Amigos invertir en seguridad resulta barato...
Podemos evitar ocurrencias de incendio y evitar declaraciones como:
"El siniestro se encuentra en estos momentos bajo control y sin peligro para las personas ni el entorno, esperándose que el aceite del transformador siniestrado termine de quemarse en las próximas horas, lo que es un procedimiento normal para este tipo de situaciones".
Con el cambio de aceite mineral a FR3 lo normal es que NO exista incendio!
1. Representaciones y Distribución Exclusiva
“Entregamos tecnología eléctrica de calidad a través de productos y servicios
que optimizan la operación del suministro eléctrico”
2. Transformadores
de Distribución y
CONFIDENTIAL. This document contains trade secret information. Disclosure, use or reproduction outside Cargill or inside
Cargill, to or by those employees who do not have a need to know is prohibited except as authorized by Cargill in writing.
de Distribución y
de Poder con
Ésteres Naturales
Envirotemp FR3 Natural Ester Fluid
3. Cargill y el Mundo
Fundada en 1865 en EEUU, con un único silo de
granos en Iowa.
PRESENCIA EN EL MUNDO
• Sede mundial en Minneapolis (EUA)
• Presente en 65 países
• 140 mil empleados.
• Ingresos anual de U$ 134 mil millones en 2012.
3
• Ingresos anual de U$ 134 mil millones en 2012.
EN SUDAMÉRICA
• Operaciones largas en Argentina, Bolivia, Brazil, Colombia, Paraguay,
Perú, Uruguay y Venezuela
• Emplea 15,000 personas, teniendo como principales actividades el
procesamiento y exportación de cereales, oleaginosas, aceites, malta,
harina de trigo, harinas proteicas, carne vacuna.
• Presente a través de plantas procesadoras, puertos, acopios y centros
operativos
4. Unidades de Negocios
DIVERSAS UNIDADES DE NEGOCIOS
• Producción y comercialización de ingredientes para industria alimenticia, como
almidón, endulzantes, chocolate, grasas, texturizantes, polióis y otros.
• Procesamiento y comercialización global de soja y otros granos. Negociación de
azúcar, algodón en el mercado mundial. Producción de insumos para nutrición animal.
• Actuación en el área financiera, en el gerenciamiento de riesgos y en el sector
industrial, con soluciones en aceites industriales, tintas, lubricantes y otros.
4
industrial, con soluciones en aceites industriales, tintas, lubricantes y otros.
• Cargill también hace comercialización de productos para consumo final como aceites,
aceitunas, mayonesas, aderezos para ensaladas, masas, aceites refinados y
compuestos, y atomatados.
5. CIS - Cargill
Especialidades
Industriales
5 CONFIDENTIAL. This document contains trade secret information. Disclosure, use or reproduction outside Cargill or inside
Cargill, to or by those employees who del not have a need to know is prohibited except as authorized by Cargill in writing.
Industriales
www.cargill.com
PRINCIPALES FÁBRICAS
EN BRASIL
6. CIS - Cargill
Especialidades
Industriales
6 CONFIDENTIAL. This document contains trade secret information. Disclosure, use or reproduction outside Cargill or inside
Cargill, to or by those employees who del not have a need to know is prohibited except as authorized by Cargill in writing.
Industriales
www.cargill.com
FÁBRICA
MAIRINQUE
12. Nosotros creemos en un futuro más verde, y
Envirotemp™ FR3™
Nosotros creemos en un futuro más verde, y
trabajamos para esto hoy.
Más de 1,000,000 transformadores nuevos en
servicio en el mundo por hasta 20 años con
fluido FR3 y cerca de 10,000 rellenados.
13. Fluido Envirotemp
FR3
CONFIDENTIAL.This document contains trade secret information. Disclosure, use or reproduction outside Cargill or inside Cargill, to or
by those employees who del not have a need to know is prohibited except as authorized by Cargill in writing.
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
CLASE 420kV / KDAF 300MVA
SOBRECARGA DE 440MVA
PERMANENTE
TRANSNETBW - BRUCHSAL
(GERMANY)
100% FR3 (incl. OLTC)
Total mass 381ton
14. Seguridad al Fuego
Cero ocurrencias de fuego
reportadas en fluidos clase-K
desde su definición (70’s).
