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Ref: AgmARGtb11fp01 01.00TRANSFORMER PROTECTOR

La Única Solución Contra Explosiones de Transformadores

1/ Explosiones de Transformadores2/ Principio del TP3/ Explicaciones Físicas4/ Descripción Técnica5/ Referencias del TP

Francisco Dutra(Speaker)

V CITTES - Congreso Internacional: Trabajos con Tensión y Seguridad, en Transmisión y Distribución de Energía Eléctrica y Mantenimiento con Tensión

30th Aug - 2nd Sep, 2011 Argentina

TRANSFORMER PROTECTORRef: AgmARGtb11fp01 01.00La Única Solución Contra Explosiones de Transformadores

1/ Explosiones del Transformadores2/ Principio del TP3/ Explicaciones Físicas4/ Descripción Técnica5/ Referencias del TP

• ¿Por qué los transformadores explotan? • Estrategia del TP

• Ejemplos de explosiones • Protecciones convencionales • La solución

• Pruebas experimentales• Fenómenos físicos

• Configuración estándar• Los componentes del TP

• NFPA, FM Global, IEEE…• Referencias mundiales

2

Vista General de la Presentación

2. El principio del TP para evitar la explosión del transformador

3. Explicaciones Físicas

4. Descripción Técnica del TP

5. Referencias

• Adaptación• Proceso de pedido del TP

• Activaciones exitosas• Ejemplos de instalaciones

• Simulación (aplicación en un modelo de 200 MVA)• Caso real de estudio

• Otras configuraciones• Opciones del TP

• Operación detallada del TP

1. Los Transformadores son muy peligrosos

Conclusión



3

1. Los Transformadores son muy Peligrosos

• Ejemplos de explosiones

• Protecciones convencionales

• La solución

1. Los transformadores son muy peligrosos



4

Peligro :

• Toda la planta de energía (1,350MW) estuvo fuera de servicio durante 4 meses.

• La sección dañada (450 MW) estuvo fuera de servicio durante 13 meses.

• 2 personas resultaron con quemaduras graves.

• Los sistemas de extinción de incendios no funcionaron.

• Puertas de seguridad contra incendios demasiada lentas.

Los Transformadores de Potencia son muy Peligrosos•Gran cantidad de aceite en contacto con elementos de alta tensión•No hay ninguna norma internacional de seguridad para los transformadores

1. Los Transformadores son muy Peligrosos Ejemplos de Explosiones

Haga clic en la foto para mirar el vídeo

Explosión de un Transformador en una Subestación



5

Ottawa Hydro, Canada, Marzo 2009, transformador se quemó

por horas.

Ejemplos de otras ExplosionesLa Explosión de Transformadores

Ocasionan2• Fuegos inmensos

• Corte de la planta de energía

• Perdidas económicas elevadas: cientos de millones de USD

• Arruinan la reputación de la empresa

• Contaminación del medio ambiente

• Riesgos de la vida humana




6

Planta de Energía Nuclear de Krümmel, AlemaniaJunio 2007, todavía no ha reiniciado!

Costo: 1 Millon USD / día !

3

Ejemplos de otras ExplosionesLa Explosión de Transformadores Ocasionan:

• Fuegos inmensos


• Pérdidas económicas elevadas: cientos de millones de USD







7

Central de Carbón de Blénod , EDF, FranciaMayo 2009

4

Ejemplos de otras ExplosionesLa Explosión de Transformadores Ocasionan:

• Fuegos inmensos


• Perdidas económicas elevadas: cientos de millones de USD







8

1. Los Transformadores son muy Peligrosos Protecciones Convencionales

a) South Band, Illinois , USA, 1999

Eficiencia ?Medios Correctivos

• Muro corta fuegos • Sistema de extinción de incendios

Limita la propagación del fuegoinducida por la explosión. Fuego propagado de un transformador

a otro.

1



9

b) Venice Plant, Illinois , USA, 2000

Eficiencia ?

Solución: Prevenir la explosión del transformador para evitar incendios.

El Fuego propago a toda la planta: 9 transformadores incendiados, a pesar de

los muros corta fuegos y sistemas de extinción. (costo: 230 millones de USD)


Medios Correctivos

• Muro corta fuegos

Limita la propagación del fuegoinducida por la explosión.

1

• Sistema de extinción de incendios



10

Todos los transformadores que explotaron

estaban equipados con estos medios

de prevención.

