Transformadores+ABB-BR

© ABB BA Transformers - 1 5/5/2009

Tecnología en Transformadores de Distribución

ABB Blumenau

Juliano Costas

1

Liderazgo en la fabricación de transformadores Revenues $3.3 billones

Aproximadamente 14,000 empleados

57 plantas en todo el mundo

Presencia en mas de 100 países

La mas completa línea de transformadores de potencia, distribución, accesórios y servicios.

Clase de tensión hasta 800kV

© ABB BA Transformers - 2 -

2

Ubicación de las plantas en Brasil


ABB Transformadores de Potencia Ubicación: Guarulhos/SP

ABB Transformadores de Distribución Ubicación: Blumenau/SC

3

BA PTPR Borderlines

Ratings

System kV

LPT > 275 kV 275

MPT <=200 MVA 172 - 275 kV or BIL >650 kV 172 (for SP 1-5 max BIL 650 kV )

LPT > 200 MVA

SPT 1-2

SPT 3-5

MPT

< 40 MVA >72.5-171 kV Max BIL 650 kV

40-63 MVA >72.5 –171 kV Max BIL 650 kV

>63– 200 MVA

>72.5 - 275 kV

>72.5 - 171 kV


72.5 MDT

LDT

=0.316- 5 MVA

< 40 MVA <= 72.5 kV

<=36 kV SDT

5

LDT ext

MPT

40 – 63 MVA <=72.5 kV

40

3 Phase Top Rating

>63 MVA <=72.5 kV

63

200

MVA

<0.315 MVA <=36 kV

4

Productos

Transformadores de Distribución en aceite:

Potencia:

Clase de Tensión:


5 – 10.000 kVA (Blumenau)

Hasta 36,2 kV (Blumenau)

Tipos de aceite:

Parafinico

Nafténico

Silicón

BIOTEMP o Envirotemp (vegetal).

Tipos de Productos:

Transformadores de Distribución Monofásicos hasta 100kVA (SDT)

Transformadores de Distribución Trifásicos hasta 300kVA (SDT)

Transformadores tipo Pad mounted (Pedestal) monofásicos hasta 100kVA (SDP)

Transformadores de Distribución hasta 5MVA (MDT)

Transformadores Especiales (Pad mounted, Submersibles, Auto-protegidos)

5

Capacidad de la Planta

Transformadores SDT (hasta 315 kVA):

150 piezas / día para monofásicos

100 piezas / día para MIX.

Transformadores SDP (hasta 100 kVA):

100 piezas / día (12/06)

150 piezas / día (2007)


70 piezas / día para trifásicos

240 piezas / día (2008)

Transformadores MDT (hasta 5000kVA):

Capacidad de 800 piezas/año (Potencia mediana 1000kVA)

6


Transformadores Monofásicos hasta 100kVA (SDT)

Características Standard: Ojales de Suspensión Terminal de Aterramiento Placa de Características Soporte para instalación en poste Aceite Mineral Cambiador de derivaciones (tap’s)

Características Opcionales: Terminal de Aterramiento Opcional Válvula de Sobrepresión Soporte para instalación de pararrayos

7

Transformadores Trifásicos hasta 315kVA (SDT)


Características Standard: Ojales de Suspensión Terminal de Aterramiento Placa de Características Soporte para instalación en poste Aceite Mineral Cambiador de derivaciones Características Opcionales: Terminal de Aterramiento Opcional Válvula de Sobrepresión Soporte para instalación de pararrayos Dispositivo de llenado Tanque Corrugado

8

Transformadores de Distribuición hasta 5000kVA (MDT)

Características Standard hasta 500 kVA: Ojales de Suspensión Terminal de Aterramiento Placa de Identificación Cambiador de Derivaciones Ruedas Unidireccionales Dispositivo de llenado

Características Adicionales para transformadores por encima de 500 kVA: Indicador de Nível del Aceite Válvula de Sobrepresión Ruedas Bidireccionales


