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Transformadores secos ZaragozaAplicaciones en plantas fotovoltaicas
José Antonio López F., Area Sales Manager, Marzo 30, 2016
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Índice
Vista de una planta solar
Nuestro producto
Eficiencia
Diseños especiales
Referencias emblemáticas
Esquema típico de una planta de energía solar fotovoltaica de 2 MW
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6
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1 7
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3
MV net
S/E de MT prefabricada
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Principales elementos de una planta solar:
1. Paneles solares (fijos o seguidores solares)
2. Drives para solar
3. Cabinas de distribución en BT y protección
4. Inversores + centro de transformación
5. Acceso
6. Estación de supervisión y control
7. Obras civiles (preparación de tierra, calles, edificios…)
8. Sistemas de seguridad perimetral y de accesos (CCTV, etc)
Vista de una planta solarEsquema típico de una planta de energía solar fotovoltaica
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Vista de una planta solarComponentes
Panel Seguidor Inversor C.T Automation
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Nuestro productoRango de productos para plantas solares
Diseños típicos:
De 250 kVA hasta 3150 kVA
Alta tensión: hasta 36 kV
Baja tensión: hasta 3.6 kV
Clases: E2, C2, F1
Clase de aislamiento: 155ºC (F) and 180 ºC (H)
Refrigeración: AN o ANAF
Grado de protección: IP00
Accesorios: pantalla electrostática
Altitud: hasta 2500 metros
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Nuestro productVentajas del transformador de tipo seco
Seguro y respetuoso con el medio ambiente Reducida contaminación ambiental
Medioambientalmente seguro durante el proceso productivo: no se emplea silicona durante la fabricación de las bobinas
Cero riesgo de fuga o de sustancias inflamables o contaminantes
No hay peligro de incendio
Auto-extingible en caso de incendio o de arco eléctrico, no se liberan gases que podrían ser potencialmente peligrosos
Seguridad para las personas y las propiedades
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Nuestro productVentajas del transformador de tipo seco
Económicas Sencilla instalación: no se precisa de montaje en sitio
Menos espacio requerido: solución compacta en contenedor
Menos obra civil: no se requieren edificios, solución llave en mano
No se requieren medidas de seguridad especiales: ni sistema de detección de incendios, ni extintor
Solución libre de mantenimiento y de contaminación
Diseño óptimo sujeto a constantes mejoras a medida que se disponga de nuevos materiales
Las más sencillas reparaciones en sitio
Fábricas de ABB especializadas y eficientes
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Nuestro productVentajas del transformador de tipo seco
Tecnológicas Excelente resistencia al cortocircuito
Alta capacidad para soportar sobrecargas y cambios térmicos de carga
Mayor vida útil del transformador debido al bajo envejecimiento térmico y dieléctrica
Excelente respuesta a los seísmos
Muy buen comportamiento para soportar las más duras condiciones de vibración
Mejor rendimiento bajo cargas dinámicas (mecánico)
Distribución lineal del BIL
La mayor seguridad posible ante grietas en bobinas
Los valores de descargas parciales más bajos gracias a las más avanzadas tecnologías de encapsulado que permiten alcanzar descargas por debajo de 5 pC (max. permitido 10 pC de acuerdo a IEC)
La resina epoxy encapsulada bajo vacío evita la entrada de humedad y protege frente a ambientes agresivos
Acabado único de la bobina, que proporciona una superficie lisa eliminando la acumulación de polvo
Configuración “step lap” del núcleo, que garantiza los valores más bajos de pérdidas en vacío, pérdidas en carga y niveles de ruido
Excelente rendimiento de las pérdidas en carga
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EficienciaFactor de carga dependiendo de la radiación solar
Power
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
4:30 a
5:30
5:30 a
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6:30 a
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9:30 a
10:30
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hours
kW
JanFebMarAprMayJunJulAugSeptOctNovDec
4:30 a 5:30 5:30 a 6:30 6:30 a 7:30 7:30 a 8:30 8:30 a 9:30 9:30 a 10:30 10:30 a 11:30 11:30 a 12:30 12:30 a 13:30 13:30 a 14:30 14:30 a 15:30 15:30 a 16:30 16:30 a 17:30 17:30 a 18:30 18:30 a 19:30 Jan 0.00 0.00 0.00 53.49 129.28 198.82 248.75 266.58 248.75 198.82 129.28 53.49 0.00 0.00 0.00Feb 0.00 0.00 20.51 109.66 205.95 292.43 352.17 373.57 352.17 292.43 205.95 109.66 20.51 0.00 0.00Mar 0.00 0.00 82.92 193.47 307.59 407.45 475.21 499.28 475.21 407.45 307.59 193.47 82.92 0.00 0.00Apr 0.00 52.60 165.83 294.22 421.71 500.00 500.00 500.00 500.00 500.00 421.71 294.22 165.83 52.60 0.00May 8.92 100.75 213.08 334.34 452.03 500.00 500.00 500.00 500.00 500.00 452.03 334.34 213.08 100.75 8.92Jun 33.88 138.19 262.12 394.07 500.00 500.00 500.00 500.00 500.00 500.00 500.00 394.07 262.12 138.19 33.88Jul 26.75 144.43 284.41 435.98 500.00 500.00 500.00 500.00 500.00 500.00 500.00 435.98 284.41 144.43 26.75Aug 0.00 89.16 228.24 381.59 500.00 500.00 500.00 500.00 500.00 500.00 500.00 381.59 228.24 89.16 0.00Sept 0.00 14.27 128.39 262.12 397.64 500.00 500.00 500.00 500.00 500.00 397.64 262.12 128.39 14.27 0.00Oct 0.00 0.00 42.80 148.00 260.34 359.30 427.95 452.03 427.95 359.30 260.34 148.00 42.80 0.00 0.00Nov 0.00 0.00 0.00 72.22 160.48 241.61 297.78 318.29 297.78 241.61 160.48 72.22 0.00 0.00 0.00Dec 0.00 0.00 0.00 41.01 114.12 182.77 230.92 248.75 230.92 182.77 114.12 41.01 0.00 0.00 0.00
Ejemplo: Planta FV Totana, Murcia, EspañaInversores Solares de 500 kW.
