MEMORIA DESCRIPTIVA
PARQUE EÓLICO TRELEW
TRANSFORMADOR ELEVADOR TRIFÁSICO
3400 kVA 33 / 1 / 0,692 -0,384 kV – Dyn11yn11a11
TIPO LLENADO INTEGRAL
REFRIGERADO EN ÉSTER SINTÉTICO
Abril 2022
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1- CARACTERÍSTICAS GENERALES
1.1- Cambiador de derivaciones
El cambiador de derivaciones seleccionado es del tipo rotativo, conexión en puente,
con cuerpo de resina epoxídica y mando directo, ubicado en la tapa del transformador,
sin sistemas de transmisión entre el mando y la parte eléctrica.
El dimensionamiento del mismo se hace teniendo en cuenta la corriente nominal,
como así también la corriente de corto circuito de la unidad
Su sistema rotativo permite asegurar la correcta selección de la derivación, si correr
riesgos de posiciones falsas o la generación de puntos calientes.
1.2- Capacidad de cortocircuito
A efectos de garantizar una elevada resistencia a los cortocircuitos, se diseña el
transformador con arrollamientos de baja tensión realizados en folio del aluminio, los
cuales reducen los esfuerzos axiales.
En cuanto al arrollamiento de alta tensión, el mismo se realizará con planchuela de
aluminio, de adecuada sección, cuya disposición será en capas.
Las secciones de los conductores permiten asegurar una temperatura inferior al límite
de 200ºC establecido por la norma IEC 60076-5.
Los arrollamientos se complementan con un sistema de prensado, que evita cualquier
desplazamiento que pueda producirse durante un cortocircuito, sin interrumpir la
circulación de fluido refrigerante por los arrollamientos.
Se adjunta el cálculo demostrativo de acuerdo a Norma IEC.
El bobinado de baja tensión, se realizará en folio de aluminio.
1.3- Pérdidas Admisibles
Para mantener las pérdidas dentro de los parámetros solicitados en la Planilla de
Datos Técnicos Garantizados, conservando el peso de la unidad, se utiliza un núcleo
de acero silicio de grano orientado, de bajas pérdidas, corte tipo Step-Lap, con una
inducción de trabajo alejada de la zona de saturación, a fin de mantener las pérdidas
dentro de parámetro, tener una baja corriente de vacío y no generar contenido
armónico.
Los arrollamientos de baja tensión, tal cual lo descrito en el punto 1.2, serán en folio, el
cual tiene un bajo nivel de pérdidas adicionales, mientras que el arrollamiento de alta
tensión está construido con planchuela de sección rectangular, cuyas dimensiones y
posición frente al flujo disperso, se seleccionan para evitar la aparición de pérdidas
adicionales excesivas.
1.4- Nivel de Ruido
El nivel de ruido de la unidad se mantiene en el nivel garantizado mediante la correcta
elección de la inducción de trabajo del núcleo, alejada de la zona de saturación, como
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así también la calidad del corte de las chapas que constituyen el núcleo y su correcta
sujeción a través de los prensa yugos.
La cuba es diseñada de forma tal de evitar partes que puedan resonar a la frecuencia
de trabajo y sus armónicos correspondientes.
1.5- Elevación de Temperatura
Para el correcto funcionamiento del transformador, debe asegurarse que la máxima
temperatura de los arrollamientos y del fluido refrigerante no sobrepase los valores
admisibles garantizados.
El diseño de los arrollamientos en folio asegura una amplia superficie de disipación,
aumentada la misma con canales que aseguran el libre flujo de éster.
Similar criterio respecto de la refrigeración, se toma para el arrollamiento de alta
tensión, con la salvedad que en lugar de folio se utiliza planchuela de sección
rectangular colocada en la posición más ventajosa para facilitar el contacto entre el
conductor y el éster sintético.
La transmisión del calor desde el éster hacia el ambiente se realiza mediante aletas,
las cuales forman parte de la cuba del transformador, estando las mismas en contacto
con el fluido por su cara interior.
El diseño del transformador asegura un libre flujo de aire, el cual es el encargado de
evacuar el calor.