Características Opcionales: Indicador Magnético de Nível de Aceite Relé Buchholz Válvula de Sobrepresión Súbita Indicador de Temperatura de Aceite Indicador de Temperatura de Arrollamiento Tanque Corrugado Ventilación Forzada

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Transformadores para Aplicaciones Especiales

Transformador Submersible (>150kVA, < 2000kVA) Indicador de Nivel del Aceite Ojales de Suspensión Aisladores de Alta Tensión Desconectables Indicador de Temperatura de Aceite Terminales de Aterramiento Manómetro

Transformador tipo Padmounted Indicador de Nivel de Aceite Ojales de Suspensión Válvula de Sobrepresión Terminales de Aterramiento Aisladores de Alta Tensión Desconectables

Transformador Auto Protegido ( < 150kVA): Ojales de Suspensión Terminales de Aterramiento Soporte para poste Fusible de alta tensión Disyuntor de baja tensión

10


Fotos de Transformadores– ABB Blumenau

11


Fotos de Transformadores– ABB Blumenau

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La Evolución del Transformador

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Tecnologia de Proyectos de Transformadores- ABB

Software especial para proyectos de transformadores de distribución desarollados por ABB:

CDS – Common Design System (Núcleos apilados)

LWCT – Liquid Wounded Commom Technology (Núcleos arrollados)

Utilizado en 24 plantas de ABB en el mundo;

Alta confiabilidad: Ensayos de verificación realizados en vários países;

Uso del software Pro Engineer (ProE) – Modelaje en 3D - vídeo


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Tecnologia de Fabricación de Núcleos - ABB

M4 (0.27mm), M3 (0.23mm), HiB (0.23mm e 0.27mm)

Acesita (Brasil), AKSteel (USA), Kawasaki (Japão)

Corte del núcleo apilado en 45º del tipo “Step-Lap”

Reducción de hasta 40% de la corriente de excitación;

Reducción del nível de ruído en hasta 3 db;

Reducción de las pérdidas en vacio en hasta 10%.


Chapas de acero silicio de grano orientado y pérdidas bajas:

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Tecnologia de Fabricación de Núcleos - ABB Corte del núcleo arrollado:

Tipo “Overlap Joint”;

Soldadura TIG en la ultima vuelta del nucleo garantiza el cierre de los “gaps” durante el transporte y vida útil del transformador.


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Tecnología de Fabricación de Bobinas - ABB

Tipos constructivos utilizados en transformadores de distribución:

Retangular LH (Low-High)

Oval LH (Low-High)


Retangular LHL (Low-High-Low)

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Tecnología de Fabricación de Bobinas - ABB


Tipos de materiales conductores utilizados:

Cobre.

Alumínio.

Tipos de conductores utilizados:

Hilo circular de cobre ò alumínio (generalmente AT);

Hilo rectangular de cobre ò alumínio (generalmente BT hasta 45 kVA);

Chapa de cobre ò alumínio (generalmente BT arriba de 75 kVA).

Tipos de materiales aislantes utilizados:

Papel diamantado termoestabilizado;

Carton “presspan”

Maderas especiales.

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Comparación entre Cobre y Aluminio Coeficiente de Expansión (a 20ºC)

Alumínio: 23x10-6 cm/ºC Cobre: 16.6x10-6 cm/ºC

El Aluminio se expande 30% mas que el cobre

Podria crear problemas de conexión utilizando tornillos


Utilizando arandelas de conexión apropiadas (concavas) las conexiones proporcionan la elasticidad necesaria en el empalme sin la compresión del aluminio, con la misma eficiencia que los terminales de cobre.

