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• Jhoan Pulecio

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GESTIÓN DE FORMACIÓN PROFESIONAL INTEGRAL PROCEDIMIENTO DESARROLLO CURRICULAR GUÍA DE APRENDIZAJE 1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUIA 01 DE APRENDIZAJE        

Denominación del Programa de Formación: TG ELECTRICIDAD INDUSTRIAL Código del Programa de Formación: 821222 Nombre del Proyecto: Diseño y Construcción del Sistema Eléctrico de la Ampliación de una Planta Agroindustrial Fase del Proyecto: Ejecución 1 Actividad de Proyecto: Implementar las instalaciones del sistema eléctrico diseñado Competencia: Ejecutar el mantenimiento ejecutar el mantenimiento de transformadores eléctricos serie 15 kv hasta 500 kva según normatividad vigente. Resultados de Aprendizaje Alcanzar:  Preparar acciones de mantenimiento en transformadores de distribución MT/BT de acuerdo a los protocolos del fabricante. Duración de la Guía: 12 horas

2. PRESENTACION Dentro del amplio espectro de la energía eléctrica y los productos que hacen posible que un usuario final disfrute de sus beneficios, el transformador se constituye como un elemento fundamental en la cadena de generación, transmisión y distribución. Por esta razón, la normalización técnica ha prestado atención a los transformadores y todos sus elementos constitutivos. Desde la apariencia de la placa de características hasta los ensayos que simulan un rayo son descritos, pasando por los aspectos de compatibilidad e intercambiabilidad de sus accesorios, y los diferentes ambientes de contaminación en que va a operar, a fin de procurar que el transformador pueda desempeñarse satisfactoriamente.

Para esta guía de aprendizaje el objetivo principal es Caracterizar la construcción y el funcionamiento de un transformador eléctrico, como objetivos secundarios tenemos el conocer Partes internas y externas de un transformador monofásico y trifásico de distribución, materiales para la construcción y Proceso de fabricación y los fabricantes en Colombia de transformadores de distribución y de potencia. El instructor socializara esta guía con una explicación sobre los diferentes temas a tratar, teniendo en cuenta algunos ya tratados como la tensión, la corriente y la potencia y temas adicionales sobre maquinas eléctricas rotativas. Su resolución está planteada por grupos asignados, fortaleciendo el trabajo colaborativo, autónomo, retroalimentado dentro los miembros, con el acompañamiento del instructor.

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SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Procedimiento de Desarrollo Curricular GUÍA DE APRENDIZAJE 3. FORMULACION DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 

Descripción de la(s) Actividad(es)

Electricidad básica

Distribución B.T

Máquinas

Accionamientos

Control Industrial

Instalaciones eléctricas

Domótica Inmotica

Iluminación

PROPOSITO DEL ESTUDIO « Identificar las partes y los materiales usados en la fabricación de transformadores eléctricos » Transporte de la energía eléctrica Adaptación a la red de distribución del proveedor de energía eléctrica

DISTRIBUCIÓN RADIAL

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Procedimiento de Desarrollo Curricular GUÍA DE APRENDIZAJE Identificar las partes de un transformador de distribución Típicamente los transformadores de distribución se conocen con voltajes en el lado de alta tensión HV hasta 35kV con potencias monofásicos desde 5kVA hasta 166kVA y con potencias trifásicos desde 15kVA hasta 500kVA. Transformadores de mediana potencia son considerados entre los 500kVA y los 2.5MVA, a partir de esa potencia y transformadores de más de 35kV son considerados como transformadores de potencia

Los tanques de los transformadores monofásicos (1 pole mounted) típicamente son redondos, generalmente acompañados de dos bujes o aisladores para alta tensión AT (HV), tres bujes también llamados pasatapas para baja tensión BT (LV), un buje para el aterrizaje del neutro y para la puesta a tierra, orejas de soporte para izar el transformador al poste, la tapa que permite sellar el interior del transformador y mantener la hermeticidad, la placa de características y el nivel de aceite. Estos elementos están descritos y regulados por la norma ICONTEC dedicadas e los transformadores la NTC1490 mencionan por ejemplo sobre los elementos instalar en estos transformadores monofásicos A partir de las normas NTC1490 «Accesorios para transformadores monofásicos»…y NTC1656 «Accesorios para transformadores trifásicos» ubique en los círculos de los documentos respuesta 1 y 2 los elementos correspondientes Materiales y proceso de fabricación Revisando los elementos internos se observa la parte activa en el interior de un transformador monofásico. Los terminales de AT que van para el conmutador envueltos en papel en forma de spaguetti de acuerdo al nivel de tensión, las platinas en BT perforadas para engancharse en el aislador BT, la brida que sostiene el núcleo está sujetada al tanque mediante orejas internas.

