secado trafos
of 4
-
Upload
albertoimac09 -
Category
Documents
-
view
221 -
download
0
Transcript of secado trafos
-
7/22/2019 secado trafos
1/4
Abaratar y secarEl secado por corriente de baja frecuencia puede reducir a lamitad los costes de energaGnther Rindlisbacher, Risto Vuolle
Eliminar eficazmente la humedad del aislamiento de papel
es un proceso clave en la fabricacin de transformadores.
Un buen secado del material aislante es esencial para
satisfacer los requisitos dielctricos y garantizar al usuario
un funcionamiento sin problemas.
LFH (Low Frequency Heating) es un avanzado proceso
de secado del aislamiento de transformadores basado enla introduccin de una corriente controlada de baja
frecuencia en los devanados de alta tensin (HV) del
transformador.
El sistema es mejor y ms rpido que los mtodos
convencionales de secado con aceite caliente y vaco,
reduce los costes de energa nada menos que a la mitad,
y acelera el proceso de produccin.
66 Revista ABB 3/2005
-
7/22/2019 secado trafos
2/4
Revista ABB 3/2005 67
Una vez construido un transformadorde distribucin o de potencia espreciso secar perfectamente el
aislamiento slido de su interior, antes
de sumergirlo en aceite aislante.
Este material aislante es principalmente
celulosa, compuesta por una larga
cadena de anillos de glucosa. Si no seseca correctamente, el rendimiento del
aislamiento se deteriora y con ello se
reduce la resistencia elctrica y
mecnica del transformador.
Para secar el aislamiento en transforma-
dores de gran potencia se siguen nor-
malmente los mtodos de circulacin de
aire caliente y de secado en fase de
vapor, en ambos casos en cmara de
vaco. Para los transformadores de
diseo especial, conocidos como trans-
formadores acorazados, se aplica el
mtodo de secado por rociado de aceite
caliente.
Sin embargo, con independencia del
mtodo que se utilice, el proceso de
secado en s es caro y consume mucha
energa. La duracin del proceso y el
consumo total de energa son, por
consiguiente, factores decisivos al elegir
el procedimiento de secado ms conve-
niente.
National Industry of Norway construy
entre 1984 y 1987 las primeras plantas
de secado de transformadores de distri-
bucin por calentamiento a baja fre-
cuencia (LFH, Low Frequency Heating).
ABB Switzerland Ltd. Micafil perfeccio-
n por su parte el mtodo LFH para el
secado de transformadores de pequea
potencia en fbrica y de transformado-
res de gran potencia en la sede del
usuario.
En lugar de usar aire caliente o vapor de
disolvente como medios principales de
transporte de calor, el transformador se
calienta por dentro con una corriente de
baja frecuencia alimentada a los devana-
dos de alta tensin (HV).
Para los transformadores mayores se
combinan los mtodos LFH y de circula-
cin de aire caliente.
El concepto LFH en funcionamiento
La temperatura del material secante y el
nivel de vaco son los principales facto-
res que influyen en la velocidad y cali-
dad del secado.
El proceso LFH de ABB Micafil calienta
uniformemente desde el interior los
devanados de alta tensin (HV) y de
baja tensin (LV) del transformador,
aplicando una corriente de baja frecuen-cia con bajos niveles de tensin a travs
de los devanados HV, mientras los deva-
nados de baja tensin (LV) permanecen
cortocircuitados.
A baja frecuencia (0,4 2 Hz) y baja
impedancia se evitan problemas de alta
tensin y el acoplamiento magntico
asegura una corriente controlable en el
devanado LV que puede calentarse
hasta las temperaturas tpicas de secado
de 110 a 120C, de modo anlogo a una
instalacin de secado de fase de vapor.
Se necesitan controles especiales para
supervisar minuciosamente el proceso
de secado, especialmente la temperatura
de los devanados, para evitar la forma-
cin de puntos calientes y los daos en
el aislamiento. ABB Micafil utiliza un
avanzado sistema de control y supervi-
sin del proceso que vigila continua-
mente corrientes, tensiones y resisten-
cias, as como niveles de vaco.
Los niveles de vaco se han de controlar
debido a que en este medio las tensio-
nes de ruptura son menores; las tempe-
raturas de los devanados de alta y baja
tensin se supervisan continuamente
para garantizar un proceso optimizado.
El sistema lleva a cabo lecturas suma-
mente precisas de la temperatura de
ambos devanados HV y LV y permite
que los devanados HV se calienten por
separado si su temperatura es inferior a
la de los devanados LV.
