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Power Transformers Design, versión VS02

Un solo programa para el diseño completo de un gran transformador de potencia.

Diseño eléctrico, dieléctrico, de cortocircuito, térmico y mecánico de transformadores de potencia en aceite, desde los datos de placa hasta los planos de la estructura de apriete, con los módulos FEM y de transitorios en el mismo entorno. Escrito y usado por los ingenieros que diseñan, ensayan y analizan transformadores en HVCC.

Pestaña principal del proyecto P1087: autotransformador de 225 MVA, 228 / 136,3 / 21,5 kV, YNad11, ONAN / ONAF
Clase de tensión
400 kV
Rango típico de unidad
50 – 400 MVA
Diseño · FEM · Transitorios
3 módulos
Escritorio, funciona sin conexión
Windows
Qué es

Un modelo de diseño que lee cada cálculo.

Cambie el diámetro del núcleo o el rango de regulación y la impedancia, los esfuerzos de cortocircuito, las pérdidas y los calentamientos se actualizan. Nada se copia entre hojas de cálculo.

Interfaz principal

Donde vive el diseño

Placa, circuito, regulación, núcleo, devanados, aislamiento, impedancia, pérdidas, refrigeración y apriete en un único archivo de proyecto. Cada pestaña es un paso del diseño y lee el mismo modelo.

Módulo FEM

Los resultados de campo vuelven al modelo

Toma la geometría de la interfaz principal y devuelve el campo de dispersión, las pérdidas adicionales conductor por conductor y una temperatura de punto caliente calculada junto al método IEC.

Módulo de transitorios

Lo que verá la sala de ensayos

Corrientes de cortocircuito devanado por devanado y toma por toma, impulso tipo rayo pleno y cortado, impulso de maniobra y tensión inducida, resueltos nodo a nodo a lo largo de cada bobina.

Arquitectura: la interfaz principal intercambia modelo y resultados con los módulos FEM y de transitorios
Para quién es

Los grandes fabricantes escribieron el suyo. Todos los demás usan hojas de cálculo.

Los grandes grupos tienen sistemas de diseño internos y no los venden. Los fabricantes regionales diseñan con Excel y con la memoria de un ingeniero sénior. Power Transformers Design se escribió para los segundos.

Fabricantes

Fabricantes regionales de transformadores

Fábricas que producen unidades de 50 a 400 MVA y quieren un solo método de diseño que toda la oficina pueda usar, comprobar y transmitir cuando el diseñador sénior se jubile.

Plantas nuevas

Fábricas en puesta en marcha

Nuevas líneas de producción que necesitan una cadena de diseño completa antes del primer pedido, junto con el know-how de proceso que HVCC aporta para el layout y la fabricación.

Ingenierías

Diseño, reparación y revisión

Empresas que diseñan o verifican transformadores para terceros: talleres de reparación y modernización, EPC y consultores que hacen revisión de diseño de unidades de otros fabricantes.

El flujo de diseño

De la placa a los planos de taller en nueve pasos.

Las pestañas siguen el orden en que realmente se diseña un transformador. Cada pantalla es el propio programa, sobre el mismo autotransformador de 225 MVA. Haga clic en una imagen para ampliarla.

  1. Paso 1 de 9

    Placa y circuito

    Introduce
    Unidad trifásica o banco monofásico, autotransformador, refrigeración de ONAN a OFWF, grupo de conexión, frecuencia, altitud, terciario, doble tensión primaria o secundaria, secundario serie-paralelo.
    Obtiene
    Tensiones y corrientes nominales de cada devanado y etapa de refrigeración, conexiones en estrella y triángulo, el circuito eléctrico monofásico con devanados serie, común, de regulación y terciario, y los niveles de aislamiento Um, BIL, SI y AC de cada devanado y neutro.
    Pestaña principal: tipo de máquina, refrigeración, opciones y datos de placa
    Pestaña de potencias: valores ONAN y ONAF por devanado
    Tensiones nominales, conexiones y corrientes de fase
    Niveles de aislamiento nominales Um, BIL, SI, AC
    Circuito eléctrico monofásico: SER, COM, REG, TER
  2. Paso 2 de 9

