Regulación de Ecodiseño en transformadores de potencia 19 de Mayo de 2015

Ingeniería

Regulación de Ecodiseño en transformadores de potencia

19 de Mayo de 2015

2

INDICE

1. Introducción.

2. Marco normativo.

2. Ámbito de aplicación.

3. Calendario de implementación.

4. Requisitos de diseño ecológico para transformadores.

1. Introducción

 Motivaciones de la regulación:

1. Reducción de las importaciones energéticas.

- La Unión Europea importa el 53 por ciento de la energía que consume.

- El 90 por ciento del petróleo, el 66 por ciento del gas natural y el 42 por ciento de combustibles sólidos como el carbón.

- La factura por importación energética se elevó en 2013 a alrededor de 400.000 millones de euros, lo que equivale a más de una quinta parte del total de las importaciones de la Unión Europea.

4

1. Introducción

2. Cambio a una economía más eficiente en el consumo de energía.

- La creación de un único mercado interior de la energía competitivo es un instrumento estratégico tanto para ofrecer a los consumidores europeos la elección entre distintos proveedores de gas y electricidad a precios equitativos como para permitir el acceso al mercado a todas las empresas, en particular a las más pequeñas y a las que invierten en energías renovables. Se trata, por otra parte, de garantizar un marco que facilite el funcionamiento del mecanismo de intercambio de derechos de emisión de CO2.

1. Introducción

3. Aumento a soluciones tecnológicas innovadoras y mejora de la competitividad .

- La UE fija objetivos nacionales obligatorios en relación con la cuota de energía procedente de fuentes renovables en el consumo final bruto de energía y con la cuota de energía procedente de fuentes renovables en el transporte.

6

2. Marco normativo

Reducción al 20% las emisiones de gases de efecto invernadero (30% si se

alcanza un acuerdo internacional)

Aumento del 20% de energía procedente de fuentes renovables

Reducción el 20% del consumo de energía mediante una mayor eficiencia energética, además, en cada país el 10%

de las necesidades del transporte deberán cubrirse mediante

biocombustibles.

Horizonte 20-20-20

Marco para el establecimiento de requisitos de diseño ecológico a los productos

relacionados con la energía

Deroga la Directiva 2005/32/CE ampliando a todos los productos relacionados con la

energía

La transposición a nivel nacional se realiza a través del R.D. 187/2011

DIRECTIVA 2009/125/CE

Niveles mínimos de eficiencia que deben cumplir los transformadores en servicio en el

mercado europeo

Las Pérdidas totales derivadas de los transformadores en los 28 estados miembros

asciende aproximadamente a 100TWh anuales, lo que corresponde a 40 Mt de

emisiones de CO2

El potencial de mejora de la rentabilidad con un diseño más eficiente se ha estimado en

unos 16,2 TWh anuales en 2025, lo que corresponde a 3,7 Mt de emisiones de CO2

REGLAMENTO 548/2014

3. Objeto y ámbito de aplicación

• Objeto de aplicación:

1. Los requisitos de diseño ecológico que deben cumplirse para introducir en el mercado o poner en servicio transformadores de

potencia con una potencia mínima de 1 kVA utilizados en redes de transmisión y distribución eléctrica de 50 Hz o para aplicaciones industriales.

2. Será aplicable a los transformadores adquiridos después del 01

de Julio de 2015.

8

3. Objeto y ámbito de aplicación

T ransformadores fuera del reglamento 548/2014

Transformadores de medida Transformadores de tracción

Transformadores con bobinas de baja tensión utilizados con

rectificadores Transformadores de arranque de motores de inducción trifásicos

Transformadores conectados directamente a Hornos Transformadores de ensayo Transformadores en aplicaciones marítimas y plataformas

flotantes Transformadores de soldadura

Transformadores para instalaciones de emergencia Transformadores para aplicaciones a prueba de explosiones y minería marítima

Transformadores para aplicaciones en aguas profundas

Transformadores y autotransformadores para para sistemas de alimentación ferroviaria

Transformadores de interfaz MT a MT hasta 5 MVA Transformadores de puesta a tierra transformadores de potencia de gran tamaño si se no se

dispone de alternativas técnicamente viables para cumplir los requisitos mínimos de eficiencia

