F -X C h a n ge
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Dr. José Carlos Mendes
Desenv. & Engenharia
ABB Asea Brown Boveri
Divisão de Transformadores
São Paulo, SP - Brasil
[email protected]
+55 11 2464 8410
+55 11 9 8354 5358
ABB Brasil JCM
A-1
Divisão de Transformadores
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email:
tel:
cel:
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ABB Brasil
Divisão de Transformadores
Transformadores de
Potência em Alta Tensão:
Tecnologias Avançadas
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Conteúdo
introdução
transformadores de potência em alta tensão
panorama atual
seleção de alternativas
processo de campras
especificação técnica
ciclo de vida e valor global
desempenho
núcleo
enrolamentos & curto-circuito
térmico & expectativa de vida
aplicação de novas tecnologias
aplicação de FRA
isolação sólida híbrida NOMEX
fluido isolante éster natural ABB BIOTEMP
benefícios – segurança, ambiental,
vida útil, carregamento e econômicos
conclusões
ABB Brasil JCM
A-2
Divisão de Transformadores
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Transformadores e Reatores
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Transformadores e Reatores
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ABB Brasil
Divisão de Transformadores
PPTR Distribuição
transformadores de distribuição
Guarulhos, São Paulo
PPMV, PPHV
PPTR Potência
transformadoes de potência até 765kV
reatores shunt até 765kV
transformadores industriais
serviços (soluções de eng, reparo em fábrica,
reparo em campo, serviços em transformadores)
IKC – componentes isolantes
componentes para transformadores (Buchas e
Comutadores)
ABB Brasil JCM
A-3
Divisão de Transformadores
Blumenau, SC
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ABB Brasil – Inovação e Desenvolvimento
Ano
Eventos Marcantes
1974
Reatores e Transformadores 440kV
CTEEP (CESP)
1977
Reatores e Transformadores 500kV
CEMIG
1982
Transformadores Elevadores 525kV
ITAIPU
1984
Reatores 110MVAr /800kV
AutoTransformadores 550MVAr/ 800kV
FURNAS/ITAIPU
1986
Transformadores Conversores HVDC 600kV
FURNAS/ITAIPU
1992
Reparo Campo Transformador 525kV (tecnologia GLOBAL)
CEMIG
1997
Análise de Estado e Revitalização Grupo Transformadores
LIGHT/CEMIG
2000
Transformador Defasador 400MVA
FURNAS
2001
Sistemas de Monitoracao em Tempo Real ABB T-monitor
FURNAS
2001
Análise Manobra Reatores Derivacao 500kV
2003
Transformador NOMEX 400MVA 230kV
2006
Transf NOMEX+ÓLEO VEGETAL BIOTEMP 145kV (tecnologia GLOBAL)
2011
Estudo Interação Transformador-Sistema 765kV
2012
Revitalizacao Grupo Transf Mitsubishi de 25MVA para 35MVA
carregamento até 60MVA, 4h com Tecnologias Avançadas
ABB Brasil JCM
A-4
Divisão de Transformadores
Cliente
CEMIG
ESCELSA
CEMIG
FURNAS/MME
CEMIG
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FURNAS - TIJUCO PRETO, Brasil
Autotransformers
1Ph, 500 MVA, 765/345/20 kV + OLTC
ABB Brasil JCM
A-5
Divisão de Transformadores
550MVA, 3
750MVA e HVDC 600kV 315MVA
ESKOM, África do Sul
9 Shunt Reactors
1 Ph, 133 MVAr, 765 kV
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ABB Brasil - HVAC até 765kV, 1
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Transformadores e Reatores
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550MVA, 3
750MVA e HVDC 600kV 315MVA
FURNAS Itaipú HVDC
TransfConversor, 1 , 314MVA
550kV AC / 600kV DC
RIO MADEIRA BtB DC
Transf Conversor, 3 , 424MVA
550kV AC / 37.8kV DC
Irkutsk, Sibéria, Rússia
Ambient Temperature, - 50Cdeg
3 Unid, Auto 3 , 500MVA, 500kV/230kV
ABB Brasil JCM
A-6
Divisão de Transformadores
RIO MADEIRA Bipolo HVDC
Transf Conversor, 1 , 292MVA
550kV AC / 600kV DC
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ABB Brasil - HVAC até 765kV, 1
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Transformadores e Reatores
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ABB Brasil - HVAC até 765kV, 1
550MVA, 3
750MVA e HVDC 600kV 315MVA
DuplaEstrela+Interfase
Enrolamentos
de Interfase
Fornecimentos
1990-2004:
Unidades:
