35Transformador de potência imerso em óleo kV

1、 Visão geral do transformador de potência imerso em óleo de 35kV

O transformador de potência imerso em óleo de 35kV é o equipamento principal do sistema de transmissão e distribuição, usado principalmente para converter 35kV (quilovolt) nível de tensão em 6kV, 10kV ou outras tensões de distribuição mais baixas, alcançar transmissão e distribuição eficiente de energia elétrica. Como o “coração” da rede de energia, é amplamente utilizado em subestações, empresas industriais e de mineração, usinas de energia, redes elétricas urbanas, e diversas infraestruturas de grande porte devido à sua alta confiabilidade, grande capacidade, longa vida útil, e economia.

Componentes do transformador imerso em óleo

2、 Principais componentes estruturais

O projeto estrutural dos transformadores imersos em óleo é preciso, e todos os componentes trabalham juntos para garantir sua operação estável.

2.1 Corpo (parte central):

Essencial: Geralmente é feito de chapas de aço silício de grão orientado a frio de alta qualidade, usando um processo de junta escalonado de vários estágios para reduzir a resistência magnética e as perdas por correntes parasitas, melhorar a permeabilidade magnética, reduzir perdas sem carga e ruído operacional.

Enrolamento: dividido em enrolamento de alta tensão e enrolamento de baixa tensão, geralmente feito de folha de cobre ou enrolamento de fio de cobre, e isolado com materiais de isolamento para isolamento intermediário e de giro. A estrutura do enrolamento determina o desempenho elétrico e a resistência a curto-circuito do transformador.

2.2 Tanque de combustível e sistema de refrigeração:

Tanque de óleo: A casca externa, corpo interno, e o óleo do transformador têm boa vedação e resistência mecânica.

Óleo de transformador: serve principalmente as funções duplas de isolamento e resfriamento. Tem boa resistência de isolamento, estabilidade térmica, e fluidez.

2.2.1Dispositivo de resfriamento: De acordo com a capacidade, métodos de resfriamento comuns incluem:

• ONAN (auto-resfriamento imerso em óleo): depende da convecção natural do óleo e da circulação natural do ar para dissipação de calor. Adequado para transformadores de pequeno e médio porte.
• LIGADO DESLIGADO (Resfriamento a ar imerso em óleo): Instalando um ventilador no radiador para soprar o ar com força e dissipar o calor, melhorando significativamente a eficiência da dissipação de calor. Adequado para transformadores de média e grande capacidade.
• OFAF (resfriamento de ar com circulação forçada de óleo): usando uma bomba de óleo para forçar a circulação do óleo do transformador, complementado por um ventilador para resfriamento forte, usado para grandes transformadores.

2.2.2Sistema de proteção:

• Tanque de armazenamento de óleo (travesseiro de óleo): compensa a expansão e contração de volume do óleo do transformador causada por mudanças de temperatura, reduz o contato entre óleo e ar, e retarda o envelhecimento do óleo.
• Absorvedor de umidade (respirador): equipado com dessecante de silicone para absorver a umidade do ar que entra no tanque de armazenamento de óleo e manter o interior do transformador seco.
• Relé de gás (relé de gás): instalado no tubo de conexão entre o tanque de óleo e o tanque de armazenamento de óleo. Quando há uma falha menor (produzindo uma pequena quantidade de gás) ou uma falha grave (impacto do fluxo de óleo) dentro do transformador, um sinal de alarme ou desarme será emitido.
• Válvula de alívio de pressão: Quando a falha interna do transformador causa um aumento acentuado na pressão, ele pode abrir rapidamente para liberar a pressão e evitar que o tanque de óleo exploda.
• Medidor de temperatura: Monitoramento em tempo real da temperatura superior do óleo do transformador, e fornecendo alarme de temperatura excessiva e sinais de disparo.

Dispositivo de saída:

Bucha de alta tensão e bucha de baixa tensão: conseguir conexão elétrica entre enrolamentos internos e linhas externas, garantindo ao mesmo tempo um isolamento confiável ao aterramento.

3、 Principais recursos e vantagens

• Alta resistência e confiabilidade de isolamento: O desempenho de isolamento do óleo do transformador é muito melhor que o do ar, tornando a estrutura do transformador mais compacta, com confiabilidade de isolamento extremamente alta, e capaz de resistir a quedas de raios e sobretensões operacionais.
• Excelente desempenho de dissipação de calor: O óleo possui alta capacidade de calor específico e boa fluidez, que pode efetivamente remover o calor gerado pelo núcleo de ferro e pelo enrolamento, e dissipá-lo no ar através do radiador, garantindo a operação estável a longo prazo do transformador sob carga nominal.
• Capacidade de sobrecarga poderosa: Com uma grande capacidade térmica, permite um certo grau de operação de sobrecarga em um curto período de tempo.
• Longa vida útil: Com especificações de projeto e manutenção adequadas, a vida útil pode atingir 20-30 anos ou até mais.
• Tecnologia madura e rica experiência em manutenção: Como o tipo mais clássico de transformador, seu design, fabricação, operação, e tecnologia de manutenção são muito maduras e altamente reconhecidas no mercado.
• Boa economia: Comparado com transformadores do tipo seco do mesmo nível de tensão, transformadores imersos em óleo têm mais vantagens em custos de fabricação e preços de produtos, especialmente no campo de grande capacidade.

