A operação paralela de transformadores de distribuição de energia é uma prática comum em sistemas de energia elétrica para aumentar a confiabilidade, aumentar a capacidade e melhorar a eficiência. Como fornecedor líder de transformadores de distribuição de energia, entendo a importância de atender às condições específicas para uma operação paralela bem-sucedida. Nesta postagem do blog, irei me aprofundar nas principais condições que devem ser atendidas ao operar transformadores de potência de distribuição em paralelo.
1. Mesma relação de tensão
A relação de tensão dos transformadores é definida como a relação entre a tensão primária e a tensão secundária. Para operação em paralelo, os transformadores devem ter a mesma relação de tensão. Se as relações de tensão forem diferentes, uma corrente circulante fluirá entre os transformadores mesmo quando não houver carga conectada ao lado secundário. Esta corrente circulante pode causar perdas desnecessárias, superaquecimento e redução da eficiência.
Por exemplo, se um transformador tiver uma relação de tensão de 10.000/400 V e outro tiver uma relação de 10.100/400 V, a diferença na fem induzida nos enrolamentos secundários criará uma diferença de potencial entre os terminais secundários dos dois transformadores. Esta diferença de potencial conduzirá uma corrente circulante através dos transformadores, o que pode levar ao aumento das perdas de cobre e à redução da vida útil dos transformadores.
2. Mesma Percentagem de Impedância
A impedância percentual de um transformador é uma medida de sua resistência interna e reatância. É expresso como uma porcentagem da tensão nominal do transformador. Os transformadores operando em paralelo devem ter a mesma impedância percentual. Isto garante que os transformadores compartilhem a carga proporcionalmente às suas classificações de kVA.
Se as impedâncias percentuais forem diferentes, o transformador com a impedância mais baixa transportará mais do que a sua parcela de carga, enquanto o transformador com a impedância mais alta transportará menos. Isso pode levar à sobrecarga do transformador com impedância mais baixa e à subutilização do transformador com impedância mais alta.
Por exemplo, considere dois transformadores com classificações de kVA de 500 kVA e 1000 kVA. Se o transformador de 500 kVA tiver uma impedância percentual menor que o transformador de 1000 kVA, ele poderá acabar transportando mais de 500 kVA da carga total, enquanto o transformador de 1000 kVA poderá transportar menos que sua capacidade nominal. Este desequilíbrio pode causar superaquecimento e falha prematura do transformador sobrecarregado.
3. Mesma Polaridade
Polaridade refere-se à direção relativa da fem induzida nos enrolamentos primário e secundário de um transformador. Os transformadores devem ter a mesma polaridade para operação paralela. Se as polaridades forem diferentes, uma grande corrente de curto-circuito fluirá entre os transformadores quando eles estiverem conectados em paralelo, o que pode causar graves danos aos transformadores e aos equipamentos elétricos associados.
Existem dois tipos de polaridades: aditiva e subtrativa. Na polaridade aditiva, as fems induzidas nos enrolamentos primário e secundário somam-se, enquanto na polaridade subtrativa elas subtraem. Transformadores com o mesmo tipo de polaridade devem ser utilizados para operação em paralelo.
4. Mesma sequência de fases
Em um sistema trifásico, a sequência de fases é a ordem em que as tensões nas três fases atingem seus valores máximos. Os transformadores operando em paralelo devem ter a mesma sequência de fases. Se as sequências de fase forem diferentes, grandes correntes circulantes fluirão entre os transformadores, causando superaquecimento e danos.
A sequência de fases é geralmente denotada como ABC, BCA ou CAB. Ao conectar transformadores trifásicos em paralelo, é essencial garantir que a sequência de fases de todos os transformadores seja a mesma. Isto pode ser verificado usando um indicador de sequência de fases.
5. Mesmo grupo de conexão
O grupo de conexão de um transformador indica como os enrolamentos primário e secundário estão conectados (por exemplo, estrela - estrela, delta - delta, estrela - delta, etc.) e o deslocamento de fase entre as tensões primária e secundária. Os transformadores operando em paralelo devem ter o mesmo grupo de conexão.
Se os grupos de ligação forem diferentes, haverá diferença de fase entre as tensões secundárias dos transformadores. Esta diferença de fase resultará em uma corrente circulante entre os transformadores, o que pode causar perdas e danos significativos aos transformadores.
Por exemplo, um transformador conectado estrela - estrela e um transformador conectado estrela - triângulo não podem ser operados em paralelo sem arranjos adequados de mudança de fase porque há uma diferença de fase de 30 graus entre suas tensões secundárias.
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Conclusão
Atender às condições de mesma relação de tensão, mesma impedância percentual, mesma polaridade, mesma sequência de fases e mesmo grupo de conexão é crucial para o sucesso da operação paralela de transformadores de potência de distribuição. Ao garantir que estas condições sejam cumpridas, podemos alcançar uma partilha de carga eficiente, perdas reduzidas e maior fiabilidade do sistema de distribuição de energia.
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Referências
- Sistemas Elétricos de Potência por JR Lucas
- Análise e projeto de sistemas de energia por J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma e Thomas J. Overbye
- Engenharia de Transformadores: Design, Tecnologia e Diagnóstico por VG Dhande