TRANSFORMADORES TIPS PARTE 4

Hace siete años, en el año 2010, se otorgó a FREEDM una cantidad de $4,2 millones de dólares para construir un transformador trifásico, por parte del  Departamento de Energía, a través de la Agencia de Proyectos de Investigación de energía.

A dicho proyecto se le nombró Transformador Subestación o TIPS, y aunque fue un apodo algo extraño no se trata de una subestación eléctrica, más bien la palabra “Subestación” surgió porque la empresa quería enfatizar y recalcar lo inteligente y capaz de un SST. Y “transformador”  parte de la idea de usar la tecnología convencional  de estas máquinas, a través de una frecuencia muy elevada.

Se podría decir que con tanto procedimiento los TIPS son menos eficientes que los transformadores eléctricos convencionales, pero en realidad ejecutan bastante bien. Asimismo los transformadores de hoy en día tienen una eficiencia de más de 99% cuando se operan a plena capacidad, con menos del 1% de la electricidad perdida por el calor.

Se esperan SSTs tales como TIPS para tener una eficiencia del 98%, sin depender de la carga.

Esta empresa no es la única que ha desarrollado SSTs, pero con TIPS se puede verificar que los IGBTs de carburo de silicio ofrecen una nueva clase de transformadores trifásicos que son paralelamente compactos y de alta capacidad.

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EL NUEVO TRANSFORMADOR PARTE 2

Si se pudieran  llegar a diseñar transformadores eléctricos que no requieran una herramienta mecánica para ajustar su voltaje, se podría evitar un gasto muy grande en la infraestructura de distribución. Claro está en que se necesita aplicar y desarrollar la más alta tecnología, mejor dicho la electrónica de potencia.  Es por eso que varios ingenieros están analizando la idea de crear y ejecutar un transformador hibrido, que incluye electrónica de potencia, esto para apoyar  en el control del voltaje.

Por otra parte lo nuevos semiconductores  de alto voltaje son dispositivos muy necesarios si deseamos la creación de transformadores electrónicos de distribución, y de hecho hasta hace relativamente poco no existían interruptores que incluyeran todas las características adecuadas y tuvieran la capacidad de conectarse a líneas de alta tensión.

Se dice que los convertidores ocuparían demasiado espacio, esto es porque los tiristores no están diseñados para operaciones de alta frecuencia. Se puede pensar de estos componentes que son como dispositivos de almacenamiento de carga. Cuanto más baja sea la frecuencia, más tiempo necesitan para acomodarlas, lo que significa que deben ser bastante grandes.

Asimismo el caballo de batalla del interruptor de potencia electrónica, el transistor bipolar basado en silicio de puerta aislada (IGBT) es un mejor ajuste. Mismos dispositivos que sean utilizado para para construir SST para aplicaciones ferroviarias en Europa, y realmente son más rápidos. La mayoría de los dispositivos comerciales pueden llegar a soportar voltajes de hasta 6,5 kilovoltios. Este voltaje de ruptura es demasiado bueno para una amplia variedad de aplicaciones de potencia, esto no es suficiente para manejar la electricidad que fluye a través de los transformadores de distribución.

De esta manera en Estados Unidos un voltaje común bajo del espectro es 7,2 kV. Claro que si algunos de esos IGBTs estuvieran conectados en serie, podrían ser perfectamente  utilizados para crear un SST que pueda manejar el voltaje.

Los capacitores pueden ayudar a equilibrar el voltaje, pero el resultado sería muy escandaloso y poco eficiente, poco confiable y mucho más caro de lo normal. Favorablemente el silicio no es la única opción. En los últimos 10 años, se han realizado avances realmente eficaces en el desarrollo de conmutadores basados en semiconductores compuestos de silicio y carburo en particular.

Una velocidad de conmutación más rápida también reduce la pérdida de energía, por lo que transistores del carburo de silicio  pueden transportar más corriente para una temperatura dada.

Además se ha iniciado con el Centro Futuro de Energía Eléctrica Renovable y Centro de Administración (FREEDM), esto con el fin de avanzar y recorrer el mundo de las tecnologías que se requieren para modernizar la red eléctrica, ejecutándola de un modo más eficaz y confiable.

Y es por eso que las SST son una gran prioridad para el centro, ya que  aborda la distribución de transformadores trifásicos y  monofásicos.

UNA NUEVA ERA PARA LOS TRANSFORMADORES PARTE 1

Actualmente los transformadores tienen un cierto grado de importancia respecto a nuestras redes electicas. Esas máquinas están realmente en muchos lugares tales como: pasillos, accesos,  subestaciones, propiedad privada, en el suelo y hasta debajo de éste. Ellos son verdaderamente necesarios y es difícil imaginar cómo sería un mundo sin ellos.

De esta manera se está ejecutando la idea de que no sean inevitables, ya que en el sistema de distribución, los transformadores medianos o primarios los voltajes se miden en miles de voltios, y son convertidos en voltajes de clase secundaria, como 120, 240 o 480 voltios.

Se desea iniciar a pensar en un transformador que sea poco común, y a desarrollar maquinas más voluminosas, mismas que son enfriadas con aceite, lo cual son difíciles de eliminar de una forma segura, esto sería un claro ejemplo de cómo ofrecerles mantenimiento a transformadores.

