Reactores de potencia Transmisión de potencia con una buena relación coste-eficacia

ABB Power Transmission

Los elementos separadores de cerámica (esteatita) garantizan la rigidez de la columna para un bajo nivel sonoro.

Desde 1970, ABB Transformers ha entregado más de 500 reactores de potencia en todo el mundo, y las primeras unidades siguen aún en servicio.

Líder mundial ABB Transformers, que forma parte del grupo global de ingeniería eléctrica ABB, lidera en reactores de potencia de alta o extra alta tensión. Su dedicación incondicional a la calidad y la excelencia técnica ha generado una excepcional fidelidad de los clientes. Desde el lanzamiento del innovador reactor de potencia de núcleo con entrehierros a finales de la década de 1960, ABB Transformers ha entregado más de 500 unidades a más de 40 países diferentes. Las entregas cubren la gama completa de productos para sistemas de transmisión de alta tensión, incluyendo la gama de 800 kV, desde unidades trifásicas de 10 a 250 Mvar hasta unidades monofásicas diseñadas para más de 100 Mvar. La combinación de experiencia y conocimientos únicos, tecnología punta y una insuperable pericia de fabricación convierten a ABB Transformers en la elección natural, desde las unidades individuales hasta los grandes pedidos de reactores de potencia que plantean los más grandes retos. Tradición local Partiendo de una tradición centenaria sueca de destreza manual e innovación técnica, ABB Transformers, basada en Ludvika, ha alcanzado fama mundial como centro de excelencia en el campo de los reactores de potencia. Como Centro de Transmisión de Potencia para todo el Grupo, las instalaciones de ABB en Ludvika tienen una plantilla de 2.600 empleados altamente especializados. ABB Transformers es líder mundial como proveedor de transformadores de potencia y reactores, y el mayor proveedor de reactores de potencia de alta tensión.

Reactor de potencia trifásico.

Reactor de potencia monofásico.

3

El reactor absorbe la potencia capacitiva generada en las líneas de tensión largas.

Reactores de potencia para control de tensión en sistemas de transmisión Los reactores de potencia son el medio más compacto y de mejor relación coste-eficacia para compensar la generación capacitiva en líneas de alta tensión de transmisión larga o en sistemas de cables de gran longitud. Las soluciones alternativas son más costosas, se traducen en mayores pérdidas, requieren más equipos y exigen recursos adicionales. Usados en servicio permanente para estabilizar la transmisión de potencia, o conectados solamente en condiciones de carga ligera para control de tensión, los reactores de potencia combinan alta eficacia con bajos costes de ciclo de vida para reducir los costes de transmisión y aumentar los beneficios.

Cada diseño se adapta a las necesidades del cliente.

Diseño y construcción a medida El diseño y la fabricación de los reactores de potencia exigen ingeniería avanzada, mano de obra de alta calidad y un excepcional grado de limpieza en el taller. Cada reactor de potencia del tipo de núcleo es único, diseñado y construido en estrecha colaboración con el cliente. Aunque el aspecto sea similar al de un transformador de potencia en diseño y aislamiento del devanado – para optimizar la fiabilidad y la relación costeeficacia, y minimizar los costes de ciclo de vida – las corrientes de entrada, la linealidad, la generación de armónicas y la simetría entre fases son muy distintas. Calidad, destreza manual y tradición Con una inusual combinación de tecnología punta y destreza individual, cada reactor de potencia se diseña según las especificaciones del cliente, con un núcleo de entrehierros, y lo fabrican un grupo de especialistas cuya pericia está basada en una larga tradición sueca. No se admiten compromisos. Nuestros reactores tienen que soportar frío y calor intenso, rayos y terremotos, además de violentas fluctuaciones de la tensión. Las pruebas exhaustivas en nuestros laboratorios de tecnología punta garantizan que, una vez instalados en la línea, no se saldrán de la raya.

El apilamiento preciso de las chapas del nucleo garantiza un bajo nivel de perdidas.

Asegurándose de que cada separador tenga la altura exactamente correcta reduce al mínimo el nivel de ruido.

