O que é um transformador de óleo: dispositivo, princípio de funcionamento e vantagens

O que é um transformador de óleo?

Os transformadores a óleo são dispositivos fundamentais nas infra-estruturas energéticas utilizadas para a conversão e distribuição de energia. A sua principal tarefa é reduzir ou aumentar suavemente a tensão na rede, assegurando um fornecimento estável de energia aos consumidores. O seu papel é particularmente importante nos sistemas de transmissão a longa distância, onde os transformadores minimizam as perdas e fornecem a tensão de saída necessária.

Os transformadores a óleo são amplamente utilizados em várias condições climatéricas, incluindo as temperaturas extremamente baixas típicas das regiões setentrionais. Isto é conseguido através da utilização de óleo de transformador, que não só serve de isolamento, como também arrefece eficazmente os enrolamentos e o núcleo magnético, evitando o sobreaquecimento. Estes dispositivos são altamente fiáveis, resistentes a flutuações de temperatura e capazes de suportar sobrecargas, o que os torna indispensáveis na indústria energética.

Ao contrário dos transformadores de tipo seco, os dispositivos cheios de óleo proporcionam um arrefecimento mais eficiente e uma vida útil mais longa, tornando-os a escolha preferida para a maioria das aplicações industriais. A utilização de transformadores a óleo também contribui para uma maior segurança operacional, o que é particularmente importante para instalações que requerem uma elevada fiabilidade e um funcionamento a longo prazo.

Conceção de um transformador de potência a óleo

A conceção dos transformadores de potência cheios de óleo tem muito em comum com outros tipos de transformadores, mas inclui várias caraterísticas únicas relacionadas com a utilização do óleo como agente de arrefecimento e isolamento. Os principais elementos estruturais do transformador são o núcleo magnético, feito de materiais ferromagnéticos, e os enrolamentos, feitos de cobre ou alumínio, que têm uma forma cilíndrica.

A diferença entre um transformador a óleo e um transformador a óleo é a presença de um invólucro cheio de óleo de transformador. O óleo desempenha duas funções principais: serve de isolante, evitando curto-circuitos entre os enrolamentos, e arrefece eficazmente o transformador, absorvendo o calor gerado durante o funcionamento. Para compensar as alterações no volume de óleo causadas pelas flutuações de temperatura, o transformador está equipado com um tanque de expansão especial.

Para monitorizar a temperatura do óleo no transformador, são instalados sensores de temperatura na tampa do tanque e nas entradas e saídas do enrolamento. Além disso, é utilizado um secador de ar especial para evitar que a humidade e os contaminantes entrem no dispositivo, o que aumenta significativamente a durabilidade e a eficiência do transformador.

A caixa do transformador é feita de materiais de alta resistência, o que aumenta a sua resistência a influências externas. O condutor magnético feito de aço elétrico melhora as caraterísticas electromagnéticas do transformador, o que contribui para o seu funcionamento mais eficiente.

Enrolamentos do transformadorOs sistemas de proteção contra incêndios, feitos de cobre ou alumínio, incluem condutores e vários componentes isolantes que protegem as bobinas de influências externas e danos mecânicos. Para proteger o depósito e garantir a segurança da unidade, é utilizada uma caixa especial com dispositivos de paragem de emergência. O circuito elétrico liga os enrolamentos ao transformador através da tampa, utilizando isoladores de casquilhos.

Para proteção contra gases e óleos indesejáveis, a caixa do transformador possui um sistema de ventilação com um relé de gás que monitoriza as alterações de pressão no interior da unidade. Também está prevista uma tubagem para a ventilação de gases nocivos, que é controlada através de um manípulo na tampa do depósito. A tampa do transformador está equipada com grampos e fechos magnéticos, o que garante a estanquicidade e a segurança do funcionamento do aparelho.

A conceção dos transformadores a óleo está centrada na garantia de uma elevada fiabilidade e segurança de funcionamento, o que é particularmente importante na indústria energética, onde cada elemento deve funcionar sem problemas durante muitos anos.

Diagrama esquemático do projeto de um transformador de potência cheio de óleo

Funcionamento do transformador de óleo: princípio e caraterísticas

Um transformador a óleo é um dispositivo hermeticamente fechado que consiste em vários enrolamentos colocados num tanque cheio de óleo de transformador. O óleo não serve apenas como isolante, mas também tem uma função de arrefecimento. Antes de ser introduzido no transformador, o óleo é submetido a um processo de desgaseificação para evitar a entrada de ar e humidade, o que poderia afetar o seu desempenho.

O princípio básico de funcionamento de um transformador a óleo baseia-se no fenómeno da indução electromagnética. Quando uma corrente alternada é aplicada ao enrolamento primário, é induzido um campo magnético variável, que é transmitido através do núcleo magnético. Este campo magnético induz uma corrente no enrolamento secundário, criando uma diferença de potencial denominada tensão secundária. A energia é transferida de um enrolamento para o outro devido ao campo elétrico criado por este fluxo magnético variável.