Potencia de salida máxima anual por inversor debido a la radiación solar
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EficienciaEficiencia vs. factor de cargaDependiendo del presupuesto: eficiencia vs. precio
Desconexión nocturna / Nº, de operaciones del interruptor.
Diferentes alternativas de nivel de eficiencia en función del proyecto
Valores añadidos
Capacidad para diseñar según las diferentes especificaciones
Soluciones llave en mano por integradores (ABB y No-ABB)
98.28%
98.49%
98.70%
98.91%
99.12%
99.33%
99.54%
0.25 0.50 0.75 1.00 1.25
LOAD FACTOR
EFFI
CIEN
CY
0.800.850.900.951.00
Power factor
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Diseños especialesSoluciones técnicas a medida
El diseño del transformador depende del inversor utilizado
La solución de ABB: perdidas bajas en carga y en vacío
Pantalla electrostática: dependiente del THD transmitido por el inversor
En casos especiales: nivel de aislamiento mas elevado en el lado de BT (i.e clase 3.6 kV), debido a sobre tensiones producidas por el inversor
Sobredimensionamiento del núcleo para evitar saturación
Preparado para variaciones máximas de tensión de ±10% Un
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Los transformadores para aplicaciones solares son “especiales” debido a la distorsión creada por los armónicos.
armónicos causados por los inversores
sobretensiones transitorias
sobretensiones en el lado de baja tensión
Debido a estos factores, estos transformadores requieren un diseño especial.
Diseños especialesTransformadores no estándar
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Efecto de los armónicos en la tensión
Incremento de las pedidas en vacío
Incremento en el nivel de ruido
La forma de onda de tension no es totalmente sinusoidal
Efecto de los armónicos en la corriente
Incremento de las pérdidas en carga
Calentamiento local debido a la distribución de los armónicos impares de las pérdidas adicionales
Eventualmente efectos de resonancia en las teniones
Diseños especialesEfecto de los armónicos en los transformadores
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Diseños especialesArmónicos
Debido a los efectos de los armónicos en la corriente tanto en el arrollamiento de baja tensión, como en el de alta, se general perdidas y calentamiento adicionales. Así, el transformador debe dimensionarse de acuerdo a una mayor potencia equivalente.
Debido a los efectos de los armónicos en la tensión el principal problema es la saturación del núcleo por sobretensiones. Para evitar esta saturación, el núcleo debe sobre dimensionarse.
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Diseños especialesPantalla electrostática y nivel de aislamiento
Para prevenir el acoplamiento capacitivo entre las tensiones alta y baja, y para proteger los dispositivos electrónicos conectados al lado de baja tensión, de las sobretensiones del lado de alta, es recomendable la instalación de una pantalla electrostática entre los devanados de alta y baja tensión.
En algunos casos, debido a la fluctuación de sistema, y una alta du/dt, son necesarios mayores niveles de aislamiento en los arrollamientos de baja tensión.
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Diseños especialesTransformadores con mas de dos secundarios
En el caso de transformadores con tres devanados o mas, han de tomarse en cuenta las siguientes consideraciones:
La bobina de baja tensión instalada en la parte superior del conjunto, debe sobre dimensionarse para compensar la diferencia de refrigeración respecto a la bobina instalada en la parte baja (el aire caliente proveniente de la parte bobina inferior de baja tensión).
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Referencias emblemáticas
RumaníaProyecto parque solar Ucea: 68 x 1000 kVA
SudáfricaABB PS - Witkop & Soutpan: 22 x 1250 kVA
PV Witkop: 26 x 1250 kVA (ZA)
ABB PS. PV De Aar Gestamp 10MW: 11 x 1250 KVA
ABB PS. PV Prieska 20MW (Gestamp): 22 x 1250 kVA
GuatemalaHorus: 33 x 1700 kVAHorus II: 19 x 1700 KVA
HondurasAura II: 26 x 2400 KVA
JapónFukurada: 26 x 1100 KVA
CHIYODA: 2 transformadores hasta 1260 kVA
IsraelPV in Israel: 4 x 1000 KVA
Y muchas mas ……
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