 Éste trabajo obtuvo el 1º Premio en el 1º Concurso Técnico Científico, realizado en la 9º Bienal Internacional de la Industria Eléctrica, Electrónica y Luminotécnica 2005, realizado en Capital Federal.
La necesidad de generar una máquina destinada a las bajas potencias, con alimentación trifásica, apta para la distribución de energía en zonas rurales y de características no convencionales, llevó ante la ausencia de información para el cálculo y diseño, a recorrer la experiencia de desarrollar, construir y analizar un prototipo. Se calculó, diseñó y fabricó una máquina experimental, de 16 kVA de potencia nominal, que permitió el estudio y observación de fenómenos típicos asociados a transformadores de estas características.
La potencia se seleccionó en base a datos recogidos del mercado, donde se relevó que la potencia mas demandada para electrificación rural era la de 16 kVA y además representa un valor intermedio en la familia de potencias caracterizada por la Norma IRAM 2276, la cual rige para los transformadores para electrificación rural.
Mediante este trabajo se buscó generar antecedentes que permitieran avanzar en el desarrollo de un transformador para distribución de energía en zonas rurales, tendiendo a la mejora o al reemplazo de la tecnología tradicional y a la vez que permitiera comparar los costos de ambas opciones a lo largo de la vida útil.
Se buscó mediante este diseño, dar una solución definitiva y no temporal al problema de los Bifenilos Policlorados (PCBs), mediante la eliminación del aceite como medio dieléctrico y refrigerante. Se orienta a la producción de una máquina de características ecológicas, sin presencia de gases ni líquidos, eliminándose la posibilidad de derrames o emanaciones de sustancias nocivas. En reemplazo del aceite como dieléctrico y refrigerante, se utilizaron materiales ignífugos y auto extinguibles (ante arco eléctrico e incendio), esto además brinda sencillez en el manipuleo, sin necesidad de extremar cuidados en cuanto al ingreso de humedad a la cuba, menor peso y rápida instalación. Los materiales utilizados presentan mejor desempeño ante las solicitaciones por fenómenos transitorios de sobrecarga, cortocircuito y de sobretensión por descargas atmosféricas que se puedan presentar en las líneas que alimentan al transformador. Con esto último se buscó obtener mejoras en la operación y mantenimiento de las subestaciones donde preste servicio una máquina como la que se estudió. El diseño simple, permite obtener una alternativa mediante la cual el mantenimiento se puede realizar sin la necesidad de personal altamente capacitado.
Desde el punto de vista de la fabricación, se planteó como requerimiento que esta tecnología pueda desarrollarse sin necesidad de adquisición de activos que representen grandes inversiones y sin apartarse sustancialmente de lo tradicional.
El estudio alcanzó a la verificación de los costos de fabricación y mantenimiento frente a la máquina convencional y se completa el estudio con la evaluación por medio del concepto del valor presente de los costos incurridos en ambos casos.
Es importante comentar que el material constitutivo del núcleo ferromagnético es exactamente el mismo que el utilizado en máquinas aisladas en aceite. Los materiales aislantes utilizados corresponden a CLASE F (155º C), entendiéndose por tal a la temperatura que un equipo electromecánico puede alcanzar en su punto mas caliente, operando a carga nominal. En este caso se utilizaron compuestos comercialmente conocidos como NMN® (Nomex – Mylar – Nomex) y Mylar®. Todas las piezas no metálicas (tacos, separadores dieléctricos, etc.) utilizadas mantuvieron la misma clase térmica que la aislación.
Las mediciones en el laboratorio de ensayos permitieron sacar conclusiones de peso para poder ajustar la marcha de cálculo y mejorar el diseño respecto de las distancias eléctricas y vías de refrigeración.
Esta experiencia permitió obtener información suficiente para la fabricación de una serie pre – competitiva, para progresivamente insertar esta tecnología en el mercado.
Los estudios de de costos arrojaron valores menores en el caso de la tecnología en estudio, frente a la tradicional. Contar con las estructuras de costos de ambas tecnologías permitió trabajar en condiciones de certeza y comparar mediante el Valor Presente de Costos (VPC), la tecnología más conveniente desde el punto de vista de la economía. Basado en esto se eligió una tasa adecuada y se calcularon los VPC correspondientes, teniendo en cuenta la inversión inicial para la fabricación de ambas tecnologías y los montos destinados a mantenimiento en períodos igualmente espaciados, a lo largo de la vida útil típica de un transformador para distribución de energía en zonas rurales. Se verificó que, además de la diferencia de inversión inicial en insumos para la fabricación, lo demandado para el mantenimiento en una y otra tecnología, alcanza entre el 15 % y el 18 % de los costos totales de un transformador convencional en ese aspecto, y para el seco un valor comprendido entre el 3 % y el 5 %.
Por lo tanto desde el punto de vista general de la ingeniería se dio un paso fundamental, tendiente a una mejora tecnológica y económica en el sector electro energético, buscando mejorar la calidad de servicio, con un marcado perfil ecológico y orientado como norte por el desarrollo sustentable.
Ing. Mec. Electricista Fernando Ybáñez
|
|
|
click en las imagenes para ampliar |
| volver al sumario | |