Diseño adaptado al cliente Aplicando las más recientes técnicas de diseño computarizado, cada reactor de potencia es fruto de una colaboración creativa entre el equipo de proyecto y el cliente. Un avanzado software de ordenador proporciona conocimientos detallados del campo magnético, con objeto de optimizar los parámetros de diseño en áreas tales como cálculos de reactancia, pérdidas por corrientes parásitas, puntos calientes del devanado, resonancia, etcétera. Pero la diferencia estriba en el personal. Desde el diseño asistido por ordenador, pasando por el montaje en el taller, hasta la entrega, instalación y puesta en servicio, nuestra apuesta por la calidad es total.

El concepto de reactor ABB garantiza diseños con buena relación coste-eficacia para todas las tensiones, incluyendo las altas tensiones de transmisión actuales. Esto permite una conexión cercana entre la fuente de potencia reactiva y el reactor, eliminando la necesidad de un transformador intermedio.

El devanado es un arte que exige una larga experiencia.

Orientación radial de la laminación para bajas pérdidas por corrientes parásitas y un diseño de rigidez mecánica.

Corte de precisión El corazón de cada reactor es su núcleo. Nuestros núcleos están hechos de chapa de acero laminado radial de alta calidad, cortadas con una estrecha tolerancia de un cuarto de milímetro. Apiladas y unidas para formar un sólido elemento de núcleo Las chapas se apilan estrechamente para formar secciones de “cuña”, que se introducen en una base circular para formar un elemento de núcleo. El laminado radial impide la entrada del flujo en las superficies planas del acero del núcleo, eliminando las corrientes parásitas, el recalentamiento y los puntos calientes. Corazón de acero y pulmones de cerámica Los espaciadores de entrehierro de cerámica (esteatita) se pegan al cilindro del núcleo de acero con epoxy, para formar un elemento de núcleo cilíndrico. Los extremos superiores de los espaciadores han de tener exactamente la misma altura. Una vez pegados, son fresados en plano para garantizar una superficie uniforme antes de añadir el siguiente elemento de núcleo. Incluso en el mundo de tecnología punta de la transmisión de potencia, esto requiere destreza individual y un pie de rey.

Los elementos del núcleo se enganchan en una grúa...

Calidad rígida para un mínimo de resonancia Los elementos de núcleo se apilan y se pegan con epoxy para formar una columna con un elevado módulo de elasticidad, el “núcleo de entrehierros”. Como el campo magnético crea fuerzas intermitentes por todos los entrehierros que llegan a decenas de toneladas, los núcleos del reactor deberán ser sumamente rígidos para eliminar las vibraciones. Protección del núcleo Para impedir efectos marginales en los elementos de núcleo y minimizar las pérdidas por corrientes parásitas en el campo magnético, la columna del núcleo está envuelta con una pantalla electrostática. Ésta protege las láminas del núcleo contra los tensiones dieléctricas que puedan surgir en el devanado de alta tensión, eliminado el riesgo de descargas parciales en la superficie del núcleo.

...y se elevan a la posición exacta...

El devanado es un arte Nuestros devanados se hacen, literalmente, a mano. Se trata de una habilidad que requiere un largo aprendizaje, dado que la calidad y la precisión del devanado son esenciales para el rendimiento del reactor. Para las tensiones más altas, se dividen los devanados en dos circuitos paralelos, con terminal de línea en el centro, y dos extremos neutrales en las culatas superior e inferior. Los reactores de ABB pueden equiparse también fácilmente con un devanado secundario de carga limitada para la alimentación en las cercanías del reactor. Esta potencia auxiliar puede ser el suministro de potencia primaria o secundaria para el servicio de la estación en subestaciones situadas en lugares remotos.

Limpieza, destreza manual, precisión y herramientas especiales son elementos esenciales para conseguir resultados óptimos en la construcción de reactores de potencia.

...para formar las columnas. 7

Circuito especial para medición de linealidad, una importante propiedad con relación a la sobreexcitación.

