Quatro Principais Causas e Soluções para o Desequilíbrio de Tensão em Transformadores

Os transformadores desempenham um papel indispensável nos sistemas de energia, e quase todos os dispositivos elétricos dependem de seu fornecimento de energia estável. Às vezes, você pode encontrar que a tensão do transformador é instável ou até mesmo desequilibrada. Este fenômeno não afeta apenas a eficiência operacional dos equipamentos, mas também pode trazer uma série de riscos sérios de segurança. O que exatamente causa o desequilíbrio de tensão no transformador? E como resolver efetivamente este problema?

1. Desequilíbrio de Carga Trifásica

O equilíbrio de tensão de um transformador está intimamente relacionado à distribuição da carga. O desequilíbrio de carga trifásica é frequentemente o fator principal que leva ao desequilíbrio de tensão. Em resumo, uma carga trifásica desequilibrada é como um carro com pneus muito desgastados em um lado e sem problemas no outro, fazendo com que o carro se desvie. Sob desequilíbrio de carga, a corrente de algumas fases é muito grande, levando a um aumento na tensão de uma fase do transformador, enquanto a tensão das outras fases diminui relativamente, resultando em desequilíbrio de tensão.

Especialmente no consumo de energia industrial, o início e parada de equipamentos e mudanças irregulares no estado de operação frequentemente levam a um desequilíbrio de carga severo. Para resolver este problema, por um lado, é necessário distribuir de forma razoável as cargas dos equipamentos para alcançar o máximo possível de equilíbrio de carga; por outro lado, a capacidade do transformador também precisa ser adequadamente ajustada à demanda de carga para evitar desequilíbrio devido a capacidade insuficiente. Dispositivos de distribuição de carga automática podem ser instalados para ajustar a carga de cada fase em tempo real, mantendo a estabilidade da tensão.

2. Falhas nas Linhas de Energia

Falhas nas linhas de energia, especialmente curtos-circuitos entre fases ou falhas de aterramento, também são causas comuns de desequilíbrio de tensão. Se um condutor da linha de energia tiver um problema, isso afetará diretamente o estado de funcionamento do transformador. Uma linha quebrada ou contato ruim em uma fase leva a um fluxo de corrente anormal, resultando em queda de tensão ou até falha completa dessa fase. Em contraste, a tensão das outras duas fases pode aumentar devido à redistribuição de carga, formando um desequilíbrio de tensão.

A solução para falhas nas linhas é geralmente localizar e reparar rapidamente o problema quando ocorre uma falha. Para evitar esta situação, as empresas de energia precisam inspecionar e manter regularmente as linhas, usar condutores de alta qualidade e duráveis para garantir a operação estável a longo prazo das linhas. Em alguns casos especiais, a adoção de tecnologia de isolamento automático de falhas pode ajudar a detectar rapidamente as falhas e cortar as linhas problemáticas, evitando assim a expansão adicional do desequilíbrio de tensão.

3. Problemas Internos do Transformador

Mesmo que as linhas e as cargas estejam normais, problemas no próprio transformador podem causar desequilíbrio de tensão. Estes problemas podem ser devidos a defeitos de design do transformador, qualidade de fabricação inadequada ou envelhecimento do equipamento devido à operação prolongada. Danos nas bobinas do transformador, defeitos no núcleo de ferro e sistemas de refrigeração inadequados afetarão sua operação normal. Quando ocorre um problema em uma fase do transformador, a distribuição de tensão será afetada, surgindo o problema de desequilíbrio de tensão. Para evitar esta situação, os transformadores devem ser mantidos e inspecionados regularmente, especialmente com testes e monitoramento eficazes de seus componentes principais. Se qualquer anomalia for encontrada em parte do transformador, ele deve ser desligado para inspeção imediatamente para evitar a operação prolongada em estado desequilibrado, o que pode levar a falhas mais graves.

4. Interferência Externa no Sistema de Fornecimento de Energia

Os sistemas de energia são geralmente redes extensas compostas por várias subestações, linhas e equipamentos. Neste sistema complexo, a interferência externa também pode causar desequilíbrio de tensão. A programação frequente da rede, a despacho de energia inadequado de subestações adjacentes e até mesmo o aumento súbito no consumo de energia por grandes usuários remotos podem afetar a estabilidade do sistema de energia. Flutuações de tensão da rede, poluição harmônica e até a interferência eletromagnética de equipamentos de energia podem causar flutuações e desequilíbrio de tensão no transformador. Para resolver este problema, as empresas de energia e os departamentos relevantes precisam fortalecer a gestão coordenada da operação da rede, evitar despachos de energia em larga escala frequentes e minimizar a interferência eletromagnética. Filtros, reguladores de tensão e outros equipamentos também podem ser instalados para reduzir o impacto da interferência externa nos transformadores, garantindo assim a operação estável da tensão do transformador.

• Distribuição Racional de Carga: Garanta a distribuição equilibrada da carga, especialmente no consumo de energia industrial e comercial, e tente alcançar a distribuição equilibrada de cargas trifásicas. O monitoramento em tempo real e o ajuste automático de carga podem evitar efetivamente o desequilíbrio de tensão causado por cargas desiguais.

• Fortaleça a Inspeção de Linhas: Inspecione regularmente as linhas de energia para garantir que estejam intactas. Se ocorrer uma falha, tome medidas de reparo correspondentes imediatamente. As linhas que estão envelhecidas ou têm risco potencial de falha devem ser substituídas ou reforçadas antecipadamente.

• Manutenção da Saúde do Equipamento: Inspecione e mantenha regularmente os transformadores, substituindo componentes envelhecidos em tempo hábil e garantindo que o equipamento esteja sempre em boas condições de operação. Rastreie em tempo real o estado de operação dos transformadores através de sistemas de monitoramento online para fornecer alertas precoces de problemas potenciais.

• Melhore o Nível de Gestão da Rede: Fortaleça o despacho e a gestão da rede para evitar flutuações excessivas de carga ou desequilíbrios de despacho no sistema de energia. Forneça alertas prévios e respostas de emergência antecipadas para aumentos ou diminuições súbitas em larga escala no consumo de energia.

O problema de desequilíbrio de tensão no transformador não é insolúvel. Ao abordar vários aspectos, como distribuição de carga, linhas de energia, saúde do equipamento e interferência externa, e otimizando e ajustando gradualmente, a estabilidade da tensão do transformador pode ser completamente restaurada, garantindo a operação normal de todo o sistema de energia.