geafol-2007
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Transformadores secosTRANSCRIPT
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GEAFOL - Transformadores a seco de 75 a 25.000 kVATransformadores encapsulados em resina
Power Transmission and Distribution
-
Aplicaes e CaractersticasTransformadores a seco Geafol de 75 a 25.000 kVA
Confiabilidade e Segurana para todas as aplicaes
Em qualquer lugar onde transformadores estejam
prximos a pessoas, necessrio que se garanta a
sua mxima segurana. nestas circunstncias que
os transformadores Geafol so a soluo perfeita. O
uso dos transformadores Geafol no traz as restries
apresentadas em transformadores isolados em lquido,
sem limitar as caractersticas j reconhecidas de
confiabilidade e vida til do equipamento.
A concepo do produto verstil, confivel, seguro
e sem restries ao meio ambiente possibilita que o
transformador Geafol seja colocado prximo a cargas.
Isto reduz custos de instalao e operao.
No por coincidncia que transformadores Geafol
so instalados em locais onde no se aceita riscos
segurana, como em prdios de apartamentos,
escritrios, hospitais, shopping centers, indstrias de
qualquer porte e atividade, na minerao, em mquinas
mveis, transportes, laminadores, instalaes
off-shore, etc.
Da mesma forma, no por acaso que, devido
sua superioridade tcnica, sejam produzidos sob
licena por fabricantes de transformadores de porte
e renome em diversas partes do mundo.
Os mais de 85.000 transformadores Geafol espalhados
pelo globo terrestre firmaram-no como elemento
confivel e seguro no suprimento de energia.
O diagrama abaixo mostra a evoluo das potncias
disponveis e faixas de tenso atingidas desde o
incio da produo, em 1966, como resultado de um
processo de desenvolvimento contnuo.
Atualmente, a linha de transformadores a seco Geafol
pode ser produzida para aplicaes de transformao
de energia com potncias de at 25 MVA.
Potncia nominal em MVATenso operacional em kVTenso de isolao de impulso atmosfrico em kV
2
40MVA
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
01966 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
kV
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Fig. 1Evoluo das potncias e faixas de tenso disponveis na linha Geafol.
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1) Ncleo trifsico
De chapa siliciosa com baixas perdas, isolada em
ambas as faces.
2) Enrolamento de baixa tenso
Em chapa de alumnio; espiras coladas entre si por
manta isolante portadora de resina adesiva (pre-preg).
3) Enrolamentos de alta tenso
Em fita de alumnio constituda de diversas bobinas
parciais. Moldados sob vcuo.
4) Conexes de baixa tenso
Execuo padro: superior, traseira.
Opcionalmente conexo inferior.
5) Conexes de alta tenso
Disposio varivel, permitindo otimizar o projeto
da subestao.
6) Taps de alta tenso
Para ajustes s condies do sistema. Ligao
efetuada sem carga.
7) Calos elsticos
Para desacoplamento das vibraes do ncleo e
enrolamentos, reduzindo o nvel de rudo.
8) Ferragens e rodas
Rodas orientveis em 90. Pintura especial das peas
metlicas em diversas camadas.
9) Isolao de resina epoxi
A mistura de resina epoxi e p de quartzo torna o
transformador Geafol livre de manuteno, imune
umidade, adequado para regies tropicais, ecolgico,
resistente a chamas e auto-extinguvel.
10) Barras para fechamento das bobinas
A Tcnica Perfeita Vista por Dentro
Monitoramento da temperatura
Atravs de sensores trmicos PTC no enrolamento
de baixa tenso (opcionalmente PT 100).
Pintura de acabamento nas partes de ao
Revestimento com uma camada de pintura na cor preta.
Projeto modular
Exemplo: bobinas podem ser montadas e trocadas
em campo.
Classe ambiental: E2 (IEC)
Classe climtica: C2 (IEC)
(Caso o transformador seja instalado ao tempo, grau
de proteo mnimo IP23 deve ser assegurado.)