Eficiencia ? Medios de Prevención

• Interruptor de Circuito

• Relé Buchholz

• Relé de Presión Brusca

• Monitoreo de Gases

• Válvula de Sobrepresión

Solución : La protección debe actuar más rápido !

2




11

1. Los Transformadores son muy Peligrosos La solución:

Durante un cortocircuito en el transformador, el TP es activado en milisegundos por el primer pico de onda de choque de la presión dinámica, evitando la explosión del transformador antes de que aumente la presión estática.

TP - La Clave del Éxito

TRANSFORMER PROTECTOR (TP)El TP despresuriza el transformador en milisegundos

evitando la explosión y el fuego subsiguiente.



12

2. Evitando la Explosión del Transformador: El Principio del TP

• Proceso de explosión del transformador

• Estrategia de prevención de explosión del TP

• Operación del TP

• Configuración estándar del TP

• Película de operación del TP

2. Evitando la Explosión del Transformador: El Principio del TP



13

¿Por qué explotan los transformadores?

Ruptura de aislamiento de aceite dieléctrico

Arco eléctrico

Vaporización de aceite

Aumenta la presión local dinámica

Primer pico de presión dinámica se propaga

Pico de presión dinámica se refleja en las paredes

Aumenta la presión estática

Ruptura del Tanque y Fuego

2. Evitando la Explosión del Transformador: El Principio del TP Proceso de Explosión del Transformador



14

¿Dónde romper está secuencia?


Arco eléctrico





Aumenta la presión estática

Ruptura del Tanque y Fuego

2. Evitando la Explosión del Transformador: El Principio del TP Estrategia de Prevención de Explosión del TP



15

Activación en cuestión de milisegundos por el primer pico de presión dinámica

Evacuación rápida de aceite

Despresurización del tanque

Impide la explosión

¿Dónde romper está secuencia?


Arco eléctrico





2. Evitando la Explosión del Transformador: El Principio del TP Estrategia de Prevención de Explosión del TP



16

2. Evitando la Explosión del Transformador: El Principio del TP Operación del TP



17


• Arco Eléctrico• Burbujas de gas a presión• Pico de presión dinámica se

propaga



18


Rápida evacuación de aceite genera rápida despresurización del

tanque (en cuestión de milisegundos)

Activación del TP1


propaga



19


• Gases explosivos permanecen• Fusión de partes de las bobinas

continúan emitiendo gases



Activación del TP1


propaga



20


Evacuación de los gases explosivos hasta que las piezas fundidas se

enfríen (~ 45 min)

Inyección de Gas Inerte2



Activación del TP1

• Gases explosivos permanecen• Fusión de partes de las bobinas continúan emitiendo gases


propaga



21


El transformador está seguro y listo para la reparación



Activación del TP1

Evacuación de los gases explosivos hasta que las piezas fundidas se

enfríen (~ 45 min)

Inyección de Gas Inerte2

• Gases explosivos permanecen• Fusión de partes de las bobinas continúan emitiendo gases


propaga



22

2. Evitando la Explosión del Transformador: El Principio del TP Configuración Estándar del TP

Configuración Estándar del TRANSFORMER PROTECTOR (TP)

6

2

1 4

1. Conjunto de Despresurización Vertical (CDV)

2. Conjunto de Despresurización Cambiador de Derivación Bajo Carga (CD CDBC)

3. Tanque de Separación Aceite Gas Compartimiento en el Conservador (TSAGC)

4. Tubería de Evacuación de Gases Explosivos (TEGE)

5. Válvula de Aislamiento de Aire

6. Gabinete del TP

7. Tubería para la Inyección de Gas Inerte (TIGI)

The ComponentsComponentes del TP

7

3

5



23

2. Evitando la Explosión del Transformador: El Principio del TP Película de Operación del TP

Película de Operación del TP





24

• Visión general de las pruebas experimentales

• Fenómenos físicos exhibidos: Vaporización de aceite Pico de presión dinámica se propaga El tanque puede soportar altos picos de presión dinámica Ruptura del tanque a causa de aumento de la presión estática Reacción del TP a los fenómenos

• Simulaciones: Presentación rápida de herramienta de simulación Comparación con / sin el TP Estudio de caso real - prevención de Explosión en transformador

de 400 MVA

• Diseño del tanque, utilizando las normas ASME


3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP




25

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP Pruebas Experimentales: Visión General

• 2002: 28 pruebas por EDF (Electricité de France) sobre transformadores pequeños

Pruebas Principales realizadasen Dos Laboratorios





26

Pruebas Principales realizadas en Dos Laboratorios T2 - TRANSFORMADOR

T1 - TRANSFORMADOR

T3 - TRANSFORMADOR

TSAGCONJUNTO DE DESPRESURIZACIÓN

• 2002: 28 pruebas por EDF (Electricité de France) sobre transformadores pequeños.

