Transformadores de Distribución Aplicaciónes y Tendencias Ing. Angelo Vieira, Ventas para Exportación , mayo 2009. Transformadores de Distribución Aplicaciónes y Tendencias © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 1

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 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 2 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 2 2

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) 53 Plantas de Transformadores © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 3

ABB Blumenau – Brasil Ubicación de la planta ABB Ltda. Ciudad de Blumenau – Santa Catarina Facturación 55MUSD anuales 250 empleados © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 4

ABB Blumenau – Brasil Ubicación 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 Group 10 de abril de 2017 | Slide 5

ABB Blumenau - Brasil Certificaciones ISO 9001:2000 Gestión de la Calidad ISO 14001:2004 Gestión Ambiental OSHAS 18001:1999 Seguridad y Salud Ocupacional © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 6 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 6 6

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 Group 10 de abril de 2017 | Slide 7 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 7 7

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 Group 10 de abril de 2017 | Slide 8 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 8 8

ABB Blumenau - Brasil 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. © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 9 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 9 9

ABB Blumenau - Brasil Tipos 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) © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 10 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 10 10

ABB Blumenau - Brasil Tipos de transformadores 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 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 11 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 11 11

ABB Blumenau - Brasil Tipos de transformadores 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 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 12 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 12 12

ABB Blumenau - Brasil Tipos de transformadores Tanque corrugado Dimensiones reducidas Más económico Radiadores con Aletas Permite ventilación forzada © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 13 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 13 13

ABB Blumenau - Brasil Tipos de transformadores 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 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 14 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 14 14

ABB Blumenau - Brasil Tipos de transformadores Ejemplo de transformadores sumergibles Radiadores corrugados, tubos o aletas Pintura especial para ambiente corrosivo © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 15 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 15 15

ABB Blumenau - Brasil Tipos de transformadores © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 16 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 16 16

ABB Blumenau - Brasil Tipos de transformadores Detalle Protección AT Radiadores corrugados, tubos o aletas Pintura especial color verde © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 17 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 17 17

ABB Blumenau - Brasil Tipos de transformadores © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 18 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 18 18

ABB Blumenau - Brasil Tipos de transformadores © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 19 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 19 19

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; Transformadores con bobinado de aluminio son mas ligeros que los de cobre; Transformadores con bobinado de cobre soportan mejor las fuerzas de corto-circuito; Transformadores de aluminio tienen perdidas mas altas; Transformadores con aluminio calientan mas que los de cobre porque la conductividad térmica es menor; Transformadores con cobre son mas pequeños que los de aluminio; © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 20 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 20 20

Aplicación del aluminio en devanados Comparación aluminio y cobre 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). © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 21 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 21 21

Aplicación del aluminio en devanados Comparación aluminio y cobre Característica Aluminio Cobre Tema 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. © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 22 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 22 22

Aplicación del aluminio en devanados Comparación aluminio y cobre Característica Aluminio Cobre Tema 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. © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 23 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 23 23

Aplicación del aluminio en devanados Comparación aluminio y cobre Característica Aluminio Cobre Tema 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. © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 24 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 24 24

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). © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 25 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 25 25

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. © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 26 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 26 26

Aplicación del aluminio en devanados 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. © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 27 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 27 27

Aceite vegetal BIOTEMP Principales 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. © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 28 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 28 28

Aceite vegetal BIOTEMP Principales características Aceite Mineral Silicona BIOTEMP Rigidez Dieléctrica kV/mm 30 43 45 Viscosidad, cSt. 100°C 3 16 10 Viscosidad, cSt. 40°C 12 38 Viscosidad, cSt. 0°C 76 90 300 Punto de Fulgor °C 145 330 Punto de Quema °C 160 360 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 ¿ Por que el aceite vegetal en una tendencia ? Mejor rigidez dieléctrica Aumento de la seguridad Extensión de la vida útil Retrofit © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 29 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 29 29

Aceite vegetal BIOTEMP Principales características Fabricado a partir de simiente de girasol. 75% de grasas monosaturadas en su composición química. Mejor resistencia contra oxidación. © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 30 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 30 30

Aceite vegetal BIOTEMP Principales características Biodegradable No causa daños al medio ambiente. © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 31 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 31 31

Aceite vegetal BIOTEMP Principales características 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. © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 32 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 32 32

Tanque Corrugado Principales 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. © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 33 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 33 33

Tanque Corrugado Principales características Precio Instalación 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. © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 34 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 34 34

Muchíssimas Gracias Ing. Angelo Vieira ABB Transformadores Planta de Blumenau – Brasil Teléfono: + 55 47 3221-3201 E-mail: angelo.vieira@br.abb.com © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 35 © ABB Group 10 de abril de 2017 | Slide 35 35