Transformador de potência trifásico imerso em óleo com três enrolamentos

Uma unidade de três enrolamentos reúne sistemas de alta, média e baixa tensão dentro de um único tanque cheio de óleo. Em vez de instalar dois transformadores separados de dois enrolamentos, uma subestação pode usar um projeto de três enrolamentos. Este transformador de potência trifásico imerso em óleo com três enrolamentos reduz o número de terminações de alta tensão, economiza área útil e simplifica o layout geral da estação. A Yulan Transformer fornece essas unidades até a classe de 110kV, com capacidade de unidade única atingindo 120.000 kVA.

Função e arranjo de tensão

O transformador de potência trifásico imerso em óleo com três enrolamentos possui um enrolamento primário e dois enrolamentos secundários, cada um classificado para uma tensão de sistema diferente. Uma configuração típica é 110kV no lado de alta tensão, 38,5kV ou 35kV no lado de média tensão e 10,5kV ou 6,6kV no lado de baixa tensão. A combinação exata de tensão é determinada durante a revisão do projeto.

A carga pode ser retirada de todos os três enrolamentos simultaneamente. A divisão de potência entre terminais de média tensão e baixa tensão depende das classificações de capacidade do enrolamento acordadas com o cliente. Em alguns projetos, o enrolamento de média tensão é projetado para capacidade nominal total, enquanto o enrolamento de baixa tensão transporta apenas uma carga auxiliar menor.

Circuito Magnético e Montagem de Núcleo

O aço silício de grão orientado é usado para as laminações do núcleo. As juntas são cortadas a 45 graus e montadas em um padrão escalonado. Este arranjo alinha o caminho do fluxo com a direção de laminação do aço em cada junta, reduzindo a saturação localizada e diminuindo a corrente de magnetização.

As pernas centrais e os garfos são fixados com estruturas de aço para evitar movimentos durante o transporte e eventos de curto-circuito. O aterramento do núcleo é levado a uma única bucha na tampa do tanque para que a resistência do isolamento possa ser monitorada durante o comissionamento no local.

Projeto de enrolamento e desempenho em curto-circuito

Cada enrolamento é calculado com software de projeto de transformador antes da produção. As distribuições de espiras radiais e axiais são balanceadas para limitar o fluxo parasita e minimizar as perdas parasitas em peças estruturais.

Os condutores do enrolamento são de cobre, isolados com papel ou esmalte dependendo da classe de tensão e da corrente nominal. O enrolamento de alta tensão é normalmente colocado fora dos enrolamentos de média e baixa tensão. Este arranjo proporciona melhor acesso aos cabos de derivação e melhora o controle de impedância.

As forças de curto-circuito entre os enrolamentos são calculadas para todas as condições de falha especificadas. Os suportes de enrolamento, espaçadores e estruturas de fixação são dimensionados de acordo. Se um cliente exigir um certificado de teste de curto-circuito, a unidade poderá ser submetida a um teste dinâmico de curto-circuito em um laboratório reconhecido.

Troca de Tap e Regulação de Tensão

O ajuste de tensão é fornecido no enrolamento de alta tensão. Duas opções estão disponíveis.

Comutador fora do circuito

O transformador deve ser desenergizado antes que a posição do tap seja alterada. A faixa de rosqueamento é normalmente de ±2×2,5% ou ±5%, mas outras faixas podem ser fornecidas. Esta opção é adequada para instalações onde a tensão da rede é estável e não são necessários ajustes frequentes.

Comutador em carga

A posição do tap pode ser alterada enquanto o transformador transporta carga. Faixas de derivação como ±8×1,25% são comuns para transformadores de 110kV. O comutador pode ser especificado por um fabricante preferencial. Interfaces de acionamento motorizado, indicação remota e controle automático de tensão podem ser incluídas.

Tanque, Resfriamento e Preservação

O tanque foi projetado para suportar vácuo total durante o enchimento de óleo na fábrica. Alças de elevação, suportes de elevação e olhais de reboque são fornecidos para transporte e instalação. A tampa é aparafusada e vedada com juntas resistentes a óleo. As buchas são dispostas de acordo com o layout preferido do cliente.

O resfriamento normalmente é feito com óleo natural e ar natural para classificações menores. Para unidades maiores, são usados ​​radiadores removíveis com ventiladores de resfriamento. O painel de controle dos ventiladores inicia e para os ventiladores com base na temperatura do enrolamento ou na temperatura do óleo. Se o local tiver temperatura ambiente elevada, a classe de resfriamento será selecionada com uma margem apropriada.

