Egresa Egre sado do de In Inge geni nier ería ía El Eléc éctr tric ica a de la Un Univ iver ersi sida dad d de Oriente (UDO), Venezuela. Con una Maestría en In Inge geni nier ería ía El Eléc éctr tric ica a en la UNEX UNEXPO PO,, Ven enezu ezuel ela. a.
Kamal Arreaza Gerente de Ingeniería y Construcció Construcción n
Catorce (14) años de experiencia en el diseño y construcción de grandes proyectos de Ingeniería para clientes en var varios países de Latinoaméri rica ca incluyendo: Ven enez ezue uela la,, Ch Chilile, e, Perú Perú,, Mé Méxi xico co,, Co Colo lomb mbia ia y Ec Ecua uado dorr. Ha re revi sado ngen líne sub est acio eléc envisa cado lidaIdng denie eierí iría naterde venlí tneas or as payrasu ebmes prteac saione snes dse el Eéctr sttric aicas das os Unidos.
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
CIGRE’s
WORK on POWER TRAN ANS SFORMERS
Pape Paperr pres presen ente ted d at th thee EPRI EPRI " Subs Substa tati tion on Equi Equipm pmen entt Dia iagn gno ost stiics Conf Confer eren encce IX " Feb ebru ruaary 18-2 18-21, 1, 2001 New Orleans , Louisiana, USA
TRANSFORMADOR DE POTENCIA OBJETIVOS
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
COMPONENTES Y ACCESORIOS EXTERNOS
TRANSFORMADOR DE POTENCIA Tanque Conservador
Relé Buchholz
Bushing o Aisladores
Válvula de seguridad Deshumedecedor
Válvula de descarga Radiador
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
Indicador de nivel de aceite Registrador de Gases Radiador
Analizador de Gases MR
Mando Conmutador
Válvula de regenerado Ruedas con anclaje
TRANSFORMADOR DE POTENCIA Relé flujo de conmutador
Relé de presión Súbita
Motoventilador
Válvula de seguridad Membrana del conmutador
Base para descargador de S.
Conmutador
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
COMPONENTES INTERNOS
TRANSFORMADOR DE POTENCIA Devanado
Núcleo
TRANSFORMADOR DE POTENCIA Conmutador
Selector
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
CLASIFICACIÓN
TRANSFORMADOR DE POTENCIA - Aco Acoraz razado ado
• Tipo de núcleo
- Co Colu lumna mna
Diseño de Subestaciones de Potencia
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
Diseño de Subestaciones de Potencia
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
Libro: Transformer Engineering: Engineering: Design and Practice Shrikrishna V. Kulkarni, S. A. Khaparde Khaparde
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
Libro: Transformer Engineering: Engineering: Design and Practice
Shrikrishna V. Kulkarni, S. A. Khaparde Khaparde
TRANSFORMADOR DE POTENCIA • Tipo de enfriamiento
IEC-60076-2
TRANSFORMADOR DE POTENCIA - Mono Monofá fásic sico o
• El número de fases
- Tr Trifá ifásico sico - Ele Eleva vador dores es - Re Reduct ductore oress - Par Paraa instrumento instrumentoss
• Por su aplicación
- Re Regula gulador dores es - Par Paraa aterramient aterramiento o - De arra arranque nque
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
- Delta / Estrella Estrella
• Por su conexión
- Estr Estrella ella / Delta Delta - Estr Estrella ella / Estrella Estrella - Del Delta ta / Delta Delta
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
ESPECIFICACIÓN DE CARACTERÍSTICAS
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
IEC 60076 Se aplica a los transformadores de potencia trifásicos y monofásicos (incluyendo los autotransformadores)
TRANSFORMADOR DE POTENCIA EXCLUSIONES Pequeños transformadores y transformadores especiales, como los siguientes:
IEC 60076
▪
Trans ransfo form rmad ador ores es de pote potenc ncia ia as asig igna nada da in infe feri rior or a 1 kVA kVA en mono monofá fási sico co y a 5 kVA en trif trifás ásic ico. o.
▪ ▪
Tr Trans ansform formado adores res de med medida. ida. Tr Trans ansform formado adores res par paraa conver convertido tidores res est estátic áticos. os. Tr Trans ansform formado adores res de tracci tracción ón montad montados os sobre sobre materia materiall rodante. rodante. Tr Trans ansform formado adores res de arr arranq anque. ue. Tr Trans ansform formado adores res de ens ensayo. ayo. Tr Trans ansform formado adores res de sold soldadu adura. ra.