Classe de incndio: F1 (IEC)
Fig. 2 Transformador Geafol 750 kVA
Tenso primria 15 kV
Transformadores a seco Geafol de 75 a 25.000 kVA
5
4
1
10
6
9
8
2
3
7
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A Tecnologia EcolgicaTransformadores a seco Geafol de 75 a 25.000 kVA
4
Com a linha Geafol, obteve-se um transformador
com excelentes caractersticas eltricas, mecnicas e
trmicas que, adicionalmente, ainda ecolgico. So
produzidos sob certifi cao DQS, ISO 9001 e ISO 14001.
Ecolgicos
A isolao do Geafol consiste de um blending de
resinas com p de quartzo. Um material ecolgico
que torna os enrolamentos livres de manuteno,
resistentes umidade e corroso. Apropriados tanto
para regies tropicais como de clima frio, so resistentes
a chamas, auto-extinguveis e previstos para instalao
abrigada. Mesmo sob a ao de arcos voltaicos ou
envolvidos por incndios, no geram produtos txicos,
slidos ou gasosos, que tambm no contaminam o
subsolo e mananciais. Literatura especfi ca quanto ao
comportamento sob arcos voltaicos e incndios est
disponvel.
Os enrolamentos so prensados contra o ncleo com
calos elsticos, os quais propiciam desacoplamento
das vibraes do ncleo, fazendo com que o
transformador apresente nvel de rudo semelhante
aos daqueles em lquido isolante.
Seguros
As bobinas do enrolamento de alta tenso so produzidas
com fi ta de alumnio (fi g. 3).
Por que enrolamento em fi ta?
Porque o enrolamento em fi ta rene tcnica simples de
bobinagem e alta segurana eltrica. A isolao menos
solicitada eletricamente do que em outras formas de
enrolamento. Enquanto no enrolamento convencional,
com fi os, as tenses somam-se espira por espira at o
dobro da tenso por camada (fi g. 5a), no enrolamento
em fi ta no aparece mais do que a simples tenso por
espira, pois cada camada corresponde apenas a uma
espira (fi g. 5b). Em conseqncia, podem suportar altos
valores de tenso aplicada e de impulso.
Por que alumnio?
O coefi ciente de dilatao do alumnio e da mistura da
resina esto to prximos que as tenses mecnicas que
ocorrem com o aquecimento so mnimas, evitando o risco
de fi ssuras. A moldagem da resina no enrolamento de alta
tenso feita sob vcuo com temperatura e velocidade
com excelentes caractersticas eltricas, mecnicas e
trmicas que, adicionalmente, ainda ecolgico. So
produzidos sob certifi cao DQS, ISO 9001 e ISO 14001.
resistentes umidade e corroso. Apropriados tanto
para regies tropicais como de clima frio, so resistentes
a chamas, auto-extinguveis e previstos para instalao
envolvidos por incndios, no geram produtos txicos,
Fig. 4GEAFOL 10 MVA
Transformador em dois andares
Fig. 3 Bobina moldadaem resina.Ampliao:corte da bobina AT
7
7
8
8
122334
6
6
54
1
2
3
4
8
7
6
5
U
2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7
2 4 6 8
1 3 5 7
U
Ilustrao gr ca das tenses entre condutores
a)
b)
Fig. 5
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5controladas. Este procedimento impede a incluso de ar
(bolhas), cuja ionizao degrada a mdio prazo, de forma
imperceptvel, a isolao e com isto afeta a vida da bobina.
A deteco desse fenmeno prejudicial feita atravs da
medio das descargas parciais. Por esse motivo, a Siemens
estabeleceu que o ensaio de descargas parciais de rotina,
mesmo que a norma ou o cliente no o exijam. A qualidade
da moldagem, juntamente com as vantagens eltricas do
enrolamento de fita, decisiva para a iseno das descargas
parciais.
O transformador Geafol o nico com iseno de
descargas parciais internas at o dobro da tenso
nominal.
Ultrapassam as exigncias das normas IEC 60076-11 e
NBR 10295, que indicam valores mximos de descargas
parciais sob tenses menores das que aplicamos em
nossos ensaios e definem este ensaio como de tipo.
Por isso podemos afirmar que os nossos
transformadores Geafol so superiores.
O protocolo de ensaios fornecido pelo laboratrio da
Siemens junto com o produto atesta o seu desempenho.
