El seminario sobre transformadores de alta carga y ahorro energético verde se celebró con éxito en Shanghái

El seminario «Transformadores verdes de alta carga y ahorro energético 2025: retos de diseño, soluciones innovadoras y tendencias futuras», organizado conjuntamente por la Asociación Internacional del Cobre y el Grupo Changtai, tuvo lugar con éxito en el Hotel Jinjiang de Shanghái. El evento, celebrado el 12 de diciembre de 2025, se centró en los avances más recientes en tecnología de transformadores.

La conferencia, organizada por la Asociación Internacional del Cobre, reunió a expertos de oficinas de suministro eléctrico, asociaciones industriales, prestigiosas universidades, institutos de diseño y empresas relacionadas. Las discusiones abordaron varios aspectos clave, entre ellos el marco normativo de las iniciativas verdes y de bajo carbono, la viabilidad técnica de los transformadores verdes (de alta sobrecarga), sus escenarios de aplicación y sus beneficios socioeconómicos, así como la elaboración de normas pertinentes.

1. Contexto normativo

El «Plan de Acción para el Desarrollo Verde y Bajo en Carbono de la Industria Manufacturera (2025-2027)» del Consejo de Estado subraya la necesidad de acelerar la innovación tecnológica verde y promover tecnologías verdes avanzadas. El Informe sobre la Labor Gubernamental de marzo de 2023 introdujo un sistema de gestión de la huella de carbono, mientras que el Mecanismo de Adquisición Verde de la Red Eléctrica Estatal (2023) define explícitamente los criterios de selección de equipos basados en los conceptos de sostenibilidad, bajo contenido de carbono y respeto al medio ambiente. Estas políticas representan oportunidades y desafíos sin precedentes para el desarrollo de transformadores verdes. Como material aislante principal en los transformadores secos de tipo abierto, los materiales compuestos poliméricos de poliimida ofrecen un rendimiento excepcional: resistencia a altas y bajas temperaturas, resistencia a la corrosión, resistencia a la niebla salina, resistencia a la radiación, excelente retardancia a la llama y altos niveles de aislamiento (superiores a la clase H). Este material ejemplifica los principios verdes y bajos en carbono. En lugar de fomentar la operación prolongada en sobrecarga, mejora el diseño del transformador para soportar picos de carga a corto plazo, cíclicos o de emergencia, permitiendo a los usuarios seleccionar capacidades más rentables durante la inversión inicial. Este enfoque reduce los costes de adquisición de equipos para los usuarios, minimiza las inversiones innecesarias en la red eléctrica y mejora la eficiencia general en la utilización de recursos.

2. La viabilidad técnica del transformador verde (de alta sobrecarga)

Para lograr una capacidad de alta sobrecarga segura y fiable, el avance técnico se realiza principalmente mediante tres vías, y las productos con sus propias características se derivan.
Vía 1: Optimización de la estructura del núcleo del transformador. Sustitución de los núcleos laminados planos por núcleos enrollados tridimensionales; este diseño reduce significativamente las pérdidas en vacío mediante una circuito magnético optimizado y un peso más ligero del núcleo, logrando importantes ahorros energéticos.
Vía 2: Innovación en los materiales aislantes. Los transformadores secos de tipo abierto ahora utilizan compuestos poliméricos de poliimida en lugar del aislamiento tradicional de resina epoxi. La alta resistencia a temperaturas elevadas de este material y su configuración de bobinas en forma de disco mejoran drásticamente la capacidad de sobrecarga, permitiendo su funcionamiento durante todo el año al 130 % de sobrecarga sin necesidad de activar los ventiladores. Además, los transformadores secos con aislamiento de caucho de silicona, que emplean materiales elásticos avanzados como el caucho de silicona como aislamiento principal, demuestran una tolerancia superior a sobrecargas a corto plazo y una mayor seguridad operativa a largo plazo, gracias a su excepcional resistencia térmica, retardancia de llama y reciclabilidad ecológica.
Ruta 3: Innovación en el aceite para transformadores. Los transformadores que utilizan ésteres naturales (aceites vegetales) como alternativa a los aceites minerales tradicionales pueden operar de forma segura con mayores elevaciones de temperatura debido a sus puntos de inflamación más altos y una mejor compatibilidad con los materiales aislantes, lo que extiende la duración admisible de la sobrecarga.

3. Escenarios de aplicación y beneficios socioeconómicos

El seminario examinó exhaustivamente el potencial de aplicación de los transformadores verdes (de alta carga) en múltiples sectores.
Sector Industrial: Tomemos como ejemplo los sistemas de suministro eléctrico en plantas siderúrgicas: cuando un transformador falla, otro debe asumir de forma urgente toda la carga.
Sector municipal: Las plantas de tratamiento de agua y las instalaciones de aguas residuales suelen experimentar picos de carga a corto plazo durante el autoarranque de motores, la operación a plena carga en temporada de lluvias o en escenarios con suministro eléctrico monofásico.
Sector de construcción naval y alimentación eléctrica costera a gran escala: Tanto la construcción naval como las grandes instalaciones de alimentación eléctrica costera experimentan con frecuencia fluctuaciones de carga y desafíos de coincidencia de capacidad. Todos estos escenarios requieren transformadores con capacidad de sobrecarga a corto plazo.
Sector de edificación civil: Muchos edificios comerciales funcionan actualmente con tasas de carga bajas en sus transformadores, lo que genera situaciones de "sobredimensionamiento". Durante la modernización, la adopción de transformadores verdes (de alta carga) permite ampliar la capacidad sin necesidad de aumentar el tamaño de las salas de distribución ni reemplazar los barras colectoras, resolviendo eficazmente los picos de carga o los incrementos bruscos de potencia provocados por condiciones climáticas extremas.
Bajo el sistema tarifario bifásico para la electricidad industrial y comercial, los beneficios económicos son considerables. Aplicando el método habitual de cálculo de la capacidad de reducción de demanda y suponiendo una reducción de 2500 kVA a nivel de tensión de 35 kV, el ahorro mensual en costes eléctricos ascendería a 36 500 yuan.

4. Establecimiento de normas pertinentes

Se entiende que la norma técnica «Transformador de alta capacidad de sobrecarga», elaborada por la industria eléctrica de China, entró en vigor por primera vez el 10 de enero de 2018 y fue actualizada el 6 de enero de 2021. Esta norma especifica indicadores fundamentales, como la capacidad de soporte de cortocircuito, el rendimiento bajo sobrecarga y los límites de elevación de temperatura para transformadores trifásicos sumergidos en aceite, cuyas potencias van desde 10 kV hasta 500 kVA, cubriendo así una laguna existente en las normas técnicas nacionales. En 2023, la Sociedad de Ingeniería Eléctrica de Gansu publicó la norma grupal complementaria T/GES 001-2024, que detalla aún más las definiciones de producto, los métodos de ensayo, así como los requisitos de transporte y almacenamiento; dicha norma entró oficialmente en vigor el 26 de octubre de 2023. Ninguna de estas dos normas define con claridad las condiciones de alta carga para transformadores en seco o sumergidos en aceite de niveles de tensión superiores, ni para transformadores que utilicen nuevos materiales aislantes, lo que ha generado ambigüedades en la definición del rendimiento de los productos comercializados y una falta de base normativa para su diseño y selección, convirtiéndose así en un cuello de botella importante que frena el desarrollo normalizado del sector. Los expertos reunidos en la sesión acordaron por unanimidad que es urgente incorporar las características de alta sobrecarga en un ámbito más amplio de normas sobre transformadores verdes, lo que requiere esfuerzos conjuntos de todas las partes interesadas para establecer normas grupales o industriales pertinentes, y para desarrollar normas nacionales cuando las condiciones sean propicias, eliminando así los obstáculos existentes en el diseño y la selección.

5. Conclusión

Este seminario aboga por un cambio de paradigma en las prácticas convencionales. Ante el despilfarro generalizado de energía causado por diseños de transformadores con capacidad excesiva y factores de carga inadecuados, insta a adoptar principios ecológicos, de bajo carbono y respetuosos con el medio ambiente, junto con conceptos de alta sobrecarga. Las asociaciones industriales deben liderar esfuerzos colaborativos para la elaboración de normas, iniciando programas piloto en parques industriales, edificios comerciales y plantas de energías renovables. Los intercambios técnicos periódicos mejorarán la concienciación sectorial, mientras que la profundización de la colaboración entre industria, universidad e investigación impulsa la innovación tecnológica y la modernización.
Cuando las normas, la tecnología, el mercado y la política actúan de forma conjunta, esta innovación tecnológica oculta en el subestación liberará enormes beneficios económicos y sociales e inyectará energía verde en el desarrollo de alta calidad.