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Siemens Andina TransformersEl Transformador y su Aplicación en la Generación de Energía Eólica y Fotovoltaica

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Page 2 Fredy Andrés Murcia / Transformadores

Tabla de contenido

• Portafolio de Servicios Siemens Andina Transformadores 4

• Energías Renovables

Energía Eólica y Energía Solar 12

• El Transformador y su papel en la Generación de

Energía Eólica y Energía Solar 15

• Características Particulares Transformadores

Energías Renovables 18

• Normatividad 28


Fabrica de Transformadores Siemens(Tenjo, Colombia)

Transformadores Siemens

Norte America

Centro AmericaSur America

• ANSI

• IEC

• ICONTEC (Colombia)

• NMX (México)

• NTP (Perú)

• NB (Bolivia)

• NBR (Brasil)

• CADAFE/COVENIN

(Venezuela)

• CSA (Canadá)

•ELEKTRA (Panamá)

• EDESUR (Rep.

Dominicana)

• ENDESA


Transformadores SiemensTransformadores 100% hechos en Colombia

• Planta ubicada a 8,5 km. del centro de Bogotá.

• Área ocupada 25.000 m2

• 320 colaboradores.

• Capacidad dependiendo el “mix” de producción de 3,000 a 5,000

MVA/año


Portafolio Siemens Transformadores

Siemens fabrica transformadores de distribución y potencia a partir de 3kVA.

Siemens ofrece Transformadores de distribución y potencia a partir de series de tensión de 1,2 kV.

Nuestros transformadores son fabricados y probados acorde a estándares internacionales.

Hasta 5000 MVA o hasta 20.000 unidades por año

La fábrica de transformadores en Colombia tiene capacidad de producción hasta 5000 MVA o hasta 20.000 unidades por año dependiendo del mix de producción.

Todos los Tipos

Fabricación de transformadores acorde a estándares nacionales e internacionales.

Nuestros transformadores satisfacen las necesidades de cada cliente (Transformadores customizados).



Transformadores de

DistribuciónTransformadores de Potencia

• Monofásicos y Trifásicos.

• Autotransformadores.

• Elevadores para generadores

(GSU).

• Para estaciones móviles.

• Para compensación reactiva

(SVC).

• Reconectables (Dual voltage).

• Monofásicos y Trifásicos.

• Pedestales.

• Para puesta a Tierra (Zig-Zag).

• Auto protegidos.

• Ocasionalmente sumergibles.

• Tanque corrugado

(Requerimientos especiales).

• Núcleo amorfo.

Alternativas Comunes

• Aceite vegetal (FR3).

• Transformadores de alta

eficiencia (bajas pérdidas).

• Bobinas en aluminio.

• Transformadores para cargas

no lineales.

Transformadores Especiales (On-Shore Application)

• Para generación eólica (Norma ANSI).

• Para generación Solar (Norma ANSI).

• Oil & Gas / Aplicaciones para la minería.

• Operación 6,12,24 pulsos.

• Multi-Tap.

• De arranque (Start Up).

• Captivos (Captive).



Portafolio de Producto

Características de Producto

RT

Transformadores Rectificadores

DT

Transformadores de Distribución

3 kVA

PT

Transformadores de Potencia

7,5 MVA

For more details see next slide

DT PT RT

ONAN/ONAF Cooling

KNAN/ KNAF Cooling

OFAF Cooling

Wound Core

Stacked Core

Amorphous Core

DETC

OLTC

Cooper/Aluminium Windings

Double/Tripple tier

Phase-shifter

Air terminal chamber

Cable box

Bus Ducts

Plug-In type (e.g. “Pfisterer”)

60 MVA7,5 MVA

20 MVA3 kVA


Transformadores SiemensFabrica y líneas de producción

5 kVA - 500 kVA>500 kVA - 7,5 MVA

>7,5 MVA - 60 MVA (ONAN)

Small Distribution

TransformersMedium Distribution

Transformers

Large Distribution

Transformers

7000 – 15.000 Unidades por año de

acuerdo al “mix”>300 Unidades por año >80 Unidades por año


Proceso de Fabricación

Diseño del transformador

Metal Mecánica

(Outsourcing In-House)

Corte de Núcleo

Fabricación de Bobinas

Ensamble de Transformadores

Pruebas


Transformadores de Distribución

ReferenciasPortafolio y Soluciones

Referencias

EPM, ELECTROHUILA,

ELECTRICARIBE,

ENELCO, PDVSA, ISA,

ENSA

Transformadores Inmersos en Aceite Vegetal

Referencias

VOITH HYDRO (Colombia)

1 Unit 17/25MVA, 115kV (2013)

COOPESANTOS (Salvador)

Autotransformer 10/13MVA –

34,5kV (2012)

Transformadores Sumergibles &

Ocasionalmente Sumergibles

Subestaciones Móviles.