MVA total:
36
822
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A-7
Divisão de Transformadores
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Transformadores e Reatores
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550MVA, 3
HONDURAS, América Central
2 unidades 3 , 25MVA 230kV
2 unidades 3 , 25MVA 138kV
ABB Brasil JCM
A-8
Divisão de Transformadores
750MVA e HVDC 600kV 315MVA
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ABB Brasil - HVAC até 765kV, 1
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Transformadores e Reatores
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Transformadores de Potência
Panorama Atual e Desafios
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A-9
Divisão de Transformadores
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Expansão Demanda Energia 2000-2020
50 anos ou mais
crescimento demanda de energia
ABB Brasil JCM
A-10
Divisão de Transformadores
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ref: IEEE Power&Energy Magazine Mar/Apr 2008
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Panorama Atual
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Expansão da Transmissão HVAC e HVDC
Sistema de Transmissão
Linhas Longas HVAC & HVDC
Expansão da Geração
Hidroelétrica 2007-2020
HVDC 2020
Até 18000 MW
Complexidade e Riscos – Carregamento,
Transitórios, CurtoCircuitos na InfraEstrutura
Existente e Envelhecida
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ABB Brasil JCM
A-11
Divisão de Transformadores
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Panorama Atual
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Expansão da Transmissão HVAC e HVDC
Modelo Vigente Através das Leis nº 9648/98 e 10848/04
xxx = Extensão total ao fim do ano
xxx = Aumento anual
xxx = Previsão até 2014
Taxa Média
0,96% a.a.
Taxa Média
3,7% a.a.
Taxa Média
6,9% a.a.
ABB Brasil JCM
A-12
Divisão de Transformadores
Cerca de 35.584 km em 12 anos
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Modelo Anterior
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Panorama Atual
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Envelhecimento da InfraEstrutura Existente
765/550kV
bancos Autos 1650MVA
765kV páteo
550kV páteo
345kV páteo
765/345kV
bancos Autos 1500MVA
345kV bancos capacitores
FURNAS SE TijucoPreto São Paulo
Sist Transmissão 765kV Itaipu
ABB Brasil JCM
A-13
Divisão de Transformadores
SE Tijuco Preto - Terminal
HVAC ITAIPU-SaoPaulo
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Panorama Atual
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ABB Brasil - Processo Avançado de Projeto
Cliente - Espec Técnica
ABB Brasil JCM
A-14
Divisão de Transformadores
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Transformadores e Reatores
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ABB Brasil - Projetos Modernos & Simulações Avançadas
ABB Brasil JCM
A-15
Divisão de Transformadores
Rio Madeira UHE SAntonio, Brasil
6Unid Transf Elevador
3 , 330 MVA, 5Col, 2x13.8/525 kV
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IMPSA TOCOMA, Venezuela
6Unid Transf Elevador
3 , 460 MVA, 5Colunas, 2x13.2/400 kV
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Transformadores e Reatores
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Transformadores de Potência
Processo de Compra, Seleção de Alternativas e Desempenho
ABB Brasil JCM
A-16
Divisão de Transformadores
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Transformador e Processo de Compra
ETAPAS:
Especificação Técnica
Licitação, Oferta, Compra e Contrato
Projeto e Revisão de Projeto (Design Review)
Fabricação
Ensaios em Fábrica
Transporte
Montagem
Comissionamento
Operação&Manutenção
ABB Brasil JCM
A-17
Divisão de Transformadores
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Processo de Compra
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Transformador e Processo de Compra
CIGRE Technical Brochures:
ABB Brasil JCM
A-18
Divisão de Transformadores
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Processo de Compra
