Guia de instalação e operação do transformador tipo seco

1. Introdução

Este guia fornece instruções abrangentes para instalação, operação e manutenção de transformadores de potência do tipo-seco. É aplicável a transformadores de potência do tipo sem-excitação seca-e transformadores de potência do tipo-seco de resina epóxi com regulação de carga-com capacidade de até 6.300 kVA e tensões nominais de até 35 kV. As instruções aqui contidas abrangem transporte, armazenamento, instalação, inspeção pré{9}}de serviço, testes, operação e manutenção.

Padrões Aplicáveis:Os transformadores-secos abordados neste guia são projetados e fabricados de acordo com os seguintes padrões: GB 6450-86Transformadores de potência-secos, GB 10228-1997Parâmetros técnicos e requisitos para transformadores de potência do tipo-secoe GB 1094.1-1996Transformadores de potência-Parte 1: Geral. Para aplicações internacionais, também pode ser feita referência à IEC 726 e ao mais recente GB/T 1094.11-2022 *Transformadores de potência-Parte 11: Transformadores do tipo seco*.

Os transformadores-secos são particularmente adequados-para aplicações onde a segurança contra incêndio é uma preocupação principal, incluindo arranha-céus-altos, centros comerciais, instalações esportivas, instalações petroquímicas, sistemas de metrô, aeroportos e outros locais com requisitos rigorosos de proteção contra incêndio.

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Condições Normais de Serviço

Os transformadores do tipo-seco são projetados para operação sob as seguintes condições padrão:

Parâmetro	Valor padrão
Temperatura ambiente	Abaixo de 40 graus
Altitude	Abaixo de 1000 m acima do nível médio do mar
Umidade relativa	Abaixo de 93% (sem condensação nas superfícies da bobina)
Local de instalação	Interior, bem-ventilado, livre de substâncias químicas e corrosivas

Quando a temperatura ambiente excede 40 graus ou altitudes excedem 1.000 m, a classificação do transformador deve ser ajustada de acordo com os requisitos da GB 6450.

 

2.2 Classes de Proteção

Os transformadores-secos estão disponíveis com três classes de proteção padrão:

IP00:Sem proteção de gabinete; adequado para instalação em salas elétricas dedicadas ou conjuntos de manobra.

IP20:Fornece proteção contra objetos estranhos sólidos maiores que 12 mm de diâmetro. Este é o recinto interno mais comumente utilizado, evitando efetivamente o contato acidental com partes vivas e evitando que pequenos animais (roedores, cobras, gatos, pássaros, etc.) entrem e causem curtos-circuitos.

IP23:Além da proteção IP20, os gabinetes IP23 evitam a entrada de água a partir de gotas que caem em um ângulo de até 60 graus em relação à vertical. Isso os torna adequados para instalações externas ou ambientes com leve exposição a respingos de água. Entretanto, observe que os gabinetes IP23 reduzem a capacidade de resfriamento do transformador, exigindo considerações de redução de capacidade.

 

2.3 Métodos de resfriamento

Dois métodos de resfriamento estão disponíveis para transformadores do tipo-seco:

AN (Ar Natural):Resfriamento por convecção natural sem fluxo de ar forçado.

AF (Forçado Aéreo):Resfriamento por ar forçado usando ventiladores. Ao operar em espaços confinados ou mal ventilados, acessórios AF devem ser adicionados. O volume de ar suplementar necessário é de 4 m³/min por 1 kW de perda total (P₀ + Pₖ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A seleção adequada do transformador é crítica para a confiabilidade do sistema e eficiência energética.

3.1 Determinando a Capacidade Nominal

A capacidade nominal do transformador (kVA) deve ser determinada com base na carga calculada do equipamento conectado. Primeiro, calcule a carga real somando as potências dos equipamentos e aplicando um fator de diversidade. A capacidade nominal deve então ser selecionada para exceder ligeiramente esta carga calculada para acomodar o crescimento futuro da carga.

 

3.2 Parâmetros Chave de Desempenho

Ao selecionar um transformador, os seguintes parâmetros devem ser avaliados cuidadosamente:

Relação de tensão:Deve corresponder à tensão de alimentação e aos requisitos de tensão do equipamento conectado. Por exemplo, uma fonte de 10 kV que atende cargas de 0,4 kV requer um transformador de 10 kV/0,4 kV.

Sem-perda de carga e perda de carga:Esses parâmetros impactam diretamente a eficiência energética. Valores mais baixos indicam melhor eficiência e redução de custos operacionais.

