TRANSFORMADORES DE TENSIÓN PARA SERVICIOS …

Transformadores de Medida | Alta Tensión

TRANSFORMADORES DE TENSIÓN PARA SERVICIOS AUXILIARES SSVT

_Serie UTP _Serie UG _Serie UTY

47Transformadores de Medida | Alta Tensión

Los transformadores de tensión para servicios auxiliares (PVT o SSVT), se utilizan para suministrar energía de baja tensión directamente desde una línea de alta tensión, hasta 550kV. Situados dentro de la propia subestación, pueden proporcionar energía de hasta 333kVA por fase de una manera fi able y rentable. Ofrecen una amplia gama de aplicaciones, pero sobresalen cuando el suministro de energía de servicio auxiliar de la subestación se necesita en áreas remotas, lo que los convierte en una solución ideal para las subestaciones de energía renovable.

Los PVT se utilizaron por primera vez en América del Norte hace décadas. Debido a la naturaleza de la red eléctrica, los SSVT estaban destinados a cubrir las necesidades de suministro de energía auxiliar en subestaciones de conmutación en las que no se disponía de un transformador de potencia o de una línea de distribución. Desde entonces, las capacidades de suministro de energía y las aplicaciones se

TRANSFORMADORES DE TENSIÓN PARA SERVICIOS AUXILIARES

han ampliado drásticamente, principalmente para energías renovables.

El diseño de los PVT se acerca al de un transformador de tensión inductivo, para satisfacer el requerimiento dieléctrico, acoplado a un núcleo más grande similar al utilizado en los transformadores de distribución. Usando materiales y técnicas de diseño avanzados, se desarrolla un diseño dieléctrico compacto totalmente cualifi cado. Este diseño es muy similar a todos los tipos de PVT, a pesar de que hay diferentes características entre ellos. Los PVT se desarrollan tanto en formato de aislamiento de aceite como de aislamiento de SF

6, con una conexión directa de fase a tierra y

aislamiento galvánico entre los arrollamientos primarios y secundarios, que se enrollan sobre el mismo núcleo magnético con aislamiento independiente.

Pérdidas bajas con protección de impedancia para limitar las corrientes de falla.

APLICACIONESLos transformadores de tensión para servicios auxiliares pueden utilizarse dentro de cualquier subestación de alta tensión como fuente de energía de baja tensión, para alimentar los servicios auxiliares de la subestación (equipos de control y protección, aire acondicionado, iluminación, sistemas de seguridad, etc.). Para esta aplicación, los reglamentos requieren dos o tres fuentes fi ables e independientes. El PVT es también una fuente de energía de servicio auxiliar exclusiva y específi ca que garantiza la fi abilidad de la subestación y el cumplimiento de los reglamentos. Puede ser usado como fuente primaria o secundaria.

Estos son algunos de los casos en los que los PVT pueden utilizarse dentro de las subestaciones:

› Suministro de energía para las subestaciones de conmutación. Las subestaciones de conmutación se utilizan para conectar varias líneas de transmisión. La diferencia con las subestaciones habituales es que no hay ningún transformador de potencia y, por lo tanto, no se puede obtener un suministro de energía para los servicios auxiliares del arrollamiento terciario del transformador de potencia. Además, esas subestaciones están situadas en su mayoría en zonas remotas, por lo que las líneas de distribución no suelen estar presentes en las cercanías. Las opciones alternativas a los PVT son una nueva línea dedicada de media tensión (altos costes de construcción y mantenimiento y baja fi abilidad) o un generador diésel (coste del combustible, mantenimiento, emisiones de CO

2).

› Suministro de energía para las subestaciones de energía renovable. Se necesitan subestaciones de alta tensión para conectar las plantas de generación de energía renovable, como los parques eólicos o solares, a la red de transmisión principal. Estas centrales eléctricas suelen estar situadas en zonas aisladas, por lo que a

menudo se necesita una nueva infraestructura (subestación líneas de transmisión y similares). Dependiendo del tamaño, la ubicación y las condiciones climáticas, las necesidades de energía de baja tensión oscilan entre 100 y 500 kVA. se necesita una línea de transmisión que conecte esta subestación con el sistema de transmisión principal con una tensión típica que oscile entre 115 y 500kV. Los PVT están situados dentro del patio de alta tensión, y pueden ser conectados en las barras colectoras o en la entrada de la línea, dependiendo del diseño general de la subestación.

› Suministro de energía para los servicios auxiliares de las subestaciones convencionales. A diferencia de las estaciones de conmutación, normalmente hay líneas de distribución y/o enbarrados de media tensión disponibles dentro de la subestación, por lo que el PVT puede ser utilizado como fuente de reserva.