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Transformador e Processo de Compra
CIGRE Technical Brochures:
ABB Brasil JCM
A-19
Divisão de Transformadores
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Processo de Compra
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Processo de Compra: Preço Inicial, Garantia Inicial, Taxa de Falhas, Vida Útil
ABB Brasil JCM
A-20
Divisão de Transformadores
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Processo de Compra
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Avaliação Global
Expectativa de Vida Útil Garantida, anos
Ciclo de Vida, anos
Custo da Operação:
perdas (Vazio,
Carga, Auxiliares)
manutenção
reparos
desempenho $2
Custo Fim de Vida:
substituição
transferência
revitalização $3
NPV, Custo Total / Ciclo de Vida $ = $1+$2+$3
R$
kVA x Vida Útil x FatorSobreCarga
ABB Brasil JCM
A-21
Divisão de Transformadores
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Custo do Ativo:
compra
transporte
instalação $1
C
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Seleção de Alternativas
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Transformadores de Potência
Desempenho - Núcleo, CurtoCircuito, Térmico e Expectativa de Vida
ABB Brasil JCM
A-22
Divisão de Transformadores
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Núcleos: Ponto+Quente – Limites e Desempenho
deterioração e envelhecimento
carbonização
redução suportabilidade mecânica
redução resistência de isolação
Transf Elevador
3 , 440MVA, 550kV
Núcleo 5colunas, 160ton
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ABB Brasil JCM
A-23
Divisão de Transformadores
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Especificação Técnica
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Núcleos: Ponto+Quente – Limites e Desempenho
Pto+Quente:
PQte
NBR e ANSI limite atual 140grC
(Pto+Quente partes metálicas)
Limite Sugerido máx:
125grC
Ponto Quente no Núcleo:
filme de óleo entre chapas
geração de gases:
H2 – Hidrogênio (>2.5 ppm/dia)
CH4 – Metano
H2/CH4: 6 ... 8
(sobreaquecimento moderado)
Exemplo: Trifásico, 3 colunas
ABB Brasil JCM
A-24
Divisão de Transformadores
deterioração isolação interna
saturação local do óleo
evolução de bolhas
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Especificação Técnica
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Curto-Circuitos - Desempenho Comprovado
Suportabilidade Comprovada
redução de falhas por curto-circuitos
mais de 120 transf ensaiados com sucesso
desde 1968 no KEMA, CESI, IREQ
10....1070MVA, 69...550kV, NLTC e OLTC
1 transformador fabricado na ABB Brasil
sincronização fora de fase (180gr)
SERIAL No.
RATED POWER
(MVA)
1968
1968
1968
1968
1969
1969
1970
1970
1971
1971
1971
1972
1973
1973
EP
31226
PROT.
6430997
PLP9059
16
7.5
10
300/300/65
16
12
25
525:3
16
20
20
36
10
10/5/5
130±15%/16.2
115±5%/12.47-24.94
42±13.35%/11
400/237/21
138±15%/10.8-21.6
115±5%/12.47-13.8
20±10%/6.3
3
220: /13
20±5%/6.3
63/20
93/20
63/20
33±13.35%/10.5
115±5%/23/13.8
1974
1976
1976
1976
1976
1977
1977
1977
31551
EP
EP386
55659
TBA PROT.
31815
2K8001
6680406
20
25
25
25
40
55/27.5-27.5
28.2/14.1-14.1
54/27-27
150±10%/6.3/(11)
127±15%/10.8-21.6
130±15%/10.8-21.6
127±15%/10.8-21.6
135±15%/23-11.5
220±15%/20.9-20.9
220±10%/6.84-6.84
115±5%/13.8-13.8
1977
7321
25
EP
31371
34120052
58217
VOLTAGE RATIO
(kV)
127±15%/16.2
ABB Brasil JCM
A-25
Divisão de Transformadores
SHORTCIRCUIT
IMPED. AT
RATED
POWER (%)
13
7.7
8.1
11.2
13
6.9
11.1
4.7
7.5
12
12
17
12
4.7(*)
6.5(**)
10
13
13
13
12
13
9.6
8.5(*)
8.8(**)
13
TYPE OF
REGUL.
CUSTOMER
ON-LOAD
OFF-LOAD
ON-LOAD
--------ON-LOAD
OFF-LOAD
ON-LOAD
ON-LOAD
OFF-LOAD
ON-LOAD
ON-LOAD
ON-LOAD
ON-LOAD
OFF-LOAD
OTE-ITALY
BPA-USA
ASEA -SWEDEN
EDF-FRANCE
OTE-ITALY
BPA-USA
ENEL-ITALY
EDF-FRANCE
ENEL-ITALY
EDF-FRANCE
EDF-FRANCE
EDF-FRANCE
VASTANFORS-SWEDEN
MASSACHUSSET EL.CO-USA
ON-LOAD
ON-LOAD
ON-LOAD
ON-LOAD
ON-LOAD
ON-LOAD
ON-LOAD
OFF-LOAD
ON-LOAD
YEAR
+
1977
1977
1978
1978
1978
1978
1978
1978
1978
1978
1978
1978
1978
S E R IA L N o .
