Manual do produto para transformador de potência imerso em óleo de 110kV

EU. Visão geral do produto

O transformador de potência imerso em óleo de 110kV é um equipamento essencial em sistemas de transmissão e distribuição de energia. É usado principalmente para transformar alta tensão de 110 quilovolts (kV) para níveis de tensão mais baixos, como 35kV ou 10kV, ou vice-versa, permitindo economia, transmissão e distribuição eficiente de energia elétrica. Famoso por sua alta confiabilidade, grande capacidade, longa vida útil, e tecnologia de fabricação madura, desempenha um papel indispensável nas redes nacionais, redes regionais, e projetos industriais de grande escala.

Exemplo de modelo de produto: SFSZ11-50000/110

• S: Trifásico
• F: Refrigerado a ar
• S: Três enrolamentos
• Z: Comutador de derivação em carga
• 11: Número de série do projeto (Código de nível de desempenho, por exemplo, Tipo 11 indica baixa perda, produtos energeticamente eficientes)
• 50000: Capacidade nominal (kVA)
• 110: Nível de tensão nominal no lado de alta tensão (kV)

II. Estrutura Principal

O transformador é composto principalmente pelas seguintes partes principais:

1. Núcleo e Enrolamentos (Componente principal)

• Essencial: Feito de alta qualidade, alta permeabilidade, laminações de aço silício de grãos orientados laminados a frio, empilhados usando uma volta escalonada (volta de várias etapas) processo. Sua função é formar o circuito magnético, oferecendo excelente permeabilidade magnética e baixa perda sem carga.
• Enrolamentos: Compreende o enrolamento de alta tensão, enrolamento de média tensão (se aplicável), e enrolamento de baixa tensão. Normalmente construído usando intercalados, disco contínuo, ou tipos helicoidais, enrolado em condutores de cobre isentos de oxigênio, e submetido a um rigoroso tratamento de isolamento. Os enrolamentos formam o circuito elétrico do transformador.

2. Tanque e sistema de resfriamento

• Tanque: Soldado em chapas de aço, abriga o núcleo com enrolamentos e o óleo do transformador, e fornece suporte mecânico e proteção externa. As paredes do tanque estão equipadas com aletas de refrigeração ou radiadores removíveis.
• Óleo de transformador: Usa óleo mineral de alta qualidade ou óleo isolante de éster sintético. Funções principais: Isolamento, Resfriamento, e Extinção de arco (dentro do comutador em carga).
• Equipamento de resfriamento: Dependendo da capacidade, usa principalmente Óleo Natural Ar Natural (ONAN) ou Óleo Forçado Ar Forçado (OFAF) resfriamento. Os ventiladores forçam o ar sobre os radiadores para acelerar o resfriamento do óleo.

3. Sistema de Proteção

• Conservador (Tanque de Despesa de Petróleo): Compensa a expansão e contração do óleo do transformador devido a mudanças de temperatura, reduz o contato entre óleo e ar, e retarda o envelhecimento do óleo. Muitas vezes equipado com um diafragma (saco ou fole) para vedação completa.
• Respiradouro (Respirador Desidratante): Contém dessecante de sílica gel para absorver a umidade do ar que entra no conservador, mantendo o óleo seco.
• Relé Buchholz (Relé de Gás): Instalado na tubulação entre o tanque principal e o conservador. Aciona um alarme ou desarma o disjuntor em caso de pequenas falhas internas gerando gás ou, violentas ondas de petróleo.
• Dispositivo de alívio de pressão: Abre rapidamente para aliviar a pressão interna em caso de falha grave, evitando a ruptura do tanque.
• Relé de pressão repentina (Opcional): Fornece proteção adicional, limitando o aumento de pressão devido a falhas de arco interno.
• Indicador de temperatura: Monitora a temperatura superior do óleo, fornecendo sinais remotos e leitura local.

