Guia completo para transformadores-secos

Um transformador é um dispositivo que transfere energia de um circuito de corrente-alternada para outro. Os transformadores do tipo seco são usados ​​em muitas aplicações para reduzir a tensão dos circuitos de energia convencionais. Saiba mais sobre o que um transformador do tipo seco faz e onde usamos transformadores do tipo seco.

 

O que é um transformador tipo seco?

Um transformador do tipo seco é resfriado por ventilação normal de ar em vez de um líquido como óleo mineral ou Envirotemp FR3. Os primeiros transformadores fabricados pela Westinghouse e General Electric eram refrigerados a ar porque operavam com baixa potência e tensões. A maioria dos transformadores de instrumentos e carregadores de energia de baixa-tensão atuais também são do tipo seco. O resfriamento líquido dentro de tanques selados e invólucros metálicos tornou-se o padrão para transformadores de distribuição de energia CA devido às maiores perdas de calor por indução e à exposição a todas-condições climáticas. Devido às melhorias no projeto, nos materiais e nos métodos de fabricação nas últimas três décadas, os transformadores do tipo seco não apenas competem com os transformadores-resfriados a líquido na faixa de média tensão (2,5 KV – 34,5 KV), mas também apresentam vantagens significativas em muitas aplicações comerciais e industriais.

 

Saiba mais sobre nossos transformadores do tipo seco

 

Seco-Tipo vs. Transformadores refrigerados a líquido (padmount)

 

Quando projetados e construídos para atender aos padrões atuais do setor, os transformadores tipo seco e padmount de média-tensão oferecem essencialmente os mesmos níveis de eficiência de energia e BIL para uma determinada classificação de KVA. As diferenças na operação dependem da aplicação e do ambiente de instalação.

 

Transformadores padmount refrigerados-a líquidosão usados ​​por empresas de serviços públicos para aplicações de média e alta tensão porque são projetados para instalações externas-de qualquer clima, como subestações. Eles têm um longo histórico de fornecimento de energia segura e confiável e podem ser instalados em espaços públicos externos (com gabinetes apropriados). Uma de suas desvantagens é que, como o óleo mineral utilizado como refrigerante é inflamável, uma falha do transformador (devido a falha de isolamento, superaquecimento ou queda de raio) pode resultar em explosão e incêndio. Portanto, não são recomendados para instalações internas ou em qualquer lugar onde um incêndio possa ter resultados catastróficos.

 

Transformadores tipo secosão resfriados por ambiente limpo ou ar forçado e não contêm líquidos. Eles apresentam um risco mínimo de incêndio e são adequados para instalações internas ou em qualquer lugar onde o risco de incêndio deva ser evitado. Por serem projetados e construídos para funcionarem de maneira fria e silenciosa, eles são ideais para instalações internas em edifícios de escritórios, universidades, hospitais e salas limpas de fabricação. Eles podem substituir transformadores-resfriados a líquido em muitas dessas configurações.

 

Os tipos secos podem ser usados ​​em certas instalações externas com condições moderadas de calor e umidade durante todo o ano, se protegidos em um gabinete NEMA tipo 3.

 

Benefícios dos transformadores do tipo seco GNEE

Os benefícios dos nossos transformadores a seco originam-se tanto do design como dos materiais utilizados na sua construção.

 

1. Experiência, Design de Qualidade, Materiais e Artesanato

Os transformadores GNEE tipo seco são enrolados-manualmente em 100% cobre, com uma bobina redonda-enrolada em disco, pente com fenda, secundário enrolado em folha e um núcleo escalonado-de volta com baixa densidade de fluxo. O isolamento do fio Nomex ou coberto com filme é classificado em 200 graus e o isolamento sólido é de fibra de vidro SG 200. ou Nomex. Cada unidade é inspecionada e testada cinco vezes no processo de fabricação e novamente antes do envio. Este compromisso intransigente com a qualidade produz benefícios tangíveis para o usuário.

 

2. Desempenho altamente eficiente

Os transformadores do tipo seco GNEE excedem os padrões de eficiência energética Energy Star e DOE e atendem aos mais recentes padrões NEMA, ANSI e IEEE. Suas classificações de nível de isolamento básico (BIL) são comparáveis ​​às dos transformadores-resfriados por líquido.

