Artículos Técnicos

Transformadores Elevadores de Generación – GSU

Transformadores elevadores de generación
Diseñados para resistir una carga completa continua

Los transformadores elevadores de generación (GSU, pos sus siglas en inglés) son el enlace imprescindible entre la central eléctrica y la red de transmisión, que suelen funcionar día y noche a carga completa. Se deben diseñar para que resistan a una carga térmica extrema sin envejecimiento prematuro. Nuestro historial de más de 1.400 unidades suministradas desde 1995 demuestra la calidad superior de los transformadores GSU de ABB.

Resistencia a largo plazo al envejecimiento

Un transformador GSU se carga con una potencia nominal del 100% las 24 horas del día y los 7 días de la semana a lo largo del año. Se debe diseñar para que resista la carga térmica de altas corrientes que se alimentan en los bobinados del generador sin que se produzca sobrecalentamiento, lo que acortaría su vida útil debido a un envejecimiento acelerado. Los diseñadores de ABB deben tener en cuenta las corrientes altas, los campos magnéticos, las zonas de alta tensión, el flujo de aceite y el intercambio térmico en cualquier parte de los bobinados para asegurar la máxima eficacia y fiabilidad.

Funcionamiento de la misión realmente importante

Independientemente de si su central eléctrica es nuclear, de carbón, de petróleo, de gas, hidráulica, eólica o solar, ABB es consciente de la importancia de los transformadores GSU. Cualquier interrupción en la alimentación de estas unidades puede ocasionar una pérdida desastrosa de ingresos para el propietario. Por ejemplo, la parada de una unidad de 500 MW durante tres meses puede ocasionar una pérdida de ingresos equivalente a 20 veces el precio de compra del transformador de potencia.

Sofisticados procedimientos de ensayos térmicos

Las pruebas de calentamiento estándar en la fábrica supervisan a veces insuficiencias térmicas, que serán terriblemente obvias si se producen durante el funcionamiento. El software de diseño de ABB para el cálculo térmico calcula de manera precisa la temperatura en cada parte del bobinado. La fibra óptica se usa en el bobinado para verificar que la temperatura de la zona caliente se mantenga dentro de los límites permitidos, mientras que las termocámaras se usan para verificar la temperatura de todas las partes exteriores. El software se actualiza y valida continuamente atendiendo a estas medidas de temperatura precisas.

Reglas de diseño estrictas acompañadas de un conocimiento profundo

El suministro de transformadores GSU de primera calidad requiere reglas de diseño aplicadas por diseñadores con experiencia. Ya que cada transformador es específico para cada cliente, los diseñadores deben conocer en profundidad el sistema de energía y las prácticas de funcionamiento de cada cliente. Acompañada con la importante experiencia profesional, la plataforma TrafoStar™ de ABB única en el sector garantiza que se usen procesos de diseño y fabricación sistemáticos en las 13 fábricas de transformadores de potencia de ABB del mundo.

Termovisión de las torres de baja tensión de un transformador GSU monofásico de 500 MVA de ABB (izquierda) y la correspondiente distribución de temperatura calculada por ABB (derecha).
Termovisión de las torres de baja tensión de un transformador GSU monofásico de 500 MVA de ABB (izquierda) y la correspondiente distribución de
temperatura calculada por ABB (derecha).

Transformadores de interconexión del sistema

Resistencia a tensión eléctrica y mecánica durante su vida útil

Los transformadores de interconexión del sistema son elementos esenciales en las redes de energía, que conectan las redes de CA de tensiones diferentes entre ellas. Estos transformadores de potencia están diseñados para resistir a las fuertes tensiones eléctricas de las corrientes y transitorias y de defecto. Aunque en rara ocasión se cargan por completo, los transformadores de interconexión de ABB deben estar preparados en todo momento para hacer frente a cualquier emergencia que pueda producirse durante su vida útil.

Sistema específico para carga máxima con objetivos de emergencia

Ya que los transformadores de interconexión del sistema casi nunca se cargan con su potencia nominal máxima, suelen caracterizarse por tener una potencia nominal estándar para intercambiarse con otros transformadores. Se espera que estos transformadores permanezcan en la red durante décadas, y en caso de fallo, la energía fluirá con normalidad hacia otra bifurcación de red. Sin embargo, los fallos sobrecargan la red y aumentan el riesgo de fallos en cascada, por eso una alta fiabilidad de los transformadores de interconexión del sistema es crucial para asegurar la estabilidad de la red.

Bajas descargas parciales con tensión dieléctrica

Localizados en la intersección de los sistemas de alta, media y baja tensión, los transformadores de interconexión del sistema se deben diseñar para resistir a fuertes tensiones eléctricas. Deben hacer frente a diferentes tipos de corrientes de defecto y tensiones transitorias durante su vida útil. Durante el ensayo de aprobación en fábrica, cada unidad de ABB se expone a las tensiones dieléctricas más fuertes que pueden llegar a experimentarse durante su vida útil de funcionamiento. Además, cada unidad se comprueba para garantizar niveles de descarga parcial bajos, de modo que se garantiza una gran resistencia a largo plazo frente a la sobretensión.

Al igual que los golpes de un martillo mecánico

La frecuencia de las corrientes de defecto y sus puntos máximos son como los golpes de un martillo mecánico en un transformador de interconexión del sistema. Esto someterá a la unidad a una tensión excesiva de manera eventual durante su larga vida útil. ABB ha realizado un gran número de ensayos sobre cortocircuitos y recomienda llevar a cabo este ensayo en algunos transformadores de interconexión del sistema estratégicos en la red. ABB también ofrece una demostración de su diseño de alta calidad realizando revisiones de diseño de cortocircuito a fondo según las normas IEC.