• 2004: 34 pruebas por CEPEL (HV laboratorio independiente) sobre transformadores grandes (8.4m – 26ft de largo).





27


ConclusiónDurante las 62 pruebas, el TP siempre salvó los transformadores de la

explosión del tanque sin deformación permanente.

• 2002: 28 pruebas por EDF (Electricité de France) sobre transformadores pequeños.

• 2004: 34 pruebas por CEPEL (HV laboratorio independiente) sobre transformadores grandes (8.4m – 26ft largo).

• Principio: Se generaron arcos eléctricos dentro de los tanques del transformador equipados con el TP

Haga clic en foto para mira el vídeo

Pruebas Principales realizadas en Dos Laboratorios




28


• Fenómenos físicos exhibidos: Vaporización de aceite Pico de presión dinámica se propaga El tanque puede soportar altos picos de presión dinámica Ruptura del tanque a causa del aumento de la presión

estática Reacción del TP a los fenómenos

• Simulaciones: Presentación rápida de herramienta de simulación Comparación con / sin el TP Estudio de caso real – prevención de explosión en

transformador de 400 MVA







29

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP Proceso de Saturación de Vaporización

SALTAR

1

Arco Eléctrico Gas Producido

Plasma Aceite Mineral


1º fenómeno clave: vaporización del aceite y creación de arco - vídeo




30


1

VaporizaciónTransferencia de calor al aceite(Efecto Joule)

Burbuja de gas – vapor del aceite

Desintegración de las moléculas mas pequeñas de vapor del aceite

Arco eléctrico completamente desarrollado – Plasma

Burbuja de gasGases con baja resistividad

Cortocircuito Corriente eléctrica entre 2 puntos

del transformador

Menos resistencia = más corriente

Aceite del Transformador

1º fenómeno clave: vaporización del aceite y creación de arco - descripción




31


SALTAR

1

a) Se crean gases inflamables y explosivos:• Acetileno (C2H2), Etileno (C2H4), Metano (CH4), Hidrógeno….• Estos gases encienden cuando se exponen al oxígeno• Ejemplo:

• Un arco eléctrico de 0.8 Mega Joule ocurrió en un transformador.

• 1.8 m3 (62.4ft 3) de gas fue creado, se escapó el gas, estalló el tanque, y se incendió

• La bola de fuego se propagó en toda la sección en busca de oxígeno y destruyó todo en su camino.

• La sección (450 MVA) estuvo fuera de servicio por 13 meses


1º fenómeno clave: vaporización del aceite y creación de arco - análisis




1º paso:

Arco en contacto con el aceite

Vaporización Enorme

b) Mediciones

Aceite del Transformador• Cuándo el arco ocurre, hay contacto

directo entre el arco y el aceite liquido• Intercambio de alta energía al aceite

liquido

Vaporización rápida y enorme

32

INTERCAMBIO DE CALORARCO HACIA EL ACEITE




1

c) Explicación Física: 1º paso

Energía del Arco(MJ)

1º paso: 1º Mega Joule produce 2.3 m3 – 81 ft3 de gas explosivo

Volu

men

de

Gas G

ener

ado(

m3 )

Gas





2º paso: El arco no está en contacto

con el aceite

Vaporización mucho más lenta

b) Mediciones

• Arco rodeado por gas• Gas calentado por el arco(~2000°C) y

luego ionizado, en la creación de plasma

• Transferencia de menos energía al aceite líquido

La vaporización es mucha más lenta33


1


1º paso: 1º Mega Joule produce 2.3 m3 – 81 ft3 de gas explosivo

Energía del Arco(MJ)

2º paso: el siguiente 19 MJ produce solo 1.2 m3 – 42 ft3 de gas

3) CREACIÓN DE PLASMA

1) CALEFACCIÓN DE GAS

Aceite del TransformadorVo

lum

en d

e Ga

s Gen

erad

o(m

3 )

Gas

2) IONIZACIÓN





b) Mediciones

34


1

Energía del Arco(MJ)Volu

men

de

Gas G

ener

ado(

m3 )

Vaporización del aceite se produce en los primeros milisegundos y se estabiliza cuando el arco eléctrico está rodeado de gas.