    Regulación y cambiador de tomas

    Introduce
    Regulación en cualquier devanado, inversa, lineal o gruesa-fina, número de escalones y porcentaje, posición de corriente constante.
    Obtiene
    Tensión y corriente en cada posición de toma, tensión de escalón, tensiones de los devanados fino y grueso, y el cambiador de tomas bajo carga elegido de los catálogos MR y ABB con sus contactos, posiciones y ubicación en el devanado.
    Regulación inversa en el secundario: nueve escalones, 11,39 %
    Selección del cambiador de tomas del catálogo MR
  3. Paso 3 de 9

    Núcleo

    Introduce
    Número de columnas, step-lap, voltios por espira, inducción, material magnético con pérdida y potencia aparente específicas, canales de refrigeración, placas de apriete.
    Obtiene
    Sección circular de la columna construida paquete a paquete, sección neta y factor de llenado, ancho de columna, peso del núcleo y pérdidas en vacío, geometría de la culata y diámetro del cilindro base sobre el que irán los devanados.
    Columna: 24 paquetes, diámetro 899 mm, llenado 90,7 %
    Parámetros del núcleo: voltios por espira, inducción, pérdidas, placas de apriete
  4. Paso 4 de 9

    Devanados y aislamiento

    Introduce
    Bobinas de discos, de capas o multicapa para los devanados terciario, común, de regulación y serie; conductor, número de discos, espaciadores radiales, aislamiento axial y radial.
    Obtiene
    Espiras por bobina, alturas eléctrica y mecánica, factor de llenado de cobre, la tabla de espaciadores radiales disco a disco, y el aislamiento de extremo de cada bobina dibujado con arandelas, anillos angulares y elementos de cartón prensado.
    Propiedades de la bobina: devanado de discos con tabla de espaciadores radiales
    Aislamiento de extremo dibujado para cada una de las cuatro bobinas
  5. Paso 5 de 9

    Impedancia y pérdidas

    Introduce
    Par de devanados, posiciones de toma, reactor serie externo si lo hay, temperatura de referencia.
    Obtiene
    Impedancia de cortocircuito para cada par de devanados en las tomas nominal y extremas, pérdidas DC en cada posición de toma con densidad de corriente, y pérdidas adicionales por conductor radial a partir de la solución FEM DC.
    Impedancia de cortocircuito: 10,2 % primario-secundario, X/R 39,7
    Pérdidas DC toma a toma para el devanado secundario
    Pérdidas adicionales de la solución FEM DC, conductor a conductor
  6. Paso 6 de 9

    Cortocircuito

    Introduce
    Caso de falta, posición de toma, tipo de apriete: placas, tirantes, tubo.
    Obtiene
    Corrientes transitorias de cortocircuito devanado por devanado, esfuerzos radiales con coeficiente de pandeo para bobinas autoportantes o apoyadas en el aislamiento, compresión axial, flexión y vuelco, y las fuerzas sobre vigas, anillos de prensado, placas y tirantes antes y durante la falta.
    Esfuerzo radial y pandeo para las cuatro bobinas
    Corrientes de cortocircuito del módulo de transitorios
    Perfil del esfuerzo radial a lo largo de la bobina terciaria
    Esfuerzo axial: compresión, aislamiento, flexión, vuelco
    Perfil del esfuerzo axial a lo largo de la bobina común
    Fuerzas sobre vigas, anillos, placas y tirantes
  7. Paso 7 de 9

    Dieléctrico

    Introduce
    Tipo de impulso: tipo rayo pleno o cortado, de maniobra; devanado y terminal impulsados; pararrayos; niveles del ensayo de tensión inducida y de descargas parciales.
    Obtiene
    Tensión en cada nodo de cada bobina con la solicitación de aceite y papel en porcentaje de la soportada o en kV/mm, la forma de onda en cualquier nodo, y lo mismo para el ensayo de tensión inducida y descargas parciales, con un modelo magnético por devanado.
    Impulso tipo rayo: solicitación nodo a nodo y formas de onda
    Configuración del cálculo de impulso con modelos magnéticos por devanado
    Configuración del ensayo de tensión inducida y descargas parciales
    Tensión inducida: solicitación por nodo y forma de onda
  8. Paso 8 de 9