▪ ▪ ▪ ▪
TRANSFORMADOR DE POTENCIA ambientales . Parte 3: Guía. Métodos de en ensayos sayos sísmicos aplica aplicables bles a los equipos equipos.. IEC 60068-3-3: Ensayos ambientales. T/F.. Parte 2: Calentamiento. IEC 60076-2: T/F
IEC 60076-3: T/F. Parte 3: Niveles de aislamiento y ensayos dialécticos. IEC 60076-3-1: T/F. Parte 3: Niveles de aislamiento y ensayos dieléctricos. Distancias de aislamiento en el aire. IEC 60076-5: T/F de potencia. Parte 5: Aptitud para soportar cortocircuitos. V. IEC 60137: Aisladores pasantes para tensiones alternas superiores a 1 000 V.
IEC 60354: Guía de carga para transformadores de potencia sumergidos en aceites. IEC 60529: Grados de protección proporcionados por las envolventes (Código IP). niv el de ruido de los transformadores tran sformadores y reactancias. IEC 60551: Determinación del nivel IEC 60606: Guía de aplicación para los transformadores de potencia. IEC 60726: Transformadores de potencia tipo seco. IEC 60815: Guía para la elección de los aisladores respecto a sus condiciones de contaminación. IEC 60905: Guía de carga para los transformadores de potencia tipo seco.
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
TRANSFORMADOR DE POTENCIA NORMALES CONDICIONES NORMAL ES DE SERVICIO a) Altitud b) Temperatura Temperatura ambiente y del fluido de refrigeración c) Forma de onda de la tensión de alimentación
d) Simetría de las tensiones de alimentación trifásica e) Condiciones ambientales de instalación Nivel de aceleración aceleración vertical no sobrepasa los 2 m/s2
- Norma IEC IEC 60068-3-3 60068-3-3
TRANSFORMADOR DE POTENCIA COND CONDICIONE ICIONES S AMB AMBIENT IENTAL ALES ES CARACTERÍSTICAS AMBIENTALES Altitud sobres el nivel del mar Temperatura ambiente Temperatura promedio anual
28 m.s.n.m. -5 ºC a 40 ºC 18 ºC
Grado de Contaminación ambiental Muy severa (considerar 31 mm/kV) Humedad Relativa Velocidad del viento Nivel de Isoceráunico Precipitación total anual
10 % a 95 % 4.5 m/s 30 tormentas/año tormentas/año 175 mm
TRANSFORMADOR DE POTENCIA CONDICIONES ELÉCTRICAS CARACTERÍSTICASS ELÉCTRICAS CARACTERÍSTICA Tensión Nominal del Sistema
60 kV
22.9 kV
10 kV
Potencia Nominal (ONAN)
30 MVA
30 MVA
30 MVA
Potencia Nominal (ONAF)
35 MVA
35 MVA
35 MVA
72.5 kV
24 kV
12 kV
140 kV
50 kV
28 kV
325 kV
125 kV
95 kV
Tensión de Diseño Asignada al Equipo
Tensión de Sostenimiento a Frecuencia Industrial Tensión de Sostenimiento al Impulso tipo rayo Frecuencia del Sistema Grupo de conexión
60 Hz YN
yn
yyn n
TRANSFORMADOR DE POTENCIA PROCEDIMIENTO TÉCNICO DEL COMITÉ DE OPERACIÓN ECONÓMICA DEL SEIN PR-20 ✓
2.2.6 2.2.6 – – 28/PR-20 28/PR-20
delta Los transformador transformadores es para deberán ser de tres arrollamientos. ter terciario ciariode deberá tener el devanado en conexión y será utilizado la alimentación de los servicios Elauxiliares la Subestación. ✓ Los transfo transformad rmadores ores de poten potencia cia del STTN deberá deberán n ser bancos de unida unidades des monofásicas, monofásicas, debiend debiendo o preverse un polo de reserva (por subestación y según el tipo), que mediante un esquema de conexión en alta tensión y en los circuitos de protección y control, sirva de recambio ante una falla de una de las unidades. ✓ Los transformadores serán aislados en aceite, con refrigeración natural o forzada, ONAN/ONAF/OFA ONAN/ONAF/OFAFF y deberán poseer conmutadores de tomas bajo carga con regulador automático de tensión. ✓ Cada unidad deberá equipar equiparse se con un sistema contra explosión explosión y prevención de incendio y un sistema de recupera recu peración ción de aceit aceitee (med (mediante iante bombeo) en caso de derrame. derrame. Asimismo Asimismo,, debe deberá rá considera considerarr la instalación de muros cortafuego a fin de aislar los transformador transformadores es entre sí. ✓ Los interrup interruptores tores de conexión de los transfo transformad rmadores ores de pote potencia ncia 500/220 500/220 kV deberán conta contarr con un dispositivo de sincronización de maniobra en ambos devanados para reducir la corriente de energización. Asimismo, los interruptores de conexión de los transformadores de potencia con tensión primaria de 220 kV contarán con un dispositivo de sincronización de maniobra según se determine en las simulaciones de energización de transformad t ransformadores ores del Estudio de Pre Operatividad. Accionamiento Uni-Tripolar. Uni-Tripolar.
