Ramn Iturbe Uriarte Fdo.: Fecha: / / V B del Coordinador de
ProyectosToms Gmez San Romn Fdo.: Fecha: / / Autorizada la entrega
del proyecto del alumno/a:Francisco de Borja Castellanos Guijarro
EL DIRECTOR DEL PROYECTO UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA
TCNICA SUPERIOR DE INGENIERA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL PROYECTO
FIN DE CARRERA Dimensionamiento de Transformadores de Potencia
sumergidos en aceite AUTOR: Francisco de Borja Castellanos Guijarro
MADRID, Junio de 2008 1DIMENSIONAMIENTODETRANSFORMADORESDEPOTENCIA
SUMERGIDOS EN ACEITE Autor: Castellanos Guijarro, Francisco de
Borja. Director: Iturbe Uriarte, Ramn. Entidad Colaboradora:
Empresarios Agrupados. RESUMEN DEL PROYECTO
Esteproyectoconstituyeunaaplicacinprcticadedosnormas.LaIEC60076-7
primera edicin de Diciembre de 2005 llamada: Transformadores de
potencia - Parte 7: Gua de carga para transformadores de potencia
sumergidos en aceite y la UNE 20 110
deNoviembrede1995(equivalentealaNormaInternacionalIEC354de1991+
Corrigendum1992)titulada:Guadecargaparatransformadoresdepotencia
sumergidos en aceites.
Elobjetivodeesteproyectoesdimensionartransformadoresdepotencia(esdecir,de
potencia nominal mayor de 100 MVA segn la norma UNE 20 110: 1995)
sumergidos
enaceite,medianteelclculodelatemperaturadelapartesuperiordelaceite,la
temperaturadelpuntomscalientedelarrollamientoyelenvejecimientodel
aislamiento. Se ha de escoger la potencia nominal del
transformador, de manera que no
sesuperenlosvaloresdergimendecarganormal,establecidosporlanormaIEC
60067-7.
ParalograresteobjetivosediseaatravsdelaherramientainformticaMicrosoft
Excel (que emplea a su vez Microsoft Visual Basicpara realizar las
macros) un
programaquedenominaremosPOTRA(POtenciadelTRAnsformador)quepermite
determinarelvalordelosparmetrosesencialesquedescribenlamarchadeun
transformador de potencia, en funcin de su situacin de carga (ya
sea variable o no) y de la temperatura ambiente, para as poder
elegir la potencia nominal adecuada que no haga sobrepasar los
valores lmites de tales parmetros. En este programa se estudian
tres casos: a)El rgimen permanente.b)El rgimen transitorio. c)El
rgimen con una temperatura del punto ms caliente de 110 C.
2Enlostrescasosseemplearnlasecuacionesparaelclculodelastemperaturasdel
apartado 8.2 de la norma IEC 60067-7. Dichas ecuaciones contienen
tres funciones del
tiempof1,f1yf3cuyosvaloresparaelrgimenpermanentesern1,1y0
respectivamente.
Enelrgimenpermanente,sehaceunestudiodeltransformadorconsiderandoenel
clculodelastemperaturasyelenvejecimiento,queeltiempotiendeainfinito.Es
decir, que el transformador estara funcionando
siempre.Elusuariohadeintroducirunaseriededatosdeentrada(comosonelmtodode
refrigeracinONAN,ONAF,OF,ODylapotencianominaldeltransformador)y
ejecutar la macro, para que esta realice los clculos pertinentes.
El perodo de tiempo de
estudiodeltransformadordepotenciaseconsideraunao.Deacuerdoconlanorma
IEC354,paracalcularlatemperaturaambienteencadaperododecargaconstanteen
quesehasubdivididocadahoradelao,seutilizaunafuncinsumadedossenoides
quetratadetenerencuentatantolavariacindelatemperaturaalolargodelao(1
senoide),ascomolavariacinduranteunda(2senoide).Elfactordecargase
calcularconlapotenciaproducidaporelturbogenerador.Paracalcularestapotencia
generada en toda la gama de temperaturas, el dispositivo utiliza
una interpolacin lineal con dos segmentos: entre el primer y
segundo punto de la tabla de potencias introducida por el usuario,
y entre el segundo y el tercero.El clculo de las condiciones de
funcionamiento del transformador a lo largo del ao, se concreta en
el estudio de [365 x 24 x 1/(tiempo de integracin)] escalones con
carga y
temperaturaambienteconstantes.Estosescalonestienenunaduracindetiempode
integracinhorascadauno.Setomacomotiempodeintegracininicial0,01.
Conocidalatemperaturaambienteylacargadeltransformadorencadaescaln,el
dispositivo calcula la temperatura de la capa superior del aceite y
del punto ms caliente
delosdevanadosqueaparecenalfinaldelescaln,utilizandoparaellolasdiferentes
frmulas de clculo que establece la norma IEC 60067-7. Para el
clculo del envejecimiento relativo en cada perodo, se integra la
formula (2) del
apartado6.2delanormaIEC60067-7considerandounperododeintegracin(dato
tiempodeintegracinhoras)suficientementepequeo,frentealintervalodetiempo
enelquesequiereevaluarelenvejecimiento(unmesounao).Elenvejecimiento
relativo equivalente a lo largo de un mes y de un ao, se calcula a
partir del obtenido en cada perodo de integracin aplicando la
frmula (4) del apartado 6.3 de la norma IEC 60067-7 dividida por el
nmero total de intervalos N.3En el rgimen transitorio, se tendr en
cuenta el tiempo en el clculo de las temperaturas y el
envejecimiento.Primero se realizar un estudio de escalones, donde
el perodo de tiempo de estudio del transformador de potencia ser
introducido por el usuario, que introducir el nmero de
intervalosaestudiar,ascomoelcomienzoyfindedichosintervalosenminutos.
Tambin ha de introducir el factor de carga y la temperatura
ambiente en cada intervalo
detiempo.Finalmenteelusuariointroduceunaseriededatosyejecutalamacropara
que esta proceda a realizar los clculos pertinentes que darn como
resultado los valores de la temperatura de la parte superior del
aceite, la temperatura del punto ms caliente del arrollamiento y el
envejecimiento del aislamiento en cada intervalo. A continuacin se
realizar un estudio continuo, donde el perodo de tiempo de estudio
deltransformadorserdefinido,obienporelusuariosisequiereestudiaruncorto
perododetiempoconundiferencialdetiempo,obienserdeunaosisequiere
estudiar un rgimen senoidal. La temperatura ambiente ser
introducida por el usuario en cada diferencial de tiempo o
variar,deformasenoidalsiseestudiaunrgimensenoidal,comoenelrgimen
permanente.Elfactordecargaserintroducidoporelusuarioencadadiferencialde
tiempo,osecalcularconlapotenciageneradaporelturbogeneradorsiseestudiaun
rgimen senoidal. En el rgimen senoidal se tomar como tiempo de
integracin inicial el mismo que en el rgimen permanente, que es
0,01. Por ltimo, en el caso de temperatura del punto ms caliente de
110 C,se ver como
afectaestoalclculodelenvejecimientodeltransformador.Aesteapartadosehace
referenciaenelanexodelproyecto,enelquesehabladelpapeltrmicamente
mejorado.
TodoslosprogramasPOTRAsevalidanconejemplostomadosdelasdosnormas,y
tambin con casos prcticos propuestos. Finalmente, se realizan una
serie de ejemplos que nos permiten comparar los parmetros
obtenidos, dando lugar a resultados y conclusiones de este
proyecto. 4SIZING OIL-IMMERSED POWER TRANSFORMERS
Thisprojectisconsideredapracticalapplicationoftwostandards.TheIEC60076-7
first edition from December 2005 called: Power Transformers - Part
7: Loading guide
foroil-immersedpowertransformersandtheUNE20110standardfromNovember
1995(equaltotheInternationalStandardIEC354of1991+Corrigendum1992)
called: Loading guide for oil-immersed power transformers. The
objective of this project is the sizing of power transformers
(which means that their nominal power is higher than 100 MVA as it
has been established in the UNE 20 110:
1995standard)oil-immersed,calculatingtheoiltemperatureatthetop,thehotspot
temperature of the winding and the loss of life of the isolation.
The power transformer
nominalpowermustbechoseninordertodonotsurpassthenormalcyclicloading
values, established by the IEC 60067-7 standard. To achieve this
objective, we design using the computing tool Microsoft Excel (that
uses as the same time Microsoft Visual Basic to create themacros) a
program that will be named POTRA ( POwer of TRAnsformer ) that
enable us to calculate the value of the essential parameters which
describe the way it works a power transformer, taking into account
its load situation (variable or not) and the ambient temperature,
in order to
choosethecorrectnominalpowerthatdoesnotexceedthelimitvaluesofthese
parameters. In this program three cases are studied:a)The permanent
regime. b)The transitory regime. c)The regime with a hot spot
temperature of 110 C. In this three cases the equations of the 8.2
section of the IEC 60067-7 standard will be used. Those equations
will contain three functions with time as a variable f1, f2 and f3
that will have respectively the values of 1,1 and 0 in the
permanent regime. In the permanent regime, a study of the
transformer it has been made considering in the
calculationsofthetemperaturesandthelossoflife,thattimetendstoinfinite.That
means, that the transformer would be working always.The user must
introduce some input data (like they are ONAN, ONAF, OF, OD cooling
systemandthetransformernominalpower)andexecutethemacro,toobtainthefinal
calculateddata.Thestudyperiodoftimeofthepowertransformeritisconsidereda
year.AccordingtotheIEC354standard,tocalculatetheambienttemperatureineach
5period of constant load charge, in which we have subdivided each
year hour, we use the function that is the sum of two senoids that
considers the temperature variation all over
theyear(firstsenoid)andallovertheday(secondsenoid).Theloadfactorwillbe
calculatedwiththepowerproducedbytheturbogenerator.Tocalculatethispower
generated in all the temperature range, the program uses a linear
interpolation with two
segments:betweenthefirstandthesecondpointofthepowertableintroducedbythe
user, and between the second and the
third.Thecalculationoftheworkconditionsofthetransformerallovertheyear,itis
concreted in the study of [365 x 24 x 1/(tiempo de integracin)]
steps with constant load
andambienttemperature.Thesestepshavealengthtimeoftiempodeintegracin
hours each one. The initial tiempo de integracin is 0,01. When
ambient temperature and load factor of the transformer are known in
each step, the program calculates the oil
temperatureatthetopandthehotspottemperatureofthewindings,thatappearatthe
endofthestep,usingforthatpurposethedifferentequationsprovidedbytheIEC
60067-7 standard.For calculating the relative loss of life in each
period, the formula (2) of the section 6.2
oftheIEC60067-7standardisinteger,consideringaintegerperiod(theinputdata
tiempodeintegracinhours)smallerenough,comparedwiththeintervaloftimein
which we want to evaluate the loss of life ( a month or a year).
The equivalent relative
lossoflifeduringamonthandduringayear,itiscalculatedwiththelossoflife
obtainedineachintegerperiod,applyingtheformula(4)ofthesection6.3oftheIEC
60067-7 standard divided by N (total number of
intervals).Inthetransitoryregime,thetimewillbetakenintoaccountforthecalculationsof
temperature and loss of
life.Firstastepstudywillbecarriedout,wheretheperiodoftimeofstudyofthepower
transformerwillbeintroducebytheuser,thatwillintroducethenumberofintervals
takingintoaccountforstudy,aswellasthebeginningandtheendofthoseintervals
usingminutesasunit.Healsohastointroducetheloadfactorandtheambient
temperature in each time interval. Finally, the user introduces
some data and execute the macro to make the pertinent calculations
that will give as a result the oil temperature at
thetop,thehotspottemperatureofthewindingandthelossoflifeoftheisolation
values in each interval.
6Next,acontinuousstudywillbemade,wheretheperiodoftimeofstudyofthe
transformerwillbedefinedbytheuserifit
isastudyofashortperiodoftimewitha differential of time, or a year
if it is a study of a senoidal regime.The ambient temperature will
be introduced by the user in each differential of time or it will
variate, as it variates in the permanent regime in a senoidal way
if it is a study of a senoidal regime. The load factor will be
introduced by the user in each interval of time,
oritwillbecalculatedwiththepowergeneratedbytheturbogeneratorifasenoidal
regime is studied. In the senoidal regime the initial tiempo de
integracin will be the same as the one in permanent regime equal to
0,01. At last, in the equal to 110 C temperature hot spot case, in
this case we will see how this affects to the calculations of the
loss of life. In the annex of the project, that speaks about
thermically upgraded paper, we refer to this section.
AllthePOTRAprogramsarevalidated with
examplestakenofthetwostandards,and also with practical cases
proposed.
Finally,someexampleswillbedoneinordertocomparetheparametersobtained,
obtaining with them conclusions and results of this project.
7INDICE: 1. Introduccin y planteamiento del
proyecto:..............................................................3
1.1
Normativa........................................................................................................5
1.2 Objetivos y especificaciones
POTRA.............................................................6
1.2.1
Objetivos...........................................................................................6
1.2.2
Especificaciones................................................................................7
2. POTRA:
....................................................................................................................8
2.1 POTRA rgimen
permanente........................................................................17
2.1.1 Objetivos y especificacin
.............................................................17
2.1.2 Datos
..............................................................................................20
2.1.3 Algoritmos
.....................................................................................23
2.1.4 Validacin
......................................................................................30
2.2 POTRA rgimen
transitorio..........................................................................44
2.2.1
Escalones.........................................................................................44
2.2.1.1 Objetivos y especificacin
..............................................44 2.2.1.2
Datos................................................................................45
2.2.1.3
Algoritmos.......................................................................47
2.2.1.4 Validacin
.......................................................................51
2.2.2
Continuo.........................................................................................55
2.2.2.1 Objetivos y especificacin
..............................................55 2.2.2.2
Datos................................................................................62
2.2.2.3
Algoritmos.......................................................................66
2.2.2.4 Validacin
.......................................................................77
2.3 Hot Spot 110
C............................................................................................85
2.3.1 Objetivos y especificacin
............................................................85
2.3.2 Datos
.............................................................................................86
2.3.3 Algoritmos
....................................................................................86
2.3.4 Validacin
.....................................................................................87
3. Ejemplos
.....................................................................................................................88
4. Anlisis de resultados
...............................................................................................110
5.