Referencias

EDELNOR, EMCALI

Designed to withstand

environment conditions

Referencias

ELECTRICARIBE

1 Unidad 20 MVA 115

kV.

EMPRESA ELECTRICA

DE QUITO

1 unidad 25 MVA 138

kV.

Transformadores Especiales

Transformadores Para Energías Alternativas

Referencias

OXY, ECOPETROL,

PETROAMAZONAS, PETROBRAS,

PERENCO, EMERALD,

PETROMINERALES.

Referencias

SPARTA/DSC (USA)

First Light Project (Canada)

NEXT ERA (USA)

ENEL GREEN POWER (USA)

RES Americas


Energías Renovables



Energía Eólica

Energía Fotovoltaica




El Transformador y su Papel en la Generación de Energías Renovables


El Transformador y su Papel en la Generación de Energías RenovablesEl Transformador en la Energía Fotovoltaica

Barraje DC

Inversores

Inversores

Barraje Distibución AC

24 kV – 34.5 kV

Barraje Potencia AC

69 kV – 115 kV


El Transformador y su Papel en la Generación de Energías RenovablesTransformador Elevador de Distribución

Barraje DC

Inversores

Inversores


24 kV – 34.5 kV

Barraje Potencia AC

69 kV – 115 kV



Importante

Los Transformadores para aplicaciones renovables

están sujetos a condiciones especiales de operación

que dependen del propio sistema de generación.

NO son transformadores de distribución

convencionales.



• Grupo de Conexión (Dyn1, Dyn1yn1, Dyn1yn1yn1,

Dyn1yn1yn1yn1).

• Características de los inversores al cuál se conectará el

transformador.

• Step - Up & Step - Down Transformers.

• Saturación del Transformador.



• Sobretensiones Transitorias (Lightning strikes,

Transmission line switching, Abnormal switching events,

Transformer and reactor switching…)

• Sobretensiones Dinámicas (Transmission line and

cable tripping, Load rejection or interruption, Open-ended

lines and cables…)

• Sobretensiones Armónicas



• Accesorios especiales del transformador.

• Restricción de Dimensiones*.

• Exigencias externas dado a condiciones climáticas.

* Para soluciones integradas.





First Light Project. Hamilton, Canada

2009-2010

8 Units x 1000 kVA, 13.8/0.2/0.2 kV; DETC

1 Unit x 500 kVA, 13.8/0.2 kV; DETC

Nextera. Texas, USA.

2010-2011

17 Units x 1500 kVA, 34.5/0.48-0.48 kV; DETC

Sparta. Eastampton, NJ, USA.

2010-2011

2 Units x 1400 kVA,13.8/0.48 kV

Enel Green Power. Churchill County, NV, USA.

2010-2015

12 units x 2000 kVA,13.8/0.34 kV, YNd1d1d1d1



RES Americas / Flat Water. Nebraska, USA, 2009-2010

42 Units x 1750 kVA, 34.5/0.69 kV; DETC

RES Americas / Greenwich. Canadá, 2010-2011

46 Units x 2600 kVA, 34.5/0.69 kV; DETC


El Transformador y su Papel en la Generación de Energías RenovablesTransformador Colector y Puesta a Tierra

Barraje DC

Inversores

Inversores


24 kV – 34.5 kV

Barraje Potencia AC

69 kV – 115 kV



• Punto neutro en sistemas con conexión Delta.

• Dimensionamiento adecuado para las condiciones de

falla requeridas.

• Correcta evaluación térmica, fallas puede durar

minutos.

• Devanado cargable (opcional).



• NEXTERA GENESIS SOLAR I & II. 2013

2 Units x 96/128/160 MVA, 238/13.8 kV

• FIRST SOLAR INC. 2013

3 Units x 54 / 72 / 90 MVA, 230/34.5 kV


El Transformador y su Papel en la Generación de Energías RenovablesTransformador de Potencia

Barraje DC

Inversores

Inversores


24 kV – 34.5 kV

Barraje Potencia AC

69 kV – 115 kV


El Transformador y su papel en la Generación de Energías RenovablesNormatividad

Elemento IEC Descripción

Paneles PV

61215 Crystalline silicon terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval (IEC 61215:2005)

61740 Generic specification for liquid crystal and solid-state display

61701 Salt mist corrosion testing of photovoltaic (PV) modules

62804 Photovoltaic (PV) modules - Test methods for the detection of potential-induced degradation - Part 1: Crystalline silicon