Básicamente la parte activa de un transformador está compuesto por bobinas y núcleo. Las bobinas también llamadas devanados o arrollamientos (winding en inglés) son de cobre o aluminio, en alambre redondo, redondo aplanado, rectangular o fleje desnudo. Los núcleos (core en inglés) son fabricados con láminas de acero magnético (acero al silicio) aislado por ambas caras, laminadas en frío, de bajas pérdidas y alta permeabilidad. El acero al silicio silicio con grano orientado (2.5%-2.8% Si) a utilizar para transformadores con potencias inferiores a los 2500 KVA es el que viene de 0.23mm de espesor, para los de potencia mayor se utiliza el de espesor 0.27mm.

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Existen varias formas de armar el conjunto bobinas-núcleo como son las más comunes el Core-type y el Shell-type para los transformadores monofásicos. Debido al proceso de cortar las láminas y agruparlas para conformar el núcleo, se pueden deteriorar las propiedades magnéticas, por tanto es necesario a través de un horno llevar el núcleo a ciertas temperaturas para recuperar la alineación de los dominios magnéticos. El proceso de calentamiento del núcleo se llama recocido y se describe a continuación: Based on the best information from suppliers currently available which is from Kawasaki, core temperature must be raised until coldest point inside the core is at 800°C. ( Note: The maximum temperature of the cores should not exceed 840°C or damage to the insulation coating may result.) After reaching this temperature the cores should be cooled no faster than 150°C/hr. This cooling rate should not be exceeded until the temperature is below 450°C. Below 450°C the cooling rate can be increased. Since there is considerable variation in the recommended stress relief annealing procedures from one steel supplier to another and the above recommendations should be verified to determine if they are optimum and if the optimum conditions depend on steel supplier.

Empresas fabricantes de transformadores Colombia tiene una alta producción de transformadores por su gran número de empresas fabricantes, tanto nacionales como multinacionales. Es un mercado muy competido. ¿Cuáles son los componentes de un transformador eléctrico? R/ Devanado Primario, Devanado Secundario, Voltaje Primario, Voltaje Secundario y Nucleo

¿Qué materiales se utilizan y como se fabrican los transformadores eléctricos? R/Formaleta, Alambre, Papel parafinado o Prespan, Cinta de enmascarar o tirro común, Nucleo, Tornillos de sujeción de chapas metálicas y herramientas para la construcción de los transformadores.

¿Qué empresas se dedican al negocio de los transformadores en Colombia? R/ RYMEL S.A.S. Es una fábrica de transformadores fundada en 1977, dedicada a la manufactura de equipos eléctricos como transformadores de distribución, transformadores de medida (de corriente o CTS) y comercialización de medidores de energía. Es una empresa que hoy en día tiene más de 200 empleados y sus procesos de diseño, fabricación, reparación y mantenimiento de transformadores están certificados con las normas ISO 9001 e ISO 14001. TMI DE COLOMBIA LTDA. Es una fábrica transformadores cuyos inicios se remontan a 1986. Está dedicada a la fabricación de transformadores de corriente y tensión encapsulados en resina (siendo los pioneros en la fabricación de este producto en Colombia), también cuentan con la experiencia y tecnología para la fabricación de transformadores secos encapsulados en resina epoxíca. TRANSFORMADORES DE COLOMBIA S.A. Es una empresa fabricante de transformadores, dedicada a la fabricación, reparación y mantenimiento de transformadores de distribución y potencia, al desarrollo de pruebas a equipos y materiales eléctricos, así como al mantenimiento integral de subestaciones eléctricas.

