Estrutura de