Optimización de la subastación.
Potencial ahorros en seguros.
Impactos positivos para la imagen
de la compañía.
Beneficios Ambientales
Cargill no compra semillas de áreas
deforestadas o embargadas.
Fuente renovable (98.5%).
Biodegradable.
Non-toxico.
Huella de carbono neutra.
Puntos de “renovables” en bolsa.
Cargamento Flexible
Por incrementar la temperatura de
“vida nominal” del papel en 20°C que
en aceite mineral, EN logra límites
más altos para el equipo, resultando:
Diseño optimizado del transformador;
Mayor capacidad de sobrecarga;
Reemplazar transformadores más
grandes por pequeños.
ENVIROTEMP™ FR3 ™ MAIN ADVANTAGES14
15. Puntos
Inflamabilidad y
Combustión
300
350
400
GradosCentígrados(ºC)
Punto de Inflamabilidad
Punto de Combustión
312
343
360
276
300
330
Fluidos clasificados como Alto Punto de Combustión
(Clase K) o “Resistentes al Fuego” deben poseer punto de
Combustión mínimo de 300°C
15 CONFIDENTIAL. This document contains trade secret information. Disclosure, use or reproduction outside Cargill or inside
Cargill, to or by those employees who del not have a need to know is prohibited except as authorized by Cargill in writing.
Combustión
COMPARACIÓN ENTRE
FLUIDOS DIELÉCTRICOS
150
200
250
GradosCentígrados(ºC)
Aceite
Mineral
R-Temp Silicona Envirotemp FR3
165
147
18. Ocurrencias de
fuego en Chile
• Hace un mes que una falla importante en una central termoelectrica
ocurrió en Chile. La declaración del director regional de laocurrió en Chile. La declaración del director regional de la
Superintendencia de Electricidad y Combustibles:
"El siniestro se encuentra en estos momentos bajo control
y sin peligro para las personas ni el entorno, esperándose
que el aceite del transformador siniestrado termine de
quemarse en las próximas horas, lo que es un
procedimiento normal para este tipo de situaciones".
18
19. El punto de combustión de
aceite mineral es muy
cercana de las temperaturas
de servicio…
CONFIDENTIAL. This document contains trade secret information. Disclosure, use or reproduction outside Cargill or inside
Cargill, to or by those employees who do not have a need to know is prohibited except as authorized by Cargill in writing.
de servicio…
Los daños pueden ser largos.
20.
21. La energía requerida para FR3
es casi 6x superior. Esto es la
seguridad.
CONFIDENTIAL. This document contains trade secret information. Disclosure, use or reproduction outside Cargill or inside
Cargill, to or by those employees who do not have a need to know is prohibited except as authorized by Cargill in writing.
Cero casos de fuego en
transformadores con FR3.
22. Seguridad Contra Incendio
Beneficios Normas de Protección contra Incendio
FM Global DS 5-4, NBR 13231…
Volumen
líquido
aislante
(litros)
Distancias mínimas de separación
Entre equipo y edificación
(D1) Entre
equipos
(D2)
Edificación
resistente al
fuego por 2
hs
Edificación
incon-
bustible
Tipo
líquido
aislante
Aceite
mineral
< 2.000 1,5 m 4,6 m 1,5 m
> 2.000 <
20.000
4,6 m 7,6 m 7,6 m
> 20.000 7,6 m 15,2 m 15,2 m
< 38.000 1,5 m 1,5 m
Edificación
Importante
ContenciónPared Corta-Fuego
FR3
< 38.000 1,5 m 1,5 m
> 38.000 4,6 m 7,6 m
Edificación
Importante
Pared de la Edificación
D1
Contención
FLUIDO ENVIROTEMP FR3
D2
Edificación
Importante
ACEITE MINERAL
>0,5m >0,5m
D1 D2
Contención
Pared de la
Edificación
Edificación
Importante
23. Seguridad Ambiental
Fluido Envirotemp FR3
Ventajas en las Instalaciones Eléctricas
SISTEMA DE CONTENCIÓN TÍPICO PARA ACEITE MINERAL
Dimensionado para 110% del volumen total de aceite en el
mayor equipo + drenaje de eventual contribución de aguas de la
lluvia + sistemas de supresión de incendio o actividades