Usualmente estos convertidores son herramientas unidireccionales y pasivas, lo que muestra que no están diseñadas para ajustarse a cargas que varían rápidamente.

La buena noticia es que la investigación sobre un nuevo tipo de tecnología abarca el punto de evitar todas estas limitaciones. Gracias a los nuevos avances en la  electrónica de potencia, ahora tenemos la facultad de contemplar esta inteligente construcción tan eficiente en trasformadores de estado sólido, o SSTs. Los cuales prometen manejar tareas de cierto grado de dificultad, para un transformador convencional, como la altamente variable, flujo de electricidad bidireccional entre un microred y una red principal.

Por su parte estos “Smart” transformadores son capaces de transportarse e instalarse de una forma más práctica y rápida. Pueden ser visiblemente más pequeños que los transformadores comunes, con un equivalente alrededor de la mitad del peso y un tercio de volumen.

Asimismo las SST podrían ser una mejora en el caso de los desastres a un plazo corto, esto sería en lugares de infraestructura eléctrica en malas condiciones y para uso en embarcaciones navales, en los cuales el peso y el volumen son factores a considerar.

Es por eso que en un futuro se estima redefinir la red eléctrica, creando redes de distribución y sistemas que sean capaces de organizar una gran multitud de energía renovable y almacenada, con el objetivo de mejorar la eficiencia en el proceso.

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CUIDADO E INSTALACIÓN DE LOS TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS

Los transformadores son dispositivos eléctricos que, cuando son conectarlos a la red, pueden aumentar o disminuir la tensión, manteniendo su potencia. Hoy por hoy, son elaborados principalmente para uso en intemperie, montados en uno o dos postes con aisladores y pintura especial apta para zonas costeras, húmedas y agresivas.

Es por eso que cuando se coloca un transformador ya sea en industria, empresa o zona residencial es muy necesario tener un debido cuidado tanto al instalarlo, como cuando ya está situado.

A continuación aquí se muestran algunos de los cuidados que se deben tener para su correcto funcionamiento:

• Siempre se deben almacenar en un ambiente limpio y seguro, libre de daños o golpes.
• Para transformadores montados en altura, lo aconsejable es asegurar la estructura de montaje de acuerdo al peso del equipo.

• Verificar y asegurar la desenergización de las líneas eléctricas al momento del montaje a fin de evitar accidentes. 

• Su manipulación, montaje y conexionado siempre debe hacerse por personal capacitado y con experiencia en el tema.

• El transformador debe quedar correctamente nivelado para evitar errores en su funcionamiento.
• Todo transformador requiere de una adecuada circulación de aire para su refrigeración. Es por ello que se debe verificar -al momento de la instalación del equipo- que este cuente con ventilación y espacio suficientes para evitar su sobrecalentamiento.

• Conectar los conductores de Alta Tensión y Baja Tensión a los terminales del transformador asegurando un buen apriete de los conductores a los terminales.

• Los cables no deben quedar tensos para no producir daños en los aisladores y empaquetaduras.
• Conectar la tierra del transformador.

• Asegurar las adecuadas protecciones eléctricas del equipo.

• Al momento de la energización, la carga en Baja Tensión no debe estar conectada.

• Una vez energizado por Alta Tensión, es recomendable revisar la tensión de vacío del lado de Baja Tensión, según la placa característica.

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TIPS PARA EL AHORRO DE ENERGÍA EN TU HOGAR

Comúnmente se piensa que si intentamos ahorrar energía nuestra vida será de menor calidad, pero eso es completamente falso, pues existe la forma de utilizar menos recursos energéticos y tener el mismo nivel de vida o incluso mejor.

De igual forma no es solamente gastar menos energía, si no también es admitido reducir el uso del automóvil, reciclar, evitar los productos contaminantes, y todo lo que nos aleje del uso de combustibles fósiles.

Primeramente es necesario empezar por nuestro hogar, ya que es el lugar en donde permanecemos la mayor parte del tiempo. 

Aquí es fundamental que verifiquemos la instalación eléctrica no sólo por el gasto de energía y dinero, si no también por nuestra propia seguridad. Intentar apagar las luces que no estemos utilizando y remplazar focos comunes por focos ahorradores es lo menos que podemos hacer en estos casos.

También es importante que nuestra vivienda tenga un buen aislamiento en techos paredes y suelos, ya que la falta de este puede originar una pérdida del 30% de energía.

Otra parte muy relevante son los aparatos que están enchufados pero que permanecen apagados, tal es el caso de la televisión, gracias a la gran energía que consume, es recomendable que cuando no se esté utilizando ésta sea desconectada.  

Otro dispositivo es el teléfono celular, el cual la mayoría de las veces no es desconectado cuando se debe de hacer y por lo regular lo dejamos varias horas, e incluso toda la noche y lo desenchufamos hasta la mañana siguiente.

Finalmente el agua también es muy desperdiciada por nosotros, esto debido a que algunas personas se bañan con agua muy caliente y esto realmente afecta bastante a la energía  gastada. De igual manera no está de más cerrar las llaves cuando no la necesitemos y procurar ser más ahorradores.