O que é um transformador de potência

O que é um transformador de potência

Um transformador de potência é um dispositivo elétrico estacionário que utiliza o princípio da indução eletromagnética para converter corrente alternada (CA) de um nível de tensão e corrente em CA da mesma frequência, mas com um nível (ou níveis) de tensão e corrente diferente. Em outras palavras, é um dispositivo projetado para transformar uma tensão (ou corrente) CA de determinado valor em outra tensão (ou corrente) de valor (ou valores) diferente na mesma frequência. Os transformadores de potência estão entre os principais equipamentos em usinas e subestações de energia.

Qual é o princípio operacional básico?

Com base na lei de indução eletromagnética de Faraday, a fórmula central é: relação de tensão ≈ relação de espiras (U1/U2 ≈ N1/N2):

Acoplamento magnético: Quando a corrente alternada flui através do enrolamento primário, ela gera um fluxo magnético alternado no núcleo.

Força Eletromotriz Induzida: O fluxo magnético passa pelo enrolamento secundário, induzindo uma força eletromotriz.

Transferência de Energia: A energia elétrica é transferida “sem fio” do lado primário para o secundário através do campo magnético, obtendo isolamento elétrico e transformação de tensão.

Qual é a função de um transformador de potência?

Os transformadores de potência transformam tensão, isolam fontes de energia e transmitem energia elétrica; eles são equipamentos essenciais em sistemas de energia para alcançar a conversão do nível de tensão e garantir um fornecimento de energia seguro.

1. Função principal: transformação de tensão (aumento + redução)

Step-up: As usinas geram tensão relativamente baixa. O uso de um transformador para aumentar a tensão permite a transmissão de energia a longa distância, reduzindo significativamente as perdas na linha e melhorando a eficiência da transmissão.

Redução: À medida que a energia é entregue ao usuário final, ela é reduzida em etapas para se tornar energia de baixa tensão segura e utilizável (por exemplo, 0,4 kV/220 V).

2. Isolamento Elétrico

Existe apenas acoplamento magnético entre os enrolamentos de alta e baixa tensão, sem conexão elétrica direta. Isso alcança:

Isolamento de segurança entre pessoal e equipamentos, supressão de interferências e redução do impacto de falhas à terra.

3. Transformação Atual

À medida que a tensão aumenta, a corrente diminui; à medida que a tensão diminui, a corrente aumenta, atendendo aos requisitos de corrente de diferentes cargas.

4.Transformação de Impedância

Alterar a impedância equivalente do sistema para coordenar com a proteção do relé e melhorar a estabilidade do sistema.

Para que são usados ​​os transformadores de potência?

Eles são amplamente utilizados em iluminação, equipamentos elétricos de máquinas-ferramenta, equipamentos mecânicos e eletrônicos, equipamentos médicos, unidades retificadoras, militares, aeroespaciais e outros campos. O desempenho do produto atende a vários requisitos especiais dos usuários.

Quais são os principais componentes de um transformador de potência?

A. Dessecante (cartucho de sílica gel): Preenchido com sílica gel, conecta o óleo isolante do reservatório de óleo (tanque de óleo) à atmosfera. O dessecante absorve umidade e impurezas do ar para manter o bom desempenho de isolamento dos enrolamentos internos; a descoloração ou deterioração da sílica gel pode facilmente causar bloqueio.

B. Medidor de nível de óleo: Indica o nível de óleo do transformador. Normalmente, o nível está em torno de +20°C. Se o nível estiver muito alto, o óleo deverá ser drenado; se estiver muito baixo, deve-se adicionar óleo. No inverno, quando as temperaturas são baixas e a carga é leve, o nível do óleo muda pouco ou cai ligeiramente. No verão, quando a carga é pesada, a temperatura do óleo sobe e o nível do óleo também sobe ligeiramente; ambos os cenários são normais.

C. Reservatório de Petróleo: Regula o volume de óleo no tanque para evitar oxidação excessiva do óleo do transformador; possui uma porta de enchimento na parte superior.

D. Válvula de alívio de explosão: Evita o risco de explosão causado por um aumento repentino de pressão dentro do tanque devido a acidentes.

E. Termômetro de Sinal: Monitora a temperatura operacional do transformador e emite um alerta. Indica a temperatura da camada superior do óleo; a temperatura dos enrolamentos do transformador é normalmente 10°C mais alta que a da camada superior de óleo. As normas nacionais estipulam: A temperatura máxima de operação dos enrolamentos do transformador é de 105°C; (ou seja, quando a temperatura ambiente é 40°C), a temperatura superior do óleo não deve exceder 95°C. Geralmente é recomendado definir a temperatura de monitoramento (temperatura superior do óleo) em 85°C ou menos.

F. Comutador de toque: Altera a relação de tensão alterando o número de voltas no enrolamento de alta tensão através do comutador.