Saturación de Vaporización


Gas


3) CREACIÓN DE PLASMA

1) CALEFACCIÓN DE GAS

2) IONIZACIÓN





35

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP La Presión aumenta en la burbuja de gas

2º fenómeno clave: rápido aumento de la presión en la burbuja de gas

1

2


Densidad del gas es ~1000 veces menor que la densidad del líquido

La burbuja de gas busca expandirse

Pero la inercia del aceite liquido evita la expansión de la burbuja

Rápidamente aumenta la presión en la burbuja de gas

(hasta 5000 bar/s – 75000 psi/s)

1º fenómeno clave: vaporización del aceite & creación de arco




Máxima amplitud de los picos de presión registrado en cada prueba(presión manométrica):

Sólo una influencia moderada de la energía del arco a la presión de burbuja

36

1

2

+9 bar (130 psi)1 MJ

+3 bar (40 psi)1 MJ

+13 bar (190 psi)2.5 MJ

+10.5 bar (150 psi)125 kJ



1º fenómeno clave: vaporización del aceite & creación de arco




37

1

2

• Proceso de saturación de vaporización• Sólo una influencia moderada de la energía del arco a la amplitud

del pico de presión

La energía del arco y potencia del transformador no son los factores críticos para la explosión del transformador!



1º fenómeno clave: vaporización del aceite y creación de arco




38


1º fenómeno clave: vaporización del aceite y creación del arco1

3º fenómeno clave: se propaga el pico de presión dinámica3

2


3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP Propagación de la Presión Dinámica

Analogía de Presión Dinámica

haga clic aquí




39

Evolución de la presión manométrica medida en diferentes lugares

• Sobrepresión generada por el arco no es constante en el tanque• El pico de presión se propaga a la velocidad del sonido en el aceite

1200 m/s (4000 ft/s)• Picos secundarios se deben a las reflexiones del primer pico sobre las paredes

Presión Dinámica

Cerca del arco(C)En la tapa del tanque(B)Cerca del TP(A)

A

B

C

TP


arco

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP Propagación de la Presión Dinámica




40

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP El Tanque resiste la presión dinámica


1º fenómeno clave: vaporización del aceite & creación del arco1


2

4º fenómeno clave: El tanque puede soportar altos picos de presión dinámica4




41


Máxima amplitud de los picos de presión registrados en cada prueba (presión manométrica):

El tanque puede soportar los picos de presión dinámica hasta +13 bar – 190 psi (manométrica)

4º fenómeno clave: El tanque puede soportar altos picos de presión dinámica4

+13 bar (190 psi)

+10.5 bar (150 psi)

+11 bar (160 psi)

No hay Ruptura!




Presión Dinámica• localizada y en movimiento

en el tanque• se propaga muy rápidamente en

el tanque (1200 m/s – 4000 ft/s)

42


4

Explicación Física:

No hay ruptura inducida por la presión dinámica!

Capacidad de Resistencia del tanque

• la soldadura del tanque y tornillos tienen una inercia larga para romperse.

• pico de presión dinámica viaja muy rápido: la soldadura y los tornillos no tienen tiempo para integrar la presión.

4º fenómeno clave: El tanque puede soportar altos picos de presión dinámica




43

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP Ruptura del Tanque Debido a la Presión Estática




2

4º fenómeno clave: tanque puede soportar altos picos de presión dinámica4

5º fenómeno clave: ruptura del tanque por la presión estática5




44

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP Ruptura del Tanque Debido a la Presión Estática

Ruptura del tanque por la presión estática


• Presión Estática: presión constante y progresiva aumenta en todo el tanque• Fenómenos lentos por lo cual el aceite reacciona como en los medios

incompresibles• Máximo soporte estático del tanque: entre 0.7 y 1.2 bar (manométrica).