Conclusiones..............................................................................................................113
6. Bibliografa
...............................................................................................................114
7.
Apndice....................................................................................................................116
81. Introduccin y planteamiento del proyecto:
Lasensiblevariacinanual,einclusodiaria,delapotenciaproducidaporun
turbogeneradordegas,endependenciadelascondicionesambientalesdellugarde
emplazamientodeunaCentral,planteadificultadesalahoradeestablecercualesel
valor adecuado de la potencia nominal de su transformador de
generacin, para que ste sea capaz de evacuar la potencia generada
en cualquier situacin.
Alhechoanteriorhayqueaadirotraconsideracin,normalmenteeludida,que
tambinaplicaalascentralesconturbogeneradoresdevapor,enlasquelapotencia
generadapodraconsiderarsecasiconstanteyelrgimendecargadeltransformador
principal,portanto,estable.Estatienequeverconlapropiacondicindel
transformadorcomomquinasujetaafenmenostrmicosy,porlotanto,con
magnitudesligadasasufuncionamientoqueestninfluidasporlatemperatura
ambiente,comoeselcasodelastemperaturasalcanzadasporelaceiteaislanteylos
devanados.
EnesteproyectoserealizaunsoftwaredenominadoPOTRA(POtenciadel
TRAnsformador),que permita evaluar las temperaturas ms altas que se
alcanzarn en
untransformadordepotenciaysuenvejecimientoalolargodedistintosperodosde
tiempo y carga. Permite determinar el valor de los parmetros
esenciales que describen la marcha del transformador en funcin de
su situacin de carga (ya sea variable o no) y de la temperatura
ambiente, para as poder elegir la potencia nominal adecuada, con la
que no se sobrepasen los valores lmites de tales parmetros.
EstesoftwareserealizarconelprogramaMicrosoftExcel.Dentrodeesta
aplicacin se har uso del programa Microsoft Visual Basic,
herramienta con la cual se realizarn las macros que formarn parte
de POTRA y que se usarn para realizar los clculos necesarios de
temperaturas y envejecimiento. 9En un transformador, el diagrama
trmico se supone de lasiguiente manera:Aceite superiorg Aceite
medioAceite inferiorHgrCalentamientosAceite superiorg Aceite
medioAceite inferiorHgrCalentamientosPunto ms caliente En este
diagrama se enfrentan la temperatura del trafo en el eje de
abcisas, y la altura del trafo en el eje de ordenadas. 101.1
Normativa
PararealizarelsoftwarePOTRAsehautilizadolaNormaInternacionalIEC
60076-7 primera edicin de Diciembre de 2005 llamada:
Transformadores de potencia
-Parte7:Guadecargaparatransformadoressumergidosenaceite.Tambinseha
empleado su predecesora la Norma UNE 20 110 de Noviembre de 1995
(equivalente a la Norma Internacional IEC 354 de 1991 + Corrigen
dum 1992) titulada: Gua de carga para transformadores de potencia
sumergidos en
aceites.LaComisinElectrotcnicaInternacional(CEIoIEC,porsussiglasdel
idiomainglsInternationalElectrotechnicalCommission)esunaorganizacinde
normalizacinenloscamposelctrico,electrnicoytecnologasrelacionadas.
Numerosas normas se desarrollan conjuntamente con la ISO (normas
ISO/IEC).
LaCEI,fundadaen1904duranteelCongresoElctricoInternacionaldeSan Luis
(EEUU), y cuyo primer presidente fue Lord Kelvin, tena su sede en
Londres hasta
queen1948setrasladaGinebra.Integradaporlosorganismosnacionalesde
normalizacin, en las reas indicadas, de los pases miembros, en 2003
pertenecan a la CEI ms de 60 pases.
AlaCEIseledebeeldesarrolloydifusindelosestndaresparaalgunas
unidadesdemedida,particularmenteelgauss,hercioyweber;ascomolaprimera
propuestadeunsistemadeunidadesestndar,elsistemaGiorgi,queconeltiempose
convertira en el sistema internacional de unidades. En 1938, el
organismo public el primer diccionario internacional (International
ElectrotechnicalVocabulary)conelpropsitodeunificarlaterminologaelctrica,
esfuerzoquesehamantenidoduranteeltranscursodeltiempo,siendoelVocabulario
Electrotcnico Internacional un importante referente para las
empresas del sector.
Parasufuncionamiento,ascomoelestablecimientodenormativas,laCEIse
divideendiferentes"comitstcnicos"(TC),"comitsconsultivos"(AC)yalgn
comitespecial:losmiembrosdeestoscomitstrabajanvoluntariamente.Unejemplo
de cada uno de ellos podra ser:
11Comittcnico77(TC77).Compatibilidadelectromagnticaentreequipos,
incluyendo
redes.ComitInternacionalEspecialsobreInterferenciasdeRadio(CISPR).Esun
comit especial (incluye miembros de otras organizaciones) sobre
interferencias electromagnticas en
radiofrecuencia.ComitsconsultivossobreACEC:ComitConsultivosobreCompatibilidad
electromagntica,cuyamisinseraprevenireldesarrollodeestndares
conflictivos entre diferentes comits como los anteriores.
1.2 Objetivos y especificaciones 1.2.1. Objetivos Los objetivos
de este proyecto son: -Realizar un estudio y comprensin de las
normas citadas en el apartado anterior.
-Implementarunprogramaquepermitacalcularlasmximastemperaturas
alcanzadas en el transformador en un perodo de tiempo y el
envejecimiento del mismo, sometido a unas determinadas condiciones
de carga. -Validar el programa.
-Realizarunaaplicacinprcticadelprogramaadiferentescasosanalizandolos
resultados. 12 1.2.2 Especificaciones POTRA se aplica a los
transformadores de gran potencia que estn diseados de
acuerdoconlanormaIEC76yporlotantoestnsujetosalasrecomendacionesde
carga que se detallan en la IEC 354. Utilizando los trminos
especficos de esta ltima norma, POTRA se refiere a: Transformadores
de gran potencia (Sr 100 MVA trifsicos) o con impedancia nominal,
expresada en por ciento, superior al obtenido con la frmula
1025SrZr =
Paralaconsideracindetransformadoresdedistribucinsumergidosenaceite
(Sr2,5MVA,trifsicos)otransformadoresdemedianapotencia(2,5 Tamaxao)
Then 'Para comprobar la temperatura mxima anual Tamaxao = Tamaxmes
diaTamaxao = diaTamaxmes mesTamaxao = i End If If (Sminmes <
Sminao) Then 'Para comprobar la potencia (carga) minima anual
Sminao = Sminmes diaSminao = diaSminmes mesSminao = i End If If
(Smaxmes > Smaxao) Then 'Para comprobar la potencia(carga) mxima
anual Smaxao = Smaxmes 33diaSmaxao = diaSmaxmes mesSmaxao = i End
If
If(Tosmaxmes>Tosmaxao)Then'Paracomprobarlatemperaturadelaceite
superior mxima anual Tosmaxao = Tosmaxmes diaTosmaxao =
diaTosmaxmes mesTosmaxao = i End If If (Thsmaxmes > Thsmaxao)
Then Thsmaxao = Thsmaxmes diaThsmaxao = diaThsmaxmes mesThsmaxao =
i End If Cells(14 + (2 * i), 24).Value = Taminmes Cells(15 + (2 *
i), 24).Value = diaTaminmes Cells(14 + (2 * i), 25).Value =
Tamaxmes Cells(15 + (2 * i), 25).Value = diaTamaxmes Cells(14 + (2
* i), 26).Value = Sminmes Cells(15 + (2 * i), 26).Value =
diaSminmes Cells(14 + (2 * i), 27).Value = Smaxmes Cells(15 + (2 *
i), 27).Value = diaSmaxmes Cells(14 + (2 * i), 28).Value = Smaxmes
/ Sn Cells(15 + (2 * i), 28).Value = diaSmaxmes Cells(14 + (2 * i),
29).Value = Tosmaxmes Cells(15 + (2 * i), 29).Value = diaTosmaxmes
Cells(14 + (2 * i), 30).Value = Thsmaxmes Cells(15 + (2 * i),
30).Value = diaThsmaxmes Cells(14 + (2 * i), 31).Value = envejmes
Next i 'Cambio de mes Cells(48, 24).Value = Taminao Cells(49,
24).Value = diaTaminao 34Cells(50, 24).Value = Cells(21 +
mesTaminao, 16).Value Cells(48, 25).Value = Tamaxao Cells(49,
25).Value = diaTamaxao Cells(50, 25).Value = Cells(21 + mesTamaxao,
16).Value Cells(48, 26).Value = Sminao Cells(49, 26).Value =
diaSminao Cells(50, 26).Value = Cells(21 + mesSminao, 16).Value
Cells(48, 27).Value = Smaxao Cells(49, 27).Value = diaSmaxao
Cells(50, 27).Value = Cells(21 + mesSmaxao, 16).Value Cells(48,
28).Value = Smaxao / Sn Cells(49, 28).Value = diaSmaxao Cells(50,
28).Value = Cells(21 + mesSmaxao, 16).Value Cells(48, 29).Value =
Tosmaxao Cells(49, 29).Value = diaTosmaxao Cells(50, 29).Value =
Cells(21 + mesTosmaxao, 16).Value Cells(48, 30).Value = Thsmaxao
Cells(49, 30).Value = diaThsmaxao Cells(50, 30).Value = Cells(21 +
mesThsmaxao, 16).Value Cells(48, 31).Value = envejao Cells(48,
32).Value = diaao Cells(19, 18).Value = caloant End Sub 352.1.4
Validacin
Paralavalidacindeesteprogramaseemplearncuatrocasos,enlosquese
comprobar el adecuado funcionamiento del programa. En el nombre de
estos casos se
emplealanomenclaturaPOTRArevisin2porqueelprogramaPOTRAempleadose
encontraba en su fase de revisin 2 para el rgimen permanente. Estos
cuatro ejemplos se citan a continuacin: -Ejemplo 5 POTRA revisin 2
ONAN -Ejemplo 4 POTRA revisin 2 ONAN -Prueba POTRA revisin 2 ONAN
-Prueba 3a POTRA revisin 2 ONAN
Ejemplo 5 POTRA revisin 2 ONAN
Elejemplo5seincluyeenelapartado2.8.2delaNormaUNE20110de
noviembrede1995(equivalentealaNormaInternacionalCEI354:1991+Corrigen
dum:1992).ElejemplosedesarrollaparatransformadoresconrefrigeracinONANy
conescalonesdecargadeterminados(independientesdelatemperaturaambiente),por
lotantoenfasesposterioressevalidalarelacinentrelatemperaturaambienteyla
carga del transformador.
Elejemplodelatabla5incluidoenlaNorma,consisteenelclculodela
temperaturamximadelaceiteenlapartesuperior,latemperaturamximadelpunto
mscalienteyelenvejecimientorelativosobreunaocompletoconunadoble
variacinsinusoidaldelatemperaturaambienteytresperfilesdecargadiferentes.El
clculo se realiza para un transformador de DISTRIBUCIN con
refrigeracin ONAN.
ParaquelosresultadosdeldispositivoPOTRArevisin2seancomparablesa los
del ejemplo, se deben realizar una serie de adaptaciones en el
mismo: En el POTRA revisin 2, la carga del transformador depende de
la temperatura ambiente mientras que en el ejemplo se fijan tres
perfiles de carga que 36dependen de las horas y das del ao. Para
adaptar el POTRA revisin 2 al ejemplo se modifica la macro de
clculo de EXCEL como se indica a continuacin, en donde la variable
ka es la carga del transformador: ' Modificacion calculo ka para
ejemplo 5 de la norma ' ka = S / Sn If (diaao >= 108 And diaao =
a 3 mm (sep) (s o no). A continuacin, se debe indicar en la casilla
habilitada para ello, el nmero de perodos que se desea estudiar.
Por ltimo, se debe rellenar en la tabla los espacios de los perodos
escogidos indicando en cada perodo: -Tiempo de comienzo en minutos.
51-Tiempo de fin en minutos. -El factor de carga k. -La temperatura
ambiente. Enelprimerperodosedebeindicarel hi
queeselincrementodetemperaturadel punto ms caliente, al punto de la
parte superior del aceite al comienzo expresado en K. A continuacin
se detallan los datos que han sido obtenidos mediante la tabla 5
delapartado8.2.2delanormaIEC60067-7enfuncindeltamaodeltrafo(tamao
grande) y del mtodo de refrigeracin. En la nica hoja DATOS DE
PARTIDA: En el apartado 1. Caractersticas del transformador:
-Exponente del aceite x. -Exponente de los devanados y. En el
apartado 3. Constantes usadas en las funciones f1,f2 y f3 para el
clculo de la temperatura del punto ms caliente: -Constante k11.