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN Y POTENCIA NOMINAL
PARAMETROS FUNDAMENTALES RELACIÓN RELA CIÓN DE TRANSFORMACIÓN TRANSFORMACIÓN
IEC 60038
PARAMETROS FUNDAMENTALES POTEN POTENCIAS CIAS RECO RECOMENDADAS MENDADAS Para los transfode rmla adserie ores R10 hastde a la 20Norma MVAISO , es 3 c(1973): onvenieNúmeros nte que normales los valo-reSeries s de de ponúmeros tencia asnormales. ignada se tomen preferentemente
(... 100, 125, 160, 200, 250 ,315, 400, 500, 630, 800, 1 000 etc.) kVA
R10: 1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00
IEC 60076-1 5.1.2/76-1
PARAMETROS FUNDAMENTALES ESTUDIOS DE MERCADO ELÉCTRICO MÉTODO ECONOMÉTRICO Análisis de la teoría económica
MÉTODO TENDENCIAL Recopilación de datos históricos de ventas de energía
Modelamiento matemático de la teoría
Análisis de regresión regresión de los datos Definición del modelo econométrico economét rico teórico
Recopilación de datos históricos para el modelo
Definición de los parámetros del modelo
Análisis de los modelos os obtenidos y selección del modelo(s) representativo(s)
Proyección del comportamiento de la comportamiento
Análisis de los los resultados y selección de las curvas representativas
Proyección de las ventas de energía con las curvas representativas
Determinación de la proyección final por el método de te nden ndencias cias
variable dependiente
PARAMETROS FUNDAMENTALES ESTUDIOS DE MERCADO ELÉCTRICO
Registros Registr os históricos de de ventas de energía energía en MWh.
S.E.T
Año
Tumbes
Tumbes Tumbes
Mer cado R egu l ado AT
MT
BT
T OT AL
2010 20
0
34798.27
2 26 6385.57
61183.84
2011 20
0
37019.44
2 28 8069.75
65089.19
2012 20
0
38561.91
2 29 9239.32
67801.24
Tumbes
2013 20
0
39348.89
2 29 9836.05
69184.93
Tumbes
2014 20
0
41493.85
3 31 1536.57
73030.42
Tumbes
2015 20
0
42487.34
3 34 4358.17
76845.51
Tumbes
2016 20
0
45864.97
3 37 7408.40
83273.37
© Inel - Diapositiva 36
[email protected]
PARAMETROS FUNDAMENTALES POTENCIAS PREFERENTES SEGÚN IEEE
IEEE Std. C57.12.0 C57.12.00 0 11 – 11 – T03 T03
PARAMETROS FUNDAMENTALES
PARAMETROS FUNDAMENTALES
PARAMETR ARAMETROS OS FUNDAME FUNDAMENT NTALES ALES IEC 60076-2 9/76-2
RÉG RÉGIMEN IMEN DE DE TRABAJO TRABA JO
PARAMETROS FUNDAMENTALES
TOMAS O REGULACIÓN
PARAMETROS FUNDAMENTALES NOTACIÓN DE LA EXTENSIÓN DE TOMAS
Tomas dispuestas de manera simétrica 138 kV
(138 ± 3 x 1,5 %) / 60 kV kV
Tomas dispuestas de manera asimétrica +2x.5%
138−4x.5%
60 kV
/60 kV
PARAMETROS FUNDAMENTALES
Especificar con IEC 60214
3.5.7 3.5. 7 tappin g r ange IEC 60076-1 60076-1
the variation range of the tapping factor, expressed as a percentage, compared with the value '100 NOTE If this factor ranges from 100 + a to 100 – b, the tapping range is said to be: +a %, –b % or a %, if a = b. [IEC 60050421:1990, 421-05-07]
PARAMETROS FUNDAMENTALES
Tapping range IEC 60076-1, Pág 29
PLACA TX https://unicrom.com/impedancia-y-tensioncorto-circuito-de-transformador/
imp = Ecc x 100 / E1 (%).