Uma das principais caraterísticas de um transformador a óleo é a utilização de óleo de transformador, que desempenha várias funções importantes:

  1. Arrefecimento do enrolamento - O óleo absorve o calor gerado durante o funcionamento da unidade, evitando o sobreaquecimento.
  2. Isolamento - O óleo serve de isolador entre os enrolamentos e as partes metálicas do transformador, garantindo a segurança eléctrica.
  3. Função de diagnóstico - alterações no estado do óleo podem servir como um indicador do estado do transformador. Por exemplo, a presença de contaminantes ou água no óleo pode indicar possíveis problemas com o dispositivo.

O óleo também desempenha um papel importante na manutenção do funcionamento estável do transformador, garantindo a sua longevidade e fiabilidade. Para garantir uma transferência de calor eficiente entre o óleo e o ambiente externo, são incluídos no design do transformador elementos adicionais, como placas de metal, para aumentar a superfície de contacto e acelerar o processo de arrefecimento.

No interior do tanque, o óleo passa por vários circuitos, o que facilita a sua circulação e a distribuição homogénea da temperatura. Para monitorizar a temperatura do óleo, são instalados sensores de temperatura no transformador. Se a temperatura exceder os limites permitidos, o sistema pode regular automaticamente os processos de arrefecimento ou desligar o dispositivo para evitar danos.

É importante notar que o óleo de transformador é um líquido inflamável e que existem certos riscos associados à utilização de transformadores a óleo. Por conseguinte, estes dispositivos devem ser instalados longe de fontes de ignição e verificados regularmente quanto a fugas ou contaminação para evitar possíveis acidentes.

O transformador de óleo é um elemento importante na distribuição de eletricidade e o seu bom funcionamento e manutenção são fundamentais para o bom funcionamento da rede eléctrica e para a segurança em geral.

Tipos de transformadores de óleo

Os transformadores a óleo dividem-se em dois tipos: TM (com fugas) e TMG (hermeticamente fechados), diferindo em termos de conceção e de caraterísticas de desempenho. A tensão destes transformadores varia de 6(10) kV a 35 kV, consoante o modelo e a finalidade.

  1. TM - transformadores não herméticos. O óleo destas unidades está em contacto com o ambiente exterior através de um tanque de expansão, o que requer equipamento adicional de secagem ao ar. Estes transformadores são sensíveis às flutuações de temperatura e o óleo neles contido tem de ser mudado e eliminado regularmente. A tensão destes transformadores é tipicamente de 6 (10) kV a 35 kV, o que é adequado para a distribuição e transformação de média e baixa potência.

  2. TMG - transformadores hermeticamente selados. O óleo destas unidades não entra em contacto com o ambiente exterior devido ao invólucro hermeticamente fechado, o que minimiza a necessidade de manutenção. Estes transformadores estão equipados com válvulas de alívio de sobrepressão e são adequados para um funcionamento a longo prazo sem mudança de óleo. Também funcionam entre 6 (10) kV e 35 kV, oferecendo uma elevada fiabilidade e eficiência.

Os transformadores a óleo podem ser trifásico ou monofásicocom capacidades que vão de 10 a 1000 MVA. Podem ser utilizados tanto para aumentose para desvalorizações tensões, proporcionando versatilidade para diferentes necessidades energéticas.

A escolha do tipo de transformador depende das condições de funcionamento, da potência necessária e do nível de tensão. Os modelos selados oferecem menores requisitos de manutenção e uma vida útil mais longa, enquanto os modelos não selados requerem um controlo mais rigoroso do estado do óleo.

Vantagens dos transformadores a óleo

Os transformadores a óleo têm muitas vantagens sobre os transformadores a seco, o que os torna um dos tipos de equipamento mais populares em sistemas de energia na Rússia e em todo o mundo. Uma das principais vantagens dos transformadores a óleo é a sua capacidade de proteger eficazmente os enrolamentos de influências negativas externas e de funcionar na gama de temperaturas de -60°C a +40°C. Este dispositivo tem um baixo nível de potência reactiva e uma elevada fiabilidade, o que reduz significativamente a necessidade de monitorização e manutenção.

O óleo desempenha um papel importante no transformador, proporcionando arrefecimento e isolamento. Impede que os enrolamentos entrem em contacto com o ambiente exterior, protegendo-os da humidade, da oxidação e da contaminação, o que aumenta consideravelmente a vida útil do transformador. Os transformadores a óleo também têm um custo mais baixo do que os seus homólogos de tipo seco, o que os torna mais acessíveis para uma vasta gama de aplicações, incluindo indústrias de energia intensiva. Os transformadores a óleo são particularmente eficazes em aplicações de alta tensão, como 110 kV e 220 kV.

Como comprar um transformador a óleo

Empresa Transformador Evernew é um fabricante líder de transformadores de óleooferecendo uma vasta gama de dispositivos para várias necessidades, incluindo dispositivos de alta tensão. transformadores com tensão até 220 kV. Fabricamos transformadores a óleo com capacidades que variam entre 10 kVA e 1000 MVA para satisfazer os requisitos de uma grande variedade de indústrias e aplicações. Os nossos transformadores proporcionam um funcionamento estável e uma elevada eficiência, mesmo nas condições de funcionamento mais exigentes.

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