7340
3 N5033
3 N5048
3 N5055
31860
31926
RC S2168
62130
1978
62173
31988
PRTYP E
VAS 6574
ENEL-ITALY
OTE-ITALY
OTE-ITALY
OTE-ITALY
ASEA-SWEDEN
EURODIF-FRANCE
EURODIF-FRANCE
IHRE-PANAMA
1979
1979
1979
1979
1979
1979
1979
1979
1980
1980
1980
1980
1981
1981
1981
ENEL-ITALY
1981
1981
54978 8
32013
32076
64901
2 I7 2 0 9
RC S2443
1 1 0 -7 3 0 5 4
RATED POW ER
(M V A )
V O L T A G E R A T IO
(kV )
29
14
40
25
25
40
16
50
1 0 5 :3
28
20
12
1 0 7 0 : 3 / 1 0 7 0 :3 /7 3 .
5 :3
1 6 0 /8 0 /8 0
2 3 5 /6 .8
2 4 /1 . 4
1 2 7 ± 1 5 % /1 6 . 2
1 5 0 ± 1 2 % /2 1 . 6
1 2 7 ± 1 5 % /1 0 . 8 - 2 1 .6
1 2 7 ± 1 5 % /1 6 . 2
1 5 0 ± 1 2 % /2 1 . 6
2 3 0 ± 5 % /6 9
2 2 5 : 3 /9 3
2 4 /6 . 8
6 3 /2 0
1 1 5 ± 5 % /1 3 . 8 ( 1 2 . 4 7 )
(3 9 5 ± 1 5 ): 3 /2 3 0 : 3 / 1 3
25
25
16
4 8 / 2 4 -2 4
36
6 4 : 3 /3 2 :3 / 3 2 :3
6 4 / 3 2 -3 2
2 0 /2 0 / ( 6 )
4 8 / 2 4 -2 4
40
4 8 / 2 4 -2 4
6 4 / 3 2 -3 2
40
90
12
1 2 7 ± 1 5 % /1 0 . 8 - 2 1 .6
1 2 7 ± 1 5 % /1 6 . 2
1 1 5 ± 5 % /1 3 ( 2 6 - 5 2 )± 2 0 %
6 3 /6 . 8 - 6 .8
9 3 /2 0
4 0 0 : 3 /6 . 8 /6 .8
4 0 0 /6 .8 - 6 .8
1 1 5 ± 5 % /1 3 . 8 /( 6 . 6 6 )
2 2 0 ± 2 .5 % / 6 .8 - 6 . 8
1 2 7 ± 1 5 % /1 6 . 2
2 4 /6 . 8 - 6 .8
4 0 0 /6 .8 - 6 .8
1 5 0 ± 1 5 % /1 0 . 8 - 2 1 .6
4 0 0 +9 % -5 % /3 6
1 3 8 ± 5 % /1 3 . 8
20
4 0 / 2 0 -2 0
2 2 0 ± 1 0 % /6 . 9 /6 .9
1 3 2 ± 1 3 .3 5 % /2 3
2 0 /6 . 3 - 6 .3
SH O RTC I R C U IT
IM P E D . A T
RA TED
P O W E R (% )
8 .3
9
13
1 2 .6
1 2 .4
13
13
10
10
7 .2
12
6 .4
1 3 . 6 (* )
7 4 . 0 (* * )
9 . 4 ( *)
9 . 0 ( ** )
13
13
7 .5
4
16
7 .1
7 .1
10
5
13
6 .7
7 .1
13
6 .8
4 .1
12
10
O N -L O A D
O N -L O A D
TYPE O F
REGUL.