-Constante k21. -Constante k22. -Constante de tiempo del aceite0
expresada en minutos. -Constante de tiempo de los arrollamientosw
expresada en minutos. 522.2.1.3 Algoritmos
Pararealizarlosclculosenrgimentransitoriodeescalonesdeintervalosde
tiempo definido, se emplea una macro editada en Microsoft Visual
Basic, la cual se ejecutar pulsando CTRL+l. La macro es la
siguiente: Sub Esc() ' ' Esc Macro ' ' Acceso directo: CTRL+l '
Sheets("Datos de partida").Select 'Selecciono la Hoja de Datos de
partida i = Cells(43, 3).Value 'i es el nmero de periodos x =
Cells(14, 9).Value 'Exponente del aceite y = Cells(15, 9).Value '
Exponente de los devanados R = Cells(16, 9).Value ' Relacin de
perdidas Hgr = Cells(17, 9).Value 'Salto trmico punto caliente
sobre capa superior aceite [K] Thsr = Cells(18, 9).Value '
Temperatura nominal del punto ms caliente Calosr = Cells(20,
9).Value ' Calentamiento nominal del aceite Calomr = Cells(21,
9).Value 'Calentamiento nominal medio del aceite Calofr = Cells(22,
9).Value calant = Cells(23, 9).Value 'Delta teta oi inicial Thsant
= Cells(48, 8).Value 'Delta teta hi inicial k11 = Cells(33,
9).Value 'Constante k11 k21 = Cells(34, 9).Value 'Constante k21 k22
= Cells(35, 9).Value 'Constante k22 Tau = Cells(36, 9).Value
'Constante de tiempo del aceite [minutos] Tauw = Cells(37, 9).Value
'Constante de tiempo del arrollamiento [minutos] Kaant = 0 'Factor
de carga inicial 0 53i2 = 1 'Contador de periodos Ths = 0 '
Temperatura del punto mas caliente inicial 0 Thsant = Cells(48,
8).Value 'Delta teta hi inicial 0
caloant=calant'Calentamientodelaceiteenlapartesuperiorigualalcalentamiento
anterior envejant = 0 For i2 = 1 To i 'Desde el primer intervalo
hasta el ultimo f1 = 0 f2 = 0 f3 = 1 j1 = Cells(47 + i2, 2).Value
'Lmite inferior del intervalo j2 = Cells(47 + i2, 3).Value 'Lmite
superior del intervalo ka = Cells(47 + i2, 4).Value 'Factor de
carga del intervalo Ta = Cells(47 + i2, 5).Value 'Temperatura
ambiente constante del intervalo If (i2 > 1) Then 'Bucle if para
no borrar el dato de entrada de delta teta oi Cells(47 + i2,
9).Value = caloant 'Delta teta oi Cells(47 + i2, 8).Value = Thsant
'Delta teta hi End If For j = j1 To j2 - 1 'TEMPERATURA FINAL DEL
PUNTO MAS CALIENTE Calorp = 0 'Inicializo el valor calorp
Calentamiento del aceite superior en rgimen permanente 'Para trafos
Onan Onaf Of Od If (ka > Kaant) Then c = 1 End If If (ka <
Kaant) Then c = 0 End If If (ka >= Kaant And c = 1) Then
'Aumento del factor de carga 54 f1 = 1 - Exp(-(j - j1) / (k11 *
Tau)) 'f1 con el tiempo en minutos f2 = k21 * (1 - Exp(-(j - j1) /
(k22 * Tauw))) - (k21 - 1) * (1 - Exp(-(j - j1) / (Tau / k22))) 'f2
con el tiempo en minutos Calorp = Calosr * ((1 + R * ka ^ 2) / (1 +
R)) ^ x Tos = Ta + caloant + (Calorp - caloant) * f1 Ths = Ta +
caloant + (Calorp - caloant) * f1 + Thsant + (Hgr * ka ^ y -
Thsant) * f2 c = 1 Else If (ka 0) Then v = 2 ^ ((Ths - Thsr) / 6)
Cells(47 + j, 22).Value = v envej = envejant + v / j Cells(47 + j,
21).Value = envej envejant = envej End If Cells(47 + j, 10).Value =
j Cells(47 + j, 11).Value = Ths Cells(47 + j, 12).Value = Tos 55
Cells(47 + j, 13).Value = caloant Cells(47 + j, 14).Value = Thsant
Cells(47 + j, 15).Value = ka Cells(47 + j, 16).Value = f1 Cells(47
+ j, 17).Value = f2 Cells(47 + j, 18).Value = f3 Cells(47 + j,
19).Value = j1 Cells(47 + j, 20).Value = j2 Next j Kaant = ka
caloant = Tos - Ta 'Delta teta oi Thsant = Ths - Tos 'Delta teta hi
Cells(47 + i2, 6).Value = Tos 'Temperatura aceite superior al final
del intervalo Cells(47 + i2, 7).Value = Ths 'Temperatura del punto
ms caliente al final del intervalo Cells(47 + i2, 8).Value = envej
'Envejecimiento Next i2 End Sub 56 2.2.1.4 Validacin Para validar
este programa se usar el ejemplo de la norma IEC 60067-7 denominado
Anexo B. En este ejemplo se calculan las temperaturas del punto ms
caliente Ths y las temperaturas del punto superior del aceite Tos.
A parte, se calcular el envejecimiento del trafo. Se trata de un
estudio con 6 perodos de carga distintos a una temperatura ambiente
constante. POTRA RT1 rev.1 Nombre fichero :POTRA RT1 revisin 1Fecha
: 06/05/2008CENTRAL:C.T.C.C. GRANADILLA GRUPO VAPORRellene los
valores en azul:1- Caractersticas del Transformador:SmboloValores
incluidos en la Tabla 5 de la norma IEC 60067-7Valor UnidadMtodo de
refrigeracin (ONAN/ONAF/OF/OD) -- onaf --Potencia nominal: St,r 250
MVAExponente del aceite: xExponente de los devanados: yRelacin de
prdidas: R 1000Salto trmico punto caliente en capa superior aceite:
Delta teta hr H*gr 20,3 CTemperatura nominal punto ms caliente:
Ths,0,81,3r 98 CTemperatura ambiente nominal: teta a Ta,r 20
CCalentamiento nominal capa superior aceite: Delta teta or Cos,r
38,3 KCalentamiento medio nominal del aceite: Delta teta omr Com,r
43 CCalentamiento nominal del aceite del fondo: Delta teta br Cof,r
34 CCalent. aceite superior del ltimo da de Diciembre del ao
anterior Delta Teta oi Calant 12,700 K2- Valores lmite de
funcionamiento (para ciclos de carga normales): K* 1,3
p.u.Sobrecarga: Tos* 105 CTemperatura capa superior aceite: Ths*
120 CTemperatura punto ms caliente devanados:3- Constantes usadas
en las funciones f1,f2 y f3 para el clculo de la temperatura del
punto ms caliente:zz siRefrigeracin en zig-zag(si/no) sep
siSeparacin entre conductos >= 3 mm (si/no) k11Constante k11:
k21Constante k21: k22Constante k22: tau minutosConstante de tiempo
del aceite: tauw minutosConstante de tiempo del
arrollamiento:Rellene los periodos en la tabla y presione "
CTRL+L"para ejecutar la macro:Introduzca el nmero de perodos que
desea estudiar con un rgimen de escaln a una temperatura ambiente
constante:Nmero de perodos: 60,5221507 57 Los datos de la tabla que
el usuario debe introducir se muestran en azul y los resultados
obtenidos en rojo. Perodo De (minuto): A (minuto):1 0 190 1 25,62
190 365 0,6 25,63 365 500 1,5 25,64 500 710 0,3 25,65 710 735 2,1
25,66 735 750 0 25,67envejecimiento Ths (C)Perodo de TiempoFactor
de carga Temperatura Ambiente (C) Tos (C)61,8 83,8 0,32702821644,4
54,9 0,33851871189,7 128,1 4,42752456834,8 39,1 4,44474433666,7
137,9 5,02816864859,7 59,7 5,028537991
Enelejemplosedanlosresultadosobtenidosmedianteunamedida directa,
con sonda de temperatura, de las temperaturas del punto ms caliente
y de la parte superior del aceite.
Acontinuacinsepresentaunatablacomparandolosresultados obtenidos con
el clculo de POTRA, con los medidos directamente. Tiempo / factor
de carga Temperatura del aceite superior(C)Temperatura del punto ms
caliente (C) Calculada MedidaCalculadaMedida 190 /
161,858,883,882,2 365/0,644,447,854,958,6 500/1,589,780,8128,1119,2
710/0,334,846,839,149,8 735/2,166,765,8137,9140,7
750/059,768,259,782,4 58 Los resultados de Temperaturas se muestran
en el siguiente grfico: Temperaturas Ths y Tos del Anexo B de la
norma IEC 60067-70204060801001201401600 60 120 180 240 300 360 420
480 540 600 660 720 780 840t[min]Temperatura[C]ThsTos 59Los
resultados de envejecimiento se muestran en el siguiente grfico:
envejecimiento-101234560 100 200 300 400 500 600 700 800t
(minutos)envejecimientoenvejecimiento 602.2.2 Continuo 2.2.2.1
Objetivos y especificacin
EstaltimaversindelprogramaPOTRAsellamarPOTRART2.Enellase
pretenderealizaruncompendiodedosestudiossimultneamentedondesedecidir
entre dos opciones: -Estudio con rgimen de escalones empleando un
diferencial de tiempo. -Estudio con un rgimen senoidal transitorio.
Enambossepersigueelobjetivodecalcularlastemperaturasdelaparte
superiordelaceite,latemperaturadelpuntomscalienteyelenvejecimientodel
transformador. Para el estudio con rgimen de escalones se emplear
la primera hoja DATOS DE PARTIDA.
Paraelestudioconrgimensenoidalseemplearlaprimerahojaylasegunda hoja
SENOIDAL.
Enamboscasosseemplearnlasecuacionesdescritasenelapartado2parael
rgimen transitorio con las funciones f1, f2 y f3 del tiempo. RGIMEN
DE ESCALONES:
EnestergimenseempleaundiferencialdetiempoDt,expresadoenminutos,
para controlar los escalones de carga.
Estergimensedesarrollacomounasimplificacindelasecuaciones
diferencialesdescritasenelapartado8.2.3delanormaIEC60067-7.Lasfunciones
escalnseusanparapoderrealizarunestudiomssencillodelasecuaciones
61diferenciales.Setratadeconvertirlasecuacionesdiferencialesenecuacionesde
incrementos. As las ecuaciones se expresan de la forma: ( ) ( + +=a
orxRR kkDtD 02001111) El operador D implica una diferencia en la
variable asociada que corresponde a cada escaln Dt. En cada escaln,
el valor ensimo de D0se calcula desde el valor n-1 usndose: ( ) ) (
) 1 (0 0 0n D n n + =Por tanto, as se modifican las ecuaciones
diferenciales de la siguiente manera: [ ]1 12122hyhrwhk kkDtD = y (
) [ ]2021 21) 22 / 1 (hyhr hk kkDtD =
Losvaloresensimosdeestosincrementosde 2 1 h hy secalculandeigual
manera que se calcula el( ) n0 . El incremento de la temperatura
del punto ms caliente en el momento ensimo se da como: ( ) ) ( ) (2
1n n nh h h =
62Yfinalmente,letemperaturadelpuntomscalienteenelinstanteensimose
expresa como: ) ( ) ( ) (0n n nh h + = Para incrementar la precisin
de la solucin se ha de tomar un valor de Dt lo ms
pequeoposible,nuncamayordelamitaddelamenordelasconstantesdetiempo
supuestas en el modelo trmico.
Alasconstantesdetiempodelarrollamientoydelaceite,nuncaselesdebe
poner como valor 0.
Tambinsepuedenemplearmtodosmscomplejoscomolasecuaciones
trapezoidalesdeRunge-Kutta.Detodasformasnomerecelapenasuusodebidoala
imprecisin con la que se introducen los datos de entrada.
Laecuacindelenvejecimientodelaislamientotambinseexpresacomo ecuacin
incremental de la siguiente manera: VdtdL= Lo que se traduce en: Dt
n V n DL = ) ( ) ( Y finalmente: ) ( ) 1 ( ) ( n DL n L n L + =
63RGIMEN SENOIDAL: En el rgimen senoidal se busca el clculo de los
mismos parmetros que en el
deescalones.Peroenestergimenseconsiderar,comoenelapartado2.1,quela
temperaturaambientevaradeunaformasenoidalresultantedelasumadedosondas
senoidales definidas con una serie parmetros. Para calcular la
variacin de las magnitudes de temperatura del transformador, el
ciclodecargaanual,tericamenterepresentadoporunacurvaenquelapotencia
generadavaracontinuamentedeuninstanteaotroenfuncindelatemperatura
ambiente,sesustituyeaproximadamentepor
unaseriedeperodosdiscretossucesivos,
deescalonesdecarga,deduracinigualaltiempodeintegracinconsiderado(por
defecto0,01horas),durantecadaunodeloscuales,tantolatemperaturaambiente,
comolacargaalaqueestsometidoeltransformador(lapotenciaproducidaporel
generador a esa temperatura), son constantes. Como temperatura
ambiente y produccin del generador representativas de cada perodo,
se toman las correspondientes al instante final del mismo. En
resumen, el clculo de las condiciones de funcionamiento del
transformador a lo largo del ao se concreta en el estudio de 365 x
24 x 1/0,01 escalones con carga y temperatura ambiente constantes,
de 0,01 horas de duracin cada uno. Temperatura ambiente De acuerdo
con la norma IEC 354, para calcular la temperatura ambiente (Ta) en
cadaperododecargaconstanteenquesehasubdivididocadahoradelaoseutiliza
una funcin suma de dos senoides que trata de tener en cuenta, tanto
la variacin de la temperatura a lo largo del ao (1 senoide), como
del da (2 senoide). Tal funcin, que aparece como frmula (10) en la
IEC 354 se describe en el apartado 2.
