Jornadas Técnicas Consideraciones de diseño

Julio 2013 Lisboa – Miguel A. de la Fuente
Jornadas Técnicas
Consideraciones de diseño
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MTD_Tema1 - 1
Consideraciones de diseño
§
§
§
§
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2 2
Tipos de transformadores
§ Por uso
§ Por construcción
Tipos de refrigeración
Principio de funcionamiento
Elementos del transformador
§ Exterior
§ Parte activa
§ Nucleo
§ Bobinados
§ Aislamientos
Transformadores
Tipos por uso
§
§
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3 3
Transformadores de distribución
§ SDT, MDT, LDT
≈ XX kVA 20 MVA // < ≈ 52 kV
§ Subestación
§ Padmounted (generalmente uso urbano)
§ Polemounted (poste)
§ Secos
Transformadores de Potencia
§ Generator Step-up. Elevadores
§ Step down. Reductores
§ Cambiadores de fase
§ HVDC
§ Horno
§ Traccion
§ Reactancias
§ …
Transformadores de distribución
Ejemplos
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4 4
Transformadores
Tipos por construcción
n
Circuito magnético tipo “columnas”
n Bobinas cilíndricas
n Bobinas rectangulares
n
Circuito magnético tipo “acorazado”
n Bobinas rectrangulares
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5 5
Tranformadores por construcción
Columnas - Acorazados
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6 6
Transformadores
Tipos por refrigeración
NATURALEZA DEL REFRIGERANTE:
§
Aceite mineral ó líquido aislante sintético
§
Agua
§
Aire
Æ
Æ
Æ
O
W
A
TIPO DE CIRCULACIÓN DEL REFRIGERANTE:
§
Natural
§
Forzada (no dirigida)
§
Forzada y dirigida
Æ
Æ
Æ
N
F
D
§
§
§
ONAN / ONAF
ODAF
OFWF
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7 7
El Transformador.
Principio Fundamental
§
Sobre un núcleo de hierro se arrolla una
bobina de N1 espiras.
§
Se aplica tensión alterna V1.
§
Se produce un campo magnético alterno de
inducción B
§
Sobre el mismo núcleo se arrolla una
segunda bobina de N2 espiras.
Por inducción electromagnética, el campo
creado induce una tensión en esta bobina,
V2.
§
§
Si f es la frecuencia y S la sección del
núcleo, se cumple:
V1 = 4,44 . k . f . S . B . N1
V2 = 4,44 . k . f . S . B . N2
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8 8
El Transformador
Elementos externos
Depósito
Bornas
Mantiene nivel de aceite,
permitiendo
expansión/comprensiónl
Conectan el transformador a
los sistemas de tensión
Cuba
Armario regulador
En su interior se
encuentra la parte activa
(nucleo y bobinados)
inemersos en refrigerante
Motor, control y protecciones
Armario de control
Control de protecciones y
refrigeración
Refrigeración
Elementos de control y
protección
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9 9
Disipa calor hasta la
potencia nominal
El transformador
Elementos internos
Circuito magnético
(nucleo)
Regulador de tensión
Bridas soporte
Ruptor
(nucleo y bobinado)
Bobinados
Regulador de tensión
Selector
Conexionado
(a bornas y regulador)
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10 10
Transformador Tipo Columnas
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El nucleo
§
El núcleo proporciona una camino de
baja reluctancia al flujo magnético
§
Láminas de acero al silicio (0,27-0,30
mm) aisladas entre si
§
Pérdidas en el núcleo, función
§
§
§
§
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12 12
Características del acero (w/kg)
Punto de trabajo (B)
Entrehierro
Corrientes parásitas
§ Cuba
§ Brida
§ Otras partes metálicas
Bobinado
§
El bobinado está formador por
§ Conductor
§ Pletina individual
§ Cable transpuesto
§ Twin
§
Aislamiento
§ Entre conductores
§ Entre bobinas
§ Entre fases
§
Estructuras soporte
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13 13
CTC
Lay-out de bobinados
Tipos de bobinado
Núcleo
Bobinado interior
Generalmente BT, hélice
Bobinado intermedio
Generalmente BT, discos
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14 14
Bobinado exterio
Generalmente reg, capa
Tipos de Bobinado
Capas
9 7 5 32 4 6 8
§
§
§
Las espiras se arrollan
axialmente a lo largo del
bobinado
No hay espacio entre espiras
En capa única, en
transformadores de potencia
suele usarse en bobinados de
regulación
8 6 4 2 1 3 5 7
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15 15
Tipos de Bobinado
Capas. Bobinado de regulación
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16 16
Tipos de Bobinado
Hélice
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17 17
§
Variante del bobinado de
capa, pero con
espaciadores entre espiras
§
Generalmente empleado
en bobinados de alta
intensidad
§ Permite refrigeración
§ Dividir cada espira en
varios conductores
§ Trasposición de
conductores o pletinas
§
Factor de espacio elevado,
compacto
§
Robusto
Tipos de bobinado
Bobina en hélice (en fabricación)
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18 18
Tipos de Bobinado
Discos
§
Generalmente empleado en bobinados
de muchas espiras y poca intensidad
(AT)
§
Varias espiras por disco
§
Capacidad entre segmentos baja
comparada con capacidad a tierra =>
distribución no lineal de la tensión en
transitorios
§
Se mejora el comportamiento con
entrelazado de espiras
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19 19
Tipos de bobinado
Bobina en discos (en fabricación)
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20 20
Aislamientos y estructuras
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¿Preguntas?
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