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transformador a seco com comutação sob carga de 16.000 kVA entregue a um grande projeto em Guangxi, China

A DINGXIN entregou um transformador trifásico a seco modelo SCZB18-16000/35/10,5 kV com comutação sob carga e eficiência energética Classe 1.

Visão Geral do Projeto

A DINGXIN concluiu com sucesso e expediu um transformador trifásico a seco com comutação sob carga modelo SCZB18-16000/35/10,5 kV para um grande projeto em Hezhou, Guangxi, China.

O transformador possui potência nominal de 16.000 kVA, tensão primária de 35 kV e tensão secundária de 10,5 kV. Está equipado com um comutador sob carga para regulação de tensão sem necessidade de retirar o transformador de serviço a cada ajuste de tap.

O transformador foi desenvolvido para uma aplicação na qual a continuidade de alimentação, a estabilidade de tensão, a segurança contra incêndios e a eficiência energética são essenciais.

Com sua grande capacidade, construção a seco, regulação de tensão sob carga e projeto de eficiência energética Classe 1, a unidade fornece uma solução confiável de conversão de energia para cargas críticas de projetos.

16,000 kVA Dry-Type On-Load Tap-Changing Transformer Delivered to a Major Project in Guangxi, China.png

Requisitos do projecto

O projeto exigia um transformador de grande capacidade capaz de suprir cargas importantes que não poderiam ser interrompidas rotineiramente para ajuste de tensão.

Os principais requisitos técnicos incluíam:

Principais Desafios do Projeto

Projeto de Transformador a Seco de Alta Capacidade

Com 16.000 kVA, o transformador deve suportar correntes substanciais nos enrolamentos e forças eletromagnéticas significativas durante condições anormais do sistema.

O aumento da capacidade também gera desafios térmicos e mecânicos adicionais, incluindo:

A DINGXIN precisou otimizar o núcleo, os enrolamentos, a isolação, os dutos de refrigeração, os suportes e as interfaces da carcaça do transformador como um sistema coordenado.

35 kV Desempenho de isolamento

O sistema primário de 35 kV exige folgas elétricas e coordenação da isolação cuidadosamente controladas.

O projeto precisou considerar:

Para um transformador a seco de grande porte, o controle do processo de fabricação é particularmente importante, pois a qualidade da fundição dos enrolamentos, o posicionamento dos condutores, as interfaces de isolamento e a precisão da montagem podem influenciar diretamente o desempenho quanto à descarga parcial.

Regulação de Tensão Sem Desligamento Rotineiro

O projeto inclui cargas importantes que exigem um alto nível de continuidade de suprimento.

Com um comutador de derivações sem tensão, o transformador deve ser isolado antes de sua posição de derivação poder ser alterada. Isso pode interromper o sistema conectado ou exigir um arranjo de transferência separado.

O transformador SCZB18-16000/35/10.5 kV utiliza, portanto, um sistema de mudança de taps sob carga. O comutador de taps pode ajustar a relação do transformador enquanto este estiver operando sob carga, ajudando a manter a tensão de saída de 10,5 kV dentro da faixa operacional exigida, à medida que a tensão de entrada ou as condições de carga variam.

A mudança de taps sob carga não garante que todo o sistema elétrico jamais sofrerá uma interrupção. Contudo, evita a parada programada necessária exclusivamente para o ajuste dos taps, apoiando, assim, uma maior continuidade do fornecimento de energia.

Requisitos de Segurança contra Incêndios

O projeto exigia uma solução de transformador adequada para uma aplicação com expectativas rigorosas de segurança contra incêndios.

Diferentemente de um transformador imerso em óleo convencional, um transformador a seco não contém grande volume de óleo mineral isolante inflamável. Isso ajuda a reduzir os riscos associados a vazamentos de óleo, contaminação por óleo e incêndios alimentados por óleo.

A construção do tipo seco não torna uma instalação elétrica completamente à prova de fogo. Continuam sendo necessárias proteções adequadas, ventilação, monitoramento de temperatura, distâncias de instalação e medidas de segurança contra incêndios.

Eficiência energética Classe 1

Um transformador de 16.000 kVA pode permanecer em operação por longos períodos, de modo que diferenças relativamente pequenas nas perdas podem gerar custos energéticos significativos ao longo do ciclo de vida.

Para atingir a meta de eficiência energética Classe 1 do projeto, a DINGXIN otimizou:

O objetivo foi reduzir tanto as perdas em vazio quanto as perdas sob carga, sem comprometer o isolamento, a elevação de temperatura, a resistência mecânica ou a confiabilidade.

Solução de Engenharia da DINGXIN

A DINGXIN desenvolveu o transformador especificamente para a capacidade de 16.000 kVA, relação de tensão de 35/10,5 kV, requisitos de regulação sob carga e condições de instalação do tipo seco.

Projeto Eletromagnético Otimizado

O núcleo e o sistema de enrolamentos foram projetados para equilibrar eficiência, regulação de tensão, desempenho térmico, impedância e capacidade de suportar curto-circuito.