Tensão de Impedância:Afeta a regulação de tensão e os níveis de corrente-de curto-circuito.

Nível de ruído:Para instalações em ambientes-sensíveis a ruído, modelos de baixo-ruído (normalmente<55 dB) are preferred.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1 Requisitos Gerais de Transporte

Os transformadores podem ser entregues por via ferroviária, marítima, veicular ou aérea. Os veículos de transporte e os contentores devem ser mantidos limpos e secos.

4.2 Carregamento e Proteção

Os transformadores devem ser fixados com segurança dentro dos veículos de transporte usando reboques, braçadeiras e dobradiças.

Não amarre ou transporte a bobina, o isolador, as placas ou os cabos, pois isso pode danificar o produto.

A inclinação do transformador durante o transporte não deve exceder 30 graus.

4.3 Empilhamento e armazenamento durante o trânsito

Não empilhe transformadores durante a transferência ou em pontos terminais.

Por baixo do transformador devem ser colocadas travessas de madeira (cruzes), com altura não superior a 100 mm.

4.4 Documentos e Acessórios Acompanhantes

Todos os acessórios, peças sobressalentes e documentação de saída da fábrica deverão ser entregues junto com o transformador.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Após o recebimento do transformador, o cliente deverá realizar imediatamente as seguintes verificações de aceitação:

5.1 Verificação da Placa de Identificação

Verifique se os dados descritos na placa de identificação (capacidade nominal, tensões nominais, posições de derivação, grupo vetorial, tensão de impedância, etc.) estão em conformidade com as especificações indicadas no contrato de compra.

5.2 Verificação da Documentação

Verifique se todos os documentos de saída da-obra (certificado de conformidade, relatórios de teste, lista de embalagem, desenho geral etc.) estão completos e em conformidade com os requisitos do contrato.

5.3 Acessórios e Componentes

Verifique todas as peças e acessórios desmontados em relação à lista de embalagem para confirmar que não há danos ou itens faltantes.

5.4 Inspeção da Condição Física

Inspecione o transformador e seus componentes quanto a danos ou deslocamentos visíveis.

Verifique as linhas de conexão quanto a folgas ou rupturas.

Inspecione os isoladores quanto a rachaduras ou outros danos.

Remova quaisquer vigas transversais de madeira, se houver.

5.5 Armazenamento Após Inspeção

Se o transformador não for colocado em serviço imediatamente após a inspeção, ele deverá ser reembalado e armazenado de forma adequada.

 

 

 

 

 

 

 

 

6.1 Condições de Armazenamento

Produtos e acessórios que necessitem de armazenamento não deverão ter suas caixas abertas, exceto para inspeção e aceitação. Após a inspeção, reembale imediatamente.

Para armazenamento-de longo prazo, coloque os transformadores e acessórios em um ambiente seco, limpo e bem{1}ventilado.

Não armazene produtos químicos ou substâncias corrosivas no mesmo ambiente.

Não empilhe produtos.

6.2 Armazenamento interno versus externo

Os transformadores-secos devem ser armazenados em ambientes fechados. Se o armazenamento externo-de curto prazo for inevitável devido a restrições do local:

Não abra a caixa.

Verifique e mantenha a cobertura quanto à impermeabilização.

Coloque travessas abaixo do transformador (altura menor ou igual a 100 mm).

6.3 Limites de Duração de Armazenamento

O armazenamento ao ar livre não deve exceder dois meses. A temperatura ambiente durante o armazenamento ao ar livre não deve cair abaixo de -10 graus.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.1 Preparação pré-da instalação

Antes de iniciar a instalação:

Estude cuidadosamente as especificações de instalação, os dados da placa de identificação e o desenho geral.

Prepare equipamentos de elevação adequados (guindastes, empilhadeiras, caminhões-guindastes) e cordames.

7.2 Elevação e Manuseio

O procedimento de elevação adequado é fundamental para evitar danos ao equipamento:

A elevação deve ser realizada usando todos os anéis de elevação do transformador simultaneamente-nunca a elevação apenas por anéis individuais.

Ao levantar um transformador desembalado ou removê-lo da embalagem, o ângulo de elevação não deve exceder 60 graus.

Para transformadores fornecidos com-comutadores de derivação em carga (OLTC) conectados, levante usando somente os anéis de elevação do transformador-não levante pelo OLTC.

Quando o centro de gravidade estiver deslocado, ajuste o comprimento dos cabos de elevação de acordo para manter o equilíbrio.

Manuseie com cuidado durante todo o processo de montagem.