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Procedimiento de Desarrollo Curricular GUÍA DE APRENDIZAJE ACTIVIDADES PROPUESTAS 2.1 Identificar las principales características de un transformador 







Transformador de distribución o De acuerdo al material de apoyo, la investigación realizada por ustedes y las exposiciones del instructor, identifique documento respuesta 1 DR1 las partes del transformador. Transformador de potencia o D De acuerdo al material de apoyo, la investigación realizada por ustedes y las exposiciones del instructor, identifique documento respuesta 2 DR2 las partes del transformador. Construcción de un transformador Lea y apropie la información del capítulo 3.2 Construction, del libro “Electric Power Engineering Handbook” que está en el material de apoyo. o Diligencie la información solicitada en el documento respuesta 3 DR3 partes del trasformador. o De acuerdo al material de apoyo, la investigación realizada por ustedes y las exposiciones del instructor, Resuelva en el documento respuesta 4 DR4, uniendo los procesos para observar la simultaneidad entre ellos. Coincidiendo con las figuras, ordene cada paso del proceso de fabricación de un transformador de distribución, colocando debajo el nombre de cada subproceso y con una flecha la dirección de donde precede; Los procesos a ordenar son:  Sellado y hermeticidad del tanque  Recocido de los núcleos  Almacenaje y entrega al cliente  Secado parte activa  Se alistan bobinas para el proceso de ensamble  Pruebas de laboratorio  Ensamble parte activa  Conexiones externas de bobinados  Comienza bobinado de los devanados  Alistamiento de los materiales en bodega  Corte de los rollos de silicio en la slitter  Se alistan núcleos para el ensamble  Terminan bobinados Realice una investigación en internet encontrando los nombres de las empresas más relevantes en la fabricación de transformadores en Colombia. o Utilice el internet para hallar estos nombres en la sopa de letras del documento respuesta 5. Luego complete los cuadros que se le solicitan en el documento respuesta 5 DR5.

4. ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN FORMALIZACIÓN Lea y apropie la información del capítulo 3.2 Construction, del libro “Electric Power Engineering Handbook” que está en el material de apoyo. o Usted debe entregar dicho capítulo en español, no utilice un traductor para todo el texto, ya que es lenguaje técnico y no quedará entendible.

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Procedimiento de Desarrollo Curricular GUÍA DE APRENDIZAJE Evidencias de Aprendizaje

Evidencias de Conocimiento :   

Documento de respuesta propuesto Presentar las actividades de evaluación Realizar un glosario de términos

Técnicas e Instrumentos de Evaluación

Criterios de Evaluación



Identifica la no conformidad del transformador de acuerdo con los protocolos del fabricante.

 

Documentos de respuesta Glosario de términos

5. GLOSARIO DE TERMINOS Señor aprendiz usted debe realizar un glosario de términos del tema TÉRMINO

Bobina

Dominios Magnéticos Hermeticidad Transformador

DEFINICION

Un inductor está constituido normalmente por una bobina de conductor, típicamente de alambre o de hilo en maltado, existen inductores con núcleo de aire o con núcleo echo de material ferroso Los dominios magnéticos son agrupaciones de imanes permanentes elementales Hermetismo, dicho de lo que es impenetrable y completamente cerrado. no permite ni entrar ni salir algo. Se denomina transformador a un elemento eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia.

6. REFERENTES BILBIOGRAFICOS Electric Power Engineering Handbook, Second Edition, Leonard L. Grigsby

7. CONTROL DEL DOCUMENTO Nombre Autor (es)

Cargo

Jorge Jaime Mendoza Instructor Equipo de Instructores de la escuela de la RC de Energía Eléctrica (ENI)

Dependencia

Fecha

CIC – Tolima

01-02-2017

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GESTIÓN DE FORMACIÓN PROFESIONAL INTEGRAL PROCEDIMIENTO DESARROLLO CURRICULAR GUÍA DE APRENDIZAJE

DOCUMENTO RESPUESTA 3 CORE MATERIALS: Material

Characteristcs

Manufacturer

Núcleo; láminas de acero al silicio

Son chapas de material ferro-magnético, hierro al que se añade una pequeña porción de silicio

