Transformadores de potência em subestações: Um guia abrangente

Na rede eléctrica moderna, um subestação eléctrica funciona como um centro crítico para a transmissão e distribuição de eletricidade. No coração de cada subestação de energia eléctrica é o transformador de potência, um dispositivo essencial para a transferência eficiente de energia. Os transformadores de potência ajustam os níveis de tensão para minimizar a perda de energia durante a transmissão e garantir que a eletricidade é entregue em segurança aos utilizadores finais.

Este artigo explora o papel, a funcionalidade e as aplicações dos transformadores de potência em subestações da rede eléctrica e subestações de alimentação eléctrica, bem como as práticas de segurança, as perguntas frequentes e uma comparação com os transformadores de distribuição.

O que é um transformador de potência numa subestação?

A transformador de potência é um dispositivo elétrico estático que transfere energia eléctrica entre circuitos através de indução electromagnética. Num subestação eléctricaO sistema de controlo de tensão, que modifica os níveis de tensão - aumentando-os (aumentando a tensão) ou diminuindo-os (diminuindo a tensão) - para se alinhar com os requisitos da rede.

Caraterísticas principais:

• Transformação de tensão: Converte eletricidade de alta tensão para transporte ou eletricidade de baixa tensão para distribuição local.
• Componentes principais: Enrolamentos primários e secundários, núcleo de aço laminado, materiais de isolamento e sistemas de arrefecimento.
• Tipos:
  • Transformadores elevadores: Aumentar a tensão (por exemplo, 11 kV → 220 kV).
  • Transformadores abaixadores: Reduzir a tensão (por exemplo, 132 kV → 33 kV).
• Colocação: Encontrado em subestações de transmissão, subestações de distribuição ou instalações industriais.

Como funciona um transformador de potência?

Os transformadores de potência funcionam segundo o princípio da indução electromagnética:

1. Circuito primário: A corrente alternada flui através do enrolamento primário, criando um campo magnético.
2. Interação central: O campo magnético passa através do núcleo de aço, reduzindo as perdas.
3. Circuito secundário: É induzida uma tensão no enrolamento secundário, com base nos rácios da bobina.

Fórmula: V₁ / V₂=N₁ / N₂

Em que V₁e V₂são tensões, e N₁ e N₂ são as voltas da bobina.

Eficiência: Os transformadores modernos atingem Eficiência do 95-99% com sistemas de arrefecimento avançados.

Transformador de potência vs. Transformador de distribuição (Tabela de comparação)

Casos de utilização na indústria eléctrica/eléctrica

• Centrais de produção de energia: Transformadores elevadores (22 kV → 400 kV).
• Subestações de transmissão: Ajustar a tensão entre as linhas de longa distância (220 kV → 132 kV).
• Subestações de distribuição: Redução (33 kV → 11 kV) para um fornecimento local seguro.
• Instalações industriais: Ajustes de tensão personalizados (11 kV → 415 V).
• Energias renováveis: Ligar os parques solares/eólicos à rede eléctrica.
• Oferta urbana vs. rural: Tensão adaptada com base na densidade da procura.

Conselhos de segurança e instalação

• Transformadores a óleo: Verificar as fugas, manter os níveis de óleo e utilizar barreiras resistentes ao fogo em espaços interiores.
• Ligação à terra: Assegurar uma ligação à terra adequada para evitar avarias.
• Ventilação: Prever um fluxo de ar, especialmente para os transformadores de tipo seco.
• Manutenção: Inspecionar regularmente o isolamento, os casquilhos e efetuar testes de óleo DGA.
• Equipamento de segurança: Utilizar luvas isoladas, vestuário anti-deflagrante e proteção facial.

FAQ

Q1: Qual é a diferença entre um transformador de potência e um transformador de distribuição?
R: Os transformadores de potência tratam tensões elevadas (≥33 kV) em redes de transmissão, enquanto os transformadores de distribuição trabalham com tensões mais baixas (≤33 kV) para entrega ao utilizador final.

P2: Porque é que a maioria dos transformadores de potência são cheios de óleo?
R: O óleo actua como refrigerante e isolante, evitando o sobreaquecimento e os arcos eléctricos.

P3: Os transformadores de potência podem funcionar com corrente contínua?
R: Não. Necessitam de corrente alternada para gerar o campo magnético variável para a indução.

Conclusão

Os transformadores de potência são a espinha dorsal da subestações de energia eléctricaassegurando uma transformação eficiente da tensão em toda a rede. Enquanto transformadores de potência servir o transporte a granel a altas tensões, transformadores de distribuição centrar-se na entrega segura aos utilizadores finais.

Seguindo os protocolos de segurança e efectuando uma manutenção regular, os serviços públicos podem prolongar a vida útil dos transformadores e reforçar a estabilidade da rede. Um transformador bem concebido subestação de rede eléctrica depende de transformadores fiáveis para garantir um fornecimento de energia sem interrupções.