PLACA TX
TAP CHANGER CONTROLADOR DE LOAD TAP
TAP CHANGER CONTROLADOR DE LOAD TAP
Libro: Transformer Transformer Engineering: Engineering: Design and Practice, pág 21 Shrikrishna V. Kulkarni, S. A. Khaparde Khaparde
PARAMETROS FUNDAMENTALES FLUJ FLUJOS OS DE POTENCIA POTENCIA
Simulación...
PARAMETROS FUNDAMENTALES
TENSIÓN O IMPEDANCIA DE CORTOCIRCUITO EN %
PARAMETROS FUNDAMENTALES
IEC13-T01/76-5 60076-5
La impedancia de cortocircuito del transformador puede ser estimada a partir de unidades similares existente existentes. s. La impedancia de cortocircuito del transformador elevador no deberá ser mayor a 20%.
2.6 - 88/PR-20
8.4.1 - 66 /76-8
IEC 60076-1
DISTANCIAS DISTANCIAS MÍNIMAS
PARAMETROS FUNDAMENTALES
DIST DISTANCI ANCIAS AS ENTRE FASES Y FASE TIERRA
IEC 60076-3: 2013 38/76-3, tabla 4
DISTANCIA DE FUGA
20/60815-1, tabla 5
DISTANCIA DE FUGA
PARAMETROS FUNDAMENTALES
PÉRDIDAS
PARAMETROS FUNDAMENTALES Pérdidas Totales Máximas (%)
Sn Potencia Nominal Máxima Potencia Trifásica , MVA 5 < Sn< 30
0.7
50 ≤ Sn< 100
0.6 0.5
100 ≤ Sn< 200
0.4
30 ≤ Sn< 50
Sn≥200
0.3
b) If the the ta tapp ppin ing g ra rang nge e exce exceed edss 5 % or the the rat rated po pow wer is abo bovve 2 500 kV kVA A, th the e gua uara ran ntee eed d lo loss sse es sh shal alll be sta stated on th the e pr prin inci cipa pall tapp tappin ing g posi positition on,, unle unless ss othe otherw rwis ise e spec specififie ied d by the the purc purcha hase serr at the the en enqu quir iryy stag stage. e. If su such ch a re requ quir irem emen entt exis exists ts,, it sh shal alll be stat stated ed for for whic which h ta tapp ppin ings gs,, in addi additi tion on to the the prin princi cipa pall tapp tappin ing, g, the the lo load ad lo loss sses es ar are e to be guar guaran ante teed ed by th the e ma manu nufa fact ctur urer er.. Th Thes ese e load load loss losses es are are refe referr rred ed to the the rele releva vant nt tapp tappin ing g cu curr rren entt va valu lues es.. The The temp temper erat atur uree-ri rise se lilimi mits ts are are valid valid for all tap tappin pings, gs, at the app approp ropria riate te tap tappin ping g pow power er,, tap tappin ping g voltag voltage e and tap tappin ping g cur curren rent. t.
60076-1 © IEC:2011 – 33 –
PARAMETROS FUNDAMENTALES
PARAMETROS FUNDAMENTALES 60076-1 © IEC:2011 – 44 –
PARAMETROS FUNDAMENTALES
NIVEL DE RUIDO
PARAMETROS FUNDAMENTALES
Valor no excederá de 75 dB
IEC 60076-10
PARAMETROS FUNDAMENTALES
IEC 60076-1 – 46 – 60076-1
©
IEC:2011
PARAMETROS FUNDAMENTALES
IEC 60076-5 60076-5 IEC:2006 – 19 –
MUROS CORT CORTAFUEGO AFUEGO
MUROS CORT CORTAFUEGO AFUEGO Figure 6 – Se Separating parating walls b between etween transfo transformers rmers
MUROS CORT CORTAFUEGO AFUEGO
MUROS CORT CORTAFUEGO AFUEGO
MUROS CORT CORTAFUEGO AFUEGO
MUROS CORT CORTAFUEGO AFUEGO
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