O enrolamento de baixa tenso tambm em fita e o
condutor tambm de alumnio. A largura da fita de
alumnio igual altura da bobina. Com esta tcnica,
reduzem-se drasticamente as foras axiais de curto-
circuito no transformador. O tratamento trmico une
entre si o condutor e o isolante pre-preg, portador
da resina adesiva, para formar um conjunto compacto
e resistente, que suporta tambm com segurana os
esforos radiais de curto-circuito.
Monitoramento de temperatura
Para o monitoramento da temperatura podem ser
empregados sensores tipo PTC e PT 100. A temperatura
dos enrolamentos de baixa tenso monitorada e, em
caso de transformadores conversores, a temperatura
do ncleo tambm . A alternativa mais econmica de
monitoramento de temperatura atravs de sensores
PTC associados a elementos de proteo sem indicao
de temperatura (fig. 6). Adicionalmente, termmetros
indicadores podem tambm ser instalados, sob consulta.
Versatilidade
Os terminais de AT e BT na execuo padro esto na
parte superior. Para simplificar a instalao, os terminais
podem ser dispostos, a pedido, individualmente ou
ambos, na parte inferior.
Sobrecarga
Para manter a reserva de potncia para cobrir picos de
carga por perodos mais longos, ventiladores radiais
podem ser instalados adicionalmente e controlados por
sensores de temperatura (fig. 7).
A potncia do transformador ser incrementada em at
40% em regime permanente.
Fig. 7Aumento de potncia com ventiladores radiais
Legenda:
B1 Sensor de temperatura tipo PTC para alarme
B2 Sensor de temperatura tipo PTC para desligamento
K1 Rel de temperatura
X1 Rgua de bornes instalada no transformador
Fig. 6 Circuito tpico para superviso de temperatura A fonte de energia do dispositivo de proteo proveniente da rede alimentada pelo transformador
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6Esquema de ConexesTransformadores a seco Geafol de 75 a 25.000 kVA
A grande gama de opes para conexo dos lados de
alta e baixa tenso uma caracterstica nica da linha
Geafol. Essa flexibilidade permite uma otimizao da
subestao com aproveitamento mximo de espao.
Conexo de alta tenso
Na disposio padro, a conexo do lado de alta
tenso efetuada na parte superior da bobina,
porm a conexo na parte inferior tambm possvel
opcionalmente (fig. 8). Barras de conexo so utilizadas
para o fechamento em delta. A conexo feita em uma
das extremidades das barras.
Conexo de alta tenso com conectores plug-in
A conexo atravs de conectores plug-in pelo lado de
alta tenso tambm possvel (fig. 9).
Derivaes de alta tenso (taps)
Os taps de alta tenso permitem adequar o
transformador s condies locais da rede. Estando o
transformador desenergizado, o tap pode ser facilmente
alterado atravs de conectores aparafusados.
Conexo de baixa tenso
Na disposio padro, a conexo de baixa tenso
feita tambm pelo lado superior. A conexo inferior
possvel opcionalmente (fig. 10).
Pontos de aterramento cnicos em ngulo ou retos,
com dimetro de 20 mm ou 25 mm, podem ser
montados nas barras de fechamento no lado de alta
tenso e nas extremidades de conexo pelo lado de
baixa tenso.
1U 1V 1W
Fig. 8Possibilidade de disposio dos terminais de alta tenso
Fig. 9Conectores tipo plug-in
2W 2V 2U
2N
Terminal condutor e neutro(inferior)
2W 2V 2U
2N
Terminal condutor e neutro (superior)
Fig. 10Possibilidade de disposio dos terminais de baixa tenso
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O Transformador VerstilTransformadores a seco Geafol de 75 a 25.000 kVA
7
Proteo externa atravs de cubculosO transformador Geafol fornecido em sua verso padro com grau de proteo IP00. Entretanto, pode ser tambm fornecido adicionalmente um cubculo externo ao transformador para atingir maiores graus de proteo. A tabela a seguir demonstra os diferentes tipos de cubculos e a proteo oferecida por cada um deles.