Transformadores de potencia de gran tamaño que sustituyen en la misma ubicación a transformadores de potencia grandes similares ya existentes, si la sustitución no puede lograrse sin costes

• Ámbito de aplicación:

1. De aplicación a transformadores de potencia secos y sumergidos con potencia

mínima de 1 KVA, quedando exentos los siguientes:

4. Calendario de implementación

29/09/2009

• La UE adopta la directiva sobre diseño ecológico 2009/125/CE

11/06/2014

• La UE adopta reglamento para aplicación de ecodiseño. Reglamento 548/2014

01/07/2015

• Primera etapa de cumplimiento de requisitos de eficiencia. Reglamento 548/2014

2017

• Evaluación intermedia del Reglamento por parte de la UE*.

01/07/2021

• Segunda etapa de cumplimiento de requisitos de eficiencia. Reglamento 548/2014

10

 Evaluación intermedia del Reglamento por parte de la UE*

 La Comisión revisará el Reglamento a la luz del progreso tecnológico a más tardar tres años después de su entrada en vigor y presentará los resultados de dicha revisión. Concretamente, la revisión evaluará, al

menos, los siguientes aspectos:

1. Establecer valores mínimos del índice de eficiencia máxima para todos los transformadores de potencia medianos, incluidos los que tienen una potencia asignada inferior a 3.150 kVA.

2. Separar las pérdidas asociadas al núcleo magnético de las correspondientes a otros componentes que realizan funciones de regulación de la tensión, en su caso.

3. Requisitos mínimos de rendimiento para transformadores de potencia monofásicos, así como para transformadores de potencia pequeños.

4. Adecuación de las concesiones para transformadores de montaje en postes y para combinaciones especiales de tensión de bobinas para transformadores de potencia medianos.

5. Mejora del impacto medioambiental distinto del de la energía en la fase de utilización.

4. Calendario de implementación

5. Requisitos de diseño ecológico para transformadores

 Requisitos mínimos de rendimiento o eficiencia en función de la tipología de transformador:

 Transformadores de potencia medianos (1,1 kV < Um < 36 kV y 5 kVA < Sr < 40 MVA).

 Deberán cumplir los máximos permitidos para pérdidas debidas a la carga y pérdidas en vacío o los valores del índice de eficiencia máxima (PEI) salvo los de montaje en postes, que deberán cumplir los máximos permitidos para pérdidas debidas a la carga y pérdidas en vacío.

 Transformadores de potencia grandes (Um > 36 kV y Sr > 5 kVA o Sr > 40 MVA independientemente de la tensión máxima de los equipos)

 Deberán cumplir los índices mínimos de eficiencia.

12

5. Requisitos de diseño ecológico para transformadores



sumergidos

(hasta 3,15 MVA, Um ≤ 24 KV, Um ≤ 1,1 KV)

Pérdidas máx. debidas a la carga y en vacío.

Cuadro 1. Transformadores sumergidos medianos

4. Requisitos de diseño ecológico para transformadores



secos

(hasta 3,15 MVA, Um ≤ 24 KV, Um ≤ 1,1 KV)

Pérdidas máx. debidas a la carga y en vacío.

14

4. Requisitos de diseño ecológico para transformadores



Una bobina con Um ≤ 24 kV y otra con Um > 1,1 kV

Los niveles máximos permitidos en el cuadro 1 y 2 se incremantán un 10 % para las pérdidas en vacío y en un 10 % para las pérdidas

debidas a la carga Una bobina con Um = 36 kV y otra con Um ≤ 1,1 kV

Los niveles máximos permitidos en los

cuadros 1 y 2 deben incrementarse en un 15

% para las pérdidas en vacío y en un 10 % para las pérdidas debidas a la carga

Una bobina con Um = 36 kV y otra con Um > 1,1 kV

Los niveles máximos permitidos indicados en los cuadros 1 y 2 deben incrementarse en un 20 % para las pérdidas en vacío y en un 15 % para las pérdidas debidas a la carga.

4. Requisitos de diseño ecológico para transformadores

En el caso de transformadores con una bobina de alta tensión y dos tensiones disponibles desde una bobina de baja tensión con tomas, las pérdidas se calcularán basándose en la tensión superior de la bobina de baja tensión y cumplirán las pérdidas máximas permitidas en los cuadros 1 y 2. La máxima potencia disponible en la tensión inferior de la bobina de baja tensión de dichos

transformadores no superará el 0,85 de la potencia asignada a la bobina de baja tensión con su tensión superior.