Um conservador com respiro de sílica gel é usado nesta classe de transformador de potência. O relé Buchholz é montado na tubulação entre o tanque e o conservador. Um medidor magnético de nível de óleo, um indicador de temperatura do enrolamento, um indicador de temperatura do óleo e um dispositivo de alívio de pressão são incluídos como padrão.

Padrões e Verificação

O projeto, a fabricação e os testes seguem a IEC 60076. Os padrões nacionais chineses, como GB 1094 e GB/T 6451, são aplicados quando relevante. Quando um cliente possui requisitos específicos de outra norma, a proposta técnica é ajustada adequadamente.

Antes do envio, cada transformador passa por testes de rotina. Eles cobrem resistência do enrolamento, relação e grupo vetorial, resistência de isolamento, perda dielétrica, resistência de fonte separada, sobretensão induzida, perda e corrente sem carga, perda de carga e impedância de curto-circuito. Testes de tipo e testes especiais, incluindo impulso de raio, aumento de temperatura, nível de ruído e resistência a curto-circuito, podem ser organizados mediante solicitação.

Tabela de parâmetros de referência

Os valores abaixo são típicos para um transformador de três enrolamentos de 110kV / 38,5kV / 10,5kV com comutador de derivação em carga. Os parâmetros finais são confirmados no acordo técnico. As perdas sem carga e com carga estão sujeitas à edição padrão aplicável e à avaliação de perda garantida do cliente.

Notas:

● Os valores de perda correspondem à capacidade nominal na tensão nominal.

● Os valores de impedância são fornecidos na capacidade nominal e podem ser ajustados dentro das tolerâncias padrão.

● Dimensões e pesos são para referência. Os valores finais dependem do tipo do comutador, do tamanho do radiador e dos acessórios do local.

Perguntas específicas do projeto

E se a estação exigir uma média tensão diferente, como 22kV ou 33kV?

O enrolamento de média tensão pode ser projetado para qualquer nível padrão dentro da classe de isolamento do transformador. A etapa de especificação deve incluir a tensão exata do sistema e a divisão de capacidade necessária entre os enrolamentos secundários.

É possível operar os enrolamentos de média e baixa tensão com diferentes fatores de potência?

Sim. O transformador não necessita de ambos os enrolamentos secundários para alimentar o mesmo tipo de carga. Cada enrolamento é classificado de forma independente e o projeto considera o efeito de aquecimento das perdas combinadas.

Um transformador de três enrolamentos precisa de um esquema de proteção especial?

O esquema de proteção geralmente inclui proteção diferencial cobrindo todos os três enrolamentos, além de proteção contra sobrecorrente e falta à terra em cada lado. O transformador em si não requer dispositivos de proteção adicionais além do equipamento padrão, como o relé Buchholz e o dispositivo de alívio de pressão.

Qual é o prazo de entrega típico para uma unidade de três enrolamentos de 110kV?

Para classificações padrão, a produção e os testes normalmente levam de quatro a seis meses após a assinatura do acordo técnico. Combinações de tensão personalizadas ou acessórios especiais podem estender o cronograma. O planeamento dos transportes deve ser confirmado antecipadamente porque unidades maiores requerem licenças especiais em algumas regiões.

O Yulan Transformer pode fornecer supervisão durante a instalação e comissionamento?

Sim. Supervisão do local, orientação sobre processamento de petróleo e suporte de comissionamento estão disponíveis. O escopo do serviço pode ser organizado como parte do contrato de fornecimento ou como um item separado.

Registros de Qualidade e Rastreabilidade

Cada transformador possui um arquivo de fabricação dedicado. O arquivo inclui certificados de materiais, registros de inspeção de enrolamentos, dados de testes de perda de núcleo, relatórios de inspeção de solda de tanques e resultados finais de testes de rotina. Esta documentação é retida após a entrega e pode ser fornecida ao proprietário ou ao engenheiro consultor para revisão.

Yulan Transformer mantém a certificação de gestão de qualidade ISO 9001:2015. A gestão ambiental e de saúde ocupacional segue as normas ISO 14001 e ISO 45001:2018. Os testes de fábrica são realizados de acordo com as normas IEC 60076 e GB 1094, e o equipamento de teste é calibrado regularmente.