Transformador de distribuição preenchido com óleo mineral

Por que o óleo mineral?
Como você já deve saber, os transformadores de distribuição preenchidos com óleo mineral são o tipo mais comum de transformadores de distribuição. Eles são entre os componentes mais cruciais e podem ser encontrados em sistemas de fornecimento elétrico em todo o mundo.

Embora o óleo isolante seja um líquido inflamável, a confiabilidade dos transformadores mergulhados em óleo tem sido bem comprovada ao longo de muitos anos em sistemas de fornecimento de energia onde garantir um fornecimento seguro de energia é de suma importância.

No entanto, o óleo mineral é inflamável. Embora as condições de falha dentro das bobinas do transformador geralmente resultem apenas na descarga de óleo, a ignição é possível, especialmente quando se forma um arco elétrico logo abaixo da superfície do óleo.

Nesses casos, um transformador seco ou um transformador preenchido com um líquido de alto ponto de fulgor é frequentemente escolhido para instalação. A integridade do sistema de isolamento em um transformador mergulhado em óleo depende, em parte, da condição do óleo. Em muitas redes de fornecimento de energia estabelecidas em todo o mundo, tem sido uma prática comum permitir que os transformadores "respirem" naturalmente à medida que o líquido isolante se expande e contrai com a carga.

No entanto, também foi reconhecido que implementar algum tipo de sistema de proteção para evitar a contaminação do líquido isolante por poluentes atmosféricos oferece a vantagem de uma vida útil mais longa do isolamento, especialmente quando os fatores de carga são altos.

Para a maioria dos transformadores de distribuição abaixo de 500 kVA instalados nas zonas temperadas do mundo, o sistema de proteção de óleo mais simples, mas totalmente suficiente, é um respirador desidratante de gel de sílica.

Durante condições de carga reduzida, o ar aspirado para o tanque do transformador passa primeiro por um banho de óleo para filtrar contaminantes sólidos. Em seguida, ele passa pelos cristais de gel de sílica desidratante, que removem efetivamente a umidade.

O tipo mais comum de sistema de proteção de óleo provavelmente envolve um conservador ou vaso de expansão. Essa configuração apresenta um sump que captura a maioria dos poluentes atmosféricos (como mostrado na Figura 1 acima).

A maneira mais direta de evitar a contaminação do óleo é selar o tanque do ar externo e projetá-lo para suportar as pressões geradas pelo líquido refrigerante em expansão (Figura 2). Devido à solubilidade do gás no óleo, essas pressões permanecem relativamente baixas e raramente excedem 0,43 kg/cm² sob condições de carga estável.

A chegada de máquinas especializadas que dobram e soldam automaticamente placas de aço em corrugações profundas para formar os lados do tanque do transformador tornou os tanques corrugados mais econômicos. As placas de aço geralmente variam de 1,2 a 1,5 mm de espessura, resultando em um tanque que é leve e compacto. Sua resistência mecânica deriva das corrugações profundas e próximas.

Placas de aço com larguras de até 2000 mm e profundidades de 400 mm permitem que transformadores com potências de até 5000 kVA sejam resfriados usando esse método. No entanto, sua aplicação típica é em transformadores de distribuição com potências de até 1600 kVA.

A flexibilidade das painéis corrugados levou ao desenvolvimento do design de tanque totalmente selado e corrugado. Nesse design, o tanque é completamente preenchido, e a expansão do líquido é acomodada pela flexibilidade das paredes do tanque. O líquido dentro do tanque não tem contato com a atmosfera, o que ajuda a preservar o sistema de isolamento do transformador e reduz os requisitos de manutenção.

Os designs de tanques de transformadores corrugados têm sido usados por mais de 30 anos e agora são reconhecidos como um método confiável de construção de tanques.