4、 Principais parâmetros técnicos

Ao escolher um transformador, os seguintes parâmetros principais devem ser considerados:

• Capacidade nominal: como 2000kVA, 3150kVA, 5000kVA, 10000kVA, etc..
• Tensão nominal: 35kV± 2 × 2.5% ou ± 5% no lado de alta tensão (alcance de toque), 10.5kV ou 6,3kV no lado de baixa tensão, etc..
• Sem perda de carga (P₀) e perda de carga (P₋): são indicadores-chave para medir o nível de eficiência energética dos transformadores, com valores mais baixos indicando maior economia de energia.
• Impedância de curto-circuito (Você ₋%): geralmente 6.5% -8%, afetando a magnitude da corrente de curto-circuito e estabilidade de tensão.
• Rótulo do grupo de conexão: O mais comumente usado é Dyn11, que tem as vantagens de suprimir harmônicos de alta ordem e forte capacidade de suportar cargas desequilibradas.
• Métodos de resfriamento: como ONAN, LIGADO DESLIGADO.
• Nível de ruído: Nível de pressão sonora que atende aos padrões nacionais, como ≤ 65 dB (UM).

5、 Cenários de aplicação

35Subestação regional kV/10kV: Como o transformador principal, reduz a tensão de transmissão de 35kV para a tensão de distribuição de 10kV.

Grandes empresas industriais e de mineração: estações gerais de redução de tensão para empresas como siderurgia, químico, metais não ferrosos, etc..

Novas usinas de energia, como parques eólicos e centrais fotovoltaicas, usar estações de reforço para aumentar a tensão do gerador para 35kV e conectá-lo à rede.

Subestação de tração ferroviária.

Infraestrutura urbana: subestações centrais, como aeroportos, metrôs, e grandes data centers.

Diagrama de cena da oficina de produção de transformadores

6、 Precauções de seleção

• Seleção de capacidade: Com base na carga de cálculo, crescimento esperado, e ponto de operação econômica (geralmente uma taxa de carga de 50% -70%), é determinado de forma abrangente para evitar “cavalos grandes puxando carros pequenos”.
• Nível de eficiência energética: Escolha produtos que economizam energia e que atendam a níveis mais elevados (como nível 2, nível 1) dos padrões chineses de eficiência energética (como GB 20052) para reduzir custos operacionais de longo prazo.
• Ambiente operacional: Considere fatores como altitude, temperatura ambiente, e nível de poluição do local de instalação, o que pode afetar o design de isolamento e resfriamento do transformador.
• Configuração de proteção: Certifique-se de que os dispositivos de proteção de suporte (proteção de relé, fusíveis, etc.) estão completos e configurados corretamente.
• Marca e serviço pós-venda: Escolha fabricantes respeitáveis ​​e garanta suporte técnico e fornecimento de peças de reposição em tempo hábil.

7、 Tendências de Desenvolvimento

Economia de energia e proteção ambiental: Promova o uso de transformadores de núcleo de ferro de liga amorfa, que pode reduzir as perdas sem carga em 60-70% em comparação com transformadores tradicionais de chapa de aço silício. Ao mesmo tempo, estamos desenvolvendo óleo de transformador ecologicamente correto com alto ponto de ignição e biodegradabilidade.

Inteligência: Sistema integrado de monitoramento on-line, monitoramento em tempo real de gases dissolvidos no petróleo, descarga parcial, temperatura do enrolamento, corrente de aterramento do núcleo de ferro e outros parâmetros de estado, alcançando manutenção preditiva e gerenciamento inteligente.

Alta confiabilidade: Ao otimizar o projeto eletromagnético e estrutural, a resistência a curto-circuito e a resistência mecânica dos transformadores podem ser melhoradas ainda mais.

35Os transformadores de potência kV imersos em óleo ainda ocupam uma posição dominante insubstituível no sistema de energia atual devido à sua tecnologia madura, excelente desempenho, e custo econômico. Com a aplicação de novos materiais, novos processos, e tecnologias inteligentes, está continuamente se desenvolvendo em direção a uma maior eficiência, respeito pelo meio ambiente, e inteligência.