manuales contra incendio
Grava para
supresión de
llama
23
DIQUE CONTENCIÓN PROPUESTO
PARA FLUIDO ENVIROTEMP FR3
(CUANDO ES REQUERIDO)
Dimensionado para volumen de aceite
del mayor equipo + agua de la lluvia
Dispositivo de cierre/bloqueo
automático o manual
Volumen de aceite
+ agua lluvia
Foso de Recolección/Contención
Volumen total = volumen de
aceite + volumen de grava
Caja Separadora Agua/Aceite
25. Muro
cortafuego
Transformador con
Aceite Mineral
Transformador lleno con
ENVIROTEMP™ FR3™
Edificación
Distancias
reducidas
Contención
simplificada para
aceite FR3™
Contención para
aceite mineral con
rocas y volumen total
Sistema automático
de agua nebulizada
26. “Best in class”, las mejores propiedades
ambientales
• Hecho de recursos renovables
- >98.5% contenido biológico
- Neutral al Carbono*
- No contiene petróleo, halógenos, silicones o sulfuros
• No es tóxico, no es dañino para el agua y el suelo
- Prueba de toxicidad acuática y oral conforme a la OECD
• Biodegradable en menos de 28 días.
26
• Biodegradable en menos de 28 días.
- Prueba de biodegradabilidad en cumplimiento con lo establecido por la
Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, Environmental
Protection Agency (EPA)
• Regenerable, Reutilizable, Reciclable
* De acuerdo a BEES, análisis de 4 ciclos de vida
29. Seguridad Ambiental
Comparación Impacto Medioambiental
Factores que Actúan sobre el Aceite Después del Derrame
ACEITE MINERAL
• Baja viscosidad
• Rápida infiltración
• Pode alcanzar aguas
subterráneas
• Biodegradación muy lenta
• Alto costo de remediación
ENVIROTEMP FR3
• Aumento de la viscosidad por la
oxidación
• Infiltración muy lenta
• No tóxico y Fácil biodegradación
• Muy bajo costo de remediación
29
• Alto costo de remediación
AGUA
Aguas Subterráneas
SUELO AGUA
Aguas Subterráneas
SUELO
30. Fluido Envirotemp FR3
Aumento de la Vida del Transformador
Pruebas de envejecimiento térmico acelerado
ANSI C57.100 “Método Lockie”
Tiempo Final de Vida (183ºC HS)
• Guía de Cargas: 400h
• ANSI C57-100: 2000h
30
• ANSI C57-100: 2000h
• Tiempo con fluido FR3: 7800h
Primero Indicativo del Aumento
de Vida del Papel
• Papel en Éster Natural tiene
envejecimiento mucho más lento
en relación al aceite mineral
31. Un factor importante que determina
la vida útil del transformador:
DISMINUYE LA VELOCIDADE DE DEGRADACION DEL
PAPEL AISLANTE
FR3 FR3 FR3 FR3 AceiteAceiteAceite Aceite
31
Inadecuado
500 horas 1000 horas 2000 horas 4000 horas
32. Fluido Envirotemp FR3
Aumento de la Vida del Transformador
Equilibrio Humedad Papel FR3
• Fluido Envirotemp FR3 mantiene papel aislante seco.
• Extrae mucho más agua (H2O) del papel aislante para alcanzar misma
saturación relativa del aceite mineral.
32
Punto de Saturación (20°C)
• FR3 = 1057ppm
• Aceite Mineral = 60ppm
33. Fluido Envirotemp FR3
Aumento de la Vida del Transformador
Equilibrio Humedad Papel FR3
Punto de Saturación (20°C)
• FR3 = 1057ppm
• Aceite Mineral = 60ppm
33
FR3 es16x más higroscópico
que aceite mineral
Equilibrio humedad
desplazado en dirección al
fluido FR3
34. Fluido Envirotemp FR3
Aumento de la Vida del Transformador
Rigidez Dieléctrica x Humedad
• Rigidez Dieléctrica es proporcional a la humidad relativa
• FR3 mantiene rigidez dieléctrica con hasta 16 veces más agua
D1816DielectricBreakdownStrength(kV)
34
45kV 42%
D1816DielectricBreakdownStrength(kV)
Water Content (mg/kg)
45kV 38% 45kV 23ppm
45kV 445ppm
35. Fluido Envirotemp FR3
Aumento de la Vida del Transformador
Hidrólisis
• Moléculas de agua liberadas del papel reacciona con éster natural,
“consumiendo” humedad y formando ácidos grasos de cadena larga
(no agresivos).
