Transformador de distribuição imerso em óleo- trifásico totalmente selado de 11 kV: dados S11 e S13

A aula de distribuição de 11 kV na prática

11 kV é o nível de distribuição de média-tensão mais utilizado em muitas redes fora da Europa: alimenta linhas rurais, plantas industriais, complexos comerciais, estações de bombeamento de água e coletores de energia renovável, e é reduzido para 0,4 kV ou 0,415 kV no ponto de uso. O transformador trifásico-imerso-em óleo totalmente vedado é a solução padrão para esse serviço porque combina baixa impedância, alta resistência a curtos-circuitos e um tanque leve-de manutenção com um custo por kVA que as unidades do tipo-seco não conseguem igualar nesta faixa de capacidade.

A cobertura em série vai de 25 kVA ou 30 kVA até 2.500 kVA, com classificações mais altas disponíveis mediante solicitação. São produzidos projetos de 50 Hz e 60 Hz e as tensões primárias podem ser definidas em 6, 6,3, 6,6, 10, 10,5 ou 11 kV.

Série de eficiência e comparação de perdas

Capacidade (kVA)	S11 sem-perda de carga (W)	Perda de carga S11 (W)	S13 sem-perda de carga (W)	Perda de carga S13 (W)
30	100	630	80	630
100	200	1580	150	1580
250	400	3200	290	3200
630	810	6200	570	6200
1000	1150	10300	830	10300
1600	1640	14500	1170	14500
2500	2290	21200	1830	21200

A mudança da família S11 para a família S13 reduz a perda sem{2}}carga, que é o componente que funciona continuamente a partir do momento em que o transformador é energizado. Para um transformador de distribuição em um alimentador rural levemente carregado, nenhuma{4}}perda de carga domina a conta anual de energia, portanto, o núcleo de-grau mais alto geralmente compensa mesmo que o primeiro custo seja mais alto.

Enrolamentos, Núcleo, Tanque e Acessórios

Os enrolamentos são de cobre, isolados com papel, dispostos como bobinas concêntricas em um núcleo laminado construído em aço silício orientado com -grão isolado-de superfície de 0,35 mm, uma classe de material coberta por especificações como ASTM A876. Toda a parte ativa é seca a vácuo para remover a umidade do isolamento de papel antes de o tanque ser cheio. O tanque corrugado selado absorve a expansão do óleo e isola-o da atmosfera, de modo que a oxidação, a entrada de umidade e a formação de lama são mantidas baixas durante uma longa vida útil. Os acessórios padrão incluem uma indicação do nível-de óleo, um arranjo de enchimento e drenagem, um terminal de aterramento, uma placa de características e uma caixa de cabos; um relé Buchholz ou dispositivo de alívio de pressão é instalado onde o esquema de proteção assim o exigir.

Impedância, aumento de temperatura e ruído

A tensão de impedância é de 4% até 630 kVA e 4,5% acima da série padrão, o que mantém a corrente de falta e a regulação de tensão dentro da prática normal de distribuição. O aumento de temperatura segue IEC 60076-2, com um limite de óleo superior de 60 K e um limite médio de enrolamento de 65 K para resfriamento ONAN com óleo mineral, portanto a parede corrugada deve ser dimensionada não apenas para a perda total, mas também para o ciclo de carga que a unidade realmente verá. Os grupos de vetores Dyn11, Yyn0 e Yzn11 são produzidos; a escolha define o deslocamento de fase entre primário e secundário e, portanto, como a proteção da rede e a carga estão conectadas.

Referência de dimensão e peso

Capacidade (kVA)	Referência C x L x A (mm)	Peso total (kg)
100	790 x 700 x 1040	520
250	1200 x 800 x 1190	955
630	1500 x 970 x 1360	1850
1000	1690 x 1190 x 1530	2570
1600	1800 x 1250 x 1660	3520

As dimensões e massas são valores de referência para o projeto vedado padrão e mudam com o grupo de vetores, a faixa de derivação, o arranjo da caixa de cabos e a impedância necessária, portanto são confirmados no desenho final antes da instalação das fundações e caixas de cabos.

Testes e Padrões

Cada unidade recebe testes de rotina de acordo com IEC 60076-1: resistência do enrolamento, verificação de relação e grupo vetorial, tensão de impedância e perda de carga, perda e corrente sem carga, além de testes dielétricos no isolamento. O aumento da temperatura e o impulso do raio são testes de tipo no projeto. Os níveis de isolamento para a classe de 12 kV são definidos na IEC 60076-3. O óleo está em conformidade com a IEC 60296 e sua tensão de ruptura com a IEC 60156. Os equivalentes nacionais chineses são a série GB 1094, com graus de perda referenciados à GB 20052-2020.

Perguntas frequentes

Q:Por que escolher um transformador totalmente vedado para uma rede de 11 kV?
R: O tanque corrugado selado isola o óleo do ar, de modo que a entrada de umidade e a oxidação são minimizadas e nenhuma troca de óleo é necessária em serviço normal, o que reduz a manutenção de unidades instaladas em alimentadores remotos.

Q:Qual é a diferença entre as séries S11 e S13?
R: A principal diferença é a ausência de-perda de carga. Em 1.000 kVA, o projeto S11 mostra 1.150 W sem{5}}perda de carga contra 830 W do projeto S13, enquanto a perda de carga permanece em 10.300 W em ambos os casos.

Q:Qual grupo de vetores deve ser especificado?
R: Dyn11 é a escolha padrão para uma unidade redutora-de distribuição; Yyn0 e Yzn11 estão disponíveis onde a rede, o equilíbrio de carga ou o esquema de proteção exigem essas conexões.

Q:Uma unidade de 60 Hz pode ser fornecida com os mesmos desenhos de uma unidade de 50 Hz?
R: Não. A densidade e a perda de fluxo do núcleo se comportam de maneira diferente nas duas frequências, portanto, o núcleo, os valores de perda e o aumento de temperatura são projetados para a frequência indicada. São produzidos designs de 50 Hz e 60 Hz.

Q:Como a capacidade correta é selecionada?
A: A partir da carga conectada convertida em kVA no fator de potência esperado, mais margem para crescimento futuro e para partida do motor. A tensão de impedância de 4% ou 4,5% mantém o nível de falha e a queda de tensão dentro dos limites de projeto do painel a jusante.