Fuera de las subestaciones, los PVT también pueden ser usados como una fuente de energía de baja tensión. Hay situaciones en las que no hay redes de distribución en la zona y la energía podría obtenerse directamente de la línea de alta tensión. A continuación se enumeran algunas de estas aplicaciones:

› Electrifi cación rural. Los PVT pueden actuar como suministro de energía fi able para pequeñas comunidades donde no hay líneas de distribución cercanas, pero sí líneas de transmisión. Esta aplicación suministra energía de baja tensión directamente de la línea de alta tensión de una manera económica y práctica. Con un solo transformador de medida, se pueden tomar hasta 333kVA directamente de una línea de 245kV, y cientos de hogares pueden obtener un acceso barato y fi able a la electricidad. Se estima que el ahorro de costes en comparación con la subestación tradicional oscila entre el 60 y el 80%.

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› Suministro de energía para las torres de telecomunicaciones en zonas remotas. La amplia cobertura de recepción de los teléfonos móviles es una demanda de las compañías de telecomunicaciones. Debido al alcance relativamente corto de cada torre de telefonía móvil, es necesario ubicar muchas de ellas en lugares remotos a fi n de proporcionar cobertura de la red de telefonía móvil a los usuarios (por ejemplo, mientras viajan por una autopista). Al tener una línea de transmisión cercana, un PVT puede proporcionar la energía necesaria para alimentar estas torres de forma fi able y económica.

› Suministro de energía temporal para subestaciones en construcción. Debido a la rapidez de la construcción y a la fl exibilidad de la ubicación, el PVT puede ser utilizado para obtener suministro eléctrico durante la construcción y luego ser transferido a otro lugar.

› Estaciones de bombeo de minería, petróleo y gas. Estos lugares suelen estar lejos de las redes de distribución eléctrica, por lo que el PVT puede suministrar energía de la línea de transmisión ya construida para suministrar energía al lugar.

› Subestaciones de ferrocarril.

› Iluminación de las torres.

› Elevador de tensión para laboratorios de ensayos eléctricos de alta tensión, y parques eólicos y solares de pequeño tamaño.

_LÍNEAS DETRANSMISIÓN DE

ALTA TENSIÓN

_ELEMENTOS DECONMUTACIÓNY PROTECCIÓN

Suministroeléctrico parasubestaciones

de conmutación

Suministroeléctrico para torresde telecomunicación

en áreas remotas

Suministro eléctricopara sistemasde control de

energías renovables

Electrificaciónde zonasrurales

Suministroeléctricotemporal

_ PVT / SSVT

Papel aceite Gas


VENTAJAS

Las soluciones convencionales utilizadas para el suministro de energía de los servicios auxiliares son una línea específi ca de media tensión, generadores diésel o el arrollamiento terciario del transformador de potencia. El transformador de tensión para servicios auxiliares de ARTECHE tiene las siguientes ventajas:

› Suministro de energía fi able: Como los PVT están conectados alta tensión, habrá energía disponible mientras la línea esté energizada. Como esta línea está conec-tada al sistema de transmisión principal, la disponibilidad de energía está garantizada.

› Diseño sin necesidad de mantenimiento y de larga duración.

› Rápida puesta en marcha: El tiempo de en-trega desde la fábrica es similar al del resto del equipos de alta tensión (disyuntores, transformadores de medida, interruptores o pararrayos), y la puesta en marcha del equipo es relativamente sencilla, similar a la de los transformadores de medida. Además, ya puede suministrar durante la construcción, si la línea de alta tensión ya está energizada.

› Reducción del impacto ambiental: Los PVT estan dentro del patio de alta tensión, por lo que aparte de eso no representan ningún impacto ambiental adicional. Esto es parti-cularmente notable cuando se trate de un proyecto de energía renovable. Las unidades están herméticamente selladas evitando fugas de fl uido aislante al ambiente.

› Es rentable: En comparación con las otras alternativas, Los PVT son en muchos casos una solución rentable. Los costes de ins-talación son generalmente más bajos, y el coste de vida es defi nitivamente más bajo, ya que no hay necesidad de pagar por la energía a terceros.

› Diseño robusto. Basado en transformado-res de medida y probado según los mismos estándares para garantizar la misma alta fi abilidad que cualquier transformador de medida de tensión inductivo.

› Suministro de servicios auxiliares indepen-diente. El usuario no tiene que depender de terceros, como empresas de distribución, proveedores de combustible, etc.