Tecnología punta portátil Para unir los conductores del devanado se aplica la más avanzada tecnología de soldadura fuerte de alta frecuencia. Esta técnica de microondas elimina todos los riesgos de daños térmicos periféricos. El instrumento de soldar es portátil para flexibilidad óptima. Eliminación de la resonancia Es necesario diseñar la armadura de forma que su frecuencia natural y fundamental se encuentre por debajo de la frecuencia de excitación, que es el doble de la frecuencia eléctrica del sistema. El medio único de redistribución del flujo entre la culata y la columna permite construir la armadura del núcleo de forma que se elimine el riesgo de resonancia.

La soldadura de alta frecuencia (soldadura manual por microondas) mantiene el calor donde es necesario, en el punto de soldadura.

Construccion del sistema de aislamiento de barrera.

Aislamiento manual También el aislamiento de los cables de interconexión es un proceso manual, para acomodar el amplio abanico de formas y tamaños necesarios. Probados en fábrica para instalación sin problemas El laboratorio de ABB Transformers está perfectamente equipado para las pruebas a plena carga, incluyendo un transformador especial de ensayo para las pruebas trifásicas y de calentamiento, además de los equipos de pruebas para incluso las más altas tensiones y potencias Mvar nominales. El objeto de estas pruebas consiste en verificar la integridad y los criterios de rendimiento del reactor. Evalúan el comportamiento a plena carga y también cuando es sometido a sobretensiones que simulan las condiciones más extremas que pueden surgir debido a perturbaciones en la red. La medición precisa de las pérdidas presenta grandes exigencias, debido a que el componente de pérdida representa en varios aspectos una mera fracción de la potencia aparente del reactor: algo así como buscar una aguja en un pajar. Hace poco se efectuaron pruebas completas en un reactor monofásico de 133 Mvar y 800 kV en un sistema de 50 Hz. Se pueden realizar pruebas de ruido y vibraciones a petición del cliente. Siempre invitamos a los clientes a presenciar las pruebas. Los análisis de pruebas antisísmicas, se realizan en colaboración con ABB Corporate Research, Västerås, Suecia. Embalados con cuidado Una vez listo el equipo para el envío, el cliente puede confiar en la misma precisión e interés. El reactor llegará a tiempo, con la documentación completa y en perfectas condiciones.

Todos los reactores de potencia se prueban para que soporten las más duras condiciones de operación.

Un avanzado diseño del devanado, con una entrada central y una pantalla electrostática entre el núcleo y el devanado, nos permite construir reactores competitivos para las más altas tensiones.

Los reactores de potencia (unidades de 150 Mvar y 400 kV) contribuyen a la transmisión de potencia a larga distancia, desde el norte hasta el sur de Suecia (1.574 km).

Reactor de potencia, en servicio desde su instalación en 1974. Es una de tres unidades en la isla de Mallorca. Los reactores permiten la conexión por cable submarino con las islas circundantes. En TransEnergy, una división de Hydro-Québec (HQ), están más que satisfechos con sus compactos, silenciosos y fiables reactores 735 kV, construidos en general como unidades monofásicas de 55 o 110 Mvar.

“Nuestros reactores llevan 26 años en servicio sin problemas” Antonio Carrasco Cañadas, jefe de mantenimiento y servicio, GESA, Palma de Mallorca, España

Cliente GESA, proveedor de electricidad en las Islas Baleares, forma parte del grupo ENDESA, una de las compañías de electricidad más grandes de España. Mallorca tiene en la actualidad nada menos que 32 subestaciones. Una de ellas, en Cala Mesquida, en la costa noroeste, es diferente, ya que tiene reactores de potencia de ABB. ¿Por qué reactores de potencia? Antonio Carrasco Cañadas, de GESA, explica: “En los años 70, GESA decidió centralizar la producción de energía, enlazando por medio de un cable submarino de 40 kilómetros dos sistemas de generación de electricidad previamente separados. Los reactores de potencia de ABB ofrecían la mejor forma de compensar la potencia reactiva generada por el cable. ABB Transformers entregó un total de cinco unidades de 132 kV/30 Mvar que hoy, 26 años más tarde, siguen funcionando tan bien como el día en que se instalaron. Tres unidades están instaladas en Mallorca y las otras dos en Menorca”. Buena relación coste-eficacia “Estos reactores de potencia han permitido establecer una red de suministro de electricidad conjunta para las islas. La concentración de la generación de energia en una sola isla conserva recursos y eliminan la necesidad de una fuente de energía de reserva en Menorca. Y eso se traduce en una buena relación coste-eficacia”.