7.3 Layout e Espaços Livres do Local

Requisito de liberação	Distância Mínima
Transformador para parede ou barreira	Maior ou igual a 500 mm
Entre transformadores adjacentes	Maior ou igual a 500 mm
Transformador de alta-tensão lado a lado	Maior ou igual a 800 mm (recomendado)
Transformador de baixa tensão-lado à parede	Maior ou igual a 600 mm (recomendado)
Largura do corredor operacional	Maior ou igual a 1200 mm
Transformador para cerca/guarda-corpo	Maior ou igual a 600 mm
Entre dois transformadores (padrão de design)	Maior ou igual a 1,0 m

7.4 Distâncias mínimas de segurança (bobina de alta-tensão até o terra)

A distância mínima de segurança entre condutores energizados e terra deve estar de acordo com GB 10237Nível de isolamento e teste de isolamento-Folga de ar do isolamento externo:

Classificação de alta tensão	Menor ou igual a 1 kV	6kV	10kV	15kV	20kV	35kV
Folga Líquida (mm)	40	60	90	120	160	250

Para sistemas de 12 kV, a distância da rede de isolamento do ar deverá ser Maior ou igual a 125 mm; para sistemas de 40,5 kV, Maior ou igual a 360 mm. A distância de fuga deve ser maior ou igual a 18 mm/kV para isolamento de porcelana e maior ou igual a 20 mm/kV para isolamento orgânico.

7.5 Fundação e Montagem

As fundações do transformador deverão ter chumbadores embutidos posicionados de acordo com o desenho geral para alinhar com os furos de montagem do transformador.

As fundações de concreto deverão ter capacidade de carga maior ou igual a 1,5 vezes o peso do transformador, com desvio de nível horizontal menor ou igual a 2 mm/m.

Para instalações sísmicas ou sensíveis a-vibração, almofadas de amortecimento de vibração-de borracha (espessura maior ou igual a 10 mm) devem ser instaladas em todos os quatro cantos.

Para transformadores equipados com rodas intermediárias, as rodas podem ser giradas 90 graus na direção de giro. Após o posicionamento, as rodas devem ser removidas ou travadas e o transformador fixado por meio de chumbadores.

O reboque (base de embarque) deverá ser desmontado após o posicionamento.

7.6 Conexões de Cabos e Barramentos

Os cabos ou barramentos de entrada e saída devem ser devidamente apoiados e fixados para evitar estresse mecânico nos terminais do transformador.

As juntas dos barramentos de cobre devem ser polidas e revestidas com graxa condutora antes da conexão.

Requisitos de torque para fixadores:

Tamanho do parafuso	M10	M12	M16	M20
Torque (Nm)	30	33	35	45

7.7 Aterramento

O aterramento adequado é essencial para a segurança:

O invólucro, o núcleo e o ponto neutro do transformador devem ser aterrados de forma independente.

Os condutores de aterramento deverão utilizar cabo de cobre com área de seção-transversal maior ou igual a 50 mm².

A resistência de aterramento deve ser menor ou igual a 4Ω.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Antes de colocar o transformador em serviço, as seguintes inspeções deverão ser realizadas:

8.1 Inspeção Mecânica

Verifique todos os fixadores e conectores; rea-aperte conforme necessário.

Verifique se todos os componentes estão instalados e protegidos corretamente.

Remova quaisquer materiais estranhos ou poeira acumulada (consulte a Seção 11.2 para procedimentos de limpeza).

8.2 Inspeção do Sistema de Resfriamento e Controlador de Temperatura

Verifique os ventiladores para garantir a operação normal.

Verificação crítica:Verifique o sentido de rotação dos ventiladores-do transformador trifásico. O fluxo de ar deve vir de baixo da bobina. Se a direção estiver incorreta, altere a sequência de fases de acordo com as especificações.

Verifique se os controladores de temperatura e as unidades de exibição de temperatura estão funcionando normalmente.

Garanta o aterramento adequado dos controladores de temperatura e acessórios de acordo com suas especificações.

Verifique se os sensores de controle de temperatura estão inseridos corretamente nos orifícios de medição de temperatura do enrolamento (profundidade de inserção maior ou igual a 80 mm).