Gradientes de presión inferior a 25 bar/s – 350 psi/s




45

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP Presión Dinámica / Estática

• espacialmente constante en todo el tanque • progresivo, aumento lento • aceite se comporta como un medio

incompresible• soporta máximo ~1 bar – 15 psi

(manométrica)

• localizada y en movimiento en el tanque • se propaga muy rápidamente en el tanque • el aceite se comporta como un medio

compresible• el tanque puede resistir 13 bar – 190 psi

(manométrica)

El tanque no explota El tanque explota

Presión DinámicaGradientes de presión sobre de 25 bar/s – 360 psi/s

Presión EstáticaGradientes de presión abajo de 25 bar/s – 360 psi/s

¿Cómo reacciona la Válvula de

Sobrepresión a la presión dinámica?

haga clic aquíGradientes de presión de hasta 5000 bar/s – 72000 psi/s

Velocidad de propagación: 1200 m/s – 4000 ft/s




46


¿Cómo la presión dinámica se convierte en presión estática?

El pico de presión dinámica viaja y se refleja en las paredes, creando los picos secundarios que construyen lentamente la presión estática.




47



Evolución de presión de los diferentes sensores en el tanque:

Parámetros de Simulación

• Ningún TP instalado en el transformador

• Suponiendo que el tanque no explota

• Transformador 5.6 m – 19 ft de largo• Una falla de 0.5 MJ generando 1.5

m3 – 50 ft 3 de gas.




48



Evolución de presión de los diferentes sensores en el tanque:

Estrategia del TP Prevenir que la presión dinámica se convierta en presión estática

1. El arco genera un pico de alta presión.

2. El pico de presión dinámica se propaga en el tanque

3. Se refleja en la pared y crea los picos secundarios

4. Presión estática se construye después de sólo 100 ms




49

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP La Influencia del TP




2

4º fenómeno clave: tanque puede soportar altos picos de presión dinámica4


6º fenómeno clave: el TP despresuriza el tanque previniendo la explosión6




50


6º fenómeno clave: el TP despresuriza el tanque previniendo la explosión6

Conjunto de DespresurizaciónDistancia : 8,5 m – 26 ft

Arco eléctrico en el lado opuesto

del TP

Bobinado

Haga clic aquí

para mirar el vídeo

Sensor de presión dinámica situado cerca del TP




51

El TP despresuriza el tanque en milisegundos, incluso si el arco es alimentado por un período más largo.

6 6º fenómeno clave: el TP despresuriza el tanque previniendo la explosión

Presión dinámica registrada cerca del conjunto de despresurización


Onda de choque

Operación del TP

Duración del pico : 3 ms

Tiempo (Segundo)

Pres

ión

(bar

)

Pres

ión

(PSI

)

Incremento de Presión Despresurización

Inyección de Energía

Evacuación de Energía

Gradiente de Presión 3900 bar/s 58000

Psi / s

El TP es activado en 8 ms, tiempo que el pico de

presión dinámica generada por el arco

alcanza el sensor: 8.5 m at 1200 m/s (26 ft at 4000 ft/s)




52

El TP despresuriza el tanque en milisegundos, incluso si el arco es alimentado por un período más largo.

No hay Presión Estática

No hay Ruptura del Tanque


Presión dinámica registrada cerca del conjunto de despresurización


Onda de choque

Operación del TP

Duración del pico : 3 ms

Tiempo (Segundo)

Pres

ión

(bar

)

Pres

ión

(PSI

)

Incremento de Presión Despresurización

Inyección de Energía

Evacuación de Energía

Gradiente de Presión 3900 bar/s 58000

Psi / s




53

a) Ningún tipo de presión estática La evacuación rápida de aceite

genera ondas de rarefacción que despresuriza el tanque antes de que aumente la presión estática.

0 ~10 ms

Ocurrencia del arco

El TP está activado

El tanque está despresurizado

~80 ms

Presión Dinámica

de viajeEvacuación

de aceite

Haga clic en foto para mira el vídeo

El CD se activa en cuestión de milisegundos por el primer pico de presión dinámica y evacua la presión mientras la inercia estructural del tanque a la ruptura es mucho mayor.

La sección de inercia para abrir el disco de ruptura precortada en la cúpula es más de 50 veces menor que la sección de los tornillos del tanque.

La sección de romper para activar el TP es muy pequeña






54

b) No ignición de gases explosivos Los gases creados por el arco son:

• enfriados• diluido con gases inertes• evacuados a una zona remota

El TP impide la explosión y los incendios de los transformadores.

0 ~10 ms

Ocurrencia de arco

El TP esta activado

Tanque esta despresurizada

~80 ms

Presión Dinámica de viaje

Evacuación de aceite

6



6º fenómeno clave: el TP despresuriza el tanque previniendo la explosión

a) Ningún tipo de presión estática La evacuación rápida de aceite

genera ondas de rarefacción que despresuriza el tanque antes de que aumente la presión estática.