Los reactores de potencia de ABB permiten la conexión por cable entre las islas de Mallorca y Menorca.

10

¿Algún requerimiento especial? GESA exige que un proveedor de reactores de potencia satisfaga tres criterios claves: alta calidad, bajas pérdidas y un plazo de garantía razonable. El nivel de ruido sólo tiene importancia limitada, dado que los reactores de potencia de GESA se encuentran en ubicaciones rurales, alejados de las viviendas. Los buenos proveedores son los que nunca hace falta llamar Antonio Carrasco Cañadas, de GESA, observa también que ABB es un proveedor en el que se puede confiar para proporcionar cualquier asistencia y apoyo necesario, pero añade: “Bueno, aunque estos reactores de potencia llevan ya 26 años en servicio, nunca hemos tenido que pedir ayuda a ABB. Sólo necesitan un mínimo de mantenimiento: basta con cambiar el gel de sílice cuando haga falta. Una vez al año cerramos la subestación para un control de mantenimiento de 15 días, y ponemos en marcha el reactor de potencia que ha estado en reserva durante 12 meses. Esto nos permite efectuar la rotación continua de nuestros reactores de potencia, proporcionándoles periodos de ‘descanso’ regulares”. Supervivencia incorporada en el diseño El entorno de las islas, cálido, húmedo y salina, exige mucho de los reactores de potencia. El tratamiento superficial tiene que ser de la más alta calidad, y los reactores en Mallorca y Menorca han demostrado una gran resistencia a los elementos. Se diseñaron los pasatapas con linea de fuga prolongada, para evitar los riesgos planteados por un entorno salino. Veintiséis años de servicio sin problemas es la mejor referencia que podemos imaginarnos, y estamos seguros de que cualquiera estará de acuerdo con eso.

“Nuestros reactores de potencia de ABB funcionan muy bien y no han necesitado soporte técnico desde la puesta en servicio”, Sr. Wang Jinding, ingeniero jefe y asesor técnico, Beijing Power Supply Bureau, China

12

“Desde su instalación, los reactores han funcionado sin problemas. La verdad es que casi se nos ha olvidado que los tenemos”. Sr. Thorkil Thrane, B.Sc.E.E, Subestaciones, Eltra, Dinamarca

“Siempre recibimos el apoyo que necesitamos” Hans Lundin, Svenska Kraftnät Cliente Svenska Kraftnät/SVK (Red Nacional Eléctrica Sueca) fue formada en enero de 1992, con motivo de la reestructuración de Vattenfall (Dirección Nacional de Electricidad Sueca). Las raíces de SVK, instituto estatal con responsabilidad del sistema para una red nacional que cubre 15.000 kilómetros de líneas eléctricas y unas 150 subestaciones, se remontan a la fundación de Vattenfall, en 1909, el mismo año en que se inició la colaboración con ASEA, precursor de ABB. ¿Qué caracteriza a un buen proveedor? Hans Lundin, jefe de compras en Svenska Kraftnät, considera que una buena relación cliente-proveedor es algo casi orgánico: “Hace mucho tiempo que iniciamos nuestra relación con ABB para los reactores de potencia. Los reactores de potencia ofrecen la opción más económica para absorber la potencia reactiva. Hoy, a pesar de la competencia internacional creciente, ABB mantiene una estrecha relación con SVK y las demás compañías de electricidad“. Condiciones extremas “Las fluctuaciones de temperatura pueden ser extremas, cayendo hasta –50°C. Los equipos auxiliares, tales como los sistemas de refrigeración y las bombas, tienen que soportar largos periodos bajo cero durante el día, cuando los reactores de potencia suelen estar desconectados”. “Los reactores de potencia tienen que satisfacer una serie de requisitos medioambientales, incluyendo un bajo nivel de ruido. ABB ha tenido tal éxito en años recientes que estamos acostumbrados a recibir equipos con un nivel de ruido muy por debajo de nuestra especificación original”. Las pruebas exhaustivas son críticas “Los reactores de potencia tienen que funcionar sin problemas: un fallo de funcionamiento podría causar un problema serio. El equipo de pruebas del proveedor tiene que incorporar la más alta categoría y capacidad, para poder someter el reactor a condiciones de operación completamente realistas y a plena escala. Y tiene que utilizarlo personal muy bien preparado”. ¿Quiere decir esto que SVK es un cliente satisfecho? “¡Sin duda alguna! El gran número de reactores que hemos comprado a ABB en años recientes es una prueba bien patente. Sabemos que siempre podemos confiar en el apoyo de ABB, durante toda la vida de servicio de un reactor. Conocemos al personal, conocemos la tecnología, y confiamos en ambos”.