› Seguridad y libertad para el transformador de potencia. El transformador de potencia es el núcleo de las subestaciones y las apli-caciones de baja tensión suelen ser menos fi ables, por lo que hay menos riesgos de funcionamiento si el arrollamiento terciario no se utiliza para servicios auxiliares. Ade-más, si ya existe un arrollamiento terciario, puede utilizarse para otras aplicaciones.

› Benefi cio social. Electrifi cación de zonas rurales aisladas, suministro de emergencia después de desastres naturales...

› Flexibilidad del diseño. Diferentes tensio-nes secundarias disponibles. Arrollamien-tos secundarios independientes. Sistemas secundarios trifásicos/ monofásicos usan-do 3, 2 o 1 PVT.

› Fuente de energía independiente y ex-clusiva, directamente desde la línea de transmisión.

› Alto rendimiento sísmico.

› Descarga de la línea. Los PVT también pueden ser usados para la descarga de la línea, esto puede ser de interés si están localizados en la entrada de la línea en la subestación.

COMPARACIÓN ENTRE PVT Y SOLUCIONES CONVENCIONALES PARA SUMINISTRAR ENERGÍA AUXILIAR

Coste inicial

Costede vida

Fiabilidad Mantenimiento Impacto ambientalTiempo de puesta

en marchaIndependencia

PVT oo - ooo - - o ooo

Línea de distribución +

Transformador de distribución

ooo o oo o oo ooo o

Generadordiésel

o ooo oo oo ooo o o

PTterciario

oo - ooo o - oo ooo



Aislamiento de papel-aceite: modelo UTP hasta 362 kV y 333 kVA

TRANSFORMADORES DE TENSIÓN SERVICIOS AUXILIARES > Serie UTP

SERIE UTP

1

2

3

8

7

5

12 11

10

6

1. Indicador del nivel de aceite2. Terminal primario3. Sistema compensador del volumen de aceite4. Borna condensadora5. Aislador6. Arrollamiento primario7. Núcleo8. Arrollamientos secundarios9. Terminales secundarios10. Caja de terminales secundarios11. Válvula de toma de muestras de aceite12. Terminal de puesta a tierra

4

9


Los PVT con aislamiento de papel-aceite están fabricados con un núcleo magnético dentro de un tanque metálico con sus arrollamientos primarios y secundarios a su alrededor. El conductor primario está recubierto por una borna condensadora que consiste en pantallas y capas de papel aislante impregnado en aceite. Cuenta con un sistema de compensación del nivel de aceite que regula efi cazmente los cambios en el volumen de aceite debidos fundamentalmente a la variación de temperatura. El aceite puede analizarse a través de una válvula de toma de muestras de aceite ubicada en el tanque.

DISEÑO Y FABRICACIÓN

TRANSFORMADORES DE TENSIÓN SERVICIOS AUXILIARES > Serie UTP

OPCIONES:

› Aislador de porcelana o silicona.

› Terminal para la monitorización del aisla-miento principal (medición de la tangente de delta).

› Sensor de monitorización de la temperatu-ra interior.

› Válvula de alivio de sobrepresión con capa-cidad de conexión al sistema SCADA.

› Secundarios adicionales para la medición y/o protección.

› Toma de medida para la regulación de la tensión.

Esta serie se denomina con las letras UTP seguidas de 3 números que indican la tensión máxima de servicio para la que han sido diseñados.

La tabla muestra la gama fabricada actualmente por ARTECHE. Estas características son orientativas. ARTECHE puede fabricar estos transformadores en conformidad con cualquier norma nacional o internacional.

GAMA

Aislamiento de papel-aceite > Modelo UTP

Modelo

Tensiónmáxima

de servicio(kV)

Tensiones de ensayo Potencia de salida máx. por

fase(KVA)

Líneade fugaestándar

(mm)Frecuenciaindustrial

(kV)

Impulso(BIL)(kVp)

Maniobra (kVp)

UTP-123 123 230 550 - 100 4525

UTP-145 145 275 650 - 100 4525

UTP-170 170 325 750 - 100 5285

UTP-245 245395 900

- 333 6125460 1050

UTP-362 362510 1175

950 167 9050575 1300


Aislamiento de gas:modelo UG hasta 550 kV y125 kVA.