MyM transformadores Bogotá

Characteristcs

Manufacturer

El alambre de cobre deberá ser continuo, es decir, no deberá tener añadiduras ni empates, es de suma importancia que el alambre sea revestido de material aislante como suele ser normalmente para proporcionar el máximo rendimiento de dicho

Centelsa

WINDING MATERIALS: Material

Bobinas; hilos de cobre

elemento

CONDUCTOR INSULATION AND LAYER INSULATION: Material Characteristcs

Papel parafinado o prespan

CONDUCTOR JOINING: Material

Alambre de cobre

COOLANT: Material

Líquido refrigerante

TANK: Material

Láminas de acero al carbono

Manufacturer

Entre el devanado primario y secundario es necesario recubrir el alambre con papel parafinado para crear aislamiento entre devanado y devanado.

Vimelec

Characteristcs

Manufacturer

El alambre de cobre deberá ser continuo, es decir, no deberá tener añadiduras ni empates, es de suma importancia que el alambre sea revestido de material aislante como suele ser normalmente para proporcionar el máximo rendimiento de dicho elemento

Centelsa

Characteristcs

Manufacturer

Se emplea aceite mineral libre de PCB (mezcla de hidrocarburos de origen nafténico), con características físico-químicas y eléctricas que cumplen con la Norma NTC 1465 o similar internacional. Bajo diseño especial se ofrece aceite vegetal tipo FR3 – marca registrada de Carguill, para brindar nuevas características ambientales y operacionales.

Suntec

Characteristcs

Manufacturer

Con refuerzos calculados para soportar las presiones internas y el vacío establecido en las normas y soldaduras garantizadas libres de poros (cada tanque es probado para la verificación de su hermeticidad). Las tapas empleadas utilizan el sellado con empaque de cordón elastomérico normalizado y sistema de tornillos, que garantizan el mejor sello aún en las condiciones más severas de transporte y montaje y facilitan el mantenimiento a futuro

Suntec

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GESTIÓN DE FORMACIÓN PROFESIONAL INTEGRAL PROCEDIMIENTO DESARROLLO CURRICULAR GUÍA DE APRENDIZAJE

DOCUMENTO RESPUESTA 4

. se usan láminas de aluminio

. crea el núcleo . se s e

. se la prueba de fuga de aceite

. Se hace la prueba de fuga de aceite

c r e a

. Una capa adicional de papel aislado

. se hace un rollo con papel aislante

. se.asegura el núcleo y se s a un horno mete e

. Soldar hilo conductor

y

. se .deja una capa de hilo s de cobre e d e j a

a s e g u r a e l n ú . sec introduce en el l tanque y se asegura e o

e l n ú c l e o

u n a c a p a . se prueba el transformador

d e h

. se coloca el conector de altoV3 GFPI-F-019 voltaje

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Procedimiento de Desarrollo Curricular GUÍA DE APRENDIZAJE Traduccion Capitulo 3.2 del libro “Electric Power Engineering Handbook” H. Jin Sim y Scott H. Digby ANSI / IEEE ha definido un transformador como un dispositivo eléctrico estático, que no involucra partes móviles continuas, utilizado en sistemas de energía eléctrica para transferir energía entre circuitos mediante el uso de inducción electromagnética. El término transformador de potencia se utiliza para referirse a los transformadores utilizados entre el generador y los circuitos de distribución y, por lo general, tienen una capacidad nominal de 500 kVA o más. Los sistemas de energía generalmente consisten en una gran cantidad de ubicaciones de generación, puntos de distribución e interconexiones dentro del sistema o con sistemas cercanos, como una empresa vecina. La complejidad del sistema conduce a una variedad de voltajes de transmisión y distribución. Los transformadores de potencia deben usarse en cada uno de estos puntos donde hay una transición entre los niveles de voltaje. Los transformadores de potencia se seleccionan en función de la aplicación, y el énfasis en el diseño personalizado se hace más evidente cuanto más grande es la unidad. Los transformadores de potencia están disponibles para la operación de incremento, utilizados principalmente en el generador y denominados transformadores de incremento de generador (GSU), y para la operación de reducción, utilizados principalmente para alimentar circuitos de distribución. Los transformadores de potencia están disponibles como un aparato monofásico o trifásico. La construcción de un transformador depende de la aplicación, con transformadores destinados al uso en interiores principalmente de tipo seco, pero también como líquidos sumergidos y para uso en exteriores generalmente sumergidos en líquidos. Esta sección se centrará en los transformadores sumergidos en líquido para exteriores, como los que se muestran en la figura 3.9.

