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EL FUTURO EN LA TECNOLOGIA DE

TRANSFORMADORES DE POTENCIA

INDUSTRIAS IEM

Ing. Alvaro Cancino Quiroz

Ing. Rodrigo Ocon Valdez

Junio 2007

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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

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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

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•James Clerk Maxwel (1831-1879). En 1864 formulò lateorìa 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 elsistema de C.A.

Michael Faraday

George Westinghouse

HISTORIA

Ecuaciones de Maxwell

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Marzo 1885. KarolyZipernowski, Otto Blathy y Miksa Deri.

De origen Húngaro .

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

1886 William Stanley / G. Westinghouse. En EUA

HISTORIA

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HISTORIA

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Patente de Tesla del Sistema de AC (1890)

Especificación de

Diseño del

Transformador deZipernowski (1885)

HISTORIA

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NùcleoDevanados

Tanque

Fluido

2.- EL TRANSFORMADOR ACTUAL

ELEMENTOS DELTRANSFORMEDOR

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2.- TRANSFORMADORES ACTUALES

Tipo Acorazado

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2.- TRANSFORMADORES ACTUALES

Tipo Columnas

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2.- REACTORES DE POTENCIA Y NEUTRO

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3.- TENDENCIAS TECNOLOGICAS 2007TECNOLOGIAS

CON MAYOR IMPACTOEN LOS SIGUIENTES

10 AÑOS

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Bio Ingenierìa

ImagenAnatómica:Rayos XUltrasonidoResonancia Magnética

Laser

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Bio Ingenierìa

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Bio Ingenierìa

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 Nanotecnologìa

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Mega-Computaciòn

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Robòtica

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Superconductividad 

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Sistemas Electromagnéticos

Motores de Inducción Lineares reemplazarán las Catapultas Hidráulicas

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Tecnologìa (IT) India->China

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El Automovil Elèctrico (Hìbrido)

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Celdas de Combustible

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Reactor de Fusiòn

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• 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

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4.1

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4.2. Principales Caracterìsticas

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+ Las consideraciones: Económicas y

 Ambientales

+ La Evaluación de Pérdidas a través del

tiempo, varían reflejando las condicioneslocales 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

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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

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a.) MEJORA EN LAS CARACTERISTICAS

DE MATERIALES Y ACCESORIOS:

Acero Eléctrico

Conductores

Aislamientos SólidosLíquido Aislante/Refrigerante

Acero Estructural

Accesorios

 b.) DESARROLLO DE HERRAMIENTASAVANZADAS DE DISEÑO

4.4. Estratègias para el Desarrollo (Factores)

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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

Acero Eléctrico del Nùcleo

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Evolución del Acero Eléctrico

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Evolución del Acero Eléctrico

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+ 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

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Conductores

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Superconductoresde baja temperatura(LTSC- 4°K) / He

Superconductoresde alta temperatura

(HTSC- 77°K) / N2

Conductores