EL FUTURO EN LA TECNOLOGIA DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA

INDUSTRIAS IEM

Ing. Alvaro Cancino Quiroz

Ing. Rodrigo Ocon Valdez

Junio 2007

I N D I C E

• 1o. Introducciòn. Historia del Transformador

• 2o. Transformadores Actuales• 3o. Tendencias Tecnològicas 2007• 4o. Futuro de los Transformadores de

Potencia

El Transformador es un Componente esencial del Sistema Eléctrico de Potencia

Su historia empieza con Michael Faraday Siglo XIX.

Actualmente los Transformadores pueden manejar 500 veces la potencia y

15 veces el voltaje de los primeros Transformadores del Siglo XX.

Su peso por unidad de potencia se ha

reducido en 10 veces, y su eficiencia

típicamente excede 99%.

1.- INTRODUCCION

• James Clerk Maxwel (1831-1879). En 1864 formulò la teorìa de Electromagnetìsmo

•Michael Faraday. (1791 –1867) . InducciónElectromagnética, Considerado Padre de la IngenieríaEléctrica.

•George Westinghouse. (1846-1914). Inventor del Sistemade frenos de aire para los trenes. Con Tesla desarrolla el sistema de C.A.

Michael Faraday

George Westinghouse

HISTORIA

Ecuaciones de Maxwell

Marzo 1885. Karoly Zipernowski, Otto Blathy y Miksa Deri.

De origen Húngaro .

Transformadores de 5 y 7.5 KVA, 1400 / 100 V, 100 Hz.

1886 William Stanley / G. Westinghouse. En EUA

HISTORIA

HISTORIA

Patente de Tesla del Sistema de AC (1890)

Especificación de Diseño del

Transformador de Zipernowski (1885)

HISTORIA

NùcleoDevanados

Tanque

Fluido2.- EL TRANSFORMADOR ACTUAL

ELEMENTOS DEL TRANSFORMEDOR

2.- TRANSFORMADORES ACTUALES

Tipo Acorazado

2.- TRANSFORMADORES ACTUALES

Tipo Columnas

2.- REACTORES DE POTENCIA Y NEUTRO

3.- TENDENCIAS TECNOLOGICAS 2007TECNOLOGIAS

CON MAYOR IMPACTO EN LOS SIGUIENTES

10 AÑOS

Bio Ingenierìa

Imagen Anatómica:Rayos XUltrasonidoResonancia MagnéticaLaser

Bio Ingenierìa

Bio Ingenierìa

Nanotecnologìa

Mega-Computaciòn

Robòtica

Superconductividad

Sistemas Electromagnéticos

Motores de Inducción Lineares reemplazarán las Catapultas Hidráulicas

Tecnologìa (IT) India->China

El Automovil Elèctrico (Hìbrido)

Celdas de Combustible

Reactor de Fusiòn

• 4.1. Desarrollo hasta el Presente• 4.2. Principales Caractèristicas• 4.3. Consideraciones para el Cambio • 4.4. Estratègias para el Desarrollo• 4.5. Nuevos Conceptos de Diseño• 4.6. Visiòn de las Tendencias Futuras

4.- EL FUTURO DEL TRANSFORMADOR

Fuente: Electra, Oct.2001 R.Baehr

4.1

4.2. Principales Caracterìsticas

+ Las consideraciones: Económicas y Ambientales

+ La Evaluación de Pérdidas a través deltiempo, varían reflejando las condiciones locales de:

Disponibilidad de CapitalTasas de InterésTiempo para la DepreciaciónFuentes y costos de la Energía PrimariaCaracterísticas de la Carga

4.3. Consideraciones para el Cambio

Se requiere Diseñar, más Económico, lo cuál obliga a:• Diseñar y Fabricar más Exacto• Diseñar para un Menor Mantenimiento• Mejorar el Monitoreo y las Técnicas de Diagnóstico

4.3. Consideraciones para el Cambio

a.) MEJORA EN LAS CARACTERISTICASDE MATERIALES Y ACCESORIOS:Acero EléctricoConductoresAislamientos SólidosLíquido Aislante/RefrigeranteAcero EstructuralAccesorios

b.) DESARROLLO DE HERRAMIENTASAVANZADAS DE DISEÑO

4.4. Estratègias para el Desarrollo (Factores)

Las propiedades que son importantes en el material del núcleo son:

Permeabilidad,Saturación,Resistividad, yPérdidas por Histéresis

Acero Amorfo (20-30 µm) vs. Acero de Grano-Orientado (0.23 mm)Acero de Grano-Orientado con 6.5% SiAcero de Grano-Orientado de 0.10 mm con saturación de 1.8T

Acero Eléctrico del Nùcleo

Evolución del Acero Eléctrico

Evolución del Acero Eléctrico

+ Solera de Cobre, ò Aluminio+ Conductor continuamente Transpuesto (CTC) con Epoxy+ Conductor con Alto Punto de Cedencia (Plata y Cadmio) + Superconductores (LTSC, HTSC) + Hiper-conductores (Be a LN2) + Fibras Metalizadas + Nanotubos (10exp-9 = 10A)

Conductores

Conductores

Superconductores de baja temperatura (LTSC- 4°K) / He

Superconductores de alta temperatura (HTSC- 77°K) / N2

Conductores