La superficie de dichas aletas es calculada para mantener la temperatura del éster
sintético en los valores correctos garantizados.
1.6- Sobrecarga
La elección de las densidades de corriente de los arrollamientos, la distribución de los
canales de refrigeración de los mismos y la superficie de disipación de calor de las
aletas radiantes, aseguran el cumplimiento de la norma IEC 60354 respecto a las
sobrecargas que pueden presentarse durante la operación de la unidad, sin consumo
de vida útil del mismo.
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2- DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN
2.1- Aisladores pasa tapa
2.1.1 Aisladores pasa tapa de media tensión
Los aisladores pasa tapa de media tensión serán de resina epoxídica, Norma DIN
47636 – CEI 50180, aptos para conectores aislados de 630 A 36 kV, interfaz “C”.
Estarán ubicados en la tapa del transformador, sujetos a la misma mediante cuatro
zapatas cada uno.
2.1.2 Aisladores de baja tensión
Los aisladores de baja tensión serán de porcelana, con perno pasante de cobre.
De la misma forma que los de alta tensión, estarán ubicados en la tapa del
transformador.
Para los arrollamientos de baja tensión se utilizan tres modelos de aisladores a saber:
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IRAM TIPO IV de 2000 A, Rosca M42x4,5 para el arrollamiento de 1000V (LV1)
IRAM TIPO II de 630 A, Rosca M20x2,5 para el arrollamiento de 692 V (LV2)
IRAM TIPO I de 250 A, Rosca M12x1,75 para el arrollamiento de 384 V (LV3)
Los aisladores de 2000 A estarán provistos de conectores tipo bandera.
2.2- Protecciones de Baja Tensión (LV2 y LV3)
Las protecciones de baja tensión estarán a cargo de fusibles de alta velocidad.
El calibre de los mismos será de 700 A y 500 A en la derivación (respetando el diseño
original de CG Power Systems Belgium NV)
2.3- Estanqueidad
El transformador será de tipo llenado integral, sin cámara de gas inerte ni tanque de
expansión.
Todas las uniones de cuba serán soldadas, excepto la tapa que será apernada.
La prueba de hermeticidad se realizará con el transformador lleno de éster, aplicando
presión hasta alcanzar el valor establecido, y luego se verifica que la misma se
sostenga durante 24 hs.
Adicionalmente, se aplicará polvo sobre las uniones soldadas a fin de detectar
cualquier fuga de fluido.
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2.4- Materiales Aislantes
2.4.1- Aislante sólido
El aislante sólido empleado en la construcción del transformador será Nomex para los
arrollamientos, el cual se utilizará para el forrado del conductor de alta tensión, para la
aislación entre capas de baja tensión, los aislantes entre arrollamientos y la confección
de las extremidades o collarines de las bobinas.
Los canales de refrigeración serán realizados con material de alta resistencia
mecánica y estabilidad térmica.
Para el sistema de prensado se utilizará madera compensada, asegurando una
elevada resistencia térmica y mecánica
2.4.2 – Aislante líquido
Se utilizará éster sintético de alto punto de inflamación, elevadas propiedades
dieléctricas y refrigerantes.
2.5- Parte Activa
2.5.1- Núcleo
El núcleo será de tres columnas, escalonado simétrico y sección cuasi cilíndrica.
Se laminará con material de grano orientado, laminado en frío, de elevada
permeabilidad magnética y bajas pérdidas.
La inducción de trabajo se mantendrá en límites aceptables, a fin de garantizar las
pérdidas y una baja corriente de vacío.
Tendrá un corte tipo “step-lap”, que garantiza entre hierro mínimo y funcionamiento
silencioso.
2.5.2- Bobinas
Los arrollamientos tendrán una sección circular uniforme, lo cual garantiza máxima
resistencia a los esfuerzos producidos por eventuales cortocircuitos.
Los arrollamientos de baja tensión (LV1, LV1’ y LV2) estarán realizados en folio de
aluminio (sección LV1-LV1’: 350 mm 2; sección LV2: 700 mm 2), arrollado en capas,
aislados con Nomex entre ellas.