13

El transporte aéreo puede ser una opción viable en lugares remotos. Nos enorgullecemos de afirmar que podemos manejar cualquier tipo de transporte.

Conviértase en nuestro próximo cliente satisfecho Diríjase al representante local de ABB Mientras más completa sea su especificación, más rápidamente podremos responderle con cotización y fecha de entrega detalladas y precisas. Para especificar su reactor de potencia, deberá considerar los siguientes factores:

Potencia reactiva, Q Tensión nominal, U Máxima tensión de operación continua Nivel de aislamiento LI, SI (SS) Frecuencia, Hz Tensiones de ensayo de CA Calentamiento permisible para el aceite y el devanado (media mensual)

Criterios de nivel sonoro y linealidad, si se requiere Tipo de refrigeración, ventilador, bomba, radiadores Características periféricas, si se requiere Equipo de seguridad y monitorización Evaluación de pérdidas

Transporte El desplazamiento de un objeto del tamaño y peso de un reactor de potencia requiere planificación, experiencia y una red mundial de contactos. ABB tiene larga experiencia de la entrega de reactores por ferrocarril, camión, barco e incluso por avión, en todo el mundo. Nuestro personal experimentado, localmente y en Suecia, garantizará la rapidez y eficacia del proceso. Instalación Los ingenieros de instalación de ABB estarán en el lugar para supervisar la instalación y la puesta en marcha. Al llegar, prepararán el reactor, montando cuidadosamente todos los componentes desmontados para el tránsito, lo rellenarán de aceite y realizarán todas las pruebas necesarias in situ para garantizar una vida de servicio larga y sin problemas. El cliente puede elegir entre un acuerdo de supervisión o de instalación completa. Siempre que sea posible, los ingenieros asignados hablarán el idioma local. Formación Los operadores locales y el personal de servicio del cliente recibirán formación durante la instalación y la puesta en servicio in situ. Disponemos de programas completos de capacitación. Servicio Cada reactor de potencia se entrega con una garantía técnica y soporte posventa completo, incluyendo asistencia en el campo y el servicio posventa de ABB, de fama mundial, mediante oficinas locales, agentes y representantes en todo el mundo. Como proveedores para las mayores industrias de generación de energía, compartimos una responsabilidad de enorme importancia: mantener el flujo de la energía. Nuestros productos de calidad y nuestros ingenieros de servicio bien cualificados están dedicados a este objetivo.

