Um transformador de 35kV é um equipamento crucial em sistemas de energia elétrica, servindo para aumentar ou diminuir os níveis de tensão para garantir transmissão e distribuição eficiente de energia. Como fornecedor respeitável de transformadores de 35kV, entendo a importância de cada componente desses transformadores e como eles contribuem para o desempenho e a confiabilidade gerais. Nesta postagem do blog, irei me aprofundar nos principais componentes de um transformador de 35kV, esclarecendo suas funções e significado.
Essencial
O núcleo é o coração de um transformador de 35kV, normalmente feito de laminações de aço silício de alta qualidade. Essas laminações são empilhadas juntas para formar um circuito magnético. A principal função do núcleo é fornecer um caminho de baixa relutância para o fluxo magnético gerado pela corrente alternada nos enrolamentos.
O aço silício é escolhido por suas excelentes propriedades magnéticas, como alta permeabilidade magnética e baixas perdas no núcleo. As perdas do núcleo consistem em perdas por histerese e perdas por correntes parasitas. As perdas por histerese ocorrem devido à magnetização e desmagnetização repetidas do material do núcleo à medida que a corrente alternada muda de direção. As perdas por correntes parasitas são causadas pelas correntes induzidas que circulam dentro do núcleo. Ao usar laminações finas isoladas umas das outras, as perdas por correntes parasitas podem ser significativamente reduzidas.
O núcleo é projetado em diferentes formatos, como tipo núcleo e tipo casca. Em um transformador do tipo núcleo, os enrolamentos circundam o núcleo, enquanto em um transformador do tipo shell, o núcleo envolve os enrolamentos. Os transformadores do tipo núcleo são mais comumente usados em aplicações de 35kV devido à sua simplicidade e facilidade de construção.
Enrolamentos
Os enrolamentos são outro componente essencial de um transformador de 35kV. Existem dois tipos principais de enrolamentos: o enrolamento primário e o enrolamento secundário. O enrolamento primário está conectado à fonte de tensão de entrada, enquanto o enrolamento secundário está conectado à carga.
Os enrolamentos são feitos de condutores de cobre ou alumínio de alta condutividade. O cobre é frequentemente preferido pela sua maior condutividade, o que resulta em menores perdas resistivas. Os condutores são isolados com materiais como papel, esmalte ou outros polímeros isolantes para evitar curtos - circuitos entre espiras e camadas.
O número de voltas nos enrolamentos primário e secundário determina a relação de transformação de tensão do transformador. De acordo com o princípio da indução eletromagnética, a relação entre a tensão primária e a tensão secundária é igual à razão entre o número de voltas no enrolamento primário e o número de voltas no enrolamento secundário. Por exemplo, se um transformador de 35kV tiver um enrolamento primário com 3.500 voltas e um enrolamento secundário com 350 voltas, a relação de transformação de tensão será de 10:1, e a tensão secundária será de 3,5kV se a tensão primária for de 35kV.
Além dos enrolamentos primário e secundário, alguns transformadores de 35kV também podem possuir enrolamentos terciários. Os enrolamentos terciários são usados para diversos fins, como fornecer um caminho para correntes de sequência zero, fornecer cargas auxiliares ou para compensação de potência reativa.
Sistema de Isolamento
O sistema de isolamento em um transformador de 35kV é vital para sua operação segura e confiável. Evita ruptura elétrica entre diferentes partes do transformador, como entre os enrolamentos e o núcleo, e entre diferentes enrolamentos.
Os materiais de isolamento usados nos transformadores de 35kV incluem óleo, papel e isoladores sólidos. O óleo do transformador é um meio isolante e de resfriamento comum. Possui excelentes propriedades dielétricas, que podem suportar altas tensões sem quebrar. O óleo também ajuda a dissipar o calor gerado no transformador durante a operação.
O isolamento de papel é frequentemente usado em combinação com óleo. Os condutores nos enrolamentos são embrulhados em papel para fornecer isolamento adicional. Isoladores sólidos, como resina epóxi, podem ser usados para buchas e outros componentes de alta tensão.
O sistema de isolamento deve ser cuidadosamente projetado e mantido. Com o tempo, o isolamento pode degradar-se devido a fatores como calor, umidade e estresse elétrico. Testes regulares de isolamento, como medição da resistência de isolamento e fator de perda dielétrica, são necessários para garantir a integridade do sistema de isolamento.
Tanque
O tanque é o invólucro externo de um transformador de 35kV. Geralmente é feito de aço e é projetado para conter o núcleo, os enrolamentos e o óleo do transformador. O tanque fornece proteção mecânica aos componentes internos e também serve como reservatório de óleo.