CU STOM ER
O F F -L O A D
O F F -L O A D
O N -L O A D
O N -L O A D
O N -L O A D
O N -L O A D
O N -L O A D
O F F -L O A D
O N -L O A D
O F F -L O A D
O N -L O A D
O F F -L O A D
O F F -L O A D
E D F -F R A N C E
E D F -F R A N C E
E N E L -I T A L Y
E N E L -I T A L Y
E N E L -I T A L Y
E N E L -I T A L Y
E N E L -I T A L Y
B P A -U S A
E D F -F R A N C E
E D F -F R A N C E
E D F -F R A N C E
B P A -U S A
E U R O D IF -F R A N C E
O N -L O A D
E U R O D IF -F R A N C E
O N -L O A D
O N -L O A D
O N -L O A D
O F F -L O A D
O N -L O A D
O F F -L O A D
O N -L O A D
O N -L O A D
O F F -L O A D
O N -L O A D
O F F -L O A D
O F F -L O A D
O N -L O A D
O N -L O A D
O F F -L O A D
E N E L -I T A L Y
E N E L -I T A L Y
F E D E R A L H W Y A D M . -U S A
E D F -F R A N C E
E D F -F R A N C E
E D F -F R A N C E
E D F -F R A N C E
C A D A F E -V E N E Z U E L A
N E R S A -F R A N C E
E N E L -I T A L Y
E D F -F R A N C E
E D F -F R A N C E
O T E -I T A L Y
J E T -U K
F L O R ID A P O W E R & L IG H T USA
N V E -N O R W A Y
E D F -F R A N C E
+ ...
.d o
m
o
w
.c
YEAR
C
m
Especificação Técnica
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
c u -tr a c k
.d o
o
w
.c
m
C
m
Especificação Técnica
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
Curto-Circuitos - Desempenho Comprovado
Características do Projeto ABB
Considerações:
todos enrolamentos são radial auto-suportantes
força de abertura espiral de enrolamento Hélices
resposta dinâmica do sistema de enrolamentos
Modos de Falhas e Verificações:
A suportabilidade mecânica dos enrolamentos
é verificada para todos os modos de falhas:
compressão radial
flexão radial
alongamento radial
tombamento axial
flexão axial
colapso axial
Controles:
equilíbrio de Ampére x Espira
prensagem dos enrolamentos
tolerâncias reduzidas
dureza adequada de condutores
resina epoxy de condutores
ABB Brasil JCM
A-26
Divisão de Transformadores
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
c u -tr a c k
N
y
bu
to
k
lic
Transformador e Reator de Potência
Desempenho Térmico e Expectativa de Vida Útil
.d o
m
o
.c
ABB Brasil JCM
A-27
Divisão de Transformadores
C
m
w
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
c u -tr a c k
.d o
o
w
.c
m
C
m
Expectativa de Vida Útil
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
Desempenho Térmico: Elevações de Temp do Óleo e Enrolamento
top
oa
topo
oa
Pto+Quente
he=H•
eo
Pto+Quente
m
oa
eo
m
oa
he
m
ea
m
ea
inf
oa
a
inf
oa
NBR5416
he = 10 °C (classe 55 °C)
he = 15 °C (classe 65 °C)
ABB Brasil JCM
A-28
Divisão de Transformadores
eo
a
IEC60354
H=1.1 para Sn 2500kVA
H=1.3 para Sn > 2500kVA
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
c u -tr a c k
.d o
Material Isolante e Vida Útil do Transformador
Expectativa de Vida – horas (anos)
Temperatura
Pto+Quente
(grC)
85
95
100
105
110
120
BIOTEMP®
ÓLEO MINERAL
55grC
Kraft
65grC
TermoEstab
95grC
Nomex
55grC
Kraft
220 000 (25.1)
1 214 000 (138.6)
-
440838 (50.3)
65 000 (7.5)
359 000 (40.1)
-
130335 (14.9)
36232 (4.1)
200 028 (22.8)
-
72626 (8.3)
20 500 (2.4)
113 200 (12.9)
-
41100 (4.7)
11 800 (1.4)
65 000 (7.5)
-
23607 (2.7)
4 050
22 500 (2.6)
18 000 000
8125
ABB Brasil JCM
A-29
Divisão de Transformadores
Expectativa
de Vida Útil
o
w
.c
m
C
m
Expectativa de Vida Útil
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
c u -tr a c k
Desempenho Térmico: Carregamento e Expectativa de Vida Útil
ABB Brasil JCM
A-30
Divisão de Transformadores
.d o
m
w
o
.c
C
m
Expectativa de Vida Útil
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
c u -tr a c k
N
y
bu
to
k
lic
Transformador de Potência e Novas Tecnologias
Aplicação de FRA, Isolação Híbrida NOMEX para Altas Temperaturas
Fluido Isolante Éster Natural ABB BIOTEMP
ABB Brasil JCM
A-31
Divisão de Transformadores
.d o
o
.c
m
C
m
w
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
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PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
c u -tr a c k
.d o
m
w
o
.c
C
m
FRA e Transporte
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
Transformador – Complexidade em Logística
LCRA EUA
AutoTransformador
3Fases, 477MVA,
345/138kV
Brasil, Santos – EUA, Houston
5510 Nautical Miles
ABB Brasil JCM
A-32
Divisão de Transformadores
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
c u -tr a c k
.d o
Ensaio FRA e Análise Comparada de Resultados
FRA Ensaio Doble M5400
especificação detalhada de Ensaios
faixa de frequência AIS 10Hz até 2000kHz
análise quantitativa dos resultados Fábrica x Campo
1,020
H1H0
H2H0
H3H0
1,000
0,980
Correlação Cruzada
0,960
0,940
0,920
não OK!
