Transformador de Potencia Trifásico 22 MVA-33/11 KV|Sudáfrica 2025

01 generales

1.1 Descripción del proyecto

Este proyecto involucra dos transformadores de potencia trifásicos de 20/22 MVA, 33/11 kV-instalados a una altitud de aproximadamente 1.800 metros en Sudáfrica, donde la temperatura anual oscila entre -10 grados y +40 grados. El aire enrarecido a gran altura reduce la eficiencia de disipación de calor. Además, las grandes fluctuaciones de temperatura pueden provocar expansión y contracción térmica, así como tensión mecánica, en el equipo. Por lo tanto, el diseño debe considerar estos dos factores ambientales: gran altitud y grandes fluctuaciones de temperatura.

Adaptabilidad ambiental

Impacto de la altitud: IEC60076-2 requiere refrigeración mejorada o reducción de carga en altitudes superiores a 1000 metros. El transformador utiliza enfriamiento híbrido ONAN/ONAF, que combina enfriamiento de aceite natural con enfriamiento de aire forzado asistido por ventilador para mejorar la eficiencia del intercambio de calor.

Impacto de la temperatura: a altas temperaturas (+40 grados), los ventiladores mejoran la disipación de calor para garantizar que el aumento de temperatura de la carga no exceda el límite especificado.

Características clave del diseño

Capacidad y refrigeración: La capacidad nominal es de 20/22 MVA, 20 MVA en modo ONAN, aumentando a 22 MVA con los ventiladores (ONAF para sobrecarga del 10%) habilitados. La refrigeración híbrida garantiza una disipación de calor adecuada en entornos de alta-temperatura y gran-altitud, cumpliendo con los requisitos de capacidad de carga de refrigeración de múltiples-etapas IEC.

Nivel de voltaje y cableado: 33 kV / 11 kV, grupo vectorial Dyn11 (conexión en triángulo de alto voltaje, conexión en Y de bajo voltaje, punto neutro conectado a tierra), lo que garantiza el equilibrio trifásico y los requisitos de conexión a tierra. Ambos lados utilizan aislamiento LI200 (soporta voltaje de impulso de 200 kV y voltaje soportado de CA de 70 kV) para garantizar márgenes contra la resistencia de aislamiento reducida del dieléctrico de aire en altitudes elevadas.

Material e impedancia del devanado: los devanados de cobre mejoran la-capacidad de transporte de corriente y la resistencia a los cortocircuitos-, mientras que una impedancia del 14,29 % limita la corriente de falla. Durante el funcionamiento en paralelo, el lado primario tiene una corriente soportada simétrica de 3-segundos de 21 kA, y el lado secundario tiene una corriente máxima asimétrica de 18 kA, capaz de soportar choques de cortocircuito paralelos.

On-Regulación de voltaje de carga: el contactor de vacío OLTC presenta un rango de regulación de voltaje de ±8 × 1,25 % (total ±10 %). De montaje lateral-, facilita la operación y el mantenimiento, asegurando una regulación suave del voltaje durante la operación.

Dieléctrico de aceite y aislamiento: se utiliza aceite aislante mineral de alta-calidad con una rigidez dieléctrica mayor o igual a 80 kV, combinado con un diseño de aislamiento de alto-grado para garantizar un alto margen de voltaje soportado. Las altitudes elevadas tienen un impacto mínimo en el aislamiento a base de aceite-; La degradación del aislamiento causada por el aire enrarecido se compensa principalmente con el diseño del casquillo y del entrehierro.

Este transformador de potencia trifásico está equipado con una gama completa de accesorios para garantizar un funcionamiento seguro y confiable: un cambiador de tomas de carga-con vacío-montado-en-carga-(±8×1,25 %) y un regulador de voltaje automático mantienen la estabilidad del voltaje; un termómetro de nivel de aceite y un termómetro de bobina controlan el aumento de temperatura en tiempo real; el casquillo de alto-voltaje proporciona un aislamiento confiable; un desecante y un relé de gas previenen la humedad y proporcionan una alerta temprana de fallas internas; un pararrayos de alto-voltaje protege el equipo contra daños por sobretensión; 15 transformadores de corriente admiten medición, protección y operación en paralelo; y un conservador de aceite integrado permite regular y proteger la cantidad de aceite, al tiempo que optimiza la estructura y la utilización del espacio.

1.2 Especificaciones técnicas

Especificaciones y hoja de datos del transformador de potencia trifásico de 22 MVA

1.3 Dibujos

Plano y placa de identificación del transformador de potencia trifásico de 22 MVA

02 Fabricación

2.1 Núcleo

El núcleo del transformador de potencia trifásico 20/22 MVA está fabricado de acuerdo con la norma ISO 60076. Las láminas de acero al silicio del núcleo cumplen con el estándar de rendimiento eléctrico y magnético. Proporcionan bajas pérdidas en el núcleo y un funcionamiento fiable. El núcleo de alta calidad reduce la pérdida de energía en forma de calor. La baja pérdida del núcleo previene el sobrecalentamiento, extiende la vida útil y reduce las necesidades del sistema de enfriamiento.