El arrollamiento en folio garantiza bajas pérdidas adicionales, no genera esfuerzos
axiales en cortocircuito y tiene una elevada transferencia térmica hacia el fluido
refrigerante.
El bobinado de alta tensión estará realizado en capas, utilizando conductor de sección
rectangular (17,09 mm 2) forrado en Nomex, cuyas dimensiones y disposición en el
arrollamiento están orientadas a mantener bajas las pérdidas, manteniendo una
adecuada resistencia a los esfuerzos y favorecer la refrigeración del mismo.
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2.6 – Cuba del Transformador
La cuba del transformador será de acero soldado, con fondo plegado y paredes de
paneles corrugados.
No se empleará tanque de expansión.
La base de fijación del transformador a la estructura está diseñada para no sufrir
deformaciones y sus dimensiones están adecuadas a las medidas de anclaje
existentes.
2.7 - Tapa
La tapa del transformador será apernada a la cuba, asegurando la estanqueidad
mediante una junta de material resistente a la temperatura y el éster, estando la misma
contenida mediante topes, a fin de asegurar el correcto sellado entre la cuba y la tapa.
Para asegurar la estabilidad mecánica de la tapa, la misma estará diseñada con un
espesor adecuado y contendrá refuerzos internos, los cuales permitirán el izaje de la
unidad desde los cáncamos previstos a tal fin, sin sufrir deformaciones.
En la tapa estarán alojados todos los aisladores, el cambiador de derivaciones y los
accesorios de protección propia del transformador.
Para la salida de aisladores del arrollamiento LV1, la tapa posee una zona de acero
inoxidable austenítico, el cual tiene una permeabilidad magnética muy baja, a efectos
de evitar zonas de calentamiento localizado por el flujo magnético de los conductores
que la atraviesan.
2.8 - Radiadores
El sistema radiante estará compuesto de paneles corrugados, soldados a la cuba, en
contacto directo con el fluido refrigerante.
Dichos paneles serán los encargados de disipar el calor generado por el
transformador, como así también absorber el incremento de volumen del éster
sintético que se producirá durante los ciclos de carga del transformador.
Las dimensiones y cantidad de aletas de panel están diseñadas para mantener la
temperatura del refrigerante en niveles que aseguren una prolongada vida útil tanto del
fluido como de los arrollamientos.
También en el cálculo de las dimensiones del panel (relación largo – profundidad), se
tiene en cuenta la resistencia elástica del mismo, para que no sufra deformaciones
permanentes durante el ciclo de expansión del éster.
2.9 - Sistema de Montaje
Para el montaje del transformador, se colocaron dos cáncamos de izaje sobre la tapa,
solidarios con la parte activa.
La cuba está soldada a un sistema de patines, los cuales poseen cuatro ojales de
sujeción para transporte, y cuatro orificios para la fijación a la estructura del
aerogenerador, respetando el diseño original del transformador CG Power Systems
Belgium NV, lo cual resulta en la intercambiabilidad inmediata, sin realizar
modificaciones en el aerogenerador.
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2.10 - Dimensiones Máximas
Tanto el sistema de montaje, como las dimensiones máximas, se ajustarán a las
instalaciones existentes, a fin de asegurar la total intercambiabilidad de las unidades
nuevas con los transformadores actualmente en servicio.
2.11 – Pintura
Las superficies de la cuba y de la tapa, tanto interiores como exteriores, serán
desengrasadas mediante granallado, logrando a su vez un eficaz mordiente para
asegurar la adherencia de la pintura.
Dentro de las tres horas de realizado el granallado, tanto la parte exterior de cuba
como la de tapa serán pintadas con antióxido de fondo, y luego del secado, se dará el
recubrimiento final, cuyo color será el solicitado en la Especificación Técnica (RAL
5019).
Los interiores de cuba y de tapa, serán pintados con pintura epoxídica color claro.
2.12 Condiciones adicionales
No aplican
2.13 Placa de características
Ver adjunto 2271-PC-002
2.14 Accesorios
Ver adjuntos
Atte. Ing. Javier Charvez
Los Conce SA
Gerencia Técnica
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