| Date post: | 03-Nov-2015 |
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EMPRESA NACIONAL DE ENERGA ELCTRICA SUBGERENCIA NOROCCIDENTAL
DEPARTAMENTO DE DISTRIBUCIN
Informe De Visita Tcnica Realizada A Fbrica De Transformadores
Dyersburg, Tennessee
Presentado por:
Ing. Marco Tulio Orellana
San Pedro Sula, Honduras Diciembre, 2000
Informe Transformadores ERMCO 2
ANTECEDENTES
Electric Research and Manufacturing Cooperative, Inc. (ERMCO), una subsidiaria de a Arkansas Electric Cooperative, Inc. (AECI), es una empresa fabricante de transformadores, localizada en Dyersburg, Tennessee. Las instalaciones estn certificadas con el Estndar de Calidad ISO-9001.
A finales de 1998, ERMCO adquiri la Divisin de Componentes de General Electric, la cual consiste en variados componentes de transformadores, vendidos principalmente en el mercado de Fabricantes Originales de Equipo (OEM). ERMCO Components Inc. (ECI) est localizada en Greeneville, Tennessee, y sus instalaciones estn certificadas con el Estndar de Calidad ISO-9002.
ERMCO es una de los ms grandes fabricantes de transformadores de distribucin monofsicos en los Estados Unidos. La actual planta de transformadores monofsicos tiene una capacidad que sobrepasa los 800 transformadores diarios, lo cual significa que las instalaciones de Dyersburg se encuentran entre las dos o tres plantas ms grandes en Norte Amrica.
Planta de transformadores de tipo poste en Dyersburg, Tennessee
ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD ERMCO alcanz la certificacin de calidad ISO-9001 para la planta de transformadores monofsicos en 1996.
Dentro de la fbrica, el control de calidad incluye un sistema de supervisin individual por parte de los operarios, de acuerdo a los criterios establecidos por el Departamento de Aseguramiento de la Calidad e Ingeniera de Diseo. Adicionalmente a las supervisiones individuales, existen supervisiones obligatorias por parte de los inspectores de Aseguramiento de Calidad (AC).
Informe Transformadores ERMCO 3
Certificado de Calidad ISO9001
Informe Transformadores ERMCO 4
TRANSFORMADOR DE DISTRIBUCIN MONOFSICO PARA POSTE
Los transformadores monofsicos de distribucin tipo poste, son diseados y construidos de acuerdo a los estndares de la ANSI (American National Standard Institute)1. Todos los transformadores son llenados con aceite a 65 C, y diseados para condiciones normales de uso de acuerdo a la norma ANSI C57.12.00
TANQUES Las abrazaderas y orejas de los transformadores, son soldadas completamente para aadir fuerza y proteccin contra la corrosin. Las orejas de suspensin tienen un factor de seguridad de 5X, lo que permite su utilizacin para suspender el transformador desde su paleta. El fondo del tanque es ahuecado dentro del cilindro del tanque, y soldado desde la base para mayor proteccin contra la corrosin.
Soldado de terminales externas de aterrizaje
El proceso de pintado de los tanques se realiza con pintura en polvo, la cual es aplicada mediante pistolas a presin operadas con servomecanismos. Adems, se cuenta con la aplicacin manual de pintura en lugares que debido a su ubicacin, podran ser omitidos por las pistolas automticas. Esta pintura se derrite y adhiere a la superficie del tanque, en los hornos diseados para tal efecto, y la capa de pintura terminada es medida posteriormente como revisin de calidad; los estndares exigen un mnimo de 3 mils2, pero en inspecciones realizadas en el sitio, se comprob que el valor real supera hasta en un 150% la norma.
1 La ANSI es el organismo que controla los varios estndares de la industria, as como los
procesos por cuales son sustentados. La ANSI supervisa muchos estndares diferentes, por lo que tiene comits responsables para los variados estndares.
2 1 mil = 0.001 pulg.
Informe Transformadores ERMCO 5
PROTECCIN CONTRA LA CORROSIN El acabado de pintura excede los requerimientos de la norma ANSI C57.12.31 1996, incluyendo el impacto a 160 lb.-pulg., 2000 horas de rociado de sal, 1000 horas a exposicin de rayos Ultravioleta. Todas las bandas de sujecin son no-corrosivas.
Aplicacin manual de pintura
Aplicacin automatizada de pintura
Informe Transformadores ERMCO 6
Ing. Marco Tulio Orellana en la seccin de construccin de tanques
NCLEOS Los ncleos ERMCO son diseados para baja corriente de excitacin y bajas prdidas para permitir un bajo costo de operacin, utilizando uno de varios grados de alta calidad de acero al silicio.