G. Relé de sinal de gás: (Relé de Gás) Fornece proteção contra sinais de gás leves e pesados. O contato superior aciona um sinal luminoso de gás, geralmente utilizado para sinalização de alarme para indicar operação anormal do transformador; o contato inferior aciona um sinal de gás pesado, que ao ser acionado envia um sinal de alarme ao mesmo tempo em que desarma o disjuntor, provocando o desarme do transformador e acionando um alarme; Normalmente, um relé de gás é abastecido com óleo, indicando ausência de gás. Quando o gás entra no tanque, ele flui para o relé de gás; ao atingir determinado nível, o gás desloca o óleo, fazendo com que os contatos se abram. Abra a tampa externa do relé de gás; existem duas hastes de ajuste na parte superior. Desparafuse uma das tampas para liberar o gás do relé; a outra haste de ajuste é o botão de teste de operação de proteção. Ao realizar operações com linha viva, devem ser usadas luvas isoladas e a segurança deve ser enfatizada.

Aterramento de Transformadores de Potência

1. A caixa do transformador deve ser aterrada de forma confiável. O condutor neutro funcional e o condutor neutro de aterramento devem ser colocados separadamente; o condutor neutro em funcionamento não deve ser enterrado no subsolo.

2. O circuito de aterramento neutro do transformador deve ser configurado com parafusos de conexão removíveis próximos ao transformador.

3. Para transformadores equipados com pára-raios tipo válvula, o aterramento deve atender ao requisito “três em um”; isto é, o ponto neutro do transformador, a carcaça do transformador e o aterramento do pára-raios devem ser conectados a um único ponto de aterramento comum.

4. A resistência de aterramento deve ser ≤4 ohms.

Manutenção e Assistência Técnica de Transformadores de Potência

I. Manutenção e inspeção de rotina

Limpeza e Manutenção

Remova regularmente poeira e resíduos de óleo da superfície do transformador para mantê-lo seco e limpo, evitando assim qualquer impacto no desempenho da dissipação de calor. Preste especial atenção à limpeza dos radiadores e das aberturas de ventilação para evitar bloqueios.

As buchas e isoladores devem ser mantidos limpos para evitar descargas causadas por sujeira acumulada.

Monitoramento de nível e qualidade de óleo

Verifique se o nível de óleo no reservatório de óleo está normal e se o óleo está límpido e livre de impurezas. Se o nível do óleo estiver muito baixo, adicione óleo; se estiver muito alto, drene o excesso de óleo.

O óleo isolante deve ser submetido a testes de rigidez dielétrica e impureza a cada 3 anos (com intervalos mais curtos necessários durante a operação em plena carga). O óleo degradado deve ser filtrado ou substituído para garantir uma tensão de ruptura ≥40 kV.

Monitoramento de temperatura

A temperatura superior do óleo não deve exceder 85°C. As temperaturas de ponto quente nos enrolamentos devem ser controladas abaixo de 98°C (tipo seco) ou 80°C (imersos em óleo). Aumentos anormais de temperatura podem indicar sobrecarga ou falha no sistema de refrigeração.

II. Inspeções profissionais regulares

Teste de desempenho de isolamento

Testar a resistência de isolamento e a perda dielétrica a cada 2 anos; a resistência de isolamento de alta tensão não deve ser inferior a 70% do valor de fábrica.

A diferença na resistência DC entre as três fases dos enrolamentos deve ser ≤2%, e a variação em relação aos dados históricos não deve ultrapassar 2%.

Manutenção do sistema de refrigeração

Verifique o status operacional dos ventiladores e bombas de óleo, limpe a poeira dos radiadores e garanta o fluxo de óleo desobstruído. Os sistemas de refrigeração por ar forçado exigem testes periódicos das funções start-stop.

Inspeção de Aterramento e Proteção Contra Raios

Meça a resistência de aterramento anualmente para garantir que seja ≤4Ω; o aterramento dos pára-raios deve ser conectado ao ponto neutro e à carcaça do transformador (aterramento três em um).

III. Manutenção de componentes-chave

Trocador de toque

Inspecione regularmente o aperto dos contatos e verifique se há queimaduras; o mecanismo de comutação deve funcionar suavemente, sem travar. Os transformadores comutadores de derivação em carga devem ser operados de acordo com os procedimentos.

Relés de Gás

Quando um alarme de gás leve for acionado, verifique o nível do óleo e as propriedades do gás; se um alarme de gás pesado for acionado, investigue imediatamente as falhas internas.

Respirador e Sílica Gel

Substitua a sílica gel do respiro quando ela ficar rosa para evitar que a umidade entre no reservatório de óleo.

4. Lidando com condições operacionais especiais

Operação de sobrecarga: Quando o fator de carga de longo prazo exceder 80% ou a temperatura ambiente exceder 40°C, reduza o ciclo de inspeção para 6 meses e aumente a frequência da análise de cromatografia a gás de petróleo.

Transformadores Antigos: Equipamentos em operação há mais de 15 anos devem passar por uma inspeção completa semestralmente, mesmo com cargas baixas.

V. Precauções de segurança

Durante a manutenção, a alimentação deve ser desligada e o equipamento aterrado; utilize ferramentas profissionais e faça com que o trabalho seja executado por pessoal qualificado.

Em caso de incêndio no transformador, corte imediatamente a alimentação e apague o incêndio com extintor de dióxido de carbono ou pó seco; o uso de água é estritamente proibido.

Caso necessite adquirir um transformador, entre em contato conosco. Ficaremos felizes em ajudá-lo.