Instalao Interna Interna Interna
Grau de Proteo IP00 IP20 IP23D
Instalao com acesso controlado
gua a 60C gotejando - -
Exposio direta ao sol - - -
Ambiente salino
Ambiente qumico agressivo
Contato acidental -
Objetos > 12 mm dimetro - -
Obs. Execues para instalao externa: sob consulta
Dimenses do transformador
X1 X2 X3
2
3
X0
d
bd
d
H1 H2 H3
a
d
1
4
c
12,5 14 4f.14 6f.14 8f.1444
44
44
44
44 44 44 44
44
Legenda:1 Terminal AT (H1,H2,H3)2 Terminal BT (X1,X2,X3)3 Terminal neutro BT (X0)4 Painel de Comutao AT
Para as dimenses a), b), c) e d), veja pgina 8
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Fbrica - JundiaAv. Eng. Joo Fernandes Gimenes Molina, 1745Distrito Industrial13213-080 - Jundia - SPTel: (11) 4585-2000
Contatos de Vendas:VendasTel: (11) 4585-2001/2002Fax: (11) 4585-2020E-mail: [email protected]: www.siemens.com.br/energia
Potncia BT Perdas Dimenses (ver desenho pg. 7)
(kVA) (V) Io (%) Po (W)
Pk (W) a b c d Massa (kg)
750
220 2.00 2750 10900 1660 905 1495 670 2000
380 2.00 2650 10000 1650 905 1495 670 2100
440 2.00 2650 9900 1580 905 1495 670 2100
1000
220 1.50 2700 13600 1710 915 1735 670 2400
380 1.50 2700 12000 1700 915 1715 670 2400
440 1.50 2800 12000 1620 915 1735 670 2400
1250
220 1.20 3600 18900 1750 925 1895 670 2800
380 1.20 3100 14300 1710 920 1895 670 2900
440 1.20 3100 13500 1750 920 1890 670 2900
1500380 1.00 3900 15300 1820 940 1925 670 3400
440 1.00 3600 15000 1820 940 1925 670 3400
2000380 0.90 4900 20400 1990 1055 1885 820 4300
440 0.90 5300 20100 1990 1055 1885 820 4300
2500380 0.60 6100 25200 2110 1075 2045 820 5400
440 0.60 5800 23300 2160 1075 2045 820 5500
Caractersticas BsicasTransformadores GeafolClasse 15 kV
Tenso Primria:13,8/13,2/12,6/12,0/11,4 kV
Tenso Secundria:Conforme tabela ao lado
Frequncia: 60 Hz
Grupo de Ligao: Dyn1
Norma: NBR 10295
Nvel de IsolamentoAT: 34/95 kV BT: 4/- kV
Impedncia: 5,75%
Classe Trmica: F (155C)
Posio dos TerminaisAT: Superior BT: Superior
Nvel de Rudo:Conforme NBR 10295
Potncia BT Perdas Dimenses (ver desenho pg. 7)
(kVA)(V) Io (%) Po
(W)Pk (W) a b c d Massa (kg)
75220 2.50 420 2370 1020 730 1025 520 450
380 2.50 420 2370 1020 730 960 520 450
112.5220 1.60 500 3300 1060 740 1145 520 590
380 1.60 500 3150 1210 740 1095 520 600
150220 1.40 600 3400 1190 750 1145 520 730
380 1.40 600 3500 1120 750 1125 520 750
225220 1.60 900 4350 1180 775 1235 520 920
380 1.60 900 4200 1180 775 1235 520 920
300220 1.00 950 4700 1340 790 1295 520 1260
380 1.00 950 4700 1340 790 1245 520 1250
500220 1.50 1800 8300 1480 805 1395 520 1650
380 1.50 1800 7600 1480 815 1395 520 1650
750220 2.00 2600 10700 1620 835 1455 520 2050
380 2.00 2600 9900 1620 835 1455 520 2050
Caractersticas BsicasTransformadores Geafol Linha Geafolito (*) Classe 15kV
Tenso Primria:13,8/13,2/12,6/12,0/11,4 kV
Tenso Secundria:Conforme tabela ao lado
Frequncia: 60 Hz
Grupo de Ligao: Dyn1
Norma: NBR 10295
Nvel de IsolamentoAT: 34/95 kV BT: 4/- kV
Impedncia: 5,75%
Classe Trmica: F (155C)
Posio dos TerminaisAT: Superior BT: Superior
Nvel de Rudo:Conforme NBR 10295
(*) Na linha Geafolito, poder ser utilizado cobre nos condutores primrios.