 

3. Corra com calma e silêncio

O efeito combinado de bobinas de cobre de precisão-enroladas manualmente, um núcleo de esquadria escalonado-com densidade de fluxo mais baixa e o envernizamento de toda a unidade garantem ruído e vibração mínimos após a instalação. Esta é uma vantagem em muitas aplicações.

 

4. Longa vida útil

Materiais de qualidade superior, design superior e fabricação especializada proporcionam desempenho-de longo prazo. Os transformadores GNEE tipo seco vêm com garantia de cinco-anos em materiais e mão de obra para instalações internas e têm vida útil esperada de 35 anos ou mais.

 

5. Mais econômico

Um projeto e construção de qualidade superior resulta em:

Maior eficiência energética e unidade mais silenciosa.

Reduza os custos de serviços públicos e de manutenção.

Uma vida útil mais longa.

Retorno de 5 a 7 anos devido à maior eficiência e menores custos operacionais.

 

 

Indústrias que usam transformadores do tipo seco

 

Há uma variedade de indústrias que utilizam transformadores do tipo seco.

 

Fabricação Discreta

• Oficinas mecânicas
• Fabricação de chapas metálicas
• Soldagem
• Moldagem de plástico e borracha
• Máquinas
• Galvanoplastia

 

Automação e Processo Contínuo

• Fabricação Eletrônica
• Siderúrgicas
• Pequenos Eletrodomésticos
• Fábricas de papel
• Plantas Químicas
• Processamento de Alimentos
• Fábricas de engarrafamento
• Plásticos e Borracha

 

Faculdades e universidades

• Salas de aula
• Laboratórios
• Centros de dados
• Auditórios
• Usinas Elétricas
• Residências

 

Hospitais e centros médicos

• Centros Cirúrgicos
• Cuidados com Pacientes Críticos
• Centros de diagnóstico
• Equipamento Crítico
• Laboratórios
• Redundância de energia

 

Utilidades Elétricas

• Usinas Elétricas
• Distribuição
• Subestações Fechadas
• Feeds de clientes

 

Quando escolher um transformador do tipo seco

 

O fator mais importante na escolha entre um transformador do tipo seco e um transformador refrigerado-a líquido é o ambiente de instalação.

• É uma instalação interna ou externa?
• Os riscos de incêndio são uma preocupação?
• Você precisa evitar possíveis vazamentos de fluido de um óleo abastecido?
• As pessoas estarão andando perto do local?
• Quanto espaço está disponível?
• O chão suportará o peso com segurança?
• O espaço de instalação é seco, bem ventilado e livre de poeira e produtos químicos?

 

Os transformadores secos GNEE são ideais para instalações internas com pessoas próximas porque funcionam de maneira fria e silenciosa e apresentam muito menos risco de incêndio. Podem ser instalados em ambientes internos próximos à carga, o que é uma vantagem em muitas aplicações industriais. Eles também podem ser instalados ao ar livre dentro de um NEMA tipo 3 em condições climáticas moderadas, mas serão tão confiáveis ​​quanto o gabinete.

 

Os transformadores do tipo seco requerem espaço circundante adequado para a circulação do ar de resfriamento e acesso para manutenção (NEC 450.21.). As dimensões do transformador, o peso e a localização das conexões de infraestrutura devem ser obtidos no GNEE e comparados com o espaço de instalação.

Aplicações internas adequadas para transformadores-resfriados a ar incluem hospitais, universidades, espaços comerciais, prédios de escritórios e áreas residenciais.

 

Outras aplicações incluem:

• Áreas ambientalmente sensíveis,
• Áreas de alto risco de incêndio,
• Salas de espetáculos e centros de conferências
• Indústrias de petróleo, química e gás
• Áreas de geração renovável.

 

Se o espaço onde seu transformador será instalado atender aos seguintes requisitos, então um transformador do tipo seco será a escolha ideal para a aplicação, pois todas as vantagens de um tipo seco serão realizadas nesse ambiente:

• Está dentro de casa,
• Conexões elétricas aéreas ou laterais,
• Temperatura e umidade moderadas em todas as estações,
• Ar ambiente limpo devido ao HVAC,
• Acesso restrito ou sala separada,
• Opera próximo às pessoas,
• Precisa de operação silenciosa,
• Precisa minimizar o risco de incêndio.