35
PAPEL
Moléculas de
Agua (H2O)
CALOR CALOR
36. Fluido Envirotemp FR3
Aumento de la Vida del Transformador
Hidrólisis
• FR3 Seca Papel
Aislante
• Incremento de la
Acidez
AguaenelFluido(mg/kg)
600
ÍndicedeAcidez(mgKOH/g)
AguaenelPapel(%wt)
5
6
7
Ester natural – contenido de agua
Agua en el papel
Ester natural - Acidez
36
Tiempo a 85ºC (horas)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
AguaenelFluido(mg/kg)
0
200
400
ÍndicedeAcidez(mgKOH/g)
AguaenelPapel(%wt)
0
1
2
3
4
37. Fluido Envirotemp FR3
Aumento de la Vida del Transformador
Corrosividad de los ácidos formados
• Tubería en acero carbono después 2000h a 170ºC
37
38. Fluido Envirotemp FR3
Aumento de la Vida del Transformador
Transesterificación
• Ácidos de la hidrólisis reacciona con la celulosa, ligándose en la
molécula exactamente en los “puntos de ataque”. Celulosa
transesterificada son más resistentes a la quiebra hidrolítica.
38
PAPEL
Moléculas de
Agua (H2O)
CALOR CALOR
39. Aumento de Temperatura c/ FR3
Mayor Potencia sin Pérdida de Vida Útil
NORMAS DE REFERENCIA
• Definición de los límites de temperatura para clase térmica mayor que 120
• IEEE C57.154:2012 / IEC 60076-14:2013 / ABNT NBR 5440
39
40. Degradación de Celulosa - Curva de Arrhenius
para papel TUK inmerso en AM y EN
EN amplia vida útil
Papel Kraft = 5.3x
TUK = 7.4x
Más Temperatura
40
Más Temperatura
Papel Kraft = +15°C
TUK = +20°C
Incluido en
C57.154/2012
IEC60076-14/2013
41. Efecto de secado del papel
Mantener el papel seco trae beneficios adicionales
para el transformador mayor confiabilidad.
• En AM la humedad en el papel se
incrementa con la degradación.
• En EN la humedad generada migra al• En EN la humedad generada migra al
aceite y es consumida por hidrolice,
manteniendo el papel seco.
• El papel seco es mejor dieléctrico.
• Mitiga el riesgo de falla por burbujas,
Bubbling, critico para equipos con
sobrecargas.
41
42. Temperatura critica para burbujas
Estudios de T.V. Oomen indican dependencia directa
a el contenido de humedad del papel.
• Analices post-morten muestran
humedad de 2% a 3% para los
papeles en equipos con AM.papeles en equipos con AM.
• Para 2%, tenemos una Tc de
140°C, limite de sobrecarga
• Para Ester Natural, se tiene el
papel con humedad por debajo
de 0,5% Tc > 200°C
• Sin riesgo de falla por burbujas
42
44. Ejemplo de empresa
eléctrica de EEUU
COMPARACIÓN DEL COSTO TOTAL DE PROPIEDAD (TOC) CON VIDA DE
30-AÑOS EN ACEITE MINERAL x 40-AÑOS EN ESTER NATURAL
44
30-AÑOS EN ACEITE MINERAL x 40-AÑOS EN ESTER NATURAL
Transformador Precio de
compra
PV TOC
con aceite mineral
(vida 30 años)
PV TOC
con ester natural
(vida 40 años)
PV TOC
Diferencia
en 40 años
Beneficio en Valor
Presente (PV) sobre
precio de compra
15kVA Pole
Type
$385 $1.317 $1.187 $130 34%
50kVA 1
Phase Pad
$1.102 $3.001 $2.688 $313 28%
150kVA 3
Phase Pad
$4.385 $7.967 $7.026 $941 21%
45. Ejemplo de empresa
eléctrica de EEUU
Situación
• Distribuidora de grande porte
• 20.000 equipos remplazados/año
Resultados
45
Objetivos
• Reducir las fallas dieléctricas
• Prolongas la vida útil en mínimo
de un 20 porciento
• Seguridad al fuego
• 20.000 equipos remplazados/año
• USD 1.500 / transformador
• Presión por reducción de precios
• Reducción de calidad de los equipos
tiene afectado la vida útil
Resultados
• 17% / año de reducción en las
compras de transformadores
• Economía / año
- 3.400 transformadores
- USD 3.4 Millones líquido
• 10-años NPV USD 19.2 Millones
47. Ejemplo 1:
Transformador de
Potencia Optimizado
CONFIDENTIAL. This document contains trade secret information. Disclosure, use or reproduction outside Cargill or inside
Cargill, to or by those employees who do not have a need to know is prohibited except as authorized by Cargill in writing.