ABB tiene larga experiencia (mas de 20 años) en la fabricación de transformadores con bobinas de aluminio, se tiene ya fabricado y despachado mas de 2.000.000 de transformadores de distribución que hoy en día operan en todo el mundo, principalmente América del Norte Norte y Europa

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Comparación entre Cobre y Alumínio Conductividad Eléctrica:

Aluminio: 36.6 106 Ω-1m-1

Cobre: 59.6 106 Ω-1m-1


Para dos transformadores iguales (misma resistencia de arrollamiento para un mismo comprimiento), la sección del arrollamiento de aluminio deberá ser 1.63 veces mas grande que la del arrollamiento de cobre:

Con un incremento de la sección transversal del alumínio, las pérdidas resistivas seran las mismas en los dos arrollamientos;

Comparandose los dos materiales, pérdidas mas bajas seran logradas en aluminio con un proyecto mejor optimizado.

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Comparación entre Cobre y Alumínio Capacidad Calorífica:

Aluminio: 0.220 cal/gºC

Cobre: 0.092 cal/gºC

Como el peso del aluminio es 0.488 el peso del cobre, tenemos:

Capacidad calorífica del Al = MAl x cAl

Capacidad calorífica del Cu = MCu x cCu


= (MAl / Mcu)x (cAl / cCu) = 0,488 x (0,220/0,092) =1,167

16,7% mas grande para el Al

O sea, el arrollamiento de aluminio posee una mejor soportabilidad a las corrientes de corto-circuito y sobrecarga, en comparacion con los arrollamientos de cobre.

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Comparación entre Cobre y Aluminio

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

Los transformadores fabricados con arrollamientos de alumínio son mas ligeros que los transformadores fabricados con arrollamientos de cobre.


En resumen, és mucho mas ventajoso para el cliente dejar libre la elección del material del bobinado al fabricante, que intentará siempre optimizar los proyectos de acuerdo a las caracteristicas de los clientes, pero considerando también los materiales disponibles en el mercado. Eso garantizará que el cliente tendrá disponibles en sus manos transformadores diseñados y fabricados con lo mejor que hay en el mercado, considerando tecnologias de proyecto, fabricación, y materiales.

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Material Aislador

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Tecnologia de Ensamblaje de la Parte Activa Núcleo arrollado core-form;

Núcleo arrollado shellform;

Núcleo apilado;

Soldadura y conexión en cobre y alumínio.


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Dielectric Fluids Group


- BIOTEMPTM Update

Fluido dielectrico amigable con el medio ambiente Origen: Produccion agricola natural renovable Aditivos: Inhibidores de oxidacion (aprobado en los niveles utilizados)

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Dielectric Fluids Group - BIOTEMPTM Update 100

97

80 % Biodegradability 21 Day Test

Biodegradability Comparison

60

30

40

20

(CEC L-33-A-94)


20

5

0 BIOTEMP

Mineral Oil

RTEmp

Silicone

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Dielectric Fluids Group - BIOTEMPTM Update Typical Properties of Insulating Fluids Property


Sp. Gravity Flash pt. OC Fire pt. OC Viscosity, cSt. 100oC 40oC 0oC Pour pt. OC Diel. Str., KV (ASTM D877)

BIOTEMPTM BIOTEMP™ Ranking

Mineral Oil

H.T.H.

0.91 145* 160*

0.87 285 308

0.96 300 330

11.5 110* 2200* -24 40

16 38 90 -55 43

10 45 300 -15 to -25 49

Equal Superior* Superior* Equal Superior*

0.01 2.2 1014 Desirable 20%

0.01 2.7 1014 No 0%

0.025 to 0.05 3.1 1013 Required 97%

Equal Superior Equal Equal Superior

3 12 76 -40 30*

Diss. Factor, % .05 25oC Permittivity 2.2 Resistivity, 1013 Oxid. Inhibitor Optional Biodegradability <30%

Silicone

0.91 343 360

Equal Superior* Superior*

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Dielectric Fluids Group - BIOTEMPTM Update

Ventajas del BIOTEMPTM


Biodegradabilidad Mejora de las propiedades de transferencia térmica Mejora de la eficiencia operativa Mejora de la seguridad operativa Reducción de la contaminación de las aguas subterráneas