55

Recapitulation of the main physical phenomena1. Saturación de vaporización2. Se propaga la presión dinámica 3. El tanque puede soportar altos picos de presión dinámica4. Ruptura del tanque por presión estática5. El TP induce una rápida despresurización en prevención de la explosión del tanque

Evacuación de Aceite

Propagación del pico de presión dinámica

(hasta 13 bar – 190 psi)

Arco Eléctrico

Conjunto de Despresurización

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP TP – La Clave del Éxito

Recapitulación de los principales fenómenos físicos




56

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP TP – La Clave del Éxito

Durante un cortocircuito en el transformador, el TP se activa en cuestión de milisegundos por el primer pico de onda de choque de la presión dinámica, evitando la explosión del transformador y previniendo que aumente la presión estática.

TRANSFORMER PROTECTOR – La Clave del Éxito

Recapitulación de los principales fenómenos físicos1. Saturación de vaporización2. Se propaga la presión dinámica 3. El tanque puede soportar altos picos de presión dinámica4. Ruptura del tanque por presión estática5. El TP induce una rápida despresurización en prevención de la explosión del tanque




57


• Fenómenos físicos exhibidos: Vaporización de aceite Pico de presión dinámica se propaga Tanque puede soportar altos picos de presión dinámica Rotura del tanque a causa de aumento de la presión estática Reacción del TP a los fenómenos

• Simulaciones: Presentación rápida de herramienta de simulación Comparación con / sin el TP Estudio de caso real – en prevención de explosión en

transformador de 400 MVA







58

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP Herramienta de Simulación - Presentación

Durante 62 pruebas, arcos eléctricos siempre fueron encendidos dentro de tanques cerrados de transformadores equipados con el TP.

El TP siempre salvó los transformadores sin deformación permanente del tanque.

¿Qué pasaría sin el TP? Explosión: demasiado peligroso para la prueba

¿Qué sucedería en otras configuraciones? Demasiado costoso para poner a prueba

Alternativas: Simular en computadora

TPC ha desarrollado su propia herramienta de simulación:

Simular gas y líquido

Propagación de la presión

Geometrías 3D complejas

Dió a lugar a diversas publicaciones científicas (2008 Conferencia de PowerGen

- Premio al Mejor documento, IEEE, Cigre y ASME ConferenciasMás detalles

sobre el modelo?




59

0 mst =

11 MJ arco eléctrico

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP Herramienta de Simulación – Transformador de 200 MVA – sin protección

SALTAR

Aplicación 1: Transformador de 200 MVA(5.75m x 3.25m x 2.5m) – (19ft x 11ft x 8ft)

Presión (manométrica) (psi) (bar)

Sin el TP




1 ms

60

1 mst =Burbuja de gas a presión



Sin el TP





4 ms

1 ms

61

3 ms2 ms4 mst =Burbuja de gas a presión

Se propaga el primer pico de presión dinámica



Sin el TP





10 ms

4 ms

1 ms

62

5 ms6 ms7 ms8 ms9 mst =

Se refleja en las paredes y crea complejas ondas de presión

Burbuja de gas a presión


10 ms



Sin el TP





30 ms

10 ms

4 ms

1 ms

63

11 ms12 ms13 ms15 ms14 ms16 ms17 ms19 ms18 ms22 ms24 ms20 ms25 mst =

La presión dinámica llega a más de 9 bar – 130 psi (manométrica) en la boquilla




30 ms



Sin el TP





50 ms

30 ms

10 ms

4 ms

1 ms

64

38 ms35 ms40 ms45 mst =

Se acumula la presión estática






50 ms


Sin el TP





50 ms

30 ms

10 ms

4 ms

1 ms

100 ms

65

50 ms60 ms70 ms80 mst =

Se acumula la presión estática





La presión estática se estabiliza a 5.5 bar – 80 psi (manométrica)

100 ms

El Transformador Explota



La máxima presión estática que el tanque del transformador puede

soportar es de : 1.2 bar – 17 psi (manométrica)