O tanque é equipado com diversos acessórios, como indicadores de nível de óleo, sensores de temperatura e dispositivos de alívio de pressão. O indicador de nível de óleo permite aos operadores monitorar a quantidade de óleo no tanque. Se o nível do óleo estiver muito baixo, pode indicar vazamento ou outros problemas. Sensores de temperatura são usados para medir a temperatura do óleo e dos enrolamentos. As altas temperaturas podem acelerar o envelhecimento do isolamento e levar à falha do transformador. Dispositivos de alívio de pressão, como respiradouros contra explosão, são instalados para liberar a pressão no tanque em caso de falha interna, evitando que o tanque exploda.
Buchas
As buchas são usadas para retirar os condutores de alta tensão do tanque do transformador, mantendo o isolamento elétrico. Geralmente são feitos de porcelana ou materiais compósitos. As buchas de porcelana são amplamente utilizadas há muito tempo devido às suas boas propriedades mecânicas e elétricas. As buchas compostas, por outro lado, são mais leves e mais resistentes à poluição e ao vandalismo.
O projeto da bucha deve ser cuidadosamente considerado para garantir isolamento e resistência mecânica adequados. Deve ser capaz de suportar altos níveis de tensão e corrente, bem como fatores ambientais como umidade, temperatura e poluição.
Sistema de resfriamento
Um transformador de 35kV gera calor durante a operação devido às perdas resistivas nos enrolamentos e às perdas do núcleo. Se o calor não for dissipado de forma eficaz, pode causar o aumento da temperatura do transformador, o que pode danificar o isolamento e reduzir a vida útil do transformador.
Existem vários tipos de sistemas de refrigeração utilizados em transformadores de 35kV. O mais comum é o sistema auto-resfriado imerso em óleo (ONAN). Neste sistema, o calor é transferido dos enrolamentos e do núcleo para o óleo do transformador, e então o óleo transfere o calor para a superfície do tanque por convecção natural. A superfície do tanque dissipa o calor para o ar circundante.
Outro tipo é o sistema refrigerado a ar forçado imerso em óleo (ONAF). Neste sistema, ventiladores são usados para soprar ar sobre as aletas do radiador fixadas no tanque, o que aumenta a taxa de transferência de calor e permite que o transformador carregue mais carga.
Alguns grandes transformadores de 35kV também podem usar sistemas imersos em óleo forçados - resfriados a óleo (OFAF) ou imersos em óleo resfriados a água (OFWF) para um resfriamento mais eficiente.
Trocadores de toque
Os comutadores de derivação são usados para ajustar a relação de tensão do transformador. Eles permitem que o transformador compense as variações de tensão no sistema de potência. Existem dois tipos principais de comutadores de derivação: comutadores de derivação em carga (OLTC) e comutadores de derivação sem carga (OLTC).
Os comutadores de taps sob carga podem alterar a posição do tap enquanto o transformador está energizado e sob carga. Eles são mais complexos e caros, mas são necessários em aplicações onde a tensão precisa ser ajustada com frequência. Os comutadores de derivação sem carga, por outro lado, exigem que o transformador seja desenergizado antes que a posição do tap possa ser alterada. São mais simples e baratos e são adequados para aplicações onde o ajuste de tensão não é necessário com muita frequência.
Como fornecedor de transformadores de 35kV, oferecemos uma ampla gama de transformadores de alta qualidade com diferentes configurações e recursos. Além dos nossos transformadores de 35kV, também fornecemos outros tipos de transformadores, como oSérie S20 - Transformador Imerso em Óleo de Eficiência Energética Secundária 10kV,S(B)H15 - Transformador de potência de liga amorfa selada série M, eSérie S22 - Transformador Imerso em Óleo de Eficiência Energética 10kV. Esses transformadores são projetados para atender às diversas necessidades de nossos clientes em termos de eficiência energética, confiabilidade e desempenho.
Se você estiver interessado em nossos transformadores de 35kV ou outros produtos, não hesite em nos contatar para obter mais informações e discutir suas necessidades específicas. Nossa equipe de especialistas está pronta para ajudá-lo a encontrar a solução de transformador mais adequada para sua aplicação.
Referências
- "Engenharia de Transformadores: Design, Tecnologia e Diagnóstico" por J. Arrillaga e NR Watson.
- Roger C. Dugan, Mark F.
- Padrão IEEE C57.12.00 - 2010, "Requisitos Gerais Padrão para Transformadores de Distribuição, Potência e Regulação Imersos em Líquido".