A equipe de engenharia otimizou as seções dos condutores, a geometria dos enrolamentos, as distâncias de isolamento, os canais de refrigeração e os suportes estruturais para controlar as perdas e a elevação de temperatura nas condições nominais de operação.

Sistema de Comutação de Taps Sob Carga

O transformador está equipado com um comutador de taps sob carga que altera o número efetivo de espiras do enrolamento primário enquanto o transformador permanece energizado e carregado.

Isso permite que a unidade responda às variações na tensão de entrada ou na carga do sistema e ajuda a estabilizar a alimentação secundária de 10,5 kV.

O comutador de derivações pode ser coordenado com um sistema de controle de tensão conforme o projeto aprovado. As funções manuais, automáticas locais ou de controle remoto podem ser configuradas conforme os requisitos técnicos finais.

Isolação a seco e redução do risco de incêndio

O transformador utiliza um sistema de isolamento a seco em vez de um grande volume de óleo isolante líquido.

Essa configuração oferece diversas vantagens para instalações adequadas:

Monitoramento térmico e refrigeração

Um transformador a seco de grande capacidade requer dissipação eficaz de calor.

A DINGXIN otimizou as passagens de ar no interior e ao redor dos enrolamentos para melhorar o desempenho de refrigeração. O transformador pode ser equipado com sensores de temperatura dos enrolamentos, controlador digital de temperatura, contatos de alarme, sinais de desligamento e refrigeração forçada por ar.

Quando a temperatura dos enrolamentos ou a carga operacional atingir um limite configurado, o sistema de ventilação pode ser ativado para aumentar o fluxo de ar e melhorar a remoção de calor.

A estratégia operacional final é determinada pelo projeto, pela potência nominal do transformador, pelo invólucro, pelas condições ambientais e pelos limites de temperatura aprovados.

Principais características técnicas

Inspeção e Testes na Fábrica

Antes do embarque, o transformador passou pelas inspeções de fabricação e testes de fábrica especificados.

O escopo da inspeção incluiu itens aplicáveis, tais como:

Após a conclusão das inspeções exigidas e a confirmação de que o transformador cumpria as condições acordadas de entrega, a unidade foi preparada, carregada e enviada ao local do projeto em Hezhou, Guangxi.

Benefícios do Projeto

Regulação de Tensão Sem Desligamento para Ajuste de Taps

O comutador sob carga permite ajustar a relação de tensão enquanto o transformador está operando com carga. Isso ajuda a evitar interrupções exclusivamente para alterar a posição do tap.

Para processos industriais contínuos e outras cargas importantes, essa capacidade pode melhorar a flexibilidade operacional e a continuidade do fornecimento.

Saída de 10,5 kV Mais Estável

Quando a alimentação de entrada de 35 kV ou a carga conectada varia, o comutador de taps pode ajustar a relação do transformador dentro da faixa especificada.

Isso ajuda a manter uma saída de 10,5 kV mais estável para os equipamentos a jusante.

Risco Reduzido de Incêndio Relacionado ao Óleo

O projeto do tipo seco elimina o grande volume de óleo isolante mineral encontrado em transformadores convencionais imersos em óleo.

Isso reduz o risco de vazamento de óleo e incêndios alimentados por óleo, tornando o transformador adequado para projetos com requisitos rigorosos de segurança contra incêndios e ambientais.

Custos energéticos mais baixos ao longo do ciclo de vida

O projeto de eficiência energética Classe 1 reduz as perdas do transformador.

Para uma unidade de 16.000 kVA operando por muitos anos, perdas menores podem gerar economias significativas de energia e de custos operacionais.

Suporte confiável para cargas de grandes projetos

Os sistemas eletromagnético, de isolamento, térmico e estrutural do transformador foram projetados considerando sua grande capacidade e condições operacionais.

Isso ajuda o equipamento a suportar condições exigentes enquanto fornece cargas principais de grandes projetos.

Entrega bem-sucedida

O transformador a seco com comutação sob carga SCZB18-16000/35/10,5 kV foi concluído com sucesso e enviado ao local do projeto.

A entrega representa outra importante etapa no desenvolvimento, pela DINGXIN, de transformadores a seco de grande capacidade para aplicações críticas de energia.

A DINGXIN continuará a apoiar o projeto conforme o escopo de serviços acordado, incluindo documentação técnica, orientação para instalação, assistência na colocação em operação e suporte técnico pós-venda.

Resumo do Estudo de Caso

O desafio não consistia simplesmente na fabricação de um transformador de 16.000 kVA. O projeto exigia que a DINGXIN equilibrasse grande capacidade, isolamento de 35 kV, regulação de tensão sob carga, segurança contra incêndio em transformadores a seco, eficiência energética Classe 1, gestão térmica e continuidade de suprimento.

Por meio de um projeto eletromagnético específico para o projeto, enrolamentos otimizados, um sistema de mudança de taps sob carga e disposições abrangentes de controle de temperatura, a DINGXIN entregou uma solução de transformador adequada às exigências operacionais do grande projeto de Hezhou.


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