Sustitución del aceite libre en los transformadores de medida

Antecedentes

Arteche es una empresa global, fabricante de equipos para el sector eléctrico, con laboratorios y centros de I+D y un ecosistema de innovación cada vez más distribuido geográficamente que le permite obtener lo mejor de muchas personas y culturas.

Evalúa aquellas oportunidades que refuerzan su posicionamiento competitivo y liderazgo tecnológico de cara a dar respuesta a los retos de futuro en el ámbito de la energía, y la sociedad en su conjunto.

Sus prioridades están orientadas a desarrollar una red de transporte y distribución de energía que permita integrar de forma eficiente, fiable y sostenible las nuevas realidades asociadas a la transición energética: tecnologías digitales, gestión de activos y monitorización de datos o gemelos digitales, diseño y desarrollo de equipos innovadores y sostenibilidad de producto.

El desafío

Los transformadores de medida actualmente utilizan papel impregnado en aceite dieléctrico como medio aislante (7, ver anexo 1), el cual tiene la ventaja de ser eficiente para aislar eléctricamente los componentes y protegerlos del envejecimiento prematuro.

Ese recubrimiento de papel impregnado en aceite es la capa aislante. La capa adyacente de aceite libre (8, ver anexo 1) no tiene función principal en el aislamiento eléctrico, pero al mismo tiempo no puede estar vacía. Ese espacio o cámara que contiene aceite libre tiene 2 funciones:

• Hacer que el aceite pueda llegar a todos los puntos recubiertos de papel
• Permitir cierta holgura necesaria para el montaje

El aceite, por su naturaleza líquida, es susceptible a variaciones de volumen debido a cambios de temperatura, lo que genera la necesidad de contar con sistemas de compensación (1, ver anexo 1), que suelen ser costosos y complicados. 

En un ejemplo tipo, el volumen de aceite libre es de 225dm3 y el volumen del sistema de compensación necesario es de 10 dm3, para un rango de temperaturas estimado entre -10 y 40 ºC.

En el anexo 1, se puede ver el modelo CA, objeto de este reto.

En el anexo 2, se puede ver el Manual usuario con detalles de diferentes modelos.

En el anexo 3, se puede ver el catálogo de productos de Arteche.

Es necesario inscribirse en el reto para poder ver los anexos.

Arteche también cuenta con otras alternativas como aislamiento de gas en vez de papel-aceite en las que no se debe centrar el reto por ya tenerlo contemplado en su catálogo de producto.

Lo que busca el cliente

Arteche busca alternativas eficientes para reemplazar, reducir o eliminar el aceite libre dentro de los transformadores, sin afectar a la capa aislante útil de papel-aceite.

En caso de utilizar nuevos materiales, la solución prevista debe cumplir con el mayor número posible de los siguientes requisitos:

• Aislamiento eléctrico adecuado: Debe proporcionar la misma capacidad de aislamiento que el aceite dieléctrico.
• Estabilidad térmica: El material debe tener un comportamiento estable frente a las variaciones de temperatura, con un mínimo cambio de volumen.
• Fácil aplicación: Debe poder aplicarse fácilmente durante el montaje de los transformadores, considerando los volúmenes variables (referido a diferentes modelos y holguras) que estos pueden presentar.
• Compatibilidad química: No debe reaccionar con el aceite dieléctrico que permanezca ni con otros componentes del transformador. Según nuestra experiencia la principal incompatibilidad se da entre el aceite dieléctrico y algunos materiales como: cauchos, polímeros, PVC, silicona, recubrimientos, adhesivos…
• Baja absorción de humedad: Esto es crucial para mantener la integridad del aislamiento eléctrico y prolongar la vida útil del equipo.
• Bajo impacto ambiental: Preferiblemente biodegradable, con un impacto menor que el aceite actual.

Se prefiere no cambiar el diseño de los componentes actuales, o al menos cambiar el menor número posible. 

Criterios de evaluación

Las propuestas se evaluarán según el orden de importancia de los siguientes criterios:

• Menor volumen de aceite libre y menor impacto medioambiental
• Menor impacto en coste (de material, de montaje…)
• Menores cambios sobre el diseño y los componentes actuales

Este es un torneo de 1 ronda con las siguientes entregas:

Un documento PDF que incluya:

Descripción de la propuesta de solución indicando:

• Disminución del volumen de aceite conseguido
• Material o materiales utilizados (si fuera el caso)
• Sección del transformador indicando los cambios realizados
• Análisis de la viabilidad de la solución según los requerimientos planteados y evidencias 
• Análisis ambiental únicamente s/ el material seleccionado

Diseño del piloto para evaluar la propuesta:

• Planning de actividades
• Entregables (documentos y demostradores)
• Presupuesto orientativo de ejecución

Para entregar la propuesta, el solucionador deberá darse de alta en la plataforma de ennomotive (https://app.ennomotive.com/user/register) e inscribirse en el reto, aceptando las condiciones (www.ennomotive.com/terms-and-conditions/) y la política de privacidad (www.ennomotive.com/privacy-policy).

Estructura y cronograma del torneo

Este es un desafío de una ronda con los siguientes plazos:

• 6 semanas para la presentación (el plazo límite de presentación es el 27 de Julio de 2025) + 7 semanas para la evaluación

Premios

Solvers a título particular: se seleccionarán un máximo de 3 propuestas finalistas para ser probadas por Arteche. Cada finalista recibirá 3.000€ y el ganador 10.000€ en total (mejor solución validada en piloto).

Empresas: Financiación para realizar un piloto (según presupuesto presentado por la empresa en su propuesta) y la oportunidad para empezar a formar parte del ecosistema de innovación del grupo.

ARTECHE se reserva el derecho de dejar el reto desierto si ninguna propuesta cumple con los requisitos mínimos de calidad y viabilidad.

Propiedad intelectual

Según términos y condiciones generales. En caso de empresas se llegará a un acuerdo antes de la realización de la prueba piloto. En caso de productos comerciales, se mantendrán los derechos de sus propietarios.