31 de julio de 2024
Los transformadores de aleación amorfa, desarrollados en los años setenta, son un nuevo tipo de transformador de potencia que utiliza aleaciones amorfas como material del núcleo en lugar de chapas de acero al silicio. En comparación con los transformadores con núcleos de acero al silicio, reducen las pérdidas en vacío en aproximadamente un 70%-80% y la corriente en vacío en torno a un 85%. Estos transformadores se encuentran actualmente entre los transformadores de distribución más eficientes en energía disponibles, lo que los hace ideales para su uso en zonas con baja utilización de la distribución y elevados requisitos de seguridad contra incendios, como redes eléctricas rurales, edificios de gran altura, centros comerciales, metros, aeropuertos, estaciones, empresas industriales y mineras, y centrales eléctricas.
Cintas de aleación amorfa
Las cintas de aleación amorfa se producen combinando elementos como hierro, cobalto, carbono, silicio y boro en proporciones específicas. Estos elementos se funden a altas temperaturas y luego se enfrían rápidamente mediante una rueda de rotación de alta velocidad a una velocidad de enfriamiento de 10°C/s. Este enfriamiento rápido impide que el metal forme interfaces reticulares cristalinas definidas, lo que da como resultado una estructura aleatoria y amorfa.
Formación de las aleaciones amorfas
Normalmente, cuando los metales o las aleaciones se solidifican desde un estado líquido, los átomos pasan de una disposición desordenada en la fase líquida a una disposición ordenada en la fase sólida, formando una estructura cristalina.
Sin embargo, si la velocidad de enfriamiento es extremadamente alta, los átomos no tienen tiempo de ordenarse y quedan "congelados" en su lugar, lo que produce una disposición atómica desordenada similar a la de los líquidos: esto se conoce como aleación amorfa.
Para que los metales puros formen una estructura amorfa se requiere una velocidad de enfriamiento extremadamente alta. Debido a las limitaciones tecnológicas actuales, lograr velocidades de enfriamiento tan altas en la producción práctica resulta difícil, por lo que es complicado producir estructuras amorfas a partir de metales puros.
Para obtener metales amorfos, los metales se mezclan normalmente con otras sustancias. Se forma una aleación cuando se combinan materiales con tamaños y propiedades atómicas diferentes. Estas aleaciones tienen puntos de fusión mucho más bajos que los metales puros y son más propensas a formar una estructura amorfa durante el enfriamiento.
La aleación amorfa utilizada en los núcleos de transformador es una aleación amorfa de base hierro, solidificada en cintas a una velocidad de enfriamiento de un millón de grados por segundo, con un espesor de solo 0,03 mm.
Ventajas de los transformadores de aleación amorfa
Eficiencia energética
Debido al uso de núcleos de aleación amorfa y a un innovador proceso de fabricación trifásico de tres columnas, las pérdidas en el núcleo se reducen significativamente y las pérdidas en vacío son aproximadamente el 25% de las de los transformadores tipo seco convencionales.
Aunque la inversión inicial en núcleos de aleación amorfa es mayor, la altísima eficiencia y las características de ahorro energético de los transformadores de aleación amorfa permiten recuperar la inversión adicional en un plazo de 3 a 5 años con una carga media del 60%. A lo largo de los 30 años de vida útil del transformador pueden lograrse considerables ahorros en costos de electricidad.
Fiabilidad
Aislamiento de clase H (temperatura de operación 180°C): alta resistencia térmica;
Durabilidad: puede soportar condiciones adversas de almacenamiento y transporte;
Desempeño robusto: capaz de operar normalmente en condiciones adversas (incluidos entornos climáticos y geográficos); puede operar al 120% de carga durante periodos prolongados;
Resistencia al cortocircuito: excelente resistencia al cortocircuito;
Sin mantenimiento: el transformador prácticamente no requiere mantenimiento bajo un uso normal.
Seguridad
Ininflamable: el transformador no se incendia, puede resistir el fuego y no explota ni emite gases nocivos durante la operación;
Insensible a la temperatura, al polvo y a la contaminación: menos afectado por los factores ambientales;
Sin fisuración: el transformador no desarrollará grietas con el paso del tiempo;
Seguridad ambiental y para las personas: seguro para el medio ambiente y la salud humana durante su uso, sin impactos nocivos sobre otros equipos.
Beneficios ambientales
Ecológico: el producto no causa contaminación ambiental durante su fabricación, transporte, almacenamiento u operación;
Reciclable: la bobina puede reciclarse al final de su vida útil, lo que permite la reutilización de recursos sin daño ambiental;
Bajo ruido: una estructura de núcleo innovadora y unos procesos de fabricación avanzados garantizan que el nivel de ruido de los transformadores amorfos sea 4-5 dB inferior a la norma nacional vigente.
Un transformador tipo seco amorfo SCRBH15-2000 de 2000 kVA operando al 60% de carga puede ahorrar aproximadamente 24.000 kWh de electricidad al año. A una tarifa de 1 RMB por kWh, esto equivale a un ahorro anual de 24.000 RMB. Actualmente, el precio de mercado de un producto SCB10-2000 ronda los 450.000 RMB, mientras que un transformador tipo seco amorfo cuesta unos 550.000 RMB, aproximadamente un 20% más caro. Sin embargo, la reducción de los costos operativos a lo largo de cinco años puede compensar el mayor costo inicial de compra.