15

Centro de energía en un idilio rural Una “larga” tradición A pesar de su reducida población, Suecia es un país grande y largo (1.574 km), con “largas” tradiciones, especialmente en transmisión de potencia. La concentración de capacidad hidroeléctrica en la mitad norte del país, el aumento de la demanda de energía en la industria y las grandes distancias entre los centros urbanos han convertido a Suecia en líder natural de la transmisión de potencia a grandes distancias. Ludvika, sede de ABB Transformers, puede seguir sus raíces industriales hasta la mitad del siglo XVI. Aunque se encuentra a 220 km de la capital, Gustav Wasa, visionario soberano del país en ese tiempo, consideró que su posición en el corazón del distrito minero de Suecia lo convertían en el lugar ideal para un molino triturador y una fundición de cañones. La minería en pequeña escala fue desarrollándose durante los dos siglos siguientes, siendo sustituida por nuevos métodos industriales en gran escala en el siglo XIX, con una próspera industria de mineral de hierro como resultado. A medida que crecía la industria minera, aumentaba también la necesidad de energía, conduciendo al desarrollo de una industria eléctrica local. Por ello, se estableció en 1900 Elektriska AB Magnet, predecesor de ABB Transformers. La empresa adquirió rápidamente una reputación de calidad e innovación. En las décadas de 1930 y 1940, quedó establecida como un centro de investigación y desarrollo, con el enfoque sobre la transmisión de potencia de alta tensión. Hoy, en calidad de Centro de Transmisión de Potencia para el grupo multinacional ABB, ABB Transformers goza de fama internacional como el principal fabricante de transformadores de potencia y reactores de potencia para las más elevadas potencias y tensiones. La exportación representa más del 90 por ciento de las ventas. A pesar de este dinamismo industrial y éxito comercial, Ludvika ha retenido el encanto de un entorno rural. Es una ciudad de unos 14.000 habitantes, rodeada por lagos y ríos, y cerca de las colinas y valles de la región de Dalecarlia. Es famosa por su rica y variada fauna (ciervos, castores y alces), buena pesca, esquí, lagos como espejos y, según parece, interminables rutas para recorrer a pie o en bicicleta – una cita indispensable para cualquier visitante a Suecia. Ludvika sigue liderando en tecnología innovadora para los sistemas de transmisión de potencia del futuro, para beneficio de tanto los clientes como el medio ambiente. No es nada extraño que la tecnología diseñada para beneficio de la industria y la naturaleza provenga de una fuente rural.

Venga y compruébelo usted mismo…

Un entorno verde y relajante fomenta la capacidad creativa del equipo de ABB Reactor.

17

Investigación y desarrollo En estrecha colaboración con otros centros de I+D por toda Europa, además de muchas universidades e institutos técnicos prestigiosos, ABB Transformers coordina la I+D global del Grupo en reactores de potencia y transformadores de potencia, invirtiendo nada menos que el 8 por ciento de sus ingresos totales. La investigación se concentra en los cuatro laboratorios de categoría mundial de ABB, todos ellos en Ludvika: el Laboratorio de Alta Tensión, el Laboratorio de Materiales, el Laboratorio de Alta Potencia y el Instituto Sueco de Investigación de Transmisión.

La preocupación medioambiental es una parte integrante del proceso de fabricación. La ubicación de la planta junto al patio de recreo de este colegio es una prueba bien clara.

Medio ambiente Nuestro programa de reactores de potencia está optimizado para reducir el impacto medioambiental a un mínimo, según ISO 14001. Diseñados para compensar la tensión reactiva generada en la red, ofrecen una relación coste-eficacia aumentada y pérdidas reducidas. Las opciones alternativas podrían aumentar la carga medioambiental en términos de materiales y recursos adicionales, que requieren más equipos y transformadores adicionales (mayores centrales eléctricas). Se han diseñado todas las etapas del proceso – compra, fabricación (sin metales pesados ni materiales peligrosos), revestimiento (pinturas basadas en agua sin emisiones), transporte, operación (bajas pérdidas, bajos costes de mantenimiento, prevención de fugas) y desguace (reciclable al 95 por ciento) – para minimizar el impacto medioambiental. Y sin que represente un coste adicional para el cliente. Garantía de calidad con homologación internacional Gobernado por el Manual de calidad, según ISO 9001, el sistema de garantía de calidad de ABB incluye un juego completo de especificaciones para todo, desde la compra de materiales y componentes hasta el servicio posventa. El sistema, actualizado constantemente para satisfacer nuevos requisitos, está sometido a revisión regular por acreditadas instituciones internacionales.

18

Nuestra conformidad con las más severas normas está reconocida internacionalmente.

El aceite limpio y seco es esencial para un servicio seguro. Es necesario secar el aire de respiro del conservador. Cuando el desecante cambie de color se cambian los cristales.

Producción y fotos: Yra ab. Otras fotos: PSnS Reklam AB, Ute i sydsverige HB, & Infoto 1ZSE 954001ES-11

ABB Transformers AB P.O. Box 702, SE–771 80 Ludvika, Suecia Teléfono +46 240 78 20 00 Telefax +46 240 131 60 http://www.abb.com Correo-e: [email protected]