 

Dicas de instalação de transformador tipo seco

 

As informações a seguir se aplicam apenas a instalações internas de transformadores do tipo seco GNEE, que também são cobertos pelo Artigo 450.21-28 da NEC. Aqui estão algumas dicas adicionais sobre como se preparar para uma instalação interna do tipo seco. Instalações externas de transformadores do tipo seco são cobertas pela NEC 450.41-48.

Manuseio na entrega

A elevação com carrinhos manuais ou empilhadeiras é permitida se os garfos forem longos o suficiente para passarem completamente sob a caixa. Como a maioria dos transformadores tem um centro de gravidade elevado, deve-se ter extremo cuidado ao levantar ou mover as unidades. Transformadores maiores exigirão um guindaste e uma equipe de amarração para descarregar e mover a unidade. Se um transformador-do tipo seco for movido para fora durante condições climáticas adversas, ele deverá ser totalmente protegido contra umidade.

 

Armazenar

As áreas de armazenamento devem estar tão limpas e secas quanto possível, sem variações extremas de temperatura. As embalagens protetoras devem ser deixadas intactas até que o transformador seja movido para seu local permanente. Transformadores do tipo seco armazenados em condições úmidas ou empoeiradas devem ser secos e limpos antes de serem instalados e energizados.

 

Local de instalação

Fatores importantes na escolha do local interno para transformadores do tipo seco são:

• Acessibilidade
• Ventilação
• Condições ambientais
• Nível de ruído

 

Outras dicas incluem:

A área de instalação deve estar seca, livre de poeira, umidade excessiva, fertilizantes, produtos químicos e outros fumos ou vapores corrosivos, e separada de materiais inflamáveis ​​de acordo com NEC 450.21.

 

As vias de acesso ao local devem ter espaço suficiente para movimentar o transformador no local. Evite escadas e elevadores, se possível.

A área do piso deve ser lisa e nivelada e capaz de suportar o peso (em libras/pés quadrados) do transformador. O concreto armado é preferível.

 

Os transformadores do tipo seco devem ser instalados em posição vertical nivelada em área com livre circulação de ar. As distâncias mínimas exigidas de equipamentos e estruturas adjacentes são especificadas na NFPA 60 (Artigo 450.21 da NEC). É altamente recomendável instalar o transformador em um gabinete NEMA e travá-lo em uma sala para segurança.

 

Evite locais que possam estar sujeitos a inundações ou expostos a umidade ou temperaturas ambientes superiores a 30 graus.

 

Não instale transformadores do tipo seco sob sprinklers de supressão de incêndio úmidos. Use um sistema de supressão de incêndio seco ou de espuma, se necessário.

 

Requisitos do quarto

As instalações internas devem cumprir os requisitos aplicáveis ​​do Artigo 450.21 do NEC. Uma sala contendo vários transformadores do tipo seco deve ser grande o suficiente para permitir espaço suficiente entre eles (conforme exigido pela NEC 450.21) para permitir a circulação de ar. Deve ser fornecido espaço suficiente ao redor de cada transformador para permitir o acesso do pessoal para inspeção e manutenção de rotina.

 

A ventilação adequada é essencial para o resfriamento adequado dos transformadores. A ventilação da sala faz parte do sistema de resfriamento e deve suportar a circulação normal de ar através do transformador, de modo que a temperatura do transformador não exceda a classificação indicada na placa de identificação. Ar limpo e seco é preferível. O ar filtrado à pressão atmosférica ou acima dela pode reduzir a manutenção se poeira ou outros contaminantes estiverem normalmente presentes. A área necessária das aberturas do ventilador depende da altura da sala, da localização das aberturas e das cargas máximas a serem suportadas pelo transformador. O fluxo de ar da sala deve ser avaliado por um técnico de HVAC para garantir a conformidade com a NFPA 90A, seções 4.1 – 4.3 e IEEE C57.12.01 – 2020.

 

Quando os transformadores estão localizados em salas ou outros espaços restritos, ventilação suficiente deve ser fornecida para eliminar a perda de calor-de carga total do transformador sem permitir um aumento de temperatura superior à classificação indicada na placa de identificação. Se necessário, ventilação forçada com ar deve ser usada para conseguir isso.