Abaratar y secar
Configuracin bsica del equipo LFH.1
Grupo de bombas de vaco
Cmara de vacio
alimentacon deenerga
3x400 (50HZ)
Convertidores
LFLF
P
HF
Sistema princi-pal de controlcon cabina decontrol y orde-nador
Transformadores condevanados BT cortos
LF
HF
P
L L L L L
Autoclave de campana con sistema ca lefactor por corriente de baja frecuencia para el
secado de transformadores de distribucin.
2
-
7/22/2019 secado trafos
3/4
Por qu hacerlo de esta manera?
Porque la calidad del aislamiento del
transformador es mucho mejor utilizan-
do calor de corriente de baja frecuencia
como agente de secado, en compara-
cin con el sistema ms convencional
de vaco y aire caliente.
La razn est en que el calor se generaen los devanados, el lugar perfecto para
difundir la humedad fuera del aislamien-
to. Adems, la temperatura en los deva-
nados se puede controlar con precisin.
Esto significa que se pueden conseguir
tiempos de proceso considerablemente
ms cortos que con las tcnicas conven-
cionales de secado que utilizan aire
caliente y vaco, y que adems se consi-
guen ahorros de energa de hasta el
50 por ciento, lo cual equivale a unos
2.000 KWh menos consumidos en el
secado de cada transformador de
pequea potencia.
Como en cualquier sistema convencio-
nal de secado, el sistema calefactor LFH
es parte de la instalacin de secado,
consistente en un autoclave de vaco o
un tanque de transformador de bajo
vaco, un sistema de bombeo de vaco
, etc.
Plantas LFH para diferentes
aplicaciones
Secado de transformadores de
distribucin de 25 a 2.500 KVA1)
El calentamiento por resistencia median-
te el mtodo LFH aplicado a los trans-
formadores de distribucin simplifica la
estructura de la planta, compuesta por
un autoclave de campana , una plata-
forma con la bomba de vaco, converti-
dores LFH para calentar internamente
los transformadores y un sistema de
control.
2
1
50 por ciento, el ahorro de energa co-
mo resultado de secar un slo transfor-
mador con el sistema LFH es al menos
2.000 KWh.
Equipo LFH para el secado de partes
activas de transformadores de potencia
de hasta 100 MVA en un autoclave devaco
La modernizacin de un autoclave de
vaco y aire caliente con el equipo LFH
puede reducir notablemente el tiempo
de secado y mejorar los resultados del
proceso.
Los sistemas de vaco y aire caliente son
muy utilizados para secar transformado-
res de pequea potencia; existe un
enorme potencial de mejora y actualiza-
cin de estos sistemas con el mtodo
LFH.
Equipo LFH para secar transforma-
dores de potencia en las instalaciones
del usuario
Tradicionalmente, los principales
mtodos empleados para el secado de
transformadores de potencia in situ han
sido la circulacin de aceite caliente y
vaco o, en algunos casos, rociado de
aceite caliente y vaco. Otro mtodo
para secar el aislamiento consiste en
secar el aceite.
El sistema de circulacin de aceite
caliente consta de una planta de trata-
miento del aceite con un sistema cale-
factor, bombas de vaco y accesorios.
La potencia requerida para este equipo
puede llegar fcilmente a 100 kilovatios.
Puesto que el aceite caliente tiene lmi-
tes de temperatura y no existe portador
de calor en el vaco, el secado es extre-
madamente lento hasta varias sema-
nas, con un coste considerable de
energa.
68 Revista ABB 3/2005
Abaratar y secar
Inmediatamente despus del secado, el
sistema de control llena automticamen-
te los tanques del transformador con
aceite aislante. En esta aplicacin, slo
los devanados del transformador se ca-
lientan con la corriente de baja frecuen-
cia y el autoclave mismo no se calienta.
Por tanto, este mtodo de secado paratransformadores de distribucin consu-
me la mnima cantidad de energa y
ofrece ms ventajas, como cortos tiem-
pos de secado, alto rendimiento, facili-
dad de manejo y llenado automtico de
aceite tras el proceso de secado.
Secado de transformadores de
500 KVA a 30 MVA
El secado se realiza en el tanque del
transformador . La corriente de baja
frecuencia se aplica a los terminales HV
con los terminales LV cortocircuitados y
el aire caliente circula a travs del trans-
formador por las conexiones flexibles.
Si no es necesario volver a ajustar la
hermeticidad del transformador despus
del secado (en funcin del diseo), se
puede llenar con aceite aislante inme-
diatamente despus de la fase de vaco.
En este caso, la ventaja est en que el
transformador nunca est expuesto a la
atmsfera tras el secado. Una vez que se
ha llenado el transformador con aceite
aislante, se puede utilizar nitrgeno para
presurizar el tanque.