El acero se corta y enrolla en un toroide con el equipo ms avanzado en materia de control con microprocesadores. Un modelo de traslape, mantiene las prdidas ms bajas posibles. En todos los ncleos son probadas las prdidas, como parte del procedimiento de inspeccin de calidad.
EMBOBINADOS Todos los embobinados ERMCO son diseados para que pasen la prueba de impulso ANSI un grado BIL ms que los estndares requieren. Los transformadores con derivaciones (taps) son enrollados en dos secciones con derivaciones en ambas, para obtener el mejor balance magntico de los devanados.
Los embobinados ERMCO son enrollados en un diseo bajo-alto-bajo voltaje, en formas rectangulares en capas concntricas. Para rigidez dielctrica, cada capa est aislada con papel aislante a 65C. El papel es revestido con un epoxy adhesivo en diseo diamante. Se colocan estratgicamente ductos de aceite en los embobinados para proveer enfriamiento ptimo necesario para prolongar la vida del transformador. Los ductos de aceite ERMCO son rectangulares para proporcionar una superficie plana contra el aislamiento de la capa, eliminando presin en el embobinado que puede ser causado por ductos redondos.
Informe Transformadores ERMCO 7
El embobinado de bajo voltaje es hecho con hojas anchas de conductor para proporcionar la mayor fuerza de corto circuito. Los bordes del conductor son condicionados durante el proceso de arrollado para eliminar rebabas que podran cortar el aislamiento de las capas.
El conductor de alto voltaje es un cable con una pelcula de revestimiento para aislar el voltaje de vuelta-vuelta. Esta pelcula de aislamiento cumple con rigurosas normas NEMA y puede resistir voltajes cientos de veces mayores que el voltaje normal de operacin. Los extremos del devanado de alto voltaje tienen aislamiento extra para proteccin contra sobrevoltajes inducidos por descargas secundarias (rayos).
Ncleos acabados. Las bandas de sujecin son
no-corrosivas
Primera capa interna de bajo voltaje. Ntese el
papel con epoxy de diseo diamante
Informe Transformadores ERMCO 8
Los embobinados son sometidos controladamente a corrientes para elevar su temperatura y que el papel epoxy entre las capas se selle. Al mismo tiempo se
aplica presin para reducir los espacios vacos entre las
capas y obtener su configuracin final
Al final del proceso, los embobinados son
etiquetados con todas las especificaciones de
elaboracin.
Informe Transformadores ERMCO 9
MONTAJE DE NCLEO / EMBOBINADOS El diseo es de tipo concha, el cual consiste en dos bucles de ncleo enrollados sobre un embobinado simple. Los ncleos son de un diseo traslapado asegurado en un marco rgido que previene la presin o tensin en las lminas de acero y as mantiene las prdidas bajas durante la vida del transformador. Las terminales de bajo voltaje son de una aleacin de aluminio en su longitud completa, en vez de una terminal dura de bajo costo en el extremo del bushing. Las terminales de alto voltaje que salen del embobinado son de cobre trenzado que no fatigar y romper durante el transporte o debido a vibraciones normales de operacin.
Proceso de armado del ncleo dentro del embobinado.
Para prevenir el dao accidental del embobinado durante la separacin de la tapa, las terminales tanto del bushing, como del embobinado, estn sujetas a un bloque terminal rgido. El montaje del ncleo / embobinado es asegurado en el tanque en tres puntos, para prevenir el dao debido a manejo brusco durante el transporte.
BUSHINGS Los bushings de alto voltaje son de porcelana. Los bushings de bajo voltaje son de porcelana o de polmero (polister). El terminal estndar es de ojo de tuerca para todos los bushings de alto y bajo voltaje para transformadores de 100 kVA y menores. Todos los bushings son asegurados con tuercas para presin uniforme y apretados con llaves de torque para operacin a prueba de fugas. Todos los sellos son de hule nitrilo para una vida duradera.
Informe Transformadores ERMCO 10
Vista superior de bushings secundarios y cambiador de derivaciones (taps)
EFICIENCIA Y PRDIDAS El Departamento de Ingeniera de ERMCO posee la tecnologa para el diseo ptimo de los transformadores, de acuerdo a las especificaciones requeridas por el cliente, incluyendo las prdidas en devanados y ncleo.
