Optimización de aislamientos para transformadores de distribución

Abstract

El objetivo general que se busca es la optimización de los kilovolts por capa requeridos transformadores de tipo distribución con capacidades desde 25 hasta 167 KVA y voltajes en el primario de 2,400 hasta 34,500 volts (bobina de alta tensión), y de 120 a 600 volts en el secundario (bobina de baja tensión). Del aislamiento original utilizado se pretende reducirlo en un 40% del espesor original, sin disminuir las propiedades dieléctricas de la bobina, para lo cual se debe pasar pruebas eléctricas conforme a la norme IEEE ANSI C57-12.00 sin sufrir daño alguno. Para lograr esto se evaluó el material propuesto para asegurar los parámetros mecánicos y eléctricos y verificar que efectivamente cumple con las características físicas, químicas y de geometría requeridas. Posteriormente se realizaron los cálculos necesarios para determinar teóricamente los beneficios que se obtienen con el uso del aislamiento reducido en cuanto a ahorro de materiales, aumento de eficiencia del producto, y comportamiento eléctrico. Una vez realizado el cálculo teórico elaboro un análisis de modo de fallas y efectos (AMFE), para evaluar los puntos más críticos que pueden ocasionar que el papel que se está proponiendo pueda fallar y por consiguiente afectar el desempeño del aparato por completo. También se plantea un diseño de experimentos (DOE) para establecer los parámetros adecuados de manufactura; y por último una prueba piloto con un diseño prototipo para comprobar los resultados obtenidos. Los resultados obtenidos al final del proyecto es una reducción del 40% del espesor del aislamiento menor sin demeritar la funcionalidad del aparato, lo que se traduce en un ahorro de 3.5% en materiales que representa un poco más de $ 4 MUSD al año.