El incremento de temperatura
pude lograr savings en el costo
inicial del transformador
48. Caso Costo
1 – OMI/TUK
(65-65-80K)
100%
Estudio de Caso 100MVA 230/69kV
Comparación de Costo Total y Optimización entre
Cuatro Proyectos Diferentes
(65-65-80K)
100%
2 – FR3/TUK
(65-65-80K)
106,3%
3 – FR3/TUK
(75-90-90K)
100,8%
4 – FR3/TUK
(85-90-100K)
95,8%
48
49. Estudio de Caso 100MVA 230/69kV
Comparaciones adicionales
Caso
Volumen
Fluido
Peso
Total
Peso
Transporte
1 – OMI a 65K 100% 100% 100%
2 – FR3 a 65K 98% 101% 101%
3 – FR3 a 75K 96% 99% 100%
4 – FR3 a 85K 91% 92% 93%
Caso
Masa
total
Masa de
Cobre
Masa de
Núcleo
1 – OMI a 65K 100% 100% 100%
2 – FR3 a 65K 102% 103% 100%
3 – FR3 a 75K 100% 99% 98%
4 – FR3 a 85K 92% 88% 96%
49
4 – FR3 a 85K 91% 92% 93% 4 – FR3 a 85K 92% 88% 96%
Caso
Eficiencia
ref. 85°C - 1p.u.
Pérdidas
1 – OMI a 65K 99,677% 100%
2 – FR3 a 65K 99,679% 99%
3 – FR3 a 75K 99,671% 102%
4 – FR3 a 85K 99,648% 110%
Caso
Masa de Tanque
y Cobertura
Sistema de
Resfriamiento
1 – OMI a 65K 100% 100%
2 – FR3 a 65K 99% 100%
3 – FR3 a 75K 95% 94%
4 – FR3 a 85K 88% 89%
50. Optimización Simplificada de un
Transformador Elevador Eólico
2500kVA 34.5kV ±2 2.5%/0,69kV, Dyn1
Descripción
Limite Elevación
Temperatura W
Limite Elevación
Temperatura O MAX
Limite Elevación
Temperatura W MAX
Aceite Mineral 65K 65K 80K
Fluido FR3 y papel TUK 85K 90K 100K
Fluido FR3 y Papel Aramida 115K 90K 140K
50
Fluido FR3 y Papel Aramida 115K 90K 140K
Transformador Seco 105K - 115K
Configuración Costo
Volumen
de Fluido
Pérdida
Total
Volumen
Peso
Total
Expectativa de
Vida Papel (años)
OMI + TUK 100% 100% 100% 100% 100% 84
FR3 + TUK 104% 91% 103% 93% 94% 73
FR3 + Aramida 122% 84% 105% 78% 89% > 1000
Seco 180% - 47% 97% 124% ~90
51. Ejemplo 2:
Transformador Línea
Aérea Optimizado
CONFIDENTIAL. This document contains trade secret information. Disclosure, use or reproduction outside Cargill or inside
Cargill, to or by those employees who do not have a need to know is prohibited except as authorized by Cargill in writing.
Se puede optimizar los
transformadores de distribución para
minimizar las diferencias de costo
inicial y reducir las perdidas en vacío.