64SecalculanA,ByBmapartirdelastemperaturasambienteintroducidas,
utilizandoelmtodosimplificadoquesedescribeenelApndiceDdelanormaIEC
354 explicado en el apartado 2. Potencia producida por el
turbogenerador
Paracalcularlapotenciageneradaentodalagamadetemperaturas,el
dispositivoutilizaunainterpolacinlinealcondossegmentos:entreelprimeroy
segundo puntos de la tabla de potencias introducida, y entre el
segundo y el tercero. Se ha descartado una interpolacin parablica
para evitar que aparezcan tramos en que la potencia en funcin de la
temperatura cambie, de decreciente a creciente (o a
lainversa),loqueiraencontradelcomportamientorealdelasturbinasdegas(ode
vapor), cuya potencia vara montonamente con la temperatura. Frmulas
de los clculos Conocida la temperatura ambiente y la carga del
transformador en cada escaln,
eldispositivocalculalatemperaturadelacapasuperiordelaceiteydelpuntoms
calientedelosdevanados,queaparecenalfinaldelescaln,utilizandoparaellolas
diferentesfrmulasdeclculoqueestablecelanormaIEC60067-7detalladasenel
apartado 2. Para el clculo del envejecimiento relativo en cada
perodo se integra la formula (2) del apartado 6.2 de la norma IEC
60067-7, considerando un perodo de integracin
(0,01horas)suficientementepequeofrentealintervalodetiempoenelquesequiere
evaluar el envejecimiento (un mes o un ao). 6 / ) 98 (2=hV Dondeh
es la temperatura del punto ms caliente. El envejecimiento relativo
equivalente a lo largo de un mes y un ao se calcula a partir del
obtenido en cada perodo de integracin, aplicando la frmula (4) del
apartado 6.3 de la norma IEC 60067-7 dividida por el nmero total de
intervalos N.65 = =NnVNL11
Enlaprimerahoja(DATOS)seintroducenlosdatosdebidos,quesehan indicado
en el apartado 2 y que son los nicos desprotegidos de la hoja.
Sinosetrataradeuntransformadordegeneracinsinodeuntransformador
permanentemente sometido a un rgimen de carga constante, en la
tabla de produccin de la hoja de DATOS DE PARTIDA se incluiran para
las tres temperaturas ambiente un mismo valor de potencia en MVA,
el correspondiente a la carga del transformador, y como factor de
potencia nominal la unidad. Una vez introducidos los datos, se debe
presionar las teclas CONTROL + j que
ejecutalamacrodelclculo.Enunprimertanteosedebeajustarlatemperaturadel
calentamiento de la capa superior del aceite del ltimo da de
diciembre (apartado 6 del conjunto de datos de la hoja DATOS DE
PARTIDA).
Conrespectoalapotencianominaldeltransformadorseintroduceunprimer
valor de tanteo y se comprueba que los valores de sobrecarga mxima,
de la temperatura de la capa superior del aceite y de la del punto
ms caliente de devanados, que aparecen
enelResumenAnualdelahojadeRESULTADOS,estnpordebajodeloslmites
correspondientes al tipo de transformador en estudio. Si no es as
aparecen a la derecha unas letras en rojo, de alarma,
representativas de la magnitud que ha sido sobrepasada.
Tambinsedebecomprobarqueelvalordelenvejecimientorelativoanual
equivalente, que aparece en el mismo Resumen Anual, no rebase la
unidad. El tanteo debe concluir con aquel valor de potencia del
transformador en que la
magnitudqueresultemscrtica,esdecir,laqueencadacasosealalimitativa,no
rebase estos mrgenes: si es alguna de las temperaturas (top oil o
hot spot), un par de grados por debajo del lmite 66 si es el
envejecimiento relativo, ste no debe sobrepasar aproximadamente el
valor de 0,95(En las aplicaciones a los transformadores de
generacin no suele ser el factor de sobrecarga la variable
limitativa.) No debe abusarse de ms reserva en los mrgenes
indicados pues ello da lugar a un fuerte incremento del valor de la
potencia necesaria, como es fcil comprobar sobre el propio
dispositivo.
Unavezobtenidounvalordelapotencianominalquesatisfagalosrequisitos
trmicos y de envejecimiento establecidos en esta gua, queda al
juicio del ingeniero el introducir algn redondeo en el valor final.
Sisedeseaconsiderarunciertofactordesobredimensionamientodelos
transformadoresdegeneracinparacubrirposiblesregmenesdeplenacargadel
generador, por ejemplo funcionando al 95% de su tensin nominal, es
posible con este
dispositivovalorarlainfluenciadeestasobreintensidad,incrementandoelcoeficiente
deseguridaddelaentradadedatosyviendosilasnuevastemperaturasdel
transformador se salen o no de los lmites. Si as fuera, habra que
volver a tantear con valores crecientes de la potencia del
transformador. 67 2.2.2.2 Datos
Primerosepediralusuarioeltipodergimenquedeseaestudiar.Sisedesea
estudiar un rgimen de escalones se introducir la letra e en la
casilla azul habilitada
paraello,ysisedeseaestudiarunrgimensenoidalseintroducirunasendicha
casilla. RGIMEN DE ESCALONES A continuacin se detallan los datos a
introducir por el usuario , indicados en color azul: En la hoja
DATOS DE PARTIDA: En el primer apartado 1. Caractersticas del
transformador: -Mtodo de refrigeracin : ONAN, ONAF, OF o OD.
-Potencia nominal del transformador St,r en MVA. -Relacin de
prdidas R. -Salto trmico punto caliente en capa superior aceite
H*gr en C . -Temperatura nominal del punto ms caliente Ths,r en C.
-Temperatura ambiente nominal Ta,r en C. -Calentamiento nominal de
la capa superior de aceite Cos,r en K. -Calentamiento del aceite
superior del ltimo da de Diciembre del ao anterior en C. En el
tercer apartado 3. Constantes usadas en las funciones f1,f2 y f3
para el clculo de la temperatura del punto ms caliente Ths:
-Refrigeracin en zig zag (zz) (s o no). -Separacin entre conductos
>= a 3 mm (sep) (s o no). 68 En el apartado ESTUDIO CON UN
RGIMEN DE ESCALONES se deben rellenar los siguientes datos marcados
en azul: -Hora de comienzo (De 0 a 24). -Minuto de comienzo (De 0 a
59). -Hora de fin(De 0 a 24). -Minuto de fin (De 0 a 59). -El
diferencial de tiempo Dt (expresado en minutos). Con estos datos el
programa procede a calcular el nmero de intervalos a rellenar en la
tabla. A continuacin, se deben rellenar las siguientes casillas en
la tabla:
-TemperaturaambienteTaenChastaelnmerodeintervalosindicadoporel
programa. -Factor de carga k hasta el nmero de intervalos indicado
por el programa. -En el primer intervalo 0 se debe rellenar la
Temperatura del punto ms caliente Ths. RGIMEN SENOIDAL A
continuacin se detallan los datos a introducir por el usuario ,
indicados en color azul: En la hoja DATOS DE PARTIDA: En el
apartado 1. Caractersticas del transformador: -Mtodo de
refrigeracin : ONAN, ONAF, OF o OD. -Potencia nominal del
transformador St,r en MVA. -Relacin de prdidas R. -Salto trmico
punto caliente en capa superior aceite H*gr en C . -Temperatura
nominal del punto ms caliente Ths,r en C. -Temperatura ambiente
nominal Ta,r en C. 69-Calentamiento nominal de la capa superior de
aceite Cos,r en K. -Calentamiento del aceite superior del ltimo da
de Diciembre del ao anterior en C. En el apartado 3. Constantes
usadas en las funciones f1,f2 y f3 para el clculo de la temperatura
del punto ms caliente Ths: -Refrigeracin en zig zag (zz) (s o no).
-Separacin entre conductos >= a 3 mm (sep) (s o no). En el
apartado 4. Temperaturas ambiente: -Temperatura ambiente media
anual Ta,m en C. -Temperatura ambiente mxima absoluta anual Ta,x en
C. -Temperatura ambiente media de las mximas diarias del mes ms
caluroso Ta,hmx en C. -Temperatura ambiente media diaria del mes ms
caluroso Ta,hm en C. -Temperatura ambiente mnima absoluta anual
Ta,n en C. -Da ms caluroso del ao DX. -Hora ms calurosa del da TX.
En el apartado 5. Caractersticas del generador: -La potencia
nominal del generador Sg,r en MVA. -El factor de potencia PF. -El
tipo de combustible (dato meramente informativo). En el apartado 6.
Tabla de produccin de la turbina en funcin de la temperatura:
-Coeficiente de seguridad entre 0 y 1. -Tres temperaturas ambiente
Ta1,Ta2 y Ta3 en C. -Tres potencias P1,P2 y P3 en MW. 70 En el
apartado 7. Calentamiento del aceite superior del ltimo da de
Diciembre del ao anterior: - Temperatura ambiente en C. En la
segunda hoja SENOIDAL: - Tiempo de integracin que por defecto es
0,01. 712.2.2.3 Algoritmos
Pararealizarlosclculosenrgimentransitorio,tantoenrgimendeescalones
con un diferencial de tiempo definido como en rgimen senoidal, se
emplea una macro editada en Microsoft Visual Basic, que se ejecutar
pulsando CTRL+j. La macro se detalla a continuacin: Sub Cont() ' '
Cont Macro ' ' Acceso directo: CTRL+j ' Sheets("Datos de
partida").Select 'Selecciono la Hoja de Datos de partida est =
Cells(11, 14).Value 'Tipo de estudio Hc = Cells(103, 4).Value 'hora
de comienzo Hf = Cells(103, 7).Value 'hora de fin minc = Cells(104,
4).Value 'minuto de comienzo minf = Cells(104, 7).Value 'minuto de
fin Dt = Cells(103, 9).Value 'Diferencial de tiempo en minutos i =
(((Hf - Hc) * 60) + Abs(minf - minc)) / Dt ' Nmero de intervalos a
estudiar x = Cells(17, 11).Value 'Exponente del aceite y =
Cells(18, 11).Value ' Exponente de los devanados R = Cells(19,
11).Value ' Relacin de perdidas Hgr = Cells(20, 11).Value 'Salto
trmico punto caliente sobre capa superior aceite [K] Thsr =
Cells(21, 11).Value ' Temperatura nominal del punto ms caliente
Calosr = Cells(23, 11).Value ' Calentamiento nominal del aceite
Calomr = Cells(24, 11).Value 'Calentamiento nominal medio del
aceite Calofr = Cells(25, 11).Value Calant = Cells(26, 11).Value
'Delta teta oi inicial Thsant = Cells(109, 9).Value 'Delta teta hi
inicial k11 = Cells(38, 11).Value 'Constante k11 72k21 = Cells(39,
11).Value 'Constante k21 k22 = Cells(40, 11).Value 'Constante k22
Tau = Cells(41, 11).Value 'Constante de tiempo del aceite [minutos]
Tauw = Cells(42, 11).Value 'Constante de tiempo del arrollamiento
[minutos] Kaant = 0 'Factor de carga inicial 0 i2 = 0 'Contador de
intervalos Ths = 0 ' Temperatura del punto mas caliente inicial 0
caloant=Calant'Calentamientodelaceiteenlapartesuperiorigualalcalentamiento
anterior If (est = 1) Then 'ESTUDIO DE ESCALONES For i2 = 0 To i
'Desde el primer intervalo hasta el ultimo Cells(109 + i2, 2).Value
= i2 'Intervalo Cells(109 + i2, 3).Value = Dt * i2 'Tiempo en
minutos Cells(109 + i2, 4).Value = Hc + Int(Dt * i2 / 60) 'Hora
Cells(109 + i2, 5).Value = minc + (Dt * i2) - 60 * Int(Dt * i2 /
60) 'Minuto Ta = Cells(109 + i2, 6).Value 'Temperatura ambiente
constante del intervalo ka = Cells(109 + i2, 7).Value 'Factor de
carga del intervalo 'Valores iniciales en el intervalo 0 If (i2 =
0) Then Tosant = ((1 + ka ^ 2 * R) / (1 + R)) ^ x * Calosr + Ta
Tosant = Round(Tosant, 1) DeltaTh1ant = k21 * ka ^ y * Hgr
DeltaTh1ant = Round(DeltaTh1ant, 1) DeltaTh2ant = (k21 - 1) * ka ^
y * Hgr DeltaTh2ant = Round(DeltaTh2ant, 1) envejant = 0 envejant =
Round(envejant, 0) Cells(109 + i2, 8).Value = Tosant Cells(109 +
i2, 9).Value = Tosant + (DeltaTh1ant - DeltaTh2ant) 73Cells(109 +
i2, 10).Value = envejant ' envejecimiento inicial en minutos
Cells(109 + i2, 11).Value = envejant / 1440 'envejecimiento inicial
en das End If 'Desde el intervalo 1 If (i2 > 0) Then DTos = (Dt