Un sistema de secado convencional con
aire caliente requerira al menos el do-
ble de tiempo en completar el proceso
de secado. Si un horno pequeo de
secado con circulacin de aire caliente
consume 50 kilovatios durante 80 horas
de uso, la energa total necesaria para
secar un transformador de pequea
potencia es 4.000 KWh.
Si se reduce el tiempo de secado en un
3
Unidad LFH mvil para el secado de transformadores en la sede
del usuario.
4Instalacin LFH (Low Frequency Heating) para secar un transforma-
dor de pequea potencia en su propio tanque.
3
Empalme de vacio Panel de energia
-
7/22/2019 secado trafos
4/4
69Revista ABB 3/2005
Abaratar y secar
El sistema calefactor LFH ofrece una
alternativa mvil
El convertidor LFH con su sistema de
control y los accesorios se puede trans-
portar hasta las instalaciones en un con-
tenedor o un camin . El calentamien-
to y secado del transformador se puede
efectuar en combinacin con el sistema
4
convencional de circulacin de aceite
caliente o con rociado de aceite calien-
te.
La combinacin de rociado de aceite
caliente y calefactor LFH permite alcan-
zar temperaturas mucho ms altas en los
devanados y los tiempos de secado se
pueden reducir notablemente en com-
paracin con la circulacin convencio-
nal de aceite caliente, al tiempo que se
consiguen valores de humedad por
debajo del 1 por ciento.
El nivel de secado se acerca a los nive-
les originales alcanzados en la fabrica-
cin de los transformadores. En las
instalaciones del usuario se han secado
exitosamente con este mtodo ms de
40 transformadores de potencia de hasta
400 MVA.
Las mediciones hechas en transformado-
res de gran potencia han demostrado
que el ndice medio de extraccin de
agua es de unos 2,5 litros diarios con el
mtodo convencional de circulacin de
aceite caliente y vaco, frente a los 20
litros que se extraen con el mtodo LFH
y rociado de aceite caliente.
Dado un nivel de humedad en el aisla-
miento de entre el 3 y el 1,5 por ciento,
el mtodo LFH consigue un secado
ocho veces ms rpido que los mtodos
convencionales con un ahorro enorme
de energa, personal y equipos .
Gnter Rindlisbacher
ABB Schweiz AG
Risto Vuolle
ABB Schweiz AG
Footnote
1) Los grandes transformadores de distribucin
tienen una entrada adicional de aire caliente.
5
P. Hay puntos calientes durante el calentamiento LFH?
R. El aumento mximo de corriente y de calor por minuto es supervisado por
el sistema de control. Despus de cada etapa de calentamiento se incluye un
tiempo de estabilizacin con calentamiento intermitente, para permitir que
las temperaturas se igualen a lo largo de los devanados. Las temperaturas de
los devanados de alta y baja tensin se controlan separadamente.
P. Se produce condensacin de humedad en las partes fras de acero?
R. No se ha observado condensacin de humedad con el equipo funcionan-
do normalmente. El control del proceso y las caractersticas especiales del
interior del equipo evitan la condensacin.
P. Se contraen los elementos aislantes?
R. En los transformadores nuevos, la contraccin depende del diseo del
transformador y del proceso de fabricacin de los devanados. Como en otros
procesos de secado, se requiere reajustar la hermeticidad despus del secado
LFH, aunque algunos fabricantes han diseado sus transformadores de distri-
bucin y de pequea potencia de modo que esto sea innecesario, obteniendo
as las mximas ventajas del sistema, ya que los transformadores se pueden
llenar con aceite aislante inmediatamente despus del proceso de secado, sin
volver a exponerlos a la presin atmosfrica .
P. Cmo se elimina la humedad del aislamiento grueso de papel?
R. Para grandes transformadores de distribucin y transformadores de poten-
cia pequeos, el proceso LFH se apoya en la circulacin de aire caliente.Siempre que sea posible se utilizarn elementos aislantes de menor espesor.
Asimismo debe considerarse el presecado de secciones gruesas con posterior
impregnacin en aceite.
Preguntas ms frecuentes relativas al calefactor LFH
Consideraciones de energa e inversin y requisitos de energa trmica y elctrica.5
Comparacin de diferentes mtodos de secado en trminos de tiempo
de proceso, inversin, costes de mantenimiento y energa necesaria.
El sistema de secado LFH (Low Frequency Heating) requiere un 50 por
ciento menos de energa que el sistema de vaco y aire caliente.
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
%
HAV VPD LFH
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
%
HAV VPD LFH LFH+HAV LFH in tank
Process Time Maintenance
Energy requirement Investment
Thermal E.
El. Energy