0,900
0,880
0,860
0,840
0,820
0,800
20Hz-2kHz
2kHz-20kHz
20kHz-200kHz
Faixa de Frequência
ABB Brasil JCM
A-33
Divisão de Transformadores
200kHz-2MHz
o
w
.c
m
C
m
FRA e Transporte
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
c u -tr a c k
Ensaio FRA e Interação Transformador-Sistema: Modelagem e Simulações
Interação Sistema-Transformador:
manobra transformador à vazio
disjuntor de Média Tensão à Vácuo
Disjuntor a Vácuo + Cabo + Transformador em Vazio
manobras e transformador:
descontinuidades elétricas (Zc= L/C)
transitórios tensão de alta frequências
ressonâncias elétricas e/ou
efeitos cumulativos isolação celulose
ABB Brasil JCM
A-34
Divisão de Transformadores
.d o
m
w
o
.c
C
m
FRA e Resposta Transitória
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
c u -tr a c k
Ensaio FRA e Interação Transformador-Sistema: Modelagem e Simulações
ABB Brasil JCM
A-35
Divisão de Transformadores
.d o
m
w
o
.c
C
m
FRA e Resposta Transitória
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
c u -tr a c k
.d o
o
w
.c
m
C
m
NOMEX e Isolação Híbrida
o
.d o
w
c u -tr a c k
NOMEX: Isolante para Altas Temperaturas
Nomex ®
N
H
H
Características
N
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
polímero
estabilidade >220grC
excelente desempenho:
altas temperaturas em líquidos isolantes
impregnável por líquido isolante
compatibilidade com tintas, adesivos, etc
estabilidade dimensional
CH2OH
O
suportabilidade elétrica
H H
descargas parciais reduzidas
OH H
não-inflamável
HO
ABB Brasil JCM
A-36
Divisão de Transformadores
Celulos
e
H
H
OH
O
O
C
C
n
H
OH
O
OH
H
H
O
H
CH2OH
H
O
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
c u -tr a c k
ABB Brasil JCM
A-37
Divisão de Transformadores
300MVA, 230/138-138/13.8kV
.d o
m
o
w
.c
ABB Brasil – Isolação Híbrida Nomex®, 3
C
m
NOMEX e Isolação Híbrida
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
ABB BIOTEMP® : Óleo Vegetal Isolante de Alto Desempenho
Características
óleo vegetal
ecológico de fonte renovável
segurança e eficiência operacional
biodegradável
excelente desempenho:
transferência de calor
altas estabilidade a oxidação
alta temperaturas de combustão > 360grC
compatibilidade com tintas, adesivos, etc
estabilidade dimensional
suportabilidade elétrica
preservação da isolação
ABB Brasil JCM
A-38
Divisão de Transformadores
.d o
m
w
o
.c
lic
k
c u -tr a c k
C
m
BIOTEMP® Óleo Vegetal
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
.d o
Extensão da Vida Útil do Transformador
Expectativa de Vida – horas (anos)
Temperatura
Pto+Quente
(grC)
85
95
100
105
110
120
BIOTEMP®
ÓLEO MINERAL
55grC
Kraft
65grC
TermoEstab
95grC
Nomex
55grC
Kraft
220 000 (25.1)
1 214 000 (138.6)
-
440838 (50.3)
65 000 (7.5)
359 000 (40.1)
-
130335 (14.9)
36232 (4.1)
200 028 (22.8)
-
72626 (8.3)
20 500 (2.4)
113 200 (12.9)
-
41100 (4.7)
11 800 (1.4)
65 000 (7.5)
-
23607 (2.7)
4 050
22 500 (2.6)
18 000 000 (??)
