Considerações Chave para a Seleção de Transformadores Elevadores em Sistemas Fotovoltaicos Conectados à Rede

Nos sistemas de geração fotovoltaica (FV) conectados à rede, o transformador elevador é um componente crítico. Otimizar a seleção do transformador para minimizar as perdas inerentes e aumentar a eficiência é essencial para melhorar o desempenho geral do sistema. Este artigo destaca considerações-chave para a seleção adequada de transformadores elevadores em sistemas FV.

• Seleção da Capacidade do Transformador
  A capacidade requerida do transformador é calculada como: Potência Aparente = Potência Ativa / Fator de Potência. Os requisitos de fator de potência variam por região—geralmente 0,85 para cargas de construção e pequenas indústrias, e 0,9 para grandes indústrias. Por exemplo, uma carga de 550 kW com fator de potência de 0,85 requer 550 / 0,85 = 647 kVA, então um transformador de 630 kVA é adequado. A carga total não deve exceder 80% da capacidade nominal do transformador.

• Seleção da Tensão do Transformador
  A tensão da bobina primária deve corresponder à tensão da linha de alimentação, enquanto a tensão secundária deve estar alinhada com o equipamento conectado. Para distribuição trifásica tetrapolar de baixa tensão, níveis de tensão apropriados (por exemplo, 10 kV, 35 kV ou 110 kV) devem ser selecionados com base nos requisitos do lado primário.

• Seleção da Fase do Transformador
  Escolha entre configurações monofásicas e trifásicas de acordo com os requisitos da fonte de energia e da carga.

• Seleção do Grupo de Conexão das Bobinas do Transformador
  As bobinas trifásicas podem ser conectadas em estrela (Y), delta (D) ou zigue-zague (Z). A conexão globalmente preferida para transformadores de distribuição é Dyn11, que oferece várias vantagens sobre Yyn0:

• Supressão de Harmônicos: A conexão delta (D) suprime eficazmente harmônicos de ordem superior.

• Circulação de Harmônicos: Correntes de terceira harmônica circulam dentro da bobina delta, neutralizando o fluxo de terceira harmônica do lado de baixa tensão.

• Contenção de Harmônicos: A força eletromotriz de terceira harmônica na bobina de alta tensão permanece confinada no loop delta, evitando sua injeção na rede pública.

• Impedância de Sequência Zero Inferior: Transformadores Dyn11 apresentam impedância de sequência zero significativamente inferior, auxiliando na limpeza de falhas de terra monofásicas de baixa tensão.

• Melhor Manipulação de Corrente Neutra: Capazes de manipular correntes neutras superiores a 75% da corrente de fase, tornando-os ideais para cargas desequilibradas.

• Continuidade sob Perda de Fase: Se um fusível de alta tensão der problema, as duas fases restantes podem continuar operando com Dyn11, diferentemente de Yyn0.

Portanto, recomenda-se fortemente a utilização de transformadores conectados Dyn11.

Perdas de Carga, Perdas Sem Carga e Tensão de Impedância
Devido ao padrão de operação diurna dos sistemas FV, os transformadores incorrem em perdas sem carga sempre que energizados, independentemente da saída. Minimizar as perdas de carga é crucial; se houver operação noturna, baixas perdas sem carga também são importantes.

Esta estratégia de seleção garante a operação eficiente do transformador dentro dos sistemas FV, reduzindo as perdas totais e melhorando o desempenho da geração de energia.