Sin el TP






66

0 mst =

without TP

SALTAR

3. Explicaciones Físicas y Pruebas del TP Herramienta de Simulación – Transformador de 200 MVA – con el TP

with TP

Sin el TP

Con el TP





67

1 mst =



1 ms Burbuja de gas a presiónwithout TP

with TP

Sin el TP

Con el TP





68

3 ms2 mst = 4 ms



1 ms

4 ms Se propaga el primer pico de presión dinámica

Burbuja de gas a presiónwithout TP

with TP

Sin el TP

Con el TP





69

5 ms6 ms7 ms8 ms9 mst =10 ms



1 ms

4 ms

10 ms El pico de presión dinámica activa el TP



without TP

with TP

Sin el TP

Con el TP





70

14 ms11 ms12 ms13 mst =15 ms



1 ms

4 ms

10 ms

15 ms Ondas de rarefacción se propagan en el tanque

El pico de presión dinámica activa el TP



without TP

with TP

Sin el TP

Con el TP





71

16 ms17 ms19 ms18 ms22 ms24 mst =20 ms25 ms30 ms



1 ms

4 ms

10 ms

15 ms

30 ms Se despresuriza el tanque

Ondas de rarefacción se propagan en el tanque




without TP

with TP

Sin el TP

Con el TP





72

35 ms40 ms45 ms50 mst =60 ms



1 ms

4 ms

10 ms

15 ms

30 ms

60 ms El tanque está completamente despresurizado

Se despresuriza el tanque





without TP

with TP

Sin el TP

Con el TP





1 ms

73

70 ms80 ms100 mst =

Después de 60 ms:



150 ms


4 ms

10 ms El pico de presión dinámica activa el TP


15 ms

30 ms

60 ms

Se despresuriza el tanque


El tanque está completamente despresurizado

without TP

with TP

• sin el TP, presión estática = 5.5 bar – 80 psi


• con el TP, presión estática = presión atm.

Sin el TP

Con el TP



74

5. Referencias Los Usuarios Finales

Más de 106 empresas en 53 países:

• Australia: Delta Electricity• Brasil: Abengoa, Tractabel,• Francia: EDF• Alemania: Vattenfall

•Jordania: JEPCO, NEPCO•México: CFE•Namibia: NamPower•Rusia: Rusgidro, FNK

•Qatar: Kahramaa, Qatar Petroleum•África del Sur: Eskom, City Power•España: Metro de Madrid•EE.UU.: PG&E, Kansas City…



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5. Referencias NFPA

• Estándar NFPA 850 (Práctica Recomendada para Protección Contra Incendios en Plantas de Generación Eléctrica y Estaciones de Conversión de Corriente Directa de Alto Voltaje)

• Estándar NFPA 851 (Práctica Recomendada para Protección Contra Incendios en Plantas de Generación Hidroeléctrica)

NFPA recomienda el TP

La introducción de NFPA 850 & NFPA 851:

Sistemas para despresurización rápida han sido reconocidos, y recomendaciones para el uso de estos sistemas están ahora incluidas



with TP without TP

after 100 ms

Pressure (gauge) (psi) (bar)

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Conclusión

Brazil Germany France

• La NFPA Fire Handbook enfatiza en la tecnología del TP• Varias activaciones exitosas• Más de mil TP’s vendidos por todo el mundo (EE.UU., Europa, Medio Oriente…)

3. El TP es una solución recomendada

• Principio: No Actuador!El TP es activado por el primer pico de onda de choque de la presión dinámica generada por el arco, evitando explosiones y previniendo el aumento de presión estática.

• La eficiencia demostrada por las pruebas experimentales y simulaciones numéricas.

2. El TRANSFORMER PROTECTOR impide la explosión

• Las explosiones son cada vez más frecuentes.• Peligrosos, caros, contaminantes, daño a la reputación…• Medios convencionales de corrección no impiden la explosión (Sistemas de extinción de

incendios, Muro corta fuegos)• Medios convencionales de prevención no son eficientes (Disyuntor, Buchholz, Válvula de

Sobrepresión...)

1. Los transformadores de potencia son muy peligrosos.

Durante un corto circuito en el transformador, el TRANSFOMER PROTECTOR es activado en milisegundos por el primer pico de onda de choque de la presión dinámica , evitando la explosión del transformador antes de que aumente la presión estática.

TRANSFORMER PROTECTOR


www.transproco.com

Transformer Protector Corp. (TPC)1880 Treble Drive

Humble, Texas 77338 – USA

: (1) 281 358 9900

: (1) 281 358 1911

@ : [email protected] site : www.transproco.com

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