8125
ABB Brasil JCM
A-39
Divisão de Transformadores
Expectativa
de Vida Útil
m
w
.c
o
m
c u -tr a c k
C
BIOTEMP® e NOMEX - Aplicação em Transformadores
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
Aplicação: Revitalização e Repotenciação
ABB Brasil JCM
A-40
Divisão de Transformadores
.d o
m
w
o
.c
lic
k
c u -tr a c k
C
m
BIOTEMP® e NOMEX - Aplicação em Transformadores
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
.d o
Transformador Trifásico – Avaliação Econômica
Operação Normal
SobreCarga
63MVA-4h, 170%
SobreCarga
56MVA-6h,150%
SobreCarga – sem Perda de Vida
R $ 2 .000 .000
41875 kVA * 60 anos
0 . 79 R $ / kVA ano
R $ 2 . 000 .000
42187 kVA * 60 anos
0 .79 R $ / kVA ano
Revitalização
37.5MVA, 100%
Original
25MVA, 67%
R $ 1 .240 . 000
37 . 5 kVA * 42 anos
0 . 79 R $ / kVA ano
ABB Brasil JCM
A-41
Divisão de Transformadores
Revitalizado
R $ 2 . 000 . 000
37 . 500 kVA 60 anos
Preço Novo Convencional
deveria ser 38% menor
0 .89 R $ / kVA anos
37.5MVA 145kV Revitalização
BIOTEMP&NOMEX
m
w
.c
o
m
c u -tr a c k
C
BIOTEMP® - Aplicação em Transformadores
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
Instalações e Distâncias de Segurança – NBR13231
Transformador com Fluido Resistente ao
Fogodifício Óleo Vegetal BIOTEMP®
Vol> 38000 lts
Edifício Adjacente
(resistente ao fogo por 2 horas)
Lateral do
Tanque
4.6m
Parede Corta-Fogo não é
Requerida
ABB Brasil JCM
A-42
Divisão de Transformadores
7.6m
Parede Corta-Fogo não é
Requerida
.d o
m
w
.c
o
m
c u -tr a c k
C
BIOTEMP® - Aplicação em Transformadores
o
.d o
w
w
w
w
w
C
lic
k
to
bu
y
N
O
W
!
PD
O
W
!
PD
c u -tr a c k
.c
F -X C h a n ge
F -X C h a n ge
N
y
bu
to
k
lic
c u -tr a c k
Reator Derivação – Potência MVAr Fixa e Variável
U2
U1
P2
Q2
LT ou Cabo
G
Transf
Reator
capacitâncias de linhas e cabos
reatores derivação:
consumir potência reativa
compensar variações de tensão
reatores derivação variável - VSR:
compensar tensão de forma contínua
ABB Brasil JCM
A-43
Divisão de Transformadores
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Gerador
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Reator Potência Variável
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Reator Derivação – Potência MVAr Variável
Reator Derivação Controlado VSR
Reator Derivação
potência reativa por fase (Qf) é definida pela tensão de fase (Uf) e
número de espiras elétricas do enrolamento de fase (Ne), isto é, Qf
(Uf/Ne)2
potência reativa do reator pode ser controlada dinâmicamente
através da variação (adição ou subtração) automática do número
de espiras elétricas do enrolamento utilizando um OLTC Comutador
Sob Carga
VSR fornece um controle dinâmico para a compensação de
potência reativa (MVAr) de sistemas elétricos
faixa de regulação aproximadamente 100% (50-100 MVAr)
potência nominal até 200MVA, 500kV
ABB Brasil JCM
A-44
Divisão de Transformadores
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Reator Potência Variável
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Conclusões
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ABB Brasil JCM
A-45
Divisão de Transformadores
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Conclusões
cenário atual
transformadores são ativos importantes e de custo alto
população mundial de Transformadores com vida operacional elevada
expectativa de demanda elevada por estes ativo
expectativa de utilização/carregamento limite nos próximos anos
seleção de alternativas (compra, revitalizar, substituir) são complexas
fundamentada em avaliação econômica global
R$/(kVA x VidaÚtilxFSobrecarga)
requer especificação de comprovação de desempenho elétrico, dielétrico,
térmico, mecânico
inclusão de novas tecnologia
avaliação detalhada de capacitação de fabricante (engenharia, fábrica,
ensaios, qualidade, fornecedores)
revisão de projeto (design review)
ABB Brasil JCM
A-46
Divisão de Transformadores
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Transformadores de Potência em Alta Tensão
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