercado (2 x la producción mundial de cobre).


Aplicación del aluminio en devanados Reparaciones

¿ En caso de reparaciones ?

Un transformador con bobinados de aluminio puede ser reparado con conductores de cobre dado que los transformadores con bobinas de aluminio tienen un espacio mayor donde puede ser alojados los bobinados de cobre.

Respetando la inducción en el núcleo se consigue perdidas similares en los bobinados de cobre y aluminio por lo que el transformador puede disipar sin problemas cuando se repara y se usa bobina de cobre.


Aplicación del aluminio en devanados Conclusiones

Conclusiones

Las reservas naturales conocidas de aluminio son mas grandes que las reservas de cobre.

Diseños en aluminio pueden obtener pérdidas iguales que el cobre.

Considerando que las pérdidas son iguales para una misma base, no hay razón práctica para pensar que un diseño sea más eficiente que el otro.

En resumen, es mas ventajoso para el cliente dejar libre la elección del tipo de material del bobinado al proponente, que intentará siempre optimizar los diseños de acuerdo a las características solicitadas, siempre considerando la disponibilidad y los costos de los materiales en el mercado.


Aceite vegetal BIOTEMPPrincipales características

¿ Por que el aceite vegetal en una tendencia ?

Biodegradable, impacto ambiental.

Precio inestable del petróleo.

Reservas limitadas. Riesgo de escasez en la mitad del siglo 21.



¿ Por que el aceite vegetal en una tendencia ?

Mejor rigidez dieléctrica

Aumento de la seguridad

Extensión de la vida útil

Retrofit

Característica Aceite Mineral Silicona BIOTEMP

Rigidez Dieléctrica kV/mm 30 43 45

Viscosidad, cSt. 100°C 3 16 10



Punto de Fulgor °C 145 300 330

Punto de Quema °C 160 330 360

Coeficiente de Expansión /°C 7.55 x 10-4 1.04 x 10-4 6.88 x 10-4

Punto de Congelamiento °C -40 -55 De -15 a -25



Fabricado a partir de simiente de girasol.

75% de grasas monosaturadas en su composición química.

Mejor resistencia contra oxidación.



Biodegradable

No causa daños al medio ambiente.



Saturación

El aceite vegetal protege el aislamiento del transformador pues retiene mejor la humedad.

Mantiene la capacidad dieléctrica entre 5 hasta 8 veces mayor que el aceite mineral.


Tanque CorrugadoPrincipales características

Utilizado en todo el mundo por mas de 30 anos;

Transformador mas pequeño y mas ligero;

Normalmente utilizado hasta 5000 kVA;

Mas capacidad de dissipación de calor.


Tanque CorrugadoPrincipales características

Espesor de las paredes laterales entre 1.06mm y 1.6mm;

La elasticidad de las paredes del tanque corrugado permiten una sobrepresión interna máxima de 0.6kgf/cm2 ;

Reduce la posibilidad de oxidación del aceite pues no entra en contacto con el aire.

Precio

Instalación


Muchíssimas Gracias

Ing. Angelo Vieira

ABB Transformadores

Planta de Blumenau – Brasil

Teléfono: + 55 47 3221-3201

E-mail: [email protected]

mailto:[email protected]

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