Inversores62109 Safety of power converters for use in photovoltaic power systems

62103 Electronic equipment for use in power installations

MVT60076 Power transformers

60146-1-3 Semiconductor convertors; general requirements and line commutated convertors; part 1-3: transformers and reactors

Celdas MT 62271-200High-voltage switchgear and controlgear - Part 200: AC metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1

kV and up to and including 52 kV

Elemento ANSI Descripción

Transformadores

ANSI/IEEE C37.41Design Tests for High-Voltage Fuses, Distribution Enclosed Single-Pole Air Switches, Fuses Disconnecting Switches,

and Accessories

ANSI/IEEE C57.12.00 General requirements for liquid-immersed distribution power & regulating transformers

ANSI/IEEE C57.12.10 IEEE Standard Requirements for Liquid-Immersed Power Transformers

ANSI/IEEE C57.12.28 Pad-mounted equipment-enclosure integrity

ANSI/IEEE C57.12.34

Requirements for Pad-Mounted, Compartmental-Type, Self-Cooled, Three-Phase Distribution Transformers, 5 MVA and

Smaller; High-Voltage, 34.5 kV Nominal System Voltage and Below; Low Voltage, 15 kV Nominal System Voltage and

Below

ANSI/IEEE C57.12.36 Requirements for Liquid-Immersed Distribution Substation Transformers

ANSI/IEEE C57.12.70 Standard for Terminal Markings and Connections for Distribution and Power Transformers

ANSI/IEEE C57.12.90 Test code for Liquid-Immersed Distribution, Power and Regulating Transformers

ANSI/IEEE C57.91 Guide for Loading Mineral-Oil-Immersed Transformers

ANSI/IEEE 386 Standard for Separable Insulated Connector Systems for Power Distribution Systems above 600V



• IEC 60076

Power Transformers

• IEC 60076-16

Power transformers - Part 16: Transformers for wind turbine applications

• IEC 60146-1-3

Semiconductor convertors; general requirements and line commutated convertors; part 1-3: transformers and reactors

• ANSI/IEEE C57.12.00

IEEE Standard for General Requirements for Liquid-Immersed Distribution, Power, and Regulating Transformers


Requirements for liquid-immersed power transformers


IEEE Standard for Pad-Mounted Equipment - Enclosure Integrity


IEEE Standard Requirements for Pad-Mounted, Compartmental-Type, Self-Cooled, Three-Phase Distribution Transformers, 10 MVA and

Smaller



Tier (from 1 July 2015) Tier (from 1 July 2021)

Rated

Power kVA

Max. Pk

W

Max. Po

W

Max. Pk

W

Max. Po

W

<= 25 900 70 600 63

50 1100 90 750 81

100 1750 145 1250 130

160 2350 210 1750 189

250 3250 300 2350 270

315 3900 360 2800 324

400 4600 430 3250 387

500 5500 510 3900 459

630 6500 600 4600 540

800 8400 650 6000 585

1000 10500 770 7600 693

1250 11000 950 9500 855

1600 14000 1200 12000 1080

2000 18000 1450 15000 1305

2500 22000 1750 18500 1575

3150 27500 2200 23000 1980

Tier (from 1 January 2016)

Rating kVAEfficiency

%

15 98.65

30 98.83

45 98.92

75 99.03

112.5 99.11

150 99.16

225 99.23

300 99.27

500 99.35

750 99.4

1000 99.43

1500 99.48

2000 99.51

2500 99.53

ED - 2015 ED - 2021 DOE - 2016

Rating kVAEfficiency*

%

Efficiency*

%

Efficiency

%

500 99.3 99.46 99.35

1000 99.37 99.52 99.43

2000 99.45 99.53 99.51

2500 99.46 99.54 99.53

Eco Design (Europe) DOE (USA) Comparación Eco Design - DOE

*Calculación según DOE

99,25

99,3

99,35

99,4

99,45

99,5

99,55

500 1000 2000 2500

ED - 2015

ED - 2021

DOE - 2016


Nuestra Fábrica en Colombia

Somos parte de una compañía global con más de 100 años

de historia. Suministramos transformadores de distribución y

potencia desde Colombia, para el continente americano y

alrededor del mundo.

Visítanos en nuestra pagina web:

www.transformadores.siemens.com

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[email protected]

Si necesitas información precisa en tu país de residencia

Encuéntrenos en+57 1 294 2568

+57 1 425 9846

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El Transformador y su papel en la Generación de Energías RenovablesMuchas Gracias por su Atención!!!

Fredy Andrés Murcia

Especialista de Aplicaciones

Transformadores / Colombia / Energy Management

Tenjo, Cundinamarca

Colombia

Phone: +57 1 294 2579

E-mail:

[email protected]

siemens.com

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