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Transformadores específicos para cada cliente construidos en un proceso de diseño controlado

Los transformadores de potencia son productos de ingeniería sumamente complejos. Durante su vida útil de hasta 40 años, están sometidos a enormes cargas eléctricas, magnéticas y mecánicas. Esto exige la excelencia en el diseño y un diseño y un proceso de fabricación estructurados y controlados.

Proceso de fabricación y diseño estructurados

Para asegurar un funcionamiento a largo plazo eficaz y fiable, ABB ha puesto en práctica unas reglas de diseño comunes a nivel general. Su plataforma de diseño y fabricación TrafoStar es una metodología estructurada aplicable en todas las fases de la producción del transformador de potencia; incluyendo el presupuesto, el diseño mecánico y eléctrico, la fabricación y los ensayos.

Optimización de los parámetros de funcionamiento decisivos

Cada transformador de potencia de ABB se produce atendiendo a las especificaciones del cliente y a las normas internacionales. Los criterios de rendimiento, como la capacidad de sobrecarga y la resistencia a cortocircuitos, se deben equilibrar cuidadosamente atendiendo a las restricciones de espacio de la planta, al uso optimizado de materiales y a otros requisitos físicos y económicos. Los datos de diseño se procesan en los amplios programas de diseño de ABB para generar datos para las posteriores etapas del proceso de diseño. Esta metodología de diseño global hoy en día solo la aplica ABB.

Simulaciones que verifican los criterios de rendimiento

Los programas de diseño de ABB ofrecen herramientas de simulación avanzada para los componentes esenciales del transformador, tales como el núcleo, el aislamiento principal, el aislamiento del bobinado y los bobinados. Las especificaciones del transformador se trasladan a las reglas de diseño de ABB y los módulos de diseño almacenados en una biblioteca global. Cada diseño se comprueba a través de varios programas de verificación.

Control de calidad en todos los procesos empresariales

El sistema de gestión de calidad de ABB trata la calidad en todos los procesos y la función de la cadena de valor. El sistema de calidad se basa en la continua medición y comparación de los criterios de rendimiento, como los fallos de ensayos, las quejas de los clientes y costes derivados de una mala calidad. Con alrededor de unas 60.000 mediciones realizadas cada año, ABB probablemente realiza más ensayos de parámetros de funcionamiento en todas sus plantas que cualquier otro distribuidor en el mundo. Las listas de comprobaciones, los puntos de control, las revisiones de diseño y la documentación garantizan el control de calidad en todos los procesos empresariales.

TrafoStar, elementos clave de la plataforma común de fabricación y diseño de ABB:

− Verificación de diseño

− Creación de elementos de diseño

− Integración de módulos

− Verificación de modelos CAD

− Control de calidad

− Métodos de fabricación comunes

− Equipo de fabricación común

Sistema de control de calidad de producción, inspección realizada por ingenieros y supervisores acreditados

Las listas de comprobaciones, los puntos de control, las revisiones de diseño y la documentación garantizan una alta calidad en cada proceso y función de la cadena de valor
Las listas de comprobaciones, los puntos de control, las revisiones de diseño y la documentación garantizan una alta calidad en cada proceso y función de la cadena de valor

Una gama completa de transformadores de interconexión del sistema y transformadores GSU

Desde 1995, ABB ha suministrado más de 14.500 transformadores de potencia en algunos de los proyectos más grandes del mundo. Estos incluyen alrededor de unas 500 unidades en el intervalo de 735–765 kV en los mercados geográficos más importantes. ABB es famosa por su alta calidad en aplicaciones de alta tensión.

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Servicio al cliente completo, desde el transporte hasta a la formación

Los servicios de ABB garantizan que sus transformadores de potencia funcionan con un rendimiento óptimo a lo largo de su vida útil. Nuestros servicios abarcan desde el transporte y el mantenimiento básico hasta las evaluaciones de diagnóstico avanzadas y las reparaciones in situ.

Mantenimiento

Cada transformador de potencia de ABB incluye una garantía técnica y asistencia complete, incluyendo asistencia in situ y servicios globales de postventa efectuados por las oficinas, agencias y representantes locales de todo el mundo. La evaluación de diagnóstico, las reparaciones in situ, las actualizaciones y las entregas de piezas de repuesto están disponibles para los clientes de todo el mundo.

Transporte

Un transporte fiable es esencial para la instalación exitosa del transformación de potencia. Mover un objeto del tamaño y peso de un transformador de potencia grande requiere planificación, conocimientos prácticos y una red global de contactos. ABB cuenta con una larga experiencia en el suministro de transformadores por ferrocarril, carretera, mar y aire en todo el mundo. Nuestro personal cualificado garantiza un proceso de transporte rápido y eficaz.

Instalación

Los ingenieros de ABB le acompañarán para supervisar la instalación y el arranque. Prepararán el transformador volviendo a montar todas las piezas que se desmontaron para transportarlas, lo rellenarán con aceite y ejecutarán los ensayos necesarios para asegurar un funcionamiento libre de fallos. Los clientes pueden elegir entre un contrato de supervisión o de instalación completa. En la medida de lo posible, los ingenieros designados conocerán el idioma local.

Formación

El personal de mantenimiento y operaciones locales del cliente se formará durante la instalación y la puesta en marcha in situ. Tiene a su disposición programas de formación globales, póngase en contacto con su representante local de ABB para obtener más información.

Más información en: abb.com

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