/ (k11 * Tau)) * (((1 + (ka ^ 2) * R) / (1 + R)) ^ x * Calosr -
(Tosant - Ta)) DTos = Round(DTos, 3) 'REDONDEO DTos Tos = Tosant +
DTos 'Tos = Round(Tos, 4) DDeltaTh1 = (Dt / (k22 * Tauw)) * (k21 *
Hgr * ka ^ y - DeltaTh1ant) 'DDeltaTh1 = Round(DDeltaTh1, 3)
DeltaTh1 = DeltaTh1ant + DDeltaTh1 'DeltaTh1 = Round(DeltaTh1, 3)
DeltaTh1ant = DeltaTh1 DDeltaTh2 = (Dt / ((1 / k22) * Tau)) * ((k21
- 1) * Hgr * (ka ^ y) - DeltaTh2ant) 'DDeltaTh2 = Round(DDeltaTh2,
3) DeltaTh2 = DeltaTh2ant + DDeltaTh2 'DeltaTh2 = Round(DeltaTh2,
1) DeltaTh2ant = DeltaTh2 DeltaTh = DeltaTh1 - DeltaTh2 'DeltaTh =
Round(DeltaTh, 5) Ths = Tos + DeltaTh Cells(109 + i2, 8).Value =
Tos Cells(109 + i2, 9).Value = Ths 'Ths = Round(Ths, 4) 'Tos =
Round(Tos, 4) Tosant = Tos 'Envejecimiento Denvej = (Exp((15000 /
(110 + 273) - 15000 / (Ths + 273)))) * Dt envej = envejant + Denvej
'envej = Round(envej, 5) COMPROBADO 74Cells(109 + i2, 10).Value =
envej envejdias = envej / 1440 'envejdias = Round(envejdias, 5)
COMPROBADO Cells(109 + i2, 11).Value = envejdias 'envej =
Round(envej, 5) COMPROBADO envejant = envej 'Envejecimiento
relativo If (i2 = i) Then envejrel = envejdias / ((Hf - Hc) / 24)
envejrel = Round(envejrel, 0) Cells(106, 4).Value = envejrel End If
End If Next i2 End If If (est = 0) Then 'ESTUDIO DE FUNCIN SENOIDAL
Sheets("senoidal").Select 'Selecciono la Hoja de Resultados tintg =
Cells(6, 17).Value'Tiempo de integracin (a introducir) 'tipotraf =
Cells(8, 17).Value 'Tipo de trafo On Of Od (a introducir) Sn =
Cells(9, 17).Value 'Potencia nominal(a introducir) [MVA] x =
Cells(10, 17).Value 'Exponente del aceite y = Cells(11, 17).Value '
Exponente de los devanados R = Cells(12, 17).Value ' Relacin de
perdidas Tau = Cells(13, 17).Value 'Constante de tiempo del aceite
[h]
75Hgr=Cells(14,17).Value'Saltotrmicopuntocalientesobrecapasuperioraceite
[C]
Thsr=Cells(15,17).Value'Temperaturanominaldelpuntomascalienteenlas
condiciones asignadas[C] Calosr = Cells(16, 17).Value
'Calentamiento nominal capa superior aceite Calomr = Cells(17,
17).Value 'Calentamiento medio nominal del aceite Calofr =
Cells(18, 17).Value 'Calentamiento nominal del aceite del fondo
Calant=Cells(19,17).Value'Calentamientoaceitesuperiordelltimodade
Diciembre del ao anterior (a introducir) Tagar = Cells(9, 19).Value
'Datos turbina AP1 = Cells(10, 19).Value ' Datos turbina BP1 =
Cells(11, 19).Value ' Datos turbina AP2 = Cells(12, 19).Value '
Datos turbina BP2 = Cells(13, 19).Value ' Datos turbina
Tam=Cells(9,21).Value'Temperaturaambientenominal(anualmedia)[C](a
introducir) A = Cells(10, 21).Value 'Amplitud de la variacin anual
[k] B = Cells(11, 21).Value 'Amplitud de la variacin diaria (para
clc. envej.)[k] Bm = Cells(12, 21).Value ' Amplitud de la variacin
diaria (para clc. Ths)[k] Dx = Cells(13, 21).Value 'Da ms caluroso
del ao (a introducir) Tx = Cells(14, 21).Value 'Hora mas calurosa
del da (a introducir) diaao = 0'Inicializo la variable da del ao Pi
= 3.14159265358979 'Defino la constante pi 'Inicializacin Variables
salida ANUALES 'Temperatura Taminao = 100'Temperatura mnima del ao
diaTaminao = 0 'Da de la temperatura mnima del ao mesTaminao = 0
'Mes de la temperatura mnima del ao Tamaxao = -100 'Temperatura
mxima del ao diaTamaxao = 0 'Da de la temperatura mxima del ao
mesTamaxao = 0 'Mes de la temperatura mxima del ao 'Potencia
76Sminao = 5000 'Potencia mnima del ao diaSminao = 0 'Da de la
potencia mnima del ao mesSminao = 0 'Mes de la potencia mnima del
ao Smaxao = -100 'Potencia mxima del ao diaSmaxao = 0 'Da de la
potencia mxima del ao mesSmaxao = 0 'Mes de la potencia mxima del
ao 'Temperatura aceite Tosmaxao = -100 'Temperatura aceite superior
mxima al ao diaTosmaxao = 0 'Da de la temperatura del aceite
superior mxima al ao mesTosmaxao = 0 'Mes de la temperatura del
aceite superior mxima al ao 'Temperatura punto mas caliente
Thsmaxao = -100 'Temperatura del punto mas caliente mxima al ao
diaThsmaxao = 0 'Da de la temperatura del punto mas caliente mxima
al ao mesThsmaxao = 0 'Mes de la temperatura del punto mas caliente
mxima al ao 'Envejecimiento envejao = 0 'Pongo el envejecimiento a
0 caloant = Calant 'Tomo como calentamiento el Calentamiento del
aceite superior del ltimo da de Diciembre del ao anterior For i = 1
To 12 ' Para los doce meses del aoi 'Inicializacin Variables salida
MENSUALES 'Temperatura Taminmes = 100 diaTaminmes = 0 Tamaxmes =
-100 diaTamaxmes = 0 'Potencia Sminmes = 5000 diaSminmes = 0
Smaxmes = -100 diaSmaxmes = 0 'Temperatura aceite Tosmaxmes = -100
diaTosmaxmes = 0 77'Temperatura punto ms caliente Thsmaxmes = -100
diaThsmaxmes = 0 'Envejecimiento envejmes = 0 diamesm = Cells(21 +
i, 17).Value 'El nmero de das de cada mes diamesm For j = 1 To
diamesm 'Da en el que estoy del mes j diaao = diaao + 1 ' Da del ao
diaao For k = 1 To 24 'Hora del dia k For l = 1 To (1 / tintg) '
Fracciones de las horas Tahs = Tam + A * Cos(2 * Pi * (diaao - Dx)
/ 365) + Bm * Cos(2 * Pi * ((k + l * tintg) - Tx) / 24)
'Temperatura ambiente variable de forma sinusoidal If (Tahs <
Tagar) Then 'Si la temperatura ambiente senoidal es menor que la de
la turbina S = BP1 + AP1 * Tahs 'Potencia a la que funciona el
trafo Else'Silatemperaturaambientesenoidalesmayorqueladela turbina
S = BP2 + AP2 * Tahs 'Potencia a la que funciona el trafo End If ka
= S / Sn 'Factor de carga del transformador ka ' Temperatura final
del punto mas caliente en funcin del tipo de trafo (temperaturas en
rgimen permanente) Calorp = 0 'Inicializo el valor calorp f1 = 0
'Inicializo las variables f1 f2 y f3 f2 = 0 f3 = 1 If (ka >
Kaant) Then c = 1 End If If (ka < Kaant) Then c = 0 78End If If
(ka >= Kaant And c = 1) Then 'Aumento del factor de carga f1 = 1
- Exp(-(tintg) / (k11 * Tau)) 'f1 con el tiempo en minutos f2 = k21
* (1 - Exp(-(tintg) / (k22 * Tauw))) - (k21 - 1) * (1 -
Exp(-(tintg) / (Tau / k22))) 'f2 con el tiempo en minutos Calorp =
Calosr * ((1 + R * ka ^ 2) / (1 + R)) ^ x Tos = Tahs + caloant +
(Calorp - caloant) * f1
Ths=Tahs+caloant+(Calorp-caloant)*f1+Thsant+(Hgr*ka^y- Thsant) * f2
c = 1 Else If (ka Tamaxao) Then 'Para comprobar la temperatura
mxima anual Tamaxao = Tamaxmes diaTamaxao = diaTamaxmes mesTamaxao
= i End If 80If (Sminmes < Sminao) Then 'Para comprobar la
potencia (carga) mnima anual Sminao = Sminmes diaSminao =
diaSminmes mesSminao = i End If If (Smaxmes > Smaxao) Then 'Para
comprobar la potencia(carga) mxima anual Smaxao = Smaxmes diaSmaxao
= diaSmaxmes mesSmaxao = i End If
If(Tosmaxmes>Tosmaxao)Then'Paracomprobarlatemperaturadelaceite
superior mxima anual Tosmaxao = Tosmaxmes diaTosmaxao =
diaTosmaxmes mesTosmaxao = i End If If (Thsmaxmes > Thsmaxao)
Then Thsmaxao = Thsmaxmes diaThsmaxao = diaThsmaxmes mesThsmaxao =
i End If Cells(14 + (2 * i), 24).Value = Taminmes Cells(15 + (2 *
i), 24).Value = diaTaminmes Cells(14 + (2 * i), 25).Value =
Tamaxmes Cells(15 + (2 * i), 25).Value = diaTamaxmes Cells(14 + (2
* i), 26).Value = Sminmes Cells(15 + (2 * i), 26).Value =
diaSminmes Cells(14 + (2 * i), 27).Value = Smaxmes Cells(15 + (2 *
i), 27).Value = diaSmaxmes Cells(14 + (2 * i), 28).Value = Smaxmes
/ Sn Cells(15 + (2 * i), 28).Value = diaSmaxmes Cells(14 + (2 * i),
29).Value = Tosmaxmes Cells(15 + (2 * i), 29).Value = diaTosmaxmes
Cells(14 + (2 * i), 30).Value = Thsmaxmes 81Cells(15 + (2 * i),
30).Value = diaThsmaxmes Cells(14 + (2 * i), 31).Value = envejmes
Next i 'Cambio de mes
Cells(48,24).Value=Taminao'Temperaturaambientemnimadelaoalacasilla
(48,24) de la hoja de resultados Cells(49, 24).Value = diaTaminao
'Da de la temperatura ambiente mnima del ao a la casilla (49,24) de
la hoja de resultados Cells(50, 24).Value = Cells(21 + mesTaminao,
16).Value Cells(48, 25).Value = Tamaxao 'Temperatura ambiente mxima
del ao a la casilla (48,25) de la hoja de resultados Cells(49,
25).Value = diaTamaxao 'Da de la temperatura ambiente mxima del ao
a la casilla (49,25) de la hoja de resultados Cells(50, 25).Value =
Cells(21 + mesTamaxao, 16).Value ' Cells(48, 26).Value = Sminao
Cells(49, 26).Value = diaSminao Cells(50, 26).Value = Cells(21 +
mesSminao, 16).Value Cells(48, 27).Value = Smaxao Cells(49,
27).Value = diaSmaxao Cells(50, 27).Value = Cells(21 + mesSmaxao,
16).Value Cells(48, 28).Value = Smaxao / Sn Cells(49, 28).Value =
diaSmaxao Cells(50, 28).Value = Cells(21 + mesSmaxao, 16).Value
Cells(48, 29).Value = Tosmaxao Cells(49, 29).Value = diaTosmaxao
Cells(50, 29).Value = Cells(21 + mesTosmaxao, 16).Value Cells(48,
30).Value = Thsmaxao Cells(49, 30).Value = diaThsmaxao Cells(50,
30).Value = Cells(21 + mesThsmaxao, 16).Value Cells(48, 31).Value =
envejao Cells(19, 18).Value = caloant End If End Sub 2.2.2.4
Validacin82 RGIMEN DE ESCALONES
ParavalidarelrgimendeescalonesseprocederaanalizarelejemploC.5
contenido en el anexo C de la norma IEC 60067-7. En este ejemplo se
siguen los siguientes pasos: Se establecen los parmetros del
transformador: Kor45 = Khr35 = min 1500 = min 7 =wR = 8 x = 0,8 y=
1,3 k11 = 0,5 k21 = 2 k22 = 2 Estos parmetro se ven plasmados en el
POTRA de la siguiente manera: 83POTRA RT2 rev.1 Nombre fichero
:POTRA RT2 revisin 1 1/2Fecha : 39574CENTRAL:C.T.C.C. GRANADILLA
GRUPO VAPORRellene los valores en azul:Indique el estudio que desea
realizar con temperatura ambiente senoidal con variacin a lo largo
del ao (s) o con un rgimen de escalones (e ) : s1- Caractersticas
del Transformador:SmboloEn rojo estn los valores incluidos en la
Tabla 5 de la norma IEC 60067-7Valor UnidadMtodo de refrigeracin
(ONAN/ONAF/OF/OD) -- onan --Potencia nominal: St,r 350 MVAExponente
del aceite: xExponente de los devanados: yRelacin de prdidas: R
6Salto trmico punto caliente en capa superior aceite:Delta teta hr
H*gr 35 CTemperatura nominal punto ms caliente: Ths,0,81,3r 98
CTemperatura ambiente nominal: teta a Ta,r 20 CCalentamiento
nominal capa superior aceite: Delta teta or Cos,r 45 KCalentamiento
medio nominal del aceite: Delta teta omr Com,r 43 CCalentamiento
nominal del aceite del fondo: Delta teta br Cof,r 34 CCalent.
aceite superior del ltimo da de Diciembre del ao anterior Delta
Teta oi Calant 12,700 K2- Valores lmite de funcionamiento (para
ciclos de carga normales):Sobrecarga: K* 1,3 p.u.Temperatura capa
superior aceite: Tos* 105 CTemperatura punto ms caliente devanados:
Ths* 120 C3- Constantes usadas en las funciones f1,f2 y f3 para el
clculo de Ths:Refrigeracin en zig-zag(si/no) zz siSeparacin entre
conductos >= 3 mm (si/no) sep siConstante k11: k11Constante k21:
k21Constante k22: k22Constante de tiempo del aceite: tau
minutosConstante de tiempo del arrollamiento: tauw
minutos0,52221010
Acontinuacinseprocedeaintroducirlatablaconlosvaloresdeentrada
necesariospararealizarlosclculosdetemperaturadelpuntomscalienteyde
envejecimiento. Se podr ver el nmero de intervalos de la tabla que
se deben rellenar una vez se rellenen las casillas en azul: -Hora
de comienzo: 14. -Minuto de comienzo : 00. -Hora de fin: 16.
-Minuto de fin: 00. -Diferencial de tiempo Dt : 3 minutos.
