Quais são as vantagens dos transformadores de distribuição monofásicos de alta tensão na rede de distribuição?

1.1 Melhoria da Taxa de Qualificação de Tensão

Transformadores monofásicos de alta tensão superam as desvantagens das distribuições de baixa tensão tradicionais, como perdas de linha, aumentando a confiabilidade do fornecimento de energia.

A distribuição de baixa tensão pode causar uma queda de tensão de até 35%, interrompendo o fornecimento. A mudança para transformadores monofásicos de alta tensão limita as quedas a ≤7%, evitando problemas de baixa tensão no final do usuário. Uma tensão estável garante o funcionamento adequado dos eletrodomésticos.

1.2 Melhoria da Confiabilidade do Fornecimento de Energia

Os transformadores monofásicos de alta tensão atendem a um número muito menor de usuários em comparação com os tipos caixa/trifásicos. Assim, a manutenção tem um impacto mínimo nos usuários. Em épocas de calor, as configurações de baixa tensão correm o risco de superaquecimento (56% dos defeitos de baixa tensão são provenientes disso). Unidades monofásicas de alta tensão de menor capacidade reduzem esses riscos. Além disso, evitam problemas relacionados a linhas de baixa tensão (roubo, fiação insegura). O uso de linhas de alta tensão isoladas/semi-isoladas permite a utilização de transformadores totalmente selados, reduzindo as chances de falha. Isso estabiliza o fornecimento de energia.

1.4 Outras Vantagens do Modo de Distribuição de Energia por Transformadores Monofásicos de Alta Tensão

Os transformadores monofásicos de alta tensão podem eliminar harmônicos, prevenindo o furto de energia e garantindo a segurança das instalações elétricas. Eles também controlam a corrente sem carga, melhoram o ambiente de uso de energia e reduzem o ruído.

2 Aplicação em Redes de Distribuição

O uso adequado de transformadores monofásicos de alta tensão em redes de distribuição reduz efetivamente as perdas.

2.1 Tipos de Transformadores

Esses transformadores são principalmente unidades trifásicas feitas de transformadores monofásicos ou montados em postes. Fabricados com chapas de aço silício laminado a frio e anelado, os transformadores monofásicos do tipo Dl2 reduzem a perda de ferro. Eles fornecem tensão de 6 kV ou 10 kV diretamente aos usuários, minimizando as perdas de linha.

2.2 Modos de Distribuição

No lado de alta tensão, eles se conectam às fases AB, BC, CA do sistema de 10 kV. Existem dois métodos de conexão de baixa tensão:

• Monofásico de três fios: Bobinas em ambos os lados; o centro de baixa tensão é aterrado, mantendo a relação de tensão em 0,22 kV/10 kV (ver Figura 1).

• Monofásico de dois fios: Bobinas em ambos os lados; uma extremidade de baixa tensão se conecta ao fio vivo, a outra à terra, com a mesma relação de 0,22 kV/10 kV (ver Figura 2).

2.3 Tecnologia de Distribuição de Energia de Transformadores Monofásicos de Alta Tensão

Esta tecnologia apresenta:

• Transformadores monofásicos montados em postes distribuem energia através de linhas de baixa tensão de 220 V. Minimize os comprimentos de entrada de linha (idealmente ≤23 m).

• Adeque a capacidade do transformador à demanda máxima do usuário para pontos de distribuição de pequena capacidade e densos.

• Estações de comutação/salas de distribuição fornecem energia diretamente através de linhas de 10 kV.

• Instale medidores de energia centralizados em edifícios residenciais, um medidor por domicílio.

3 Considerações Chave para a Aplicação de Transformadores Monofásicos de Alta Tensão em Redes de Distribuição

Embora o transformador monofásico de alta tensão ofereça vantagens incomparáveis sobre os sistemas de distribuição de baixa tensão, seu potencial total não pode ser realizado sem o controle adequado do sistema de distribuição de energia. Portanto, os seguintes pontos devem ser observados durante a aplicação:

3.1 Gerenciamento da Corrente de Carga no Sistema de Distribuição

Devido à sua capacidade relativamente pequena, os transformadores monofásicos de alta tensão são mais fáceis de ajustar quando ocorrem flutuações na corrente de carga. Os operadores devem regular a corrente de acordo com o consumo de energia dos usuários para minimizar desequilíbrios de carga. Os transformadores monofásicos são mais propensos a problemas de corrente de carga, que podem ser mitigados integrando transformadores trifásicos para alcançar o equilíbrio de corrente nas linhas de medição de 10 kV.

3.2 Garantir a Compatibilidade entre a Capacidade do Transformador e o Equipamento do Usuário

Selecione a capacidade do transformador que corresponde à demanda máxima de potência dos aparelhos conectados. A correspondência adequada de capacidade não só atende às necessidades dos usuários, mas também reduz as perdas de linha. Os sistemas de fornecimento de energia trifásica geralmente são suficientes para a maioria das necessidades dos usuários.

3.3 Priorizar a Segurança do Sistema de Distribuição

Os sistemas tradicionais trifásicos de quatro fios são suscetíveis a rompimento do fio neutro, o que pode causar picos súbitos de tensão nos fios vivos, colocando em risco os sistemas de iluminação e eletrodomésticos. Em contraste, os sistemas de distribuição monofásicos usados em transformadores monofásicos de alta tensão eliminam esse risco, garantindo a operação mais segura do equipamento do usuário.