Objetivo del curso
Analizar la elaboración de especificaciones técnicas, evaluación de proveedores, revisión de diseño, seguimiento de fabricación, pruebas de recepción en fábrica, pruebas de recepción en campo de transformadores para energías renovables.
Particularidades de los transformadores para energías renovables:
El creciente uso de las energías renovables ha creado nuevos requisitos y desafíos en el diseño de transformadores.
Los transformadores utilizados en instalaciones de energía eólica o solar tienen características de instalación y funcionamiento que condicionan fuertemente su diseño y presentan una tasa de fallas superior a lo normal.
En aplicaciones de energía eólica, los transformadores del generador tienen diferentes soluciones según el sistema de control del generador y la ubicación física del transformador. El transformador se puede instalar en la nacelle, dentro de la torre a nivel del suelo o en el exterior de la torre a nivel del suelo (montaje en pedestal). Pueden ser de tipo seco o con líquido aislante, con líquido convencional y materiales aislantes o con materiales aislantes de alta temperatura, y en general con importantes restricciones de peso y tamaño. Cuando se instalan en la nacelle, el diseño mecánico del transformador debe ser adecuado para soportar vibraciones intensas y condiciones de contaminación muy adversas, especialmente en instalaciones cercanas a la costa o instalaciones en alta mar. Durante su funcionamiento están sujetos a transitorios de tensión repetitivos y alto contenido de armónicos. La potencia nominal de estos transformadores ha aumentado notablemente en los últimos años como consecuencia del aumento de potencia nominal de los generadores (hasta 15 MW), funcionan siempre como transformadores elevadores, con baja tensión nominal alrededor de 690 V y alta tensión nominal hasta 36 kV, pero con la aumentando la potencia de los generadores se tiende a aumentar este valor a 52 kV e incluso a 72,5 kV.
En las instalaciones de energía solar, con generación fotovoltaica, las particularidades vienen impuestas por los límites de potencia de los inversores DC/AC, lo que lleva al uso de transformadores con múltiples devanados de baja tensión, al uso de pantallas electrostáticas entre alta y baja tensión, y en muchos casos condiciones ambientales muy adversas con temperaturas muy altas. Las potencias varían entre 3000 y 8000 kVA, trabajando siempre como transformadores elevadores, con baja tensión nominal del orden de 400 a 690 V y alta tensión nominal de hasta 36 kV.
La generación distribuida ha creado problemas significativos para mantener voltajes constantes en los circuitos de distribución asociados y eso ha llevado al desarrollo de cambiadores de tomas bajo carga para transformadores de distribución.
Tanto en el caso de parques eólicos como solares, aparecen los transformadores elevadores de potencia para conectar los parques a la red de transmisión a las redes de 138 kV, 230 kV o 500 kV, con potencias que van desde 50 a 100 MVA o más. Estos transformadores también tienen características especiales.
Tanto IEC como ANSI, y también CIGRE, están trabajando en la normalización de este tipo de transformadores teniendo en cuenta las particularidades que presentan desde el punto de vista de sus condiciones de instalación y operación:
- IEC/IEEE 60076–16:2018 “Power transformers – Part 16: Transformers for wind turbine applications
- IEEE C57.159:2016 “Guide on Transformers for Application in Distributed Photovoltaic (DPV) Power Generation Systems
- CIGRE WG A2.50 “Effect of the distributed energy sources and consequent induced reverse power flow (step up) on transmission and distribution transformers”
- CIGRE WG A2.68 “Failure Survey of Lower Voltage Generator Step Up Transformers installed in Wind farms and Photovoltaic Parks”
Duración: 24 horas