8.3 Parâmetros padrão do controlador de temperatura

Os parâmetros padrão típicos para controladores de temperatura de transformadores do tipo-seco são:

Limite de temperatura	Ação
Menor ou igual a 80 graus	Fãs param
Maior ou igual a 100 graus	Os fãs iniciam automaticamente
Maior ou igual a 130 graus	Alarme-de temperatura excessiva
Maior ou igual a 150 graus	Excesso de-temperatura

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Os seguintes testes devem ser realizados antes do transformador ser colocado em serviço:

9.1 Medição de resistência CC

Meça a resistência CC dos enrolamentos em todas as posições de derivação para verificar o contato adequado e identificar quaisquer conexões soltas.

9.2 Relação de Tensão e Teste de Grupo Vetorial

Meça a relação de tensão em todas as posições de tap e verifique a designação do grupo de vetores.

9.3 Verificação de Aterramento

Verifique se o corpo e o núcleo do transformador estão permanentemente aterrados.

9.4 Medição de Resistência de Isolamento (Enrolamentos)

Teste	Exigência	Megôhmetro
AT–LV e AT–Terra	Maior ou igual a 300 MΩ	2500 V
LV – Terra	Maior ou igual a 100 MΩ	2500 V

Condições de teste:Temperatura 20–30 graus, umidade relativa menor ou igual a 90%

Os valores de resistência de isolamento diminuirão em condições úmidas. Sob condições úmidas, o valor da resistência não deve ser inferior a 2 MΩ por 1000 V de tensão nominal (leitura feita a 25 graus durante um minuto). Para transformadores que ficaram úmidos ou apresentam sinais de condensação/gelo, o tratamento de secagem deve ser realizado antes do serviço e suportar testes de tensão, independentemente dos valores medidos de resistência do enrolamento.

9.5 Teste de resistência de isolamento do núcleo

Desconecte a placa de aterramento central antes de testar.

Teste	Exigência	Megôhmetro
Núcleo – Grampos e Terra	Maior ou igual a 2 MΩ	500 V
Parafuso Perfurante – Bobina e LV	Maior ou igual a 100 MΩ	500 V

Condições de teste:Temperatura 20–30 graus, umidade relativa menor ou igual a 90%

Sob condições úmidas, os valores medidos diminuirão. Após o tratamento de secagem, o valor da resistência deve ser maior ou igual a 0,1 MΩ antes de colocar o transformador em serviço.

9.6 Na-inspeção do comutador de derivação em carga (OLTC)

Para transformadores equipados com OLTC, inspecione e teste de acordo com as especificações do fabricante do OLTC antes da operação.

9.7 Teste de tensão suportável de frequência de energia

Aplique tensão suportável à frequência de alimentação em 85% da tensão de teste de fábrica.

9.8 Resumo do Teste de Aceitação

Após a conclusão de todos os testes, a seguinte documentação de aceitação deverá ser preparada: relatórios de teste (incluindo resultados de testes de descarga parcial, menores ou iguais a 10 pC), registros de instalação e dados de comissionamento do controlador de temperatura.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.1 Ajuste da posição do toque (sem-excitação)

Para transformadores com-comutadores de derivação fora do circuito (por exemplo, tensão nominal de 10.000 V ± 2 × 2,5%):

Posição de toque	Tensão de saída
2–3	10,500 V
3–4	10,250 V
4–5	10,000 V
5–6	9,750 V
6–7	9,500 V

Se a tensão do sistema de energia local for 10 kV, conecte as derivações nas posições 4–5.

Se a tensão de alimentação exceder 10.500 V, ajuste para a posição de tap mais alta após desconectar a alta tensão.

Se a tensão de alimentação estiver abaixo de 9.500 V, ajuste para a posição de tap inferior após desconectar a alta tensão.

Todos os ajustes de tap devem ser realizados com a alta tensão desconectada.

10.2 Operação do OLTC

Para transformadores com comutadores em-carga, consulte a especificação específica do OLTC. O transformador só poderá ser colocado em serviço após o OLTC estar corretamente ajustado. Desconecte a alimentação antes de fazer qualquer ajuste.

10.3 Controlador de temperatura e display

Para transformadores equipados com controladores de temperatura e displays de temperatura:

Primeiro energize o transformador e depois ligue o controlador de temperatura e o display.

Configure o equipamento de acordo com as especificações do controlador de temperatura correspondente.

10.4 Energização Inicial

Execute operações de fechamento sem-acionamento de carga-. O pico de corrente de inrush de fechamento mais alto-pode atingir de 8 a 10 vezes a corrente nominal-isso é normal.

Aumente gradualmente a carga de pequena para grande enquanto monitora sons anormais.

