INTEGRACIÓN DE MÉTODOS DE OPTIMIZACIÓN Y ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA APLICADOS EN UN CURSO DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA

Resumen

Motivación

Este trabajo forma parte de una propuesta de reestructuración de la asignatura máquinas eléctricas en ingeniería eléctrica. Se presentan resultados obtenidos durante tres periodos académicos.

Introducción

Los transformadores de potencia se caracterizan por una eficiencia elevada, sin embargo, aún existen diversas oportunidades de aumentarla. En este trabajo se plantean alternativas que podrían implementar los operadores de red y usuarios no regulados, especialmente los industriales para minimizar las pérdidas en los transformadores de potencia.

Diversos programas de ingeniería a nivel mundial, han actualizado sus cursos para ofrecer al estudiante un enfoque de aprendizaje basado en el uso de software de simulación [1]. Esta herramienta permite resolver problemas relativamente complejos que en cursos anteriores se trataban de manera superficial y en algunos casos ni siquiera aparecen en el syllabus de las asignaturas.

Propósito

En este trabajo se proponen dos prácticas que pueden ser integradas a un curso de transformadores eléctricos. La primera consiste en resolver un problema básico de optimización y la segunda se enfoca en el análisis económico de ciclo de vida de los transformadores. Para promover el uso de software libre, los problemas se proponen para ser simulados en Scilab y/o en Octave.

Alcance

En centros de consumo industriales, comerciales o hasta residenciales, la repartición de carga entre transformadores se realiza en muchos casos de una manera intuitiva y no necesariamente la más eficiente. La repartición de carga entre transformadores se plantea como un problema de optimización, que puede resolverse para un caso simple de dos transformadores, de forma analítica y de forma numérica. Los resultados obtenidos permiten validar el método numérico, que será utilizado de manera general para encontrar la distribución optima de carga entre varios transformadores.

A lo largo de su vida útil, el costo de las pérdidas de energía en un transformador puede sobrepasar considerablemente su costo de adquisición. Un análisis económico de ciclo de vida debe ser realizado para comparar diferentes transformadores, para escenarios de cargabilidad variable y tarifa diferencial de energía. El costo medioambiental, consecuencia de las emisiones indirectas ocasionadas para producir la energía consumida en los devanados del transformador, considerando la matriz energética del lugar, también es considerado. Adicionalmente, esta actividad requiere de la lectura por parte de los estudiantes de un artículo de investigación en inglés [2].