En el caso de transformadores con una bobina de baja tensión con dos tensiones disponibles a partir de una bobina de alta tensión con tomas, las pérdidas se calcularán

basándose en la tensión superior de la bobina de alta tensión y respetarán las pérdidas máximas permitidas en los

cuadros 1 y 2. La máxima potencia disponible en la tensión inferior de la bobina de alta tensión de dichos

transformadores no superará el 0,85 de la potencia asignada a la bobina de alta tensión con su tensión superior.

Si la potencia nominal total se aplica con independencia de la combinación de tensiones, los niveles indicados en los cuadros I.1 y I.2 pueden incrementarse en un 15 % para las pérdidas en vacío y en un 10 % para las pérdidas debidas a la carga.

La pérdida máxima permitida en los cuadros 1 y 2 puede incrementarse en un 20 % para las pérdidas en vacío y en

Bitensión en una bobina

16

5. Requisitos de diseño ecológico para transformadores



sumergidos (Sr > 3,15 kVA)

Valores mín.del índice de eficiencia máxima (PEI).

Cuadro 3. Transformadores sumergidos medianos P0 son las pérdidas en vacío a la tensión y frecuencia asignadas,

sobre la toma en cuestión;

Pc0 es la potencia eléctrica requerida por el sistema de refrigeración para el funcionamiento en vacío;

Pk es la pérdida debida a la carga medida a la corriente y

frecuencia asignadas sobre la toma en cuestión, corregida por la temperatura de referencia;

Sr es la potencia asignada del transformador o autotransformador sobre cuya base se calcula Pk.

5. Requisitos de diseño ecológico para transformadores



secos

(Sr > 3,15 MVA)

Valores mín.del índice de eficiencia máxima (PEI).

Cuadro 4. Transformadores secos medianos P0 son las pérdidas en vacío a la tensión y frecuencia asignadas,

sobre la toma en cuestión;

Pc0 es la potencia eléctrica requerida por el sistema de refrigeración para el funcionamiento en vacío;

18

5. Requisitos de diseño ecológico para transformadores



de montaje en poste

Pérdidas máx. debidas a la carga y en vacío indicadas en cuadro 1 y 2 excepto sumergidos con 25 kVA < Sr < 315 kVA descritas en el cuadro 5.

Cuadro 5. Transformadores sumergidos medianos en poste

5. Requisitos de diseño ecológico para transformadores



sumergidos

Valores mín.del índice de eficiencia máxima (PEI).

P0 son las pérdidas en vacío a la tensión y frecuencia asignadas, sobre la toma en cuestión;

Pc0 es la potencia eléctrica requerida por el sistema de refrigeración para el funcionamiento en vacío;

20

5. Requisitos de diseño ecológico para transformadores



secos

Valores mín.del índice de eficiencia máxima (PEI).

Cuadro 7. Transformadores grandes secos P0 son las pérdidas en vacío a la tensión y frecuencia asignadas,

sobre la toma en cuestión;

Pc0 es la potencia eléctrica requerida por el sistema de refrigeración para el funcionamiento en vacío;

Pk es la pérdida debida a la carga medida a la corriente y

frecuencia asignadas sobre la toma en cuestión, corregida por la temperatura de referencia;

Sr es la potencia asignada del transformador o autotransformador sobre cuya base se calcula Pk.

5. Requisitos de diseño ecológico para transformadores



 Documentación técnica:

INFORMACIÓN NECESARIA

Potencia asignada, la pérdida debida a la carga y en vacío y la potencia eléctrica de todo sistema de refrigeración en vacío PEI y la potencia de producción

Para transformadores de bitensión, la potencia máxima asignada a la tensión inferior, con arreglo al cuadro 3

Peso de los principales componentes del transformador de potencia

Transformadores en postes tendrá el indicativo «solo para montaje en postes»

Documentación técnica Nombre y dirección del fabricante

Identificación del modelo y código alfanumérico para distinguir un modelo de otros del mismo fabricante

22

www.creara.es www.creara.co www.creara.cl

www.creara.com.br www.creara.biz www.genio.pro

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Óscar Segura Haro [email protected] +34 91 395 01 54