Atualmente, os transformadores a seco estão se tornando cada vez mais populares. Os principais argumentos dos empresários que preferem um transformador a seco a um são os grandes benefícios econômicos e de segurança de tais usinas. É realmente assim – vamos tentar entender este artigo.
Características dos sistemas de transformadores a seco e a óleo
A razão mais comum pela qual os proprietários de empresas de serviços de eletricidade preferem transformadores a seco do que a óleo é o desejo de economizar. Acredita-se que os transformadores a seco não precisam de inspeções e reparos tão freqüentes quanto os de óleo, devido à falta de substituição do líquido isolante. No entanto, essa opinião é errônea e a falta de atenção em cuidar desse tipo de equipamento pode ter consequências desastrosas.
Também se afirma que os transformadores a seco são mais seguros e estáveis do que os transformadores a óleo e mais eficientes. De fato, a questão das diferenças nas usinas de diferentes tipos é mais complicada e vale a pena considerar uma série de características de cada uma delas.
A principal diferença entre os transformadores a seco e a óleo é o sistema de isolamento. Ambos os tipos usam isolamento de enrolamento sólido, mas seu princípio tem diferenças.
Isolamento de transformadores de óleo
O sistema de isolamento dos transformadores de óleo consiste em isolamento líquido e sólido, que também é dividido em externo e interno.
O isolamento externo está localizado fora do tanque e é criado devido às folgas de ar entre as entradas do enrolamento, entre as entradas e a carcaça, etc.
O isolamento interno é dividido em principal (isolamento do enrolamento para as partes aterradas do circuito magnético, tanque e entre os enrolamentos) e longitudinal (entre diferentes pontos do enrolamento – voltas, bobinas, camadas).
O isolamento interno por projeto é dividido em 3 tipos:
1-Sólido sólido
2.Puramente oleoso
3.Combinado
A função de isolamento dos transformadores de óleo é a proteção dos enrolamentos, a parte de óleo das buchas, bem como as curvas e os dispositivos auxiliares (por exemplo, interruptores).
Nas modernas tecnologias de transformadores, o isolamento de barreira de óleo é frequentemente usado em combinação em seções separadas com isolamento sólido, isto é, combinado.
Esse sistema fornece o isolamento mais eficaz, abrangente e multifuncional.
Vantagens e desvantagens dos transformadores de óleo
O design e as dimensões do isolamento dos transformadores de óleo são projetados para que o transformador possa lidar com raios e outras sobretensões.
Para minimizar a tensão no isolamento longitudinal, é utilizada a técnica de enrolamentos encadernados, na qual as espiras são conectadas entre si em uma determinada ordem. Nesse caso, pode surgir um problema com o controle do nível de tensão longitudinal do isolamento, uma vez que as voltas têm potenciais diferentes. Nesse caso, a redução das tensões de sobretensão é alcançada aumentando a tensão operacional e, em conexão com o rápido desenvolvimento de tecnologias baseadas em alta tensão e aumentando a potência dos dispositivos, também aumentam os requisitos para a estabilidade e resistência dos enrolamentos e sistemas de isolamento.
Além de monitorar constantemente o nível de tensão, a tarefa também é obter força de energia a longo prazo. O aquecimento intensivo ocorre nos enrolamentos e nos circuitos magnéticos dos transformadores, portanto, o isolamento deve ter um resfriamento eficaz e contínuo.
O isolamento da barreira de óleo possui alta resistência dielétrica e fornece resfriamento intenso e eficiente através da circulação de óleo.
Isolamento a seco de transformadores
Os transformadores a seco são uma tecnologia moderna na qual o princípio básico do isolamento é o resfriamento a ar. Esse tipo de instalação é usado em áreas que exigem maior segurança para as pessoas: empresas metalúrgicas, indústria de petróleo, produção de celulose e papel, engenharia mecânica, fornecimento de energia de edifícios públicos e outros.
As usinas a seco possuem capacidades de 20 kW a 2500 e superiores e podem ter resfriamento natural e por explosão.
Os enrolamentos de alta e baixa tensão (HV e LV) nos transformadores a seco são colocados em uma caixa de proteção especial. Esses transformadores são instalados em locais fechados e secos, onde a umidade não excede 80%, porque devido à interação com o ar, o isolamento é adicionalmente umedecido e a umidade excessiva leva ao desgaste rápido do equipamento e a consequências irreparáveis. Para reduzir a higroscopicidade, vernizes especiais de impregnação são utilizados nos enrolamentos.
Os transformadores a seco vêm em 3 tipos diferentes:
Enrolamento aberto
Enrolamento monolítico
Enrolamento fundido
Transformadores de enrolamento aberto:
Eles são impregnados com resina usando pressão de vácuo. A espessura do revestimento de isolamento é de 0,2 mm. Isoladores de porcelana de alta resistência e perfis de isolamento (feitos de fibra de vidro, metal e outros materiais duráveis) são usados para isolamento.
Transformadores com enrolamento monolítico:
Criado usando tecnologia de injeção de resina epóxi em alto vácuo. Esse isolamento permite a instalação de transformadores onde a segurança ambiental e contra incêndio são especialmente importantes.
Transformadores de enrolamento fundido:
O isolamento dos enrolamentos fundidos de alta e baixa tensão é feito com folha de alumínio e capa dielétrica. As bobinas são reforçadas com fibra de vidro e o isolamento é seco e revestido com epóxi.
Vantagens e desvantagens dos transformadores a seco
Cada tipo de transformador a seco tem vantagens e desvantagens.
Comparado ao isolamento de óleo, o ar é mais fraco. Os requisitos para a qualidade da proteção dos enrolamentos de um transformador a seco são correspondentemente muito mais altos e mais rigorosos.
No entanto, devido à interação ativa com o ambiente externo, existem muitos riscos e dificuldades em manter o transformador e manter sua condição de trabalho.
Transformadores com enrolamentos monolíticos e fundidos possuem alta resistência elétrica e mecânica, além de segurança ambiental, pois não emitem substâncias nocivas e perigosas.
Mas o ponto negativo é que a massa de material para seu isolamento é enorme e esses transformadores podem ter inomogeneidades (físicas e energéticas), o que leva a descargas parciais. Além disso, o resfriamento de enrolamentos de alta tensão pode ser difícil, mudanças bruscas de temperatura e superaquecimento causam falhas nas plantas.
Características da manutenção de transformadores de óleo
O óleo requer monitoramento e substituição regulares. As tecnologias modernas permitem, além da simples substituição, também purificar o óleo usado e reutilizá-lo. A troca ou limpeza do óleo é realizada de acordo com as instruções e regras de manutenção dos transformadores.
Além de limpar e regenerar, o sistema de isolamento também pode precisar de secagem e desgaseificação. A presença de excesso de umidade ou gases, além de várias sujeiras, é prejudicial para todo o sistema do transformador e deve ser eliminada imediatamente após sua detecção.
Apesar da vantagem de algumas características dos transformadores a seco e, em alguns casos, mais adequados para os requisitos dos parâmetros do que o óleo, estes ainda continuam sendo os mais universais e populares no mercado de eletricidade. Podemos dizer que, apesar dos frequentes equívocos, os transformadores de óleo são ainda mais viáveis economicamente, uma vez que o custo total de sua manutenção e reparo é menor
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