En la pgina se presenta una hoja de resultados de un diseo de transformador de 25 kVA en 19,920V-120/240V, con prdidas mximas aceptables de 73W y 240W en el ncleo y devanado respectivamente. De acuerdo a la hoja de diseo, el nivel de prdidas esperado es de 70.5W en el ncleo y 219.1W en el devanado, 3.97% y 8.71% por debajo de las prdidas requeridas por ENEE.
Tambin se presenta un reporte resumen de prdidas en ncleos, en el cual se observa que la diferencia entre el nivel de prdidas diseadas contra el nivel de prdidas medidas es del 1.4% por encima, en una muestra que representa el 0.2% del total de los transformadores probados. El resto de las muestras estn por debajo del nivel de prdidas del diseo, en porcentajes desde el 0.2% al 2.2%.
PRUEBAS DE LABORATORIO Todas las pruebas elctricas son realizadas de acuerdo con los estndares ANSI. Tambin se realizan muchas otras pruebas para propsitos de control como ser: Prdidas de bucle del ncleo, dielctrico del aceite, y tres pruebas separadas de fugas de aceite.
Se anexa la descripcin original de los procedimientos de pruebas realizados, as como el procedimiento a seguir cuando una unidad no cumple con las especificaciones requeridas. Estas pruebas son realizadas de acuerdo a los procedimientos usuales en el laboratorio electromecnico de ENEE, para las pruebas que aplican.
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Hoja de diseo de embobinado con requerimientos de prdidas
Informe Transformadores ERMCO 12
De acuerdo a las normas del estndar de calidad ISO9001, todas las unidades se prueban para medir las prdidas sin carga y a plena carga. Las unidades que no cumplan con las especificaciones del cliente son descartadas de su envo.
El procedimiento para pruebas de prdidas es similar al realizado por ENEE en su laboratorio. Cada transformador dispone de un reporte de prdidas, as como los parmetros elctricos de su realizacin y sus observaciones de acuerdo a los lmites requeridos. En la prueba de prdidas realizadas a un transformador al azar, se puede ver el reporte impreso en la computadora del laboratorio de pruebas.
Terminal del laboratorio de pruebas de prdidas
Hoja de resultados de pruebas de prdidas
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Pantalla de comentarios de acuerdo a los resultados de las pruebas de prdidas
Comparacin de prdidas diseadas con prdidas medidas en laboratorio
Prdidas de diseo
Prdidas medidas
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Procedimiento de Pruebas.- Descripcin de Pruebas Elctricas Finales
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Procedimiento de Pruebas.- Descripcin de Pruebas Elctricas Finales
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Procedimiento de Pruebas.- Descripcin de Pruebas Elctricas Finales
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los transformadores fabricados por ERMCO, cuentan con el respaldo de la Certificacin de Norma ISO9001, lo cual justifica la calidad de produccin de acuerdo a los estndares de diseo.
ERMCO cuenta con la tecnologa necesaria para el diseo y fabricacin de transformadores de bajas prdidas y alta eficiencia, de acuerdo a los requerimientos de cada cliente.
Los estndares de aseguramiento de calidad (ISO9001) certifican que cada transformador entregado al cliente cuenta con las especificaciones de prdidas solicitadas. A diferencia con otros proveedores que certifican lotes de transformadores, ERMCO certifica cada transformador individualmente.
El tratamiento de la pintura de los tanques de los transformadores es adecuado para las condiciones de humedad comunes en Honduras, as como para las condiciones de salinidad existentes en los poblados costeros.
La construccin de los embobinados y ncleo del transformador garantiza que se alcancen los niveles de prdidas establecidos en los requerimientos de los clientes y en el diseo de ingeniera.
Las pruebas realizadas a los transformadores son realizadas en una etapa intermedia de fabricacin, as como en la etapa final de acabado. Esto certifica el cumplimiento de los estndares tanto de prdidas como de operacin del transformador.
Las pruebas realizadas en el laboratorio de ERMCO son similares a las realizadas en los laboratorios de ENEE, de manera que sus resultados son aceptables como primera instancia, debindose comprobar posteriormente los valores que las pruebas de ERMCO registren.
En general, los transformadores ERMCO cumplen con los estndares de fabricacin exigidos por ENEE, as como las pruebas realizadas antes de su entrega. El estndar de calidad ISO9001 garantiza que el producto entregado es fabricado de acuerdo a las especificaciones establecidas, por lo que la incorporacin de los transformadores ERMCO al actual sistema elctrico de distribucin contribuiran al mejor desempeo y confiabilidad de la red, as como en la disminucin de prdidas tcnicas en las lneas de distribucin.
