Aplicação de Transformadores de Base em Sistemas de Distribuição

I. Princípios de Design dos Transformadores Compactos

Com a atualização da infraestrutura elétrica, os transformadores compactos são amplamente utilizados em diversos cenários devido ao seu peso leve, tamanho reduzido, baixas perdas, baixo ruído e alta confiabilidade. Estudos mostram que, quando a tensão de fornecimento é aumentada de 380V para 10kV, as perdas na linha são reduzidas em 60%, e o consumo de cobre e o investimento são cada um reduzidos em 52%, com benefícios econômicos e sociais notáveis. Como produto do desenvolvimento econômico e social moderno, é um equipamento de distribuição de energia eficiente e econômico, promovendo a penetração de alta tensão no centro de carga. Este artigo expõe seus princípios de design, analisa suas aplicações nos sistemas de distribuição de energia e perspectiva seu futuro desenvolvimento.

Os transformadores compactos são dispositivos de distribuição de energia integrados, combinando equipamentos elétricos de alta e baixa tensão com transformadores. Atualmente, tornaram-se uma parte fundamental da construção da rede elétrica urbana moderna, sendo comumente usados para a distribuição secundária de energia em novas áreas, distritos residenciais, fábricas e locais de energia temporária, aumentando a flexibilidade e a confiabilidade da distribuição de energia. As Figuras 1 e 2 abaixo mostram, respectivamente, a aparência dos transformadores a óleo e a estrutura interna dos transformadores a seco.

Com base nos princípios de design e características estruturais, as vantagens dos transformadores compactos são as seguintes:

• Alta integração: Integrando equipamentos elétricos de alta/baixa tensão e transformadores, facilita a gestão unificada e melhora a eficiência operacional.

• Estrutura compacta e economia de espaço: Ocupando apenas 1/10 a 1/5 da área de terreno de uma subestação tradicional, reduz os custos de construção, garante a segurança do equipamento e permite fácil mobilidade e manutenção. Pode ser aplicado a sistemas de distribuição de rede anelada, terminal radial e de dupla alimentação.

II. Aplicação dos Transformadores Compactos nos Sistemas de Distribuição
(1) Normas de Aplicação e Requisitos Ambientais

Os transformadores compactos devem cumprir a norma Subestações Pré-fabricadas de Alta/Baixa Tensão (GB/T 17467 - 1998). Ambientes adequados incluem: altitude ≤ 1km, faixa de temperatura de -30℃ a 40℃, e ausência de poluição grave, risco de incêndio, corrosão, explosão ou vibração intensa. Questões técnicas-chave a serem abordadas incluem: confiabilidade dos conectores de cabos fechados, descargas por arco sob alta/baixa tensão, dissipação de calor afetando a saída do transformador e prevenção de explosão da carcaça.

(2) Estudo de Caso

Um canteiro de obras de uma usina de energia adotou um sistema de distribuição em rede anelada, combinando transformadores pré-fabricados e combinados. Foram implantados 3 transformadores combinados ZBW (1600kVA) e 5 transformadores pré-fabricados (1000kVA) nas áreas de moradia e construção. Os transformadores pré-fabricados foram escolhidos para a energia de construção devido ao seu menor tamanho, enquanto os transformadores combinados forneceram cargas estáveis para escritórios e áreas de moradia. O sistema era alimentado por dois quadros de distribuição (A e B), com o disjuntor C normalmente aberto para restaurar rapidamente a energia em caso de falha no cabo, aumentando a confiabilidade.

As aplicações práticas mostram que os transformadores compactos totalmente fechados:

• Previnem gases corrosivos (por exemplo, nevoeiro salino) de danificar o equipamento, prolongando a vida útil;

• Adaptam-se a espaços de construção apertados com design compacto;

• Eliminam partes vivas expostas através de conexões por cabos, garantindo a segurança elétrica.

III. Perspectivas dos Transformadores Compactos

Com a aceleração da urbanização e do desenvolvimento socioeconômico, os recursos de terras urbanas-rurais estão cada vez mais escassos, a densidade de carga de energia continua a aumentar, e a transição das redes de distribuição urbanas para sistemas de cabo está acelerando. Nesse contexto, os transformadores de distribuição montados em postes tradicionais já não podem mais atender às necessidades modernas da sociedade, enquanto os transformadores compactos estão ganhando favor no mercado devido às suas vantagens únicas, demonstrando uma tendência de penetração profunda nos centros de carga dos usuários. As aplicações práticas têm comprovado que os transformadores compactos não apenas aumentam a segurança do fornecimento de energia, mas também se integram ao ambiente circundante através de designs estéticos, desempenhando um papel na beleza do paisagem urbano. Pode-se prever que os transformadores compactos demonstrarão um enorme potencial de desenvolvimento e amplo espaço de mercado nos futuros sistemas de distribuição.

Conclusão

Como um importante resultado do desenvolvimento socioeconômico moderno, os transformadores compactos atendem altamente às necessidades sociais atuais. Sua estrutura totalmente fechada resiste eficazmente à corrosão por líquidos e gases corrosivos, prolongando significativamente a vida útil dos equipamentos elétricos. As carcaças, feitas de alumínio antirroscivo ou chapas de aço colorido galvanizado a quente com tratamento anticorrosivo especial, possuem excelentes propriedades impermeáveis, anticorrosivas e antipoeira, permitindo-lhes suportar operações externas de longa duração. Além disso, os transformadores compactos integram a beleza ambiental e o fornecimento seguro de energia, fornecendo forte apoio para a construção urbana e o fornecimento de energia.

Destaca-se que, para garantir a operação estável e confiável dos transformadores compactos em áreas residenciais, parques industriais, zonas de desenvolvimento de alta tecnologia, edifícios altos urbanos e outros cenários, seu design, fabricação e uso devem cumprir rigorosamente as normas e especificações de Subestações Pré-fabricadas de Alta/Baixa Tensão (GB/T 17467-1998). Apenas dessa forma, as vantagens técnicas dos transformadores compactos poderão ser plenamente aproveitadas, fornecendo continuamente apoio de energia seguro e eficiente para o desenvolvimento social.