Transformadores De Tipo Seco: Estrutura, Resfriamento, Instalação E Aplicações

Transformadores a Seco: Estrutura, Refrigeração, Instalação e Aplicações
Guia Completo para Soluções Modernas de Energia Elétrica

Os transformadores a seco são componentes críticos em sistemas modernos de distribuição de energia, conhecidos por sua segurança, respeito ao meio ambiente e baixa manutenção. Este artigo fornece uma visão aprofundada de sua estrutura, métodos de refrigeração, processos de instalação e vantagens em relação aos transformadores imersos em óleo.

Formas Estruturais de Transformadores a Seco

1. Transformadores de Tipo Aberto

   • Projetados para ambientes internos secos e limpos (umidade ≤85% a 20°C).
   • Refrigeração: Refrigeração natural a ar (AN) ou refrigeração forçada a ar (AF).

2. Transformadores de Tipo Fechado

   • Invólucro selado impede a exposição direta ao ar, ideal para ambientes perigosos como minas (design à prova de explosão).

3. Transformadores de Resina Fundida

   • O isolamento principal utiliza resina epóxi, oferecendo tamanho compacto e simplicidade. Comum para capacidades menores.

Métodos de Refrigeração

• Refrigeração Natural a Ar (AN):
  Opera continuamente na capacidade nominal com dissipação passiva de calor.
• Refrigeração Forçada a Ar (AF):
  Aumenta a capacidade de saída em 50% para cenários de sobrecarga de curto prazo (não recomendado para sobrecargas sustentadas devido a perdas de eficiência).

Principais Tipos de Transformadores a Seco

1. Transformadores VPI (Impregnados a Vácuo)
   • Materiais de isolamento (classe B/F/H) tratados com processos avançados a vácuo.
2. Transformadores de Resina Epóxi Fundida
   • Design dominante usando resina epóxi para alta durabilidade e isolamento.
3. Transformadores com Ligação em Resina
   • Menos comuns, com enrolamentos impregnados com resina.
4. Transformadores com Isolamento Híbrido
   • Enrolamentos de alta tensão usam resina fundida; enrolamentos de baixa tensão usam designs de folha ou impregnados a vácuo.

Vantagens em Relação aos Transformadores Imersos em Óleo

1. Segurança e Resistência ao Fogo
   • Elimina riscos de incêndio provenientes de óleo inflamável, mesmo em condições de falha.
2. Baixa Manutenção
   • Sem vazamento de óleo, envelhecimento ou problemas de vedação; reduz os custos operacionais.
3. Eficiência de Espaço
   • Design compacto permite a co-localização com equipamentos de manobra em instalações internas.
4. Componentes Simplificados
   • Não requer reservatórios de óleo, válvulas ou respiros de explosão.

Instalação e Comissionamento

1. Inspeção Pré-Instalação

• Verificar a integridade da embalagem, dados da placa de identificação, documentação e condição física.

2. Processo de Montagem

• Garantir o nivelamento da fundação para minimizar o ruído de vibração.
• Fixar o transformador com suportes de aço canal soldado para estabilidade.

3. Conexões Elétricas

• Manter distâncias seguras para condutores; usar juntas flexíveis (≥1000A) para absorver a expansão térmica.
• Apertar os parafusos com as especificações do fabricante.
• 

4. Aterramento

• Conectar o parafuso de aterramento dedicado ao sistema de proteção de terra. Invólucros e linhas neutras (se 3 fases 4 fios) também devem ser aterrados.

5. Testes de Pré-Comissionamento

• Teste de resistência de isolamento (mínimo 1000Ω/V), verificação da relação de espiras e testes de tensão dielétrica.
• Testar ventiladores de refrigeração e instalar sensores de temperatura após os testes.

6. Operação de Teste

• Monitorar ruídos anormais, superaquecimento ou problemas de isolamento. Evitar operação prolongada em ambientes de alta umidade (UR >70%).

Diagnóstico de Falhas via Som

• Fase Ausente: Zumbido desigual ou nenhum som durante a ativação da fase (verificar fonte de alimentação ou fusíveis).
• Problemas no Comutador de Derivação: Ruídos de "chiado" ou "sizzle" sob carga (indicando mau contato).
• Componentes Soltos: Sons de "tinido" ou "zumbido" de objetos estranhos ou vibrações do núcleo.
• Sobrecarga: Zumbido de baixa frequência (ajustar a carga ou melhorar a refrigeração).

Estratégias de Redução de Ruído

1. Manutenção do Sistema de Refrigeração
   • Limpar detritos dos ventiladores ou substituir unidades defeituosas.
2. Amortecimento do Invólucro
   • Adicionar almofadas de borracha entre o invólucro e a base para absorver vibrações.
3. Acústica da Sala
   • Mover os transformadores para longe de superfícies refletoras ou instalar painéis absorventes de som.
4. Reforço da Fundação
   • Estabilizar pisos instáveis para minimizar o ruído sísmico.

Diretrizes de Seleção

1. Requisitos de Carga
   • Usar transformadores duplos para cargas críticas (Nível I/II). Unidades dedicadas para cargas sazonais ou de alto impacto (por exemplo, HVAC, aquecimento industrial).
2. Fatores Ambientais
   • Segurança contra Incêndio: Priorizar a série SC(B)9/10 não inflamável para edifícios altos.
   • Condições Adversas: Optar por designs selados em ambientes empoeirados ou corrosivos.
3. Restrições de Espaço
   • Selecionar modelos protegidos IP2X/IP40 para instalação combinada com equipamentos de manobra.

Conclusão

Os transformadores a seco são indispensáveis em sistemas de energia modernos, oferecendo segurança, eficiência e adaptabilidade incomparáveis. Suas vantagens—que vão da resistência ao fogo à manutenção mínima—os tornam ideais para infraestrutura urbana, instalações industriais e ambientes sensíveis. A instalação adequada, testes regulares e seleção estratégica com base na carga e nos fatores ambientais garantem desempenho e longevidade ideais. À medida que a demanda por soluções de energia sustentável cresce, os transformadores a seco permanecerão uma pedra angular da distribuição de energia confiável.

Para consultas técnicas ou soluções personalizadas, consulte engenheiros qualificados e fabricantes de renome.