 

Pontos-chave na manutenção de transformadores do tipo seco

 

As informações apresentadas aqui são apenas um resumo dos pontos principais e não são abrangentes. Os padrões e requisitos para manutenção e teste de transformadores do tipo seco de média tensão contidos no Artigo 450 da NEC, Capítulo 21.3 e IEEE Std. 57.12.91 devem ser seguidos.

 

1. Mantenha um registro de temperatura

Leia e registre periodicamente o controlador de temperatura do transformador em carga normal e compare a leitura com o histórico de registro. Todas as bobinas devem ler aproximadamente a mesma temperatura com uma carga trifásica. Uma grande diferença ou um aumento persistente na temperatura operacional com carga constante pode indicar um problema no sistema de refrigeração a ar ou no transformador.

 

2. Realize manutenção somente em unidades-desenergizadas

Cuidado:O transformador deve ser des{0}}energizado (os circuitos primário e secundário desconectados) e todos os terminais aterrados antes de realizar qualquer inspeção, limpeza, manutenção ou teste na unidade. Um traje Arc Flash deve ser usado ao des{2}}energizar o transformador, mas uma vez des{3}}energizado, bloqueado, etiquetado e aterrado, um traje Arc Flash não é necessário.

 

2.1 Inspeção Visual

Cuidado:Esta é apenas uma inspeção visual. Não é necessário tocar em nenhuma parte do transformador ao realizar a inspeção.

Um transformador-resfriado a ar exige inspeções visuais periódicas. A frequência da inspeção depende da intensidade de uso do transformador. Um transformador operando sob carga continuamente, 24 horas por dia, 7 dias por semana, precisa ser inspecionado com mais frequência do que um que opera sob carga apenas 8 horas, 5 dias por semana. Como o transformador precisa ser des{8}}energizado para inspeção e limpeza, a manutenção deve ser programada durante um período normal de-desligamento. Mantenha um registro de todas as observações e operações de manutenção realizadas.

Procure espaço de ventilação adequado ao redor do transformador. Remova qualquer coisa na área que impeça o fluxo de ar. Nada deve ser armazenado na sala do transformador. (NEC 450.21.3.5.1)

Abra o invólucro e procure acúmulo de poeira ou sujeira nas superfícies do transformador. Eles devem ser limpos enquanto a unidade está-desenergizada.

A presença de poeira indica que o transformador necessitará de inspeções pelo menos a cada três a seis meses.

Procure qualquer descoloração óbvia nos enrolamentos, o que é um sinal de superaquecimento. Tire uma foto dos enrolamentos e informe qualquer descoloração ao engenheiro da planta.

 

2.2 Limpando a Unidade

Cuidado:Por motivos de segurança, o contato físico com o transformador deve ser minimizado durante a limpeza, mesmo que a unidade tenha sido des{0}}desenergizada, bloqueada e aterrada.

Limpe qualquer poeira ou sujeira dos enrolamentos e ventiladores de resfriamento usando aspirador ou ar comprimido para evitar tocar diretamente nos componentes. Comece aspirando as peças e depois borrifando-as com ar comprimido seco com pressão não superior a 20 a 25 psi. Não use produtos de limpeza químicos para limpar as superfícies da unidade.

Inspecione todas-conexões elétricas desenergizadas, aperte todo o hardware acessível e substitua qualquer isolamento ou peças soltas. Isso evitará que parafusos ou porcas se soltem durante a operação normal.

 

2.3 Verificação de possíveis problemas ou defeitos

Ao limpar o transformador, procure ferrugem nas braçadeiras e no núcleo de aço, qualquer carbonização ou rastros nos enrolamentos e no isolamento.

Examine os enrolamentos e as superfícies mais de perto quanto a descoloração, o que pode ser um sinal de superaquecimento ou conexão solta.

Verifique se há isoladores rachados, descoloridos ou soltos.

Verifique se há conexões elétricas soltas, corroídas, corroídas ou descoloridas.

Se possível, aperte ou substitua quaisquer componentes de hardware; caso contrário deverá contactar um profissional para avaliar e reparar o transformador.

Ventiladores, motores e outros dispositivos auxiliares devem ser inspecionados e verificados quanto ao funcionamento adequado.

Relate todas as condições anormais ou suspeitas por escrito ao engenheiro da planta ou ao gerente de instalações, que determinará se algum teste ou serviço adicional é necessário antes de{0}}reenergizar a unidade.

 

3. Testes durante a manutenção de rotina

Durante a manutenção de rotina, diversos testes do transformador podem ser feitos além da inspeção e limpeza. O desempenho desses testes é regulamentado pela NEC 450.11.11. Esses testes são necessários somente se for encontrada descoloração, carbonização ou outra evidência de superaquecimento ou curto-circuito. Eles verificarão o funcionamento correto da unidade e poderão detectar problemas que não são aparentes em uma inspeção visual. A falha em qualquer teste requer investigação e manutenção adicionais antes que a unidade seja colocada novamente em serviço.

Esses testes devem ser realizados somente enquanto o transformador estiver des{0}}energizado (desconectado dos circuitos primário e secundário) e, por questões de segurança e precisão, devem ser realizados apenas por um engenheiro qualificado usando roupas de proteção e usando um kit de teste Megger (ou equivalente).

 

3.1 Relação de Espiras do Transformador (TTR)

Um TTR avalia a condição dos enrolamentos e do núcleo do transformador. Ele testa se a relação de tensão real entre os enrolamentos primário e secundário (para cada fase e ponto de derivação) está de acordo com a placa de identificação ou com os valores certificados. Eles devem concordar dentro de  0,5% (NEC 450.11.2 e IEEC57.12.91.)

 

3.2 Teste de Resistência de Isolamento (IR)

O IR testa a integridade do isolamento entre os condutores dos enrolamentos da bobina. Cada classificação do transformador tem um nível de resistência mínimo exigido medido em Mega- Ohms. Leituras abaixo deste nível indicam uma degradação da rigidez dielétrica. Este é um sinal de alerta de uma possível falha do transformador. (NEC 450.11.11.3)

 

3.3 Teste de Resistência do Enrolamento (WR)

A resistência medida dos enrolamentos da bobina para cada tomada de tensão usada deve estar dentro de 1% do valor testado de fábrica ou do teste mais recente. (NEC 450/11.11.7)

Os níveis normais de isolamento e resistência do enrolamento do seu transformador GNEE podem ser obtidos na documentação fornecida com o transformador ou ligando para a GNEE no número 800-232-9002 e fornecendo o número de série do transformador.

 

3.3 Outros testes

Outros testes de diagnóstico requerem equipamentos e instalações especiais e devem ser realizados por engenheiros profissionais experientes.

A GNEE realiza uma série de testes de certificação em cada novo transformador do tipo seco e documenta os resultados no certificado enviado com a unidade. Se você tiver dúvidas sobre o desempenho do teste do seu transformador tipo seco GNEE ou precisar de orientação sobre testes de diagnóstico adicionais, ligue para a GNEE no número 800-232-9002 e fale com um de nossos engenheiros de transformadores.

 

Solicite um orçamento

 

Não tem certeza sobre a capacidade/tensão necessária do transformador-seco para seu projeto? Envie seus requisitos de carga e ambiente de instalação, e os engenheiros do GNEE fornecerão uma soluçãoplano de seleção preciso gratuitopara evitar desperdício de custos causado por seleção incorreta!

 

Capacidade nominal (kVA)	Combinação de tensão			% atual sem-carga	Sem-perda de carga(W)	Perda de carga (W)			% de impedância de{0}curto-circuito
	AT(kV)	Derramamento de alta pressão	BV(kV)			B(100 graus)	F(120 graus)	H(145 graus)
50	35 36 37 38.5	±2x2.5% ±5	0.4	2.3	450	1340	1420	1520	6.0
100				2.0	630	1970	2090	2230
160				1.5	790	2650	2810	3000
200				1.5	880	3130	3320	3550
250				1.3	990	3580	3800	4060
315				1.3	1170	4250	4510	4820
400				1.1	1370	5100	5410	5790
500				1.1	1620	6270	6650	7110
630				1.0	1860	7250	7690	8230
800				1.0	2160	8600	9120	9760
1000				0.75	2430	9860	10400	11100
1250				0.75	2830	12000	12700	13600
1600				0.75	3240	14600	15400	16500
2000				0.75	3820	17200	18200	19500
2500				0.75	4450	20600	21800	23300