2.2 Devanado

Las bobinas están fabricadas con cobre de alta-calidad. Siguen estrictos requisitos de diseño. El devanado en triángulo de alto-voltaje puede soportar altas corrientes de circuito-a-fase-de fase. Tiene una fuerte resistencia mecánica. El devanado en estrella de bajo-voltaje tiene un neutro conectado a tierra. Las bobinas de cobre están enrolladas herméticamente con una presión de capa controlada. Esto garantiza una corriente uniforme y una buena disipación del calor. Las bobinas ofrecen un rendimiento fiable y una larga vida útil.

 

2.3 Caja de terminales

El transformador de potencia reductor tiene un conservador de aceite de una sola pieza-que combina los compartimientos del interruptor y del tanque principal, separados por una partición con el interruptor montado en el costado. El tanque pasa una prueba de sellado de 30 kPa durante 24 h sin colapso. Todos los materiales y dimensiones cumplen con los planos, con desviaciones inferiores a 1 mm. Las placas de acero siguen los estándares nacionales y están libres de deformaciones, óxido, peladuras o abolladuras. Las soldaduras son rectas, lisas, uniformes y libres de defectos.

 

2.4 Caja de terminales IP55

La caja de terminales está fabricada con una placa de acero de 3 mm de espesor y tiene protección IP55, asegurando una estructura fuerte y resistencia al polvo y al agua. Está equipado con indicadores de temperatura del aceite y del bobinado para un monitoreo en tiempo real-. Se proporciona un calentador de 230 V para evitar la humedad, lo cual es importante incluso en Sudáfrica, donde muchas áreas son secas, pero las tierras altas, las estaciones lluviosas o las regiones costeras pueden causar condensación. Una lámpara LED se enciende cuando la puerta está abierta, lo que ofrece una inspección conveniente.

 

2.5 Encendido-Cargar cambiador de tomas

El transformador de alimentación tiene un cambiador de tomas en carga-tipo vacío-. Tiene 17 posiciones de grifo con regulación de paso del 1,25%. El rango de voltaje es de 29.700/11.000 V (-10%) a 36.300/11.000 V (+10%). Proporciona un control preciso del voltaje durante los cambios de carga. El OLTC funciona en modo manual y automático. El OLTC admite modos manuales y automáticos, puede funcionar en paralelo con otros equipos y ofrece capacidades de control remoto.

 

2.6 Asamblea Final

 

Una vez ensamblados el núcleo y los devanados del transformador, la parte activa se coloca en el horno de secado. Después del secado, se levanta y se instala en el tanque de aceite. Este transformador de potencia trifásico tiene muchos accesorios además de los estándar, como el cambiador de tomas bajo carga, el indicador de temperatura del aceite, el indicador de temperatura del devanado, el relé Buchholz, el ventilador y el conservador de aceite de una sola pieza. Los accesorios adicionales incluyen el respiradero, pararrayos de alto-voltaje con soportes y 15 transformadores de corriente. Una vez instalados todos los accesorios, el proceso de montaje se completa con el llenado y sellado de aceite, las conexiones y pruebas eléctricas y la inspección de la apariencia y las marcas.

 

 

03 Pruebas

Pruebas estándar y de rutina

Estándar aplicado

• IEC 60076-1:2011 Transformadores de potencia – Parte 1: Generalidades
• IEC 60076-3:2013 Transformadores de potencia – Parte 3: Niveles de aislamiento, pruebas dieléctricas y espacios libres externos en el aire
• IEC 60076-7:2018 Transformadores de potencia - Parte 7: Guía de carga para transformadores de potencia sumergidos en aceite mineral-
• Otros se refieren al reglamento técnico.

1. Verificación del aislamiento del núcleo y del marco para transformadores sumergidos en líquido con aislamiento del núcleo o del marco
2. Verificación de la relación de voltaje y del grupo vectorial
3. Medición del transformador de corriente
4. Medición de la resistencia del devanado
5. Medición de pérdidas sin-carga y corriente sin-carga
6. Prueba de resistencia al voltaje inducido
7. Medición de voltaje de impedancia y pérdidas de carga
8. Cambiadores de tomas en carga: prueba de funcionamiento
9. Prueba de voltaje aplicado (AV)
10. Aislamiento del cableado auxiliar (AuxW)
11. Prueba de sellado
12. Prueba de aceite

04 Embalaje y envío

4.1 Embalaje

 

4.2 Envío

 

05 Sitio y resumen

En 2025, entregamos dos transformadores de potencia trifásicos de 20/22 MVA a Sudáfrica. Estos transformadores están diseñados para funcionar de manera confiable a grandes altitudes y en una amplia gama de temperaturas.

Tenemos experiencia en proyectos llave en mano de subestaciones eléctricas y ofrecemos una gama completa de equipos, incluidos transformadores de potencia, CT, PT, disyuntores, aparamenta, GIS y más. Nuestros transformadores de potencia de alta-calidad garantizan un funcionamiento confiable y eficiente en los entornos exigentes de Sudáfrica. Contáctenos hoy para discutir sus necesidades de soluciones de energía locales.