55. TRANSFORMADOR VERDE
Reducción Perdidas x Cargamento
Ejemplo Transformador 75 kVA clase 15 kV
16,9
25,5
Transformador 75 kVA – 15kV
Factor de Carga (p.u)
Tiempo de Retorno do Inversión (Años)
RI = Retorno de la Inversión x Factor de Carga
55
10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100% 105% 110% 115% 120% 125% 130% 135% 140%
3,1 3,1 3,1 3,2 3,2 3,3 3,3 3,4 3,5 3,6
3,7 3,8
3,9 4,1 4,3 4,6
4,8 5,2
5,6
6,1
6,7
7,6
8,7
10,3
12,7
16,9
40% reducción de pérdidas
RI = 3,1 años
FC = 0,1
5% reducción de pérdidas
RI = 5,6 años
FC = 1,0
14% reducción de perdidas
RI = 3,8 años
FC = 0,65
RI = Retorno de la Inversión x Factor de Carga
56. Ejemplo 3:
Right Sizing los
transformadores
56 CONFIDENTIAL. This document contains trade secret information. Disclosure, use or reproduction outside Cargill or inside
Cargill, to or by those employees who del not have a need to know is prohibited except as authorized by Cargill in writing.
Distribuidoras de Brasil, Colombia y Chile
están empezando con esto modelo.
Transformadores más chicos, más baratos,
con perdidas en vacío más bajas, más
confiabilidad y mucho más seguros!
57. Zonas urbanas
tienen “hora pico”
• Transformadores son elegidos para cumplir con la
57
• Transformadores son elegidos para cumplir con la
potencia en la hora pico. Aceite mineral se
degrada muy rápidamente con T > 110C
• Pico de carga hasta un 90%, pero promedio de
carga muy bajo (para un año se estima ~25%).
• Las perdidas sin carga tienen peso mucho mas
grande = COSTO FIJO
58. AM 75kVA (Std) EN (FR3) 75kVA / 112.5kVA AM 112.5kVA (Std)
Costo ≈ 125%Costo ≈ 110%
Ahorro≈ 12%
Devanado promedio ≤ 55°C
Hotspot ≤ 65°C
Aceite Topo ≤ 50°C
Capacidad de sobrecarga
con consumo adicional de
vida útil ≈150%
Devanado promedio ≤ 55°C / 75°C
Hotspot ≤ 65°C / 90°C
Aceite Topo ≤ 50°C / 70°C
Carga Nominal = 75 kVA
Sobrecarga continuo = 112,5kVA
(150%) sin consumo adicional de
vida. (misma capacidad)
Sobrecarga con consumo
adicional de vida útil ≈150%
Perdidas sin carga menos 26%
Devanado promedio ≤ 55°C
Hotspot ≤ 65°C
Top Oil ≤ 50°C
Capacidad de sobrecarga
con consumo adicional de
vida útil ≈150%
59. Eco Eficiencia usando fluido FR3
La capacidad de sobrecarga permanente permite el
uso de transformadores más pequeños.
• Curvas de carga “Típicas”
resultan en promedio bajo, ya que
el “peak” define la potenciael “peak” define la potencia
• Selección de los transformadores
por el promedio de carga, sin
considerar el “peak”.
• Por encima de la sobrecarga sin
consumo de vida útil, se puede
sobrecargar aun más que en AM.
59
19.2kWh x 18.5kWh
60. Transformadores de Potencia
El mismo concepto se puede aplicar en potencia,
pero con porcentaje de sobrecarga más baja.
• Posible sobre cargamento hasta
125% permanente
• Incremento de la confiabilidad
300MVA (440MVA)
420/115/22kV
• Incremento de la confiabilidad
de los transformadores (secado)
• Perdidas sin carga más bajas
• Mantenimiento igual o menor
que en aceite mineral.
• Vida útil extendida.
• Postergar reemplazos.
60
61. Envirotemp FR3
Powered by Nature
Daniel Muñoz Ratinoff
KAM & PM
After all, just
natural
61
KAM & PM
H Briones Sistemas
Eléctricos S.A.
Oficina +562 24120792
Celular +569 88298606
Email dmunoz@hbse.cl
www.hbse.cl