SERIE UG

1. Terminal primario2. Dispositivo liberador de presión3. Electrodo de alta tensión4. Aislador 5. Electrodo de baja tensión6. Arrollamientos primarios7. Arrollamientos secundarios8. Núcleo9. Caja de terminales secundarios10. Válvula de llenado de gas

8

3

4

9

1

5

10

2

6

7

TRANSFORMADORES DE TENSIÓN SERVICIOS AUXILIARES > Serie UG


Los PVT con aislamiento en gas están fabricados con un núcleo magnético dentro de un tanque metálico con sus arrollamientos primarios y secundarios a su alrededor. Estos arrollamientos están formados por cables eléctricos resistentes al calor recubiertos de resina sintética y una capa de plástico con una alta resistencia dieléctrica y un excelente rendimiento térmico y mecánico. El SF

6 y esta capa de plástico

forman el aislamiento eléctrico. Una válvula de entrada para el gas SF

6 se proporciona en un

lado del tanque junto con un manómetro para monitorizar la presión del gas.

El aislador de silicona garantiza la seguridad en el transporte y el servicio.

El transformador está equipado con un densímetro compensado por temperatura con dos niveles de alarma que puede ser conectado al equipo de control para la monitorización remota. En caso de una caída de la presión de trabajo, el PVT todavía puede soportar la tensión nominal con la presión atmosférica interna del gas.

DISEÑO Y FABRICACIÓNDiseño seguro, arco interno clase II en conformidad con IEC 61869, gracias a:

› Las partes activas se encuentran dentro de un tanque metálico, separadas del aislador.

› Dispositivo liberador de presión situado en la parte superior.

› Conexiones eléctricas resistentes a corto-circuitos.

Diseñado para minimizar el volumen, la presión y las fugas de gas, con un índice de fuga de <0,5 %/año (valores más bajos disponibles a petición), reduciendo así su impacto ambiental.

Los tanques y aisladores son diseñados, fabricados y probados según las normas internacionales de recipientes a presión.

OPCIONES:

› Sensor de monitorización de la temperatura interior.

› Señal de monitorización del valor real de la presión.

› Secundarios adicionales para la medición y/o protección.

Esta serie se denomina con las letras UG seguidas de 2 o 3 números que indican la tensión máxima de servicio para la que han sido diseñados.


GAMA

Aislamiento gas > Modelo UG

Modelo

Tensiónmáxima

de servicio

(kV)


fase(KVA)



(kV)

Impulso(BIL)(kVp)

Maniobra (kVp)

UG-72 72,5 140 325 - 75 1800

UG-145

123 230 550 - 125 3125

145 275 650 - 125 3625

UG-245

170 325 750 - 125 4230

245 460 1050 - 125 6125

300 460 1050 850 125 7350

UG-420

362 510 1175 950 125 9050

420 630 1425 1050 125 10300

UG-550 550 680 1550 1175 125 13750

Para obtener valores detallados, por favor consulte con Arteche.Para valores de potencia nominal más altos, por favor consulte con Arteche.

TRANSFORMADORES DE TENSIÓN SERVICIOS AUXILIARES > Serie UG


Aislamiento de papel-aceite: modelo UTY hasta 245 kV y 16 kVA.

TRANSFORMADORES DE TENSIÓN SERVICIOS AUXILIARES > Serie UTY

SERIE UTY

1. Cubierta superior2. Sistema compensador del volumen de aceite3. Indicador del nivel de aceite4. Aislador5. Borna condensadora6. Arrollamientos primarios7. Arrollamientos secundarios8. Núcleo9. Aceite aislante10. Caja de terminales secundarios11. Terminal de puesta a tierra

11

10

7

6

8

3

1

2

4

5

9


TRANSFORMADORES DE TENSIÓN SERVICIOS AUXILIARES > Serie UTY

Los PVT con aislamiento de papel-aceite están fabricados con un núcleo magnético dentro de un tanque metálico con sus arrollamientos primarios y secundarios a su alrededor. El conductor primario está recubierto por una borna condensadora que consiste en pantallas y capas de papel aislante impregnado en aceite. Cuenta con un sistema de compensación del nivel de aceite que regula efi cazmente los cambios en el volumen de aceite debidos fundamentalmente a la variación de temperatura. El aceite puede analizarse a través de una válvula de toma de muestras de aceite ubicada en el tanque.

DISEÑO Y FABRICACIÓNOPCIONES:

› Aislador de porcelana o silicona.

› Terminal para la monitorización del aisla-miento principal (medición de la tangente de delta).

Esta serie se denomina con las letras UTY seguidas de 2 o 3 números que indican la tensión máxima de servicio para la que han sido diseñados.


GAMA

Aislamiento de papel-aceite > Modelo UTY

Modelo

Tensiónmáxima

de servicio (kV)


fase (KVA)



(kV)

Impulso (BIL) (kVp)

Maniobra (kVp)

UTY-72 72,5 140 325 - 10 1825

UTY-145 145 275 650 - 16 3625

UTY-245 245 460 1050 - 10 6125

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