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Referencias en Brasil

Hospital Infantil de Diabetes – Porto Alegre/RS (ago/2002)

CVRD (nov/2002)

CEMIG – Belo Horizonte/MG (ago/2003)

CPFL – Campinas/SP (fev/2004)

COELBA – Salvador/BA (ago/2004) - Retrofit

Fosfértil – Araxá/MG (nov/2004)

COSIPA – Cubatão/SP (abril/2005)

Embraco – Joinville/SC (jun/2005)

COPEL – Curitiba/PR (jun/2005)

AVON – São Paulo/SP (ago/2004)

Mineração Serra Grande – Crixás/GO (nov/2004)

Anglo Gold – Sabará/MG (mar/2005)

Cooper Tools – Sorocaba/SP (abril/2005)

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Referencias en el Mundo

Tigre Chile S.A. – Chile (nov/2004)

EDESUR – Argentina (mar/2005)

Chilectra – Chile (set/2005) – retrofit

Essroc Cement – USA (ago/2004)

Cutler Hammer Engineering Serv – USA

Eaton Corporation - USA

GE Industrial Systems - USA

GE Industrial Systems - USA

Siemens Energy & Automation - USA

Whirlpool Corporation - USA

Westinghouse Engineering Svc. - USA

Blandin Paper Company – USA

Dow Chemical, Ohio – USA (set/2004)

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Referencias ABB-Blumenau con BIOTEMP 2006/2007 7 Transformadores Submersibles para CELESC (750 kVA – 25 kV);

4 Transformadores de distribución para Fundapark (2000 kVA – 25 kV);

16 Transformadores Submersibles para COPEL (500 kVA – 15 kV);

01 Transformador de distribución para CEMIG (30 kVA).


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Tanque Corrugado – Transformadores Sellados Utilizado en todo el mundo por mas de 30 años;

Transformador mas pequeño y mas ligero;

Normalmente utilizado hasta 5000 kVA;

Mas capacidad de disipación de calor.


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Tanque Corrugado – Transformadores Sellados

Espesor de las paredes laterales entre 1.06 y 1.6 mm;

La elasticidad de las paredes del tanque corrugado permiten una sobrepresión interna máxima de 0.3 kgf/cm2 ;

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

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Transformadores Pad-mounted


Transformador sellado con tapa soldada; Vários tipos de aisladores de AT y BT; Envolvente de Protección de las conexiones externas; Vários tipos de protección primária y secundária; Monofásico ò Trifásico.

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Transformadores Pad-Mounted Monofásicos


Instalación en Residências/Parques/Plazas:

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Transformadores Pad-Mounted Trifásicos

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Accesorios de Transformadores Pad-Mounted Fusibles tipo “bayoneta”:


Proteción contra falta interna (fault sensing); sobrecarga (current sensing) o ambos (dual element); Generalmente en série con “limitador de corriente”; Acceso externo con manopla de manobra; Baja capacidad de interrupción (rango de 4 kA)

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Accesorios de Transformadores Pad-Mounted Conexión de bayoneta + fusible + isolation link en el transformador


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Accesorios de Transformadores Pad-Mounted Conexión de bayoneta + fusible + isolation link en el transformador


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Accesorios de Transformadores Pad-Mounted Seccionador imnersa en aceite: Instalación interna en el transformador; Interrupción bajo carga en el primário.


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Accesorios de Transformadores Pad-Mounted Fusible Limitador de Corriente: Alta capacidad de interrupción (rango de 40 kA).


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Accesorios de Transformadores Pad-Mounted Para-rayos interno en el primário:


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Accesorios de Transformadores Pad-Mounted Seccionador del para-rayos en el primário:


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Accesorios de Transformadores tipo Pedestal Para-rayos interno en el secundário:


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Transformadores+ABB-BR

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