10.5 Operação sem{1}}carregamento

A operação sem{0}}carga deve estar em conformidade com a IEC 905Regulamentação para transformadores de potência-secos. A operação de sobrecarga-de curto prazo é permitida com base na temperatura ambiente e nas condições de carga inicial.

10.6 Capacidade de Sobrecarga

Quando a temperatura ambiente é inferior ao valor nominal, a potência de saída pode ser sensivelmente superior aos valores nominais e vice-versa.

A capacidade de sobrecarga dos transformadores do tipo-seco depende da temperatura ambiente, das condições de pré-carga, das características de dissipação de calor do isolamento e da constante de tempo térmica. As curvas de sobrecarga devem ser obtidas do fabricante para aplicações específicas.

10.7 Condições Especiais de Operação

Os transformadores-secos podem ser colocados em serviço imediatamente após a energização inicial, sem tratamento especial.

No entanto, se o transformador tiver funcionado em ar úmido ou apresentar sinais de condensação/gelo, o tratamento de secagem deverá ser realizado antes da operação subseqüente.

10.8 Primeiro Procedimento de Energização

Execute a energização-sem carga três vezes, com intervalos de 5 minutos entre cada operação, e monitore a corrente de partida.

Operar com carga menor ou igual a 30% por 24 horas para verificar o desempenho.

O aumento da temperatura do enrolamento não deve exceder 100 K para isolamento Classe F.

 

 

 

 

 

 

 

 

11.1 Frequência de Inspeção

Ambiente	Frequência de inspeção
Ambiente limpo e seco	Uma vez por ano
Ambiente poluído	A cada 3–6 meses

Os transformadores recém-comissionados devem receber sua primeira inspeção após 2 a 3 meses de operação, seguida por inspeções anuais abrangentes a partir de então. Uma revisão abrangente é recomendada a cada 3–5 anos ou conforme recomendado pelo fabricante com base nas condições do equipamento.

11.2 Limpeza

Verifique e limpe a poeira acumulada para garantir ventilação adequada e evitar quebra do isolamento.

Preste atenção especial aos isoladores e aos blocos de enchimento inferiores.

Use ar comprimido seco para soprar tubos e dutos de resfriamento (pressão de ar comprimido menor ou igual a 0,2 MPa).

11.3 Inspeção Visual

Verifique os seguintes itens durante cada inspeção:

Fixadores, conectores e peças condutoras quanto a ferrugem ou corrosão.

Superfícies isolantes para marcas de fuga e carbonização.

Isoladores de suporte para trincas ou marcas de descarga.

Ventiladores de resfriamento para operação normal.

Conexões de alta e baixa tensão para sinais de superaquecimento.

Núcleo e enrolamento quanto a descoloração, odor ou outras anormalidades.

11.4 Testes Periódicos de Isolamento

Durante a manutenção programada (aproximadamente a cada cinco anos), meça a resistência do isolamento de acordo com as Seções 9.4 e 9.5 para determinar se o equipamento pode continuar em serviço. Testes de resistência de isolamento de rotina também são recomendados a cada 6–12 meses.

 

 

 

 

 

 

 

 

Os transformadores do tipo seco são comumente usados ​​em ambientes internos e em ambientes sensíveis à umidade. Para aplicações externas, cheias de óleo ou montadas em poste, consulte os seguintes guias complementares de instalação e operação.

• Guia de instalação e operação de transformadores de subestação
• Guia de instalação e operação do transformador de potência
• Guia de instalação e operação do transformador montado em poste
• Guia de instalação e operação do transformador montado em almofada
• Guia de instalação e operação de subestação compacta

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.1 Invólucro e Proteção

Os transformadores operados sem gabinete devem ser instalados com uma cerca ou proteção separada para evitar acidentes inseguros.

Para instalações externas ou semi{0}}externas, devem ser instalados guarda-corpos fixos de pelo menos 1,5 m de altura ao redor do transformador, com uma folga mínima de 0,5 m entre o contorno do transformador e o guarda-corpo.

12.2 Ações Proibidas

Ninguém pode tocar no transformador enquanto ele estiver energizado.Todo trabalho elétrico deve ser realizado com o transformador devidamente des{0}}energizado, bloqueado e etiquetado.

12.3 Pessoal Qualificado

Todos os testes, verificações de isolamento e trabalhos de manutenção no transformador devem ser realizados por profissionais elétricos treinados e qualificados.

12.4 Preparação para Primeiros Socorros

Um plano de resposta a emergências, incluindo procedimentos de primeiros socorros para choques elétricos, deve ser estabelecido e o pessoal treinado adequadamente.