84ESTUDIO CON UN RGIMEN DE ESCALONESRellene los periodos en la
tabla y presione " CTRL+J"para ejecutar la macro:Introduzca los
datos temporales a estudiar con un rgimen contnuo a una temperatura
ambiente propia de cada diferencial de tiempo:Hora de comienzo (De
0 a 24): 14 Hora de fin(De 0 a 24): 16 Dt(min): 3Minuto de comienzo
(De 0 a 59): 00 Minuto de fin (De 0 a 59): 00 Dt debe ser menor de
la mitad de TauwRellene los 40intervalos de la tabla. Acto seguido,
se proceder a rellenar en la tabla los 40 intervalos pertinentes
con la temperatura ambiente Ta en C y el factor de carga k:
Intervalo Tiempo t (min): Hora (h) Minuto(min) Ta (C) Factor de
carga K0 0 14 00 30,3 0,811 3 14 03 29,9 0,872 6 14 06 29,8 0,883 9
14 09 29,5 0,864 12 14 12 29,6 0,95 15 14 15 29,5 0,926 18 14 18
29,5 0,957 21 14 21 28,9 0,968 24 14 24 29 0,979 27 14 27 28,6 110
30 14 30 28 1,711 33 14 33 28,7 1,712 36 14 36 27,8 1,7313 39 14 39
28,1 1,7214 42 14 42 27,9 1,6915 45 14 45 27,1 1,6816 48 14 48 26,9
1,7117 51 14 51 26,7 1,6918 54 14 54 27,2 1,6719 57 14 57 26,7
1,6820 60 15 00 26,9 1,6321 63 15 03 26,5 1,5922 66 15 06 26,2
1,5323 69 15 09 26,3 1,4924 72 15 12 25,4 1,4125 75 15 15 25,6
1,3826 78 15 18 25,3 1,3227 81 15 21 24,8 1,2828 84 15 24 24,5
1,2129 87 15 27 24,3 1,1930 90 15 30 24,1 0,8731 93 15 33 24,3
0,8832 96 15 36 24,1 0,8733 99 15 39 23,4 0,8634 102 15 42 23,6
0,8535 105 15 45 23,8 0,8736 108 15 48 23,1 0,8337 111 15 51 23,3
0,8638 114 15 54 23,1 0,8539 117 15 57 22,3 0,8240 120 16 00 22,2
0,86
85 Estosvaloresdefactordecargaytemperaturaambientesemuestranenel
siguiente grfico: 00,511,5214:00 14:30 15:00 15:30 16:00k20304050Ta
(C) Enestegrficoserepresentaelfactordecargaenmoradoconsuejeyala
izquierda, y la temperatura ambiente en azul claro con su eje y a
la derecha. Tambin se ha de rellenar la primera casilla
correspondiente a la temperatura del punto ms caliente en el
instante inicial. Finalmente se obtiene la tabla de resultados como
se muestra a continuacin: 86 Tos (C) Ths (C) L (min) L(das)90,9
64,3 0 0,0064,0 91,6 0 0,0064,2 92,7 1 0,0064,2 93,2 1 0,0064,4
94,3 2 0,0064,6 95,6 3 0,0064,9 97,2 3 0,0065,1 98,6 4 0,0065,4
100,0 5 0,0065,7 101,6 7 0,0068,2 118,6 14 0,0170,6 132,1 39
0,0372,9 143,5 109 0,0875,2 152,4 258 0,1877,2 158,8 508 0,3579,1
163,6 875 0,6181,0 168,2 1402 0,9782,7 171,5 2076 1,4484,4 173,6
2872 1,9986,0 175,7 3797 2,6487,3 176,1 4754 3,3088,5 175,6 5675
3,9489,3 173,8 6480 4,5090,1 171,5 7157 4,9790,5 167,8 7668
5,3290,7 164,3 8056 5,5990,8 160,1 8335 5,7990,8 156,0 8535
5,9390,5 151,1 8668 6,0290,2 146,8 8761 6,0889,0 136,9 8800
6,1187,9 129,1 8820 6,1286,8 122,8 8830 6,1385,8 117,5 8837
6,1484,7 113,1 8841 6,1483,8 110,0 8844 6,1482,7 106,6 8846
6,1481,8 104,5 8848 6,1480,9 102,6 8849 6,1579,9 100,4 8850
6,1579,1 99,3 8851 6,15 87
DondesepuedeobservarqueelprimerdatodeTemperaturadelpuntoms caliente
se dar como dato de entrada. A continuacin se muestra un grfico con
la evolucin a lo largo del tiempo de la temperatura del punto ms
caliente y del envejecimiento expresado en das: 05010015020014:00
14:30 15:00 15:30 16:00Ths(C)05101520L(das) Se considera que si el
envejecimiento es de 6,15 y el perodo de tiempo es de 2
horas,laprdidarelativadevidaesde6,15/0,0833=74veceslanormal.Estonose
consideraraseriodebidoaqueelperododetiemposetomacomoperododecorta
duracin. 88RGIMEN SENOIDAL Para validar el rgimen senoidal
realizaremos un caso que se us para validar el rgimen permanente.
POTRA RT2 rev.1 Nombre fichero :POTRA RT2 revisin 1 1/2Fecha :
39574CENTRAL:C.T.C.C. GRANADILLA GRUPO VAPORRellene los valores en
azul:Indique el estudio que desea realizar con temperatura ambiente
senoidal con variacin a lo largo del ao (s) o con un rgimen de
escalones (e ) : s1- Caractersticas del Transformador:SmboloEn rojo
estn los valores incluidos en la Tabla 5 de la norma IEC
60067-7Valor UnidadMtodo de refrigeracin (ONAN/ONAF/OF/OD) -- onan
--Potencia nominal: St,r 360 MVAExponente del aceite: xExponente de
los devanados: yRelacin de prdidas: R 6Salto trmico punto caliente
en capa superior aceite:Delta teta hr H*gr 26 CTemperatura nominal
punto ms caliente: Ths,r 98 CTemperatura ambiente nominal: teta a
Ta,r 20 CCalentamiento nominal capa superior aceite: Delta teta or
Cos,r 52 KCalentamiento medio nominal del aceite: Delta teta omr
Com,r 43 CCalentamiento nominal del aceite del fondo: Delta teta br
Cof,r 34 CCalent. aceite superior del ltimo da de Diciembre del ao
anterior Delta Teta oi Calant 55,414 K2- Valores lmite de
funcionamiento (para ciclos de carga normales):Sobrecarga: K* 1,3
p.u.Temperatura capa superior aceite: Tos* 105 CTemperatura punto
ms caliente devanados: Ths* 120 C3- Constantes usadas en las
funciones f1,f2 y f3 para el clculo de Ths:Refrigeracin en
zig-zag(si/no) zz siSeparacin entre conductos >= 3 mm (si/no)
sep siConstante k11: k11Constante k21: k21Constante k22:
k22Constante de tiempo del aceite: tau minutosConstante de tiempo
del arrollamiento: tauw minutos4- Temperaturas ambiente (rellenar
slo si se desea estudiar con una temperatura ambiente variable de
forma senoidal):Media anual: Ta,m 15,5 CMxima absoluta anual: Ta,x
34 CMedia de las mximas diarias del mes ms caluroso: Ta,hmx 23,6
CMedia diaria del mes ms caluroso: Ta,hm 17,2 CMnima absoluta
anual: Ta,n -3 CAmplitud de la variacin anual: A 1,7 CAmplitud de
la variacin diaria (para clc. envej.): B 6,4 CAmplitud de la
variacin diaria (para clc. Ths): Bm 16,8 CDa ms caluroso del ao: DX
222Hora ms calurosa del da: TX 145- Caractersticas del generador
(rellenar slo si se desea estudiar con una temperatura ambiente
variable de forma senoidal):Potencia nominal del generador: Sg,r
381 MVAFactor de potencia nominal: PF 0,8Tipo de combustible: Gas
natural6- Tabla de produccin de la turbina en funcin de la
temperatura (rellenar slo si se desea estudiar con una temperatura
ambiente variable de forma senoidal):Coef. Segur.: 1,00Ta(C) P (MW)
Sturb (MVA) P (MW) Sturb (MVA)Ta1 -3 306 382,5 306,0 382,5Ta2 12
295 368,8 295,0 368,75Ta3 34 276 345,0 276,0 345,07- Calent. aceite
superior del ltimo da del ao (rellenar slo si se desea estudiar con
una temperatura ambiente variable de forma senoidal):Coeficientes
de la funcin de interpolacin para el clculo de la potencia a partir
dela temperatura ambiente :si Ta=Ta2a = -0,94178082 a' =
-1,06026786b = 379,674658 b' = 381,049107Ejemplo : Ta = 31,68 CSg =
347,4598214 MVA0,81,30,5222101055,414 89POTRA RT2 rNombre
ficherPOTRA RT2 revisin 1 2/2Fecha : 39574ESTUDIO CON UN RGIMEN
SENOIDALCENTRAL: C.T.C.C. GRANADILLA GRUPO VAPORPresione CTRL+j
paraejecutar la macroCOMPROBACIN DE LA POTENCIA DEL TRANSFORMADOR
PRINCIPAL (SEGN IEC 354)RESULTADOS OBTENIDOS Sobrecarga Envejec.min
mx min mx mxima top oil hot spot relativovalor -2,98 30,96 349,17
371,16 1,031 82,35 107,35 0,58da 31 1 1 11 11 1 1valor -3,00 30,69
349,47 371,15 1,031 82,08 107,10 0,57da 8 28 28 8 8 28 28valor
-2,90 31,20 348,89 371,16 1,031 82,49 107,47 0,59da 1 31 31 9 9 31
31valor -2,37 31,99 348,00 371,16 1,031 83,14 108,03 0,63da 1 30 30
19 19 30 30valor -1,58 32,88 346,98 371,16 1,031 83,87 108,67
0,68da 1 31 31 4 4 31 31valor -0,69 33,59 346,17 371,16 1,031 84,45
109,17 0,74da 1 30 30 11 11 30 30valor 0,01 33,97 345,74 371,16
1,031 84,76 109,44 0,77da 1 31 31 12 12 31 31valor 0,29 34,00
345,71 371,16 1,031 84,78 109,46 0,79da 31 10 10 10 10 10 10valor
-0,21 33,88 345,85 371,16 1,031 84,68 109,38 0,76da 30 1 1 8 8 1
1valor -1,03 33,36 346,44 371,16 1,031 84,26 109,01 0,72da 31 1 1 9
9 1 1valor -1,89 32,54 347,37 371,16 1,031 83,59 108,42 0,66da 30 1
1 16 16 1 1valor -2,62 31,68 348,35 371,16 1,031 82,89 107,81
0,61da 31 1 1 1 1 1 1Sobrecarga Envejec.min mx min mx mxima top oil
hot spot relativovalor -3,00 34,00 345,71 371,16 1,031 84,78 109,46
0,68da 8 10 10 11 11 10 10mes Febrero Agosto Agosto Junio Junio
Agosto AgostoResumen mensualMesTemp. Ambiente (C) Produccin (MVA)
Temp. Mxima
(C)EneroFebreroMarzoAbrilMayoJunioJulioAgostoSeptiembreOctubreNoviembreDiciembreResumen
anualTemp. Ambiente (C) Produccin (MVA) Temp. Mxima (C) 902.3 Hot
Spot 110 C 2.3.1 Objetivos y especificacin Se considera que si la
temperatura del punto ms caliente puede alcanzar los 110
Cenvezdelos98Cquesealcanzanenrgimennormal,estorepercutirensu
envejecimiento trmico del aislamiento del transformador. Ley del
envejecimiento trmico
SegnlaleydeArrheniussobrelavelocidaddelasreaccionesqumicas,el
intervalo de tiempo para alcanzar el punto final ,donde se
considera que el aislamiento no es aceptable en adelante de acuerdo
con un cierto criterio establecido, se expresa por: ) / ( Te vida
duracionde +=donde: yson constantes; T es la temperatura absoluta.