Valoración y clasificaciones Clasificación En los EE. UU., Los transformadores se clasifican en función de la potencia de salida que son capaces de suministrar continuamente a un voltaje y frecuencia nominal especificados en condiciones de funcionamiento "habituales" sin exceder las limitaciones de temperatura interna prescritas. Se sabe que el aislamiento se deteriora, entre otros factores, con el aumento de la temperatura, por lo que el aislamiento utilizado en los transformadores se basa en cuánto tiempo se espera que dure al limitar las temperaturas de funcionamiento. La temperatura que se permite alcanzar el aislamiento en condiciones de funcionamiento determina esencialmente la clasificación de salida del transformador, denominada clasificación de kVA. La estandarización ha llevado a temperaturas dentro de un transformador que se expresa en términos del aumento por encima de la temperatura ambiente, ya que la temperatura ambiente puede variar bajo condiciones de operación o prueba. Los transformadores están diseñados para limitar la temperatura en función de la carga deseada, incluido el aumento de temperatura promedio de un devanado, el punto más caliente aumento de temperatura de un devanado y, en el caso de unidades llenas de líquido, el aumento de temperatura superior del líquido. Para obtener temperaturas absolutas a partir de estos valores, simplemente agregue la temperatura ambiente. Los límites de temperatura estándar para transformadores de potencia sumergidos en líquido se enumeran en la Tabla 3.1. En general, se supone que la vida útil normal de los transformadores de potencia es de aproximadamente 30 años de servicio. cuando se opera dentro de sus clasificaciones; sin embargo, pueden ser operados más allá de sus clasificaciones, sobrecargados, bajo ciertas condiciones con una "pérdida de vidas" moderadamente predecible. Las situaciones que pueden involucrar una operación más allá de la clasificación son el cambio de ruta de emergencia de la carga o las fallas pasantes antes del despeje.

Fuera de los EE. UU., La clasificación del transformador puede tener un significado ligeramente diferente. Basado en algunos tandards, la clasificación de kVA puede referirse a la potencia que se puede ingresar a un transformador, la salida nominal siendo igual a la entrada menos las pérdidas del transformador.

DOCUMENTO RESPUESTA 5

Empresa ABB

Sede Risaralda

¿Que ofrecen? ABB también ha desarrollado transformadores de distribución de alta eficiencia, del tipo líquido y seco, que pueden reducir las pérdidas energéticas entre un 40 y 70 por ciento. Los transformadores de distribución están disponibles con un núcleo de acero de grano orientado o de acero amorfo y combustible biodegradable. Y para los transformadores viejos que han estado trabajando durante décadas, ABB puede mejorar su rendimiento y eficiencia energética de manera significativa mientras que extiende su vida útil varias décadas más.

TESLA

Parque Industria Diseño y fabricación de Transformadores Especiales l Montana Pruebas y Mantenimiento de Transformadores Mosquera, Servicios de Metalmecánica Cundinamarca

SIEMENS

Tenjo

suministra transformadores de distribución y potencia con los más estrictos estándares de calidad, confiabilidad, cuidando del medio ambiente, seguridad y salud ocupacional y control de comercio seguro.

TRACOL

RYMEL

MAGNETRON

CALI Y fabricación, reparación y mantenimiento de transformadores de BARRANQUILLA distribución y potencia, al desarrollo de pruebas a equipos y materiales eléctricos, así como al mantenimiento integral de subestaciones eléctricas. Copacabana*Fabricación de trasformadores de distribución. Antioquia *Transformadores secos clase H y clase F (encapsulados en resina epóxica). *Transformadores de medida (TCs BT, TCs y TPs MT). *Reparación y mantenimiento de transformadores de distribución, mantenimiento de subestaciones de hasta 44kV. *Comercialización de medidores de energía. PEREIRA – LA TEBAIDA

un producto construido de acuerdo a la más avanzada tecnología de fabricación, utilizando materiales nuevos de la mejor calidad.