4. Buchas

• Bucha de alta tensão: Traz com segurança os cabos de alta tensão dos enrolamentos internos através do tanque. O nível de 110kV normalmente usa buchas de capacitor de papel impregnadas de óleo, que oferecem excelente classificação de campo elétrico e desempenho de isolamento.
• Buchas de Média/Baixa Tensão: Retire os fios dos enrolamentos de média e baixa tensão.

5. Trocador de toque

• Comutador de derivação fora do circuito (DETC): Permite mudanças de posição de tap somente quando o transformador estiver desconectado da rede.
• Comutador de derivação em carga (OLTC): Altera automática ou manualmente as posições dos taps enquanto o transformador está energizado e sob carga, para estabilizar a tensão de saída. Este é um componente chave nas redes inteligentes modernas.

III. Princípio de funcionamento

Com base no princípio deindução eletromagnética. Quando uma tensão CA é aplicada ao primário (alta tensão) enrolamento, cria um fluxo magnético alternado no núcleo. Este fluxo alternado se liga ao secundário (baixa tensão) enrolamento, induzindo uma força eletromotriz (CEM) nele. A relação de tensão é igual à relação de espiras:U1U2=N1N2Você2​Você1=N2​N1​​

Alterando o número de voltas no enrolamento (ou seja, operando o comutador de derivação), transformação de tensão é alcançada.

4. Principais recursos & Vantagens

• Alta confiabilidade: Construção madura, materiais estáveis, sistemas de proteção abrangentes, a vida útil do projeto normalmente excede 30 anos.
• Alta eficiência & Economia de energia: Utiliza aço silício de baixa perda e design avançado, resultando em baixas perdas sem carga e com carga, em conformidade com os padrões nacionais de eficiência energética (por exemplo, GB 20052).
• Excelente desempenho de isolamento: O sistema de isolamento óleo-papel formado por óleo de transformador e papel isolante possui altíssima rigidez dielétrica.
• Dissipação de calor superior: O fluxo circulante de óleo elimina efetivamente o calor gerado pelo núcleo e pelos enrolamentos.
• Manutenção fácil: Equipado com vários dispositivos de monitoramento e proteção, facilitando o monitoramento da condição e a manutenção regular.
• Forte adaptabilidade: Pode ser configurado com comutadores de derivação em carga, sistemas de refrigeração aprimorados, etc., para atender diferentes demandas de carga e ambientes operacionais.

V. Principais Parâmetros Técnicos

VI. Campos de aplicação

• Subestações Regionais: Atua como um hub entre as redes de transmissão e distribuição, diminuindo 110kV para 10kV ou 35kV.
• Grandes Plantas Industriais: Como o aço, petroquímico, centros de dados, servindo como equipamento principal na subestação abaixadora principal.
• Usinas Elétricas: Serve como transformador elevador do gerador, elevando a tensão de saída do gerador para 110kV para conexão à rede.
• Construção de rede elétrica urbana & Renovação: Atende à crescente demanda de energia em centros de carga urbanos.

VII. Transporte, Instalação & Manutenção

Realize inspeção periódica e substituição de óleo para o comutador de derivação em carga.

Transporte: Deve ser transportado sob pressão positiva de nitrogênio ou ar seco, evitando estritamente a entrada de umidade. Limites rigorosos se aplicam ao ângulo de inclinação durante o transporte.

Instalação: Deve ser realizado por pessoal especializado: posicionamento na fundação, enchimento de óleo, resolver, bombeamento a vácuo, ciclismo de óleo quente, etc., para garantir a restauração do desempenho do isolamento.

Manutenção de rotina:

Verifique regularmente o nível do óleo, temperatura do óleo, e respirador de cor de sílica gel.

Colher periodicamente amostras de óleo para testes (cromatografia, teor de umidade, rigidez dielétrica – DGA). Este é um método eficaz para diagnosticar falhas internas incipientes.

Realize testes elétricos regulares (resistência do enrolamento, resistência de isolamento, relação de giros, etc.).