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
1.- INTRODUCCION 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%.
HISTORIA James Clerk Maxwel (1831-1879). En 1864 formulò la teorìa de Electromagnetìsmo Michael Faraday. (1791 1867). Inducción Electromagnética, Considerado Padre de la Ingeniería Eléctrica. Michael Faraday George Westinghouse. (1846-1914). Inventor del Sistema de frenos de aire para los trenes. Con Tesla desarrolla el sistema de C.A. George Westinghouse Ecuaciones de Maxwell
HISTORIA 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 Especificación de Diseño del Transformador de Zipernowski (1885) Patente de Tesla del Sistema de AC (1890)
2.- EL TRANSFORMADOR ACTUAL Fluido ELEMENTOS DEL TRANSFORMEDOR Nùcleo Devanados Tanque
2.- TRANSFORMADORES ACTUALES Tipo Acorazado
2.- TRANSFORMADORES ACTUALES Tipo Columnas
2.- REACTORES DE POTENCIA Y NEUTRO
3.- TENDENCIAS TECNOLOGICAS 2007 TECNOLOGIAS CON MAYOR IMPACTO EN LOS SIGUIENTES 10 AÑOS
Bio Ingenierìa Imagen Anatómica: Rayos X Ultrasonido Resonancia Magnética Laser
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.- EL FUTURO DEL TRANSFORMADOR 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 Fuente: Electra, Oct.2001 R.Baehr
4.1
4.2. Principales Caracterìsticas
4.3. Consideraciones para el Cambio + Las consideraciones: Económicas y Ambientales + La Evaluación de Pérdidas a través del tiempo, varían reflejando las condiciones locales de: Disponibilidad de Capital Tasas de Interés Tiempo para la Depreciación Fuentes y costos de la Energía Primaria Características 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
4.4. Estratègias para el Desarrollo (Factores) a.) MEJORA EN LAS CARACTERISTICAS DE MATERIALES Y ACCESORIOS: Acero Eléctrico Conductores Aislamientos Sólidos Líquido Aislante/Refrigerante Acero Estructural Accesorios b.) DESARROLLO DE HERRAMIENTAS AVANZADAS DE DISEÑO
Acero Eléctrico del Nùcleo Las propiedades que son importantes en el material del núcleo son: Permeabilidad, Saturación, Resistividad, y Pérdidas por Histéresis Acero Amorfo (20-30 µm) vs. Acero de Grano-Orientado (0.23 mm) Acero de Grano-Orientado con 6.5% Si Acero de Grano-Orientado de 0.10 mm con saturación de 1.8T
Evolución del Acero Eléctrico
Evolución del Acero Eléctrico
Conductores + 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) / N 2