Sobre un intervalo de temperatura limitado, se puede poner esta
relacin bajo la forma aproximada de Montsinger en la expresin
exponencial ms simple: pe vida duracionde=donde: p es una
constante; es la temperatura en C. De todos modos, no existe
uncriterio de fin de vida simple y nico en el que se exprese la
duracin de vida til de los aislamientos de un transformador, por el
contrario
sepuedencompararlasvelocidadesdeenvejecimiento.Estasseexpresancomolas
inversas de la duracin de vida de la forma de Montsinger: Velocidad
de envejecimiento = pe te cons
tanLaconstantesedeterminaenfuncindemuchosparmetros,talecomola
calidad inicial de los productos celulsicos y los parmetros de
ambiente.91Nosepuededecirquehayaunnicocriterioparadefinirlavidatildeun
transformador. De todas formas, las ecuaciones y resultados
obtenidos en este apartado se consideran de utilidad para las
personas que estudian los transformadores. 2.3.2 Datos
Paracalcularlavelocidadrelativadeenvejecimientoserequierelatemperatura
delpuntomscalientedeltransformador.Estatemperaturadelpuntomscalientese
calcula con los diversos programas POTRA obtenidos en los apartados
anteriores. 2.3.3 Algoritmos
Paracalcularlavelocidaddeenvejecimientorelativoseempleanlassiguientes
frmulas: -Para un papel trmicamente mejorado: )27315000273
11015000(++=he V -Para un papel que no sea trmicamente mejorado: 6
/ ) 98 (2=hV Donde se toma la temperatura del punto ms caliente
para efectuar el clculo. 2.3.4 Validacin
92Secalcularelvalordelasdiferentesvelocidadesparatemperaturasdelpunto
mscalientedistintas.Aqusepodrapreciarlagraninfluenciadelatemperaturadel
puntomscalienteenlavelocidaddeenvejecimiento,loquesetraducirenun
envejecimiento mayor en menos tiempo. Temperatura del punto ms
caliente (C) V para el papel no mejorado trmicamente V para el
papel mejorado trmicamente80 0,125 0,03686 0,25 0,07392 0,5 0,14598
1 0,282104 2 0,536110 4 1116 8 1,83122 16 3,29128 32 5,8134 64
10,1140 128 17,2 02040608010012014060 70 80 90 100 110 120 130
140Temperatura del punto ms caliente (C)Velocidad de envejecimiento
933. Ejemplos POTRA RGIMEN PERMANENTE Transformador onan con un
tiempo de integracin de 0,01 POTRA rev.2 Nombre fichero :POTRA
revisin 2 1/2Fecha : 06/05/2008CENTRAL:C.T.C.C. GRANADILLA GRUPO
VAPORCOMPROBACIN DE LA POTENCIA DEL TRANSFORMADOR PRINCIPAL (SEGN
IEC 60076-7) EN RGIMEN PERMANENTEDATOS DE PARTIDA:1- Caractersticas
del Transformador:Smbolo Valor UnidadMtodo de refrigeracin
(ONAN/ONAF) -- onan --Potencia nominal: St,r 350 MVAExponente del
aceite: x 0,8Exponente de los devanados: y 1,3Relacin de prdidas: R
6Constante de tiempo del aceite: tau 3,5 horasSalto trmico punto
caliente sobre capa superior aceite: H*gr 26 CTemperatura nominal
punto ms caliente: Ths,r 98 CTemperatura ambiente nominal: Ta,r 20
CCalentamiento nominal capa superior aceite: Cos,r 52
CCalentamiento medio nominal del aceite: Com,r 43 CCalentamiento
nominal del aceite del fondo: Cof,r 34 C2- Valores lmite de
funcionamiento (para ciclos de carga normales):Sobrecarga: K* 1,3
p.u.Temperatura capa superior aceite: Tos* 105 CTemperatura punto
ms caliente devanados: Ths* 120 C3- Temperaturas ambiente:Media
anual: Ta,m 15,5 CMxima absoluta anual: Ta,x 34 CMedia de las
mximas diarias del mes ms caluroso: Ta,hmx 23,6 CMedia diaria del
mes ms caluroso: Ta,hm 17,2 CMnima absoluta anual: Ta,n -3
CAmplitud de la variacin anual: A 1,7 C A = Ta,hm - Ta,mAmplitud de
la variacin diaria (para clc. envej.): B 6,4 C B = Ta,hmx -
Ta,hmAmplitud de la variacin diaria (para clc. Ths): Bm 16,8 C Bm =
Ta,x - Ta,hmDa ms caluroso del ao: DX 222Hora ms calurosa del da:
TX 144- Caractersticas del generador:Potencia nominal del
generador: Sg,r 381 MVAFactor de potencia nominal: PF 0,8Tipo de
combustible: Gas natural5- Tabla de produccin de la turbina en
funcin de la temperatura:Coef. Segur.: 1,00Ta(C) P (MW) Sturb (MVA)
P (MW) Sturb (MVA)Ta1 -3 293,66 367,1 293,7 367,1Ta2 11,6 296,93
371,2 296,9 371,16Ta3 34 276,57 345,7 276,6 345,76- Calent. aceite
superior del ltimo da de Diciembre del ao anterior 48,515
55,348Coeficientes de la funcin de interpolacin para el clculo de
la potencia a partir dela temperatura ambiente :si Ta=Ta2a =
0,27996575 a' = -1,13616071b = 367,914897 b' = 384,341964Ejemplo :
Ta = 32,88 CSg = 346,985 MVAOBSERVACIONES1 Para obtener los
resultados delENVEJECIMIENTO basta con rellenar los datos de la
hoja " Datos de partida"marcados en azul.A continuacin deben
pulsarse las teclas "CTRL + R "para que se efecte la " macro"de
clculo. 94POTRA rev.2 Nombre fichero :POTRA revisin 2 2/2Fecha :
06/05/2008CENTRAL:C.T.C.C. GRANADILLA GRUPO VAPORSobrecarga
Envejec.min mx min mx mxima top oil hot spot relativovalor -2,98
30,96 349,17 371,16 1,060 84,32 110,25 0,82da 31 1 1 28 28 2 2valor
-3,00 30,69 349,47 371,16 1,060 84,12 110,08 0,82da 8 28 28 20 20
28 28valor -2,90 31,20 348,89 371,16 1,060 84,53 110,44 0,84da 1 31
31 29 29 31 31valor -2,37 31,99 348,00 371,16 1,060 85,17 110,99
0,89da 1 30 30 9 9 30 30valor -1,58 32,88 346,98 371,16 1,060 85,89
111,61 0,97da 1 31 31 10 10 31 31valor -0,69 33,59 346,17 371,16
1,060 86,47 112,11 1,04da 1 30 30 11 11 30 30valor 0,01 33,97
345,74 371,16 1,060 86,78 112,38 1,10da 1 31 31 7 7 31 31valor 0,29
34,00 345,71 371,16 1,060 86,80 112,40 1,11da 31 10 10 22 22 10
10valor -0,21 33,88 345,85 371,16 1,060 86,70 112,31 1,08da 30 1 1
13 13 1 1valor -1,03 33,36 346,44 371,16 1,060 86,28 111,95 1,02da
31 1 1 9 9 1 1valor -1,89 32,54 347,37 371,16 1,060 85,62 111,38
0,94da 30 1 1 10 10 1 1valor -2,62 31,68 348,35 371,16 1,060 84,92
110,77 0,87da 31 1 1 11 11 1 1Sobrecarga Envejec.min mx min mx
mxima top oil hot spot relativovalor -3,00 34,00 345,71 371,16
1,060 86,80 112,40 0,96da 8 10 10 11 11 10 10mes Febrero Agosto
Agosto Junio Junio Agosto AgostoCOMPROBACIN DE LA POTENCIA DEL
TRANSFORMADOR PRINCIPAL (SEGN IEC 60076-7)RESULTADOS
OBTENIDOSResumen mensualMesTemp. Ambiente (C) Produccin (MVA) Temp.
Mxima
(C)EneroFebreroMarzoAbrilMayoJunioJulioAgostoSeptiembreOctubreNoviembreDiciembreResumen
anualTemp. Ambiente (C) Produccin (MVA) Temp. Mxima (C)
95Transformador onan con un tiempo de integracin de 0,05 POTRA
rev.2 Nombre fichero :POTRA revisin 2 1/2Fecha :
06/05/2008CENTRAL:C.T.C.C. GRANADILLA GRUPO VAPORCOMPROBACIN DE LA
POTENCIA DEL TRANSFORMADOR PRINCIPAL (SEGN IEC 60076-7) EN RGIMEN
PERMANENTEDATOS DE PARTIDA:1- Caractersticas del
Transformador:Smbolo Valor UnidadMtodo de refrigeracin (ONAN/ONAF)
-- onan --Potencia nominal: St,r 350 MVAExponente del aceite: x
0,8Exponente de los devanados: y 1,3Relacin de prdidas: R
6Constante de tiempo del aceite: tau 3,5 horasSalto trmico punto
caliente sobre capa superior aceite: H*gr 26 CTemperatura nominal
punto ms caliente: Ths,r 98 CTemperatura ambiente nominal: Ta,r 20
CCalentamiento nominal capa superior aceite: Cos,r 52
CCalentamiento medio nominal del aceite: Com,r 43 CCalentamiento
nominal del aceite del fondo: Cof,r 34 C2- Valores lmite de
funcionamiento (para ciclos de carga normales):Sobrecarga: K* 1,3
p.u.Temperatura capa superior aceite: Tos* 105 CTemperatura punto
ms caliente devanados: Ths* 120 C3- Temperaturas ambiente:Media
anual: Ta,m 15,5 CMxima absoluta anual: Ta,x 34 CMedia de las
mximas diarias del mes ms caluroso: Ta,hmx 23,6 CMedia diaria del
mes ms caluroso: Ta,hm 17,2 CMnima absoluta anual: Ta,n -3
CAmplitud de la variacin anual: A 1,7 C A = Ta,hm - Ta,mAmplitud de
la variacin diaria (para clc. envej.): B 6,4 C B = Ta,hmx -
Ta,hmAmplitud de la variacin diaria (para clc. Ths): Bm 16,8 C Bm =
Ta,x - Ta,hmDa ms caluroso del ao: DX 222Hora ms calurosa del da:
TX 144- Caractersticas del generador:Potencia nominal del
generador: Sg,r 381 MVAFactor de potencia nominal: PF 0,8Tipo de
combustible: Gas natural5- Tabla de produccin de la turbina en
funcin de la temperatura:Coef. Segur.: 1,00Ta(C) P (MW) Sturb (MVA)
P (MW) Sturb (MVA)Ta1 -3 293,66 367,1 293,7 367,1Ta2 11,6 296,93
371,2 296,9 371,16Ta3 34 276,57 345,7 276,6 345,76- Calent. aceite
superior del ltimo da de Diciembre del ao anterior 48,515
55,349Coeficientes de la funcin de interpolacin para el clculo de
la potencia a partir dela temperatura ambiente :si Ta=Ta2a =
0,27996575 a' = -1,13616071b = 367,914897 b' = 384,341964Ejemplo :
Ta = 32,88 CSg = 346,985 MVAOBSERVACIONES1 Para obtener los
resultados delENVEJECIMIENTO basta con rellenar los datos de la
hoja " Datos de partida"marcados en azul.A continuacin deben
pulsarse las teclas "CTRL + R "para que se efecte la " macro"de
clculo. 96 POTRA rev.2 Nombre fichero :POTRA revisin 2 2/2Fecha :
06/05/2008CENTRAL:C.T.C.C. GRANADILLA GRUPO VAPORSobrecarga
Envejec.min mx min mx mxima top oil hot spot relativovalor -2,98
30,96 349,17 371,16 1,060 84,31 110,24 0,82da 31 1 1 11 11 2 2valor
-3,00 30,69 349,47 371,15 1,060 84,11 110,07 0,82da 8 28 28 8 8 28
28valor -2,90 31,20 348,89 371,16 1,060 84,52 110,43 0,84da 1 31 31
9 9 31 31valor -2,37 31,99 348,00 371,16 1,060 85,16 110,98 0,89da
1 30 30 19 19 30 30valor -1,58 32,88 346,98 371,16 1,060 85,88
111,60 0,97da 1 31 31 4 4 31 31valor -0,69 33,59 346,17 371,16
1,060 86,46 112,10 1,04da 1 30 30 11 11 30 30valor 0,01 33,97
345,74 371,16 1,060 86,77 112,37 1,10da 1 31 31 12 12 31 31valor
0,29 34,00 345,71 371,16 1,060 86,79 112,39 1,11da 31 10 10 10 10
10 10valor -0,21 33,88 345,85 371,16 1,060 86,69 112,30 1,08da 30 1
1 8 8 1 1valor -1,03 33,36 346,44 371,16 1,060 86,27 111,94 1,02da
31 1 1 9 9 1 1valor -1,89 32,54 347,37 371,16 1,060 85,61 111,37
0,94da 30 1 1 16 16 1 1valor -2,62 31,68 348,35 371,16 1,060 84,91
110,76 0,87da 31 1 1 1 1 1 1Sobrecarga Envejec.min mx min mx mxima
top oil hot spot relativovalor -3,00 34,00 345,71 371,16 1,060
86,79 112,39 0,96da 8 10 10 11 11 10 10mes Febrero Agosto Agosto
Junio Junio Agosto AgostoCOMPROBACIN DE LA POTENCIA DEL
TRANSFORMADOR PRINCIPAL (SEGN IEC 60076-7)RESULTADOS
OBTENIDOSResumen mensualMesTemp. Ambiente (C) Produccin (MVA) Temp.
Mxima
(C)EneroFebreroMarzoAbrilMayoJunioJulioAgostoSeptiembreOctubreNoviembreDiciembreResumen
anualTemp. Ambiente (C) Produccin (MVA) Temp. Mxima (C)
97Transformador onaf con un tiempo de integracin de 0,01 POTRA
rev.2 Nombre fichero :POTRA revisin 2 1/2Fecha :
06/05/2008CENTRAL:C.T.C.C. GRANADILLA GRUPO VAPORCOMPROBACIN DE LA
POTENCIA DEL TRANSFORMADOR PRINCIPAL (SEGN IEC 60076-7) EN RGIMEN
PERMANENTEDATOS DE PARTIDA:1- Caractersticas del
Transformador:Smbolo Valor UnidadMtodo de refrigeracin (ONAN/ONAF)
-- onaf --Potencia nominal: St,r 350 MVAExponente del aceite: x
0,8Exponente de los devanados: y 1,3Relacin de prdidas: R
6Constante de tiempo del aceite: tau 2,5 horasSalto trmico punto
caliente sobre capa superior aceite: H*gr 26 CTemperatura nominal
punto ms caliente: Ths,r 98 CTemperatura ambiente nominal: Ta,r 20
CCalentamiento nominal capa superior aceite: Cos,r 52
CCalentamiento medio nominal del aceite: Com,r 43 CCalentamiento
nominal del aceite del fondo: Cof,r 34 C2- Valores lmite de
funcionamiento (para ciclos de carga normales):Sobrecarga: K* 1,3
p.u.Temperatura capa superior aceite: Tos* 105 CTemperatura punto
ms caliente devanados: Ths* 120 C3- Temperaturas ambiente:Media
anual: Ta,m 15,5 CMxima absoluta anual: Ta,x 34 CMedia de las
mximas diarias del mes ms caluroso: Ta,hmx 23,6 CMedia diaria del
mes ms caluroso: Ta,hm 17,2 CMnima absoluta anual: Ta,n -3
CAmplitud de la variacin anual: A 1,7 C A = Ta,hm - Ta,mAmplitud de
la variacin diaria (para clc. envej.): B 6,4 C B = Ta,hmx -
Ta,hmAmplitud de la variacin diaria (para clc. Ths): Bm 16,8 C Bm =
Ta,x - Ta,hmDa ms caluroso del ao: DX 222Hora ms calurosa del da:
TX 144- Caractersticas del generador:Potencia nominal del
generador: Sg,r 381 MVAFactor de potencia nominal: PF 0,8Tipo de
combustible: Gas natural5- Tabla de produccin de la turbina en
funcin de la temperatura:Coef. Segur.: 1,00Ta(C) P (MW) Sturb (MVA)
P (MW) Sturb (MVA)Ta1 -3 293,66 367,1 293,7 367,1Ta2 11,6 296,93
371,2 296,9 371,16Ta3 34 276,57 345,7 276,6 345,76- Calent. aceite
superior del ltimo da de Diciembre del ao anterior 48,515
55,568Coeficientes de la funcin de interpolacin para el clculo de
la potencia a partir dela temperatura ambiente :si Ta=Ta2a =
0,27996575 a' = -1,13616071b = 367,914897 b' = 384,341964Ejemplo :
Ta = 32,88 CSg = 346,985 MVAOBSERVACIONES1 Para obtener los
resultados delENVEJECIMIENTO basta con rellenar los datos de la
hoja " Datos de partida"marcados en azul.A continuacin deben
pulsarse las teclas "CTRL + R "para que se efecte la " macro"de
clculo. 98POTRA rev.2 Nombre fichero :POTRA revisin 2 2/2Fecha :
06/05/2008CENTRAL:C.T.C.C. GRANADILLA GRUPO VAPORSobrecarga
Envejec.min mx min mx mxima top oil hot spot relativovalor -2,98
30,96 349,17 371,16 1,060 83,89 109,83 0,82da 31 1 1 28 28 2 2valor
-3,00 30,69 349,47 371,16 1,060 83,70 109,66 0,81da 8 28 28 20 20
28 28valor -2,90 31,20 348,89 371,16 1,060 84,10 110,01 0,83da 1 31
31 29 29 31 31valor -2,37 31,99 348,00 371,16 1,060 84,72 110,54
0,89da 1 30 30 9 9 30 30valor -1,58 32,88 346,98 371,16 1,060 85,42
111,15 0,96da 1 31 31 10 10 31 31valor -0,69 33,59 346,17 371,16
1,060 85,99 111,63 1,03da 1 30 30 11 11 30 30valor 0,01 33,97
345,74 371,16 1,060 86,29 111,89 1,09da 1 31 31 7 7 31 31valor 0,29
34,00 345,71 371,16 1,060 86,31 111,91 1,10da 31 10 10 22 22 10
10valor -0,21 33,88 345,85 371,16 1,060 86,21 111,82 1,07da 30 1 1
13 13 1 1valor -1,03 33,36 346,44 371,16 1,060 85,80 111,47 1,01da
31 1 1 9 9 1 1valor -1,89 32,54 347,37 371,16 1,060 85,16 110,92
0,93da 30 1 1 10 10 1 1valor -2,62 31,68 348,35 371,16 1,060 84,48
110,33 0,86da 31 1 1 11 11 1 1Sobrecarga Envejec.min mx min mx
mxima top oil hot spot relativovalor -3,00 34,00 345,71 371,16
1,060 86,31 111,91 0,95da 8 10 10 11 11 10 10mes Febrero Agosto
Agosto Junio Junio Agosto AgostoCOMPROBACIN DE LA POTENCIA DEL
TRANSFORMADOR PRINCIPAL (SEGN IEC 60076-7)RESULTADOS
OBTENIDOSResumen mensualMesTemp. Ambiente (C) Produccin (MVA) Temp.
Mxima
(C)EneroFebreroMarzoAbrilMayoJunioJulioAgostoSeptiembreOctubreNoviembreDiciembreResumen
anualTemp. Ambiente (C) Produccin (MVA) Temp. Mxima (C)
99Transformador onaf con un tiempo de integracin de 0,05 POTRA
rev.2 Nombre fichero :POTRA revisin 2 1/2Fecha :
06/05/2008CENTRAL:C.T.C.C. GRANADILLA GRUPO VAPORCOMPROBACIN DE LA
POTENCIA DEL TRANSFORMADOR PRINCIPAL (SEGN IEC 60076-7) EN RGIMEN
PERMANENTEDATOS DE PARTIDA:1- Caractersticas del
Transformador:Smbolo Valor UnidadMtodo de refrigeracin (ONAN/ONAF)
-- onaf --Potencia nominal: St,r 350 MVAExponente del aceite: x
0,8Exponente de los devanados: y 1,3Relacin de prdidas: R
6Constante de tiempo del aceite: tau 2,5 horasSalto trmico punto
caliente sobre capa superior aceite: H*gr 26 CTemperatura nominal
punto ms caliente: Ths,r 98 CTemperatura ambiente nominal: Ta,r 20
CCalentamiento nominal capa superior aceite: Cos,r 52
CCalentamiento medio nominal del aceite: Com,r 43 CCalentamiento
nominal del aceite del fondo: Cof,r 34 C2- Valores lmite de
funcionamiento (para ciclos de carga normales):Sobrecarga: K* 1,3
p.u.Temperatura capa superior aceite: Tos* 105 CTemperatura punto
ms caliente devanados: Ths* 120 C3- Temperaturas ambiente:Media
anual: Ta,m 15,5 CMxima absoluta anual: Ta,x 34 CMedia de las
mximas diarias del mes ms caluroso: Ta,hmx 23,6 CMedia diaria del
mes ms caluroso: Ta,hm 17,2 CMnima absoluta anual: Ta,n -3
CAmplitud de la variacin anual: A 1,7 C A = Ta,hm - Ta,mAmplitud de
la variacin diaria (para clc. envej.): B 6,4 C B = Ta,hmx -
Ta,hmAmplitud de la variacin diaria (para clc. Ths): Bm 16,8 C Bm =
Ta,x - Ta,hmDa ms caluroso del ao: DX 222Hora ms calurosa del da:
TX 144- Caractersticas del generador:Potencia nominal del
generador: Sg,r 381 MVAFactor de potencia nominal: PF 0,8Tipo de
combustible: Gas natural5- Tabla de produccin de la turbina en
funcin de la temperatura:Coef. Segur.: 1,00Ta(C) P (MW) Sturb (MVA)
P (MW) Sturb (MVA)Ta1 -3 293,66 367,1 293,7 367,1Ta2 11,6 296,93
371,2 296,9 371,16Ta3 34 276,57 345,7 276,6 345,76- Calent. aceite
superior del ltimo da de Diciembre del ao anterior 48,515
55,568Coeficientes de la funcin de interpolacin para el clculo de
la potencia a partir dela temperatura ambiente :si Ta=Ta2a =
0,27996575 a' = -1,13616071b = 367,914897 b' = 384,341964Ejemplo :
Ta = 32,88 CSg = 346,985 MVAOBSERVACIONES1 Para obtener los
resultados delENVEJECIMIENTO basta con rellenar los datos de la
hoja " Datos de partida"marcados en azul.A continuacin deben
pulsarse las teclas "CTRL + R "para que se efecte la " macro"de
clculo. 100POTRA rev.2 Nombre fichero :POTRA revisin 2 2/2Fecha :
06/05/2008CENTRAL:C.T.C.C. GRANADILLA GRUPO VAPORSobrecarga
Envejec.min mx min mx mxima top oil hot spot relativovalor -2,98
30,96 349,17 371,16 1,060 83,88 109,82 0,82da 31 1 1 11 11 2 2valor
-3,00 30,69 349,47 371,15 1,060 83,69 109,65 0,81da 8 28 28 8 8 28
28valor -2,90 31,20 348,89 371,16 1,060 84,09 110,00 0,83da 1 31 31
9 9 31 31valor -2,37 31,99 348,00 371,16 1,060 84,71 110,53 0,89da
1 30 30 19 19 30 30valor -1,58 32,88 346,98 371,16 1,060 85,41
111,14 0,96da 1 31 31 4 4 31 31valor -0,69 33,59 346,17 371,16
1,060 85,98 111,62 1,03da 1 30 30 11 11 30 30valor 0,01 33,97
345,74 371,16 1,060 86,28 111,88 1,09da 1 31 31 12 12 31 31valor
0,29 34,00 345,71 371,16 1,060 86,30 111,90 1,10da 31 10 10 10 10
10 10valor -0,21 33,88 345,85 371,16 1,060 86,20 111,81 1,07da 30 1
1 8 8 1 1valor -1,03 33,36 346,44 371,16 1,060 85,79 111,46 1,01da
31 1 1 9 9 1 1valor -1,89 32,54 347,37 371,16 1,060 85,15 110,91
0,93da 30 1 1 16 16 1 1valor -2,62 31,68 348,35 371,16 1,060 84,47
110,32 0,86da 31 1 1 1 1 1 1Sobrecarga Envejec.min mx min mx mxima
top oil hot spot relativovalor -3,00 34,00 345,71 371,16 1,060
86,30 111,90 0,95da 8 10 10 11 11 10 10mes Febrero Agosto Agosto
Junio Junio Agosto AgostoCOMPROBACIN DE LA POTENCIA DEL
TRANSFORMADOR PRINCIPAL (SEGN IEC 60076-7)RESULTADOS
OBTENIDOSResumen mensualMesTemp. Ambiente (C) Produccin (MVA) Temp.
Mxima
(C)EneroFebreroMarzoAbrilMayoJunioJulioAgostoSeptiembreOctubreNoviembreDiciembreResumen
anualTemp. Ambiente (C) Produccin (MVA) Temp. Mxima (C)
101Transformador of con un tiempo de integracin de 0,01 POTRA rev.2
Nombre fichero :POTRA revisin 2 1/2Fecha :
06/05/2008CENTRAL:C.T.C.C. GRANADILLA GRUPO VAPORCOMPROBACIN DE LA
POTENCIA DEL TRANSFORMADOR PRINCIPAL (SEGN IEC 60076-7) EN RGIMEN
PERMANENTEDATOS DE PARTIDA:1- Caractersticas del
Transformador:Smbolo Valor UnidadMtodo de refrigeracin (ONAN/ONAF)
-- of --Potencia nominal: St,r 350 MVAExponente del aceite: x
1Exponente de los devanados: y 1,3Relacin de prdidas: R 6Constante
de tiempo del aceite: tau 1,5 horasSalto trmico punto caliente
sobre capa superior aceite: H*gr 22 CTemperatura nominal punto ms
caliente: Ths,r 98 CTemperatura ambiente nominal: Ta,r 20
CCalentamiento nominal capa superior aceite: Cos,r 56
CCalentamiento medio nominal del aceite: Com,r 46 CCalentamiento
nominal del aceite del fondo: Cof,r 36 C2- Valores lmite de
funcionamiento (para ciclos de carga normales):Sobrecarga: K* 1,3
p.u.Temperatura capa superior aceite: Tos* 105 CTemperatura punto
ms caliente devanados: Ths* 120 C3- Temperaturas ambiente:Media
anual: Ta,m 15,5 CMxima absoluta anual: Ta,x 34 CMedia de las
mximas diarias del mes ms caluroso: Ta,hmx 23,6 CMedia diaria del
mes ms caluroso: Ta,hm 17,2 CMnima absoluta anual: Ta,n -3
CAmplitud de la variacin anual: A 1,7 C A = Ta,hm - Ta,mAmplitud de
la variacin diaria (para clc. envej.): B 6,4 C B = Ta,hmx -
Ta,hmAmplitud de la variacin diaria (para clc. Ths): Bm 16,8 C Bm =
Ta,x - Ta,hmDa ms caluroso del ao: DX 222Hora ms calurosa del da:
TX 144- Caractersticas del generador:Potencia nominal del
generador: Sg,r 381 MVAFactor de potencia nominal: PF 0,8Tipo de
combustible: Gas natural5- Tabla de produccin de la turbina en
funcin de la temperatura:Coef. Segur.: 1,00Ta(C) P (MW) Sturb (MVA)
P (MW) Sturb (MVA)Ta1 -3 293,66 367,1 293,7 367,1Ta2 11,6 296,93
371,2 296,9 371,16Ta3 34 276,57 345,7 276,6 345,76- Calent. aceite
superior del ltimo da de Diciembre del ao anterior 48,515
61,040Coeficientes de la funcin de interpolacin para el clculo de
la potencia a partir dela temperatura ambiente :si Ta=Ta2a =
0,27996575 a' = -1,13616071b = 367,914897 b' = 384,341964Ejemplo :
Ta = 32,88 CSg = 346,985 MVAOBSERVACIONES1 Para obtener los
resultados delENVEJECIMIENTO basta con rellenar los datos de la
hoja " Datos de partida"marcados en azul.A continuacin deben
pulsarse las teclas "CTRL + R "para que se efecte la " macro"de
clculo. 102POTRA rev.2 Nombre fichero :POTRA revisin 2 2/2Fecha :
06/05/2008CENTRAL:C.T.C.C. GRANADILLA GRUPO VAPORSobrecarga
Envejec.min mx min mx mxima top oil hot spot relativovalor -2,98
30,96 349,17 371,16 1,060 87,53 109,48 0,88da 31 1 1 28 28 1 1valor
-3,00 30,69 349,47 371,16 1,060 87,35 109,32 0,87da 8 28 28 20 20
28 28valor -2,90 31,20 348,89 371,16 1,060 87,70 109,63 0,89da 1 31
31 29 29 31 31valor -2,37 31,99 348,00 371,16 1,060 88,24 110,10
0,95da 1 30 30 9 9 30 30valor -1,58 32,88 346,98 371,16 1,060 88,86
110,63 1,02da 1 31 31 10 10 31 31valor -0,69 33,59 346,17 371,16
1,060 89,36 111,06 1,10da 1 30 30 11 11 30 30valor 0,01 33,97
345,74 371,16 1,060 89,62 111,29 1,15da 1 31 31 7 7 31 31valor 0,29
34,00 345,71 371,16 1,060 89,64 111,31 1,17da 31 10 10 22 22 10
10valor -0,21 33,88 345,85 371,16 1,060 89,55 111,23 1,14da 30 1 1
13 13 1 1valor -1,03 33,36 346,44 371,16 1,060 89,20 110,92 1,07da
31 1 1 9 9 1 1valor -1,89 32,54 347,37 371,16 1,060 88,63 110,43
0,99da 30 1 1 10 10 1 1valor -2,62 31,68 348,35 371,16 1,060 88,03
109,91 0,92da 31 1 1 11 11 1 1Sobrecarga Envejec.min mx min mx
mxima top oil hot spot relativovalor -3,00 34,00 345,71 371,16
1,060 89,64 111,31 1,01da 8 10 10 11 11 10 10mes Febrero Agosto
Agosto Junio Junio Agosto AgostoCOMPROBACIN DE LA POTENCIA DEL
TRAN