    Térmico

    Introduce
    Radiadores: unidades, elementos, altura, paso, profundidad; ventiladores: número, diámetro, caudal de aire; calentamientos garantizados.
    Obtiene
    Capacidad de refrigeración y calentamiento del aceite superior y medio en ONAN y ONAF, y para cada bobina el calentamiento medio del devanado y el punto caliente tanto por el método IEC como por FEM, comparados con los valores garantizados.
    Calentamientos de los devanados: punto caliente por IEC y por FEM
    Sistema de refrigeración: radiadores, ventiladores, calentamientos ONAN y ONAF
  9. Paso 9 de 9

    Mecánico

    Introduce
    Disposición del apriete, materiales.
    Obtiene
    El plano de conjunto de la estructura de apriete y el plano acotado de cada uno de sus 23 componentes, desde las vigas y placas de prensado hasta los tirantes y los soportes de gato, con materiales y tornillería listos para el taller.
    Estructura de apriete: plano de conjunto con 23 piezas numeradas
    Planos de componentes con cotas y materiales
El ejemplo desarrollado

El proyecto P1087, el de esta página.

Todas las pantallas provienen de un solo archivo de proyecto. Esta es la máquina que describe, con las cifras del propio programa.

Tipo
Autotransformador trifásico con terciario, 50 Hz, 1000 m
Potencia nominal
225 MVA ONAF·168,8 MVA ONAN·terciario 75 MVA
Tensiones
228 / 136,3 / 21,5 kV·YNad11
Aislamiento AT
Um 245 kV·BIL 850 kV·SI 650 kV·AC 360 kV
Regulación
±9 escalones, inversa, en el secundario·±11,39 %
Impedancia
10,2 % primario – secundario, ONAF·X/R 39,7
Núcleo
columna 899 mm·1,264 T·72,6 t·pérdidas en vacío 31,3 kW
Devanados
TER, COM, REG, SER·bobinas de discos y de capas
Punto caliente, ONAF
52 – 68 K por IEC·52 – 63 K por FEM
Cómo se entrega

Adaptado a su fábrica, probado en su transformador.

Un programa de diseño vale lo que valen las reglas que contiene. La entrega es un trabajo de ingeniería, no una descarga.

Adaptación

Catálogos de materiales, reglas de diseño y límites de fabricación ajustados a los de su planta, para que el programa diseñe lo que su taller puede construir.

Proyecto de validación

Uno de sus transformadores diseñado junto con HVCC y comparado con su informe de ensayos antes de entregar la licencia.

Formación en sus instalaciones

Sus diseñadores aprenden el programa sobre sus propios proyectos, con el ingeniero de HVCC en la mesa de al lado.

Mantenimiento

Asistencia técnica, correcciones y actualizaciones bajo un contrato de mantenimiento anual.

Licencia por puesto. Puestos adicionales en la misma sede con tarifa reducida. Precios bajo consulta.

  • Niveles de aislamiento IEC Um · BIL · SI · AC
  • Punto caliente IEC + verificación FEM
  • Catálogos de cambiadores MR y ABB
  • ONAN · ONAF · OFAF · ODAF · OFWF
  • Unidades trifásicas y bancos monofásicos
  • Autotransformadores
  • Opciones horno y distribución
También de HVCC

Oil Analysis & Maintenance

Una base de datos de diagnóstico para un parque de transformadores. La que se muestra contiene 137 transformadores y 1.798 análisis de aceite.

  • Propietarios, transformadores y análisis en un solo archivo, con el historial de cada unidad
  • Diagnóstico de gases disueltos: Rogers, Doernenburg, gas clave, triángulo de Duval, tasa TDCG, furanos y degradación del papel
  • Calidad del aceite: rigidez dieléctrica, agua, tan δ, tensión interfacial, acidez, saturación de gases, con recomendación de reacondicionamiento o regeneración
  • Incluido en los contratos HVCC de evaluación de estado y extensión de vida
Base de datos del parque: propietarios, transformadores, análisis
Tendencia de gases disueltos por transformador
Diagnóstico con el triángulo de Duval
Indicadores del estado del aceite y recomendación de reacondicionamiento
Siguiente paso

Véalo en uno de sus transformadores.

Envíenos una placa de características y un informe de ensayos. Hacemos el diseño en el programa, comparamos los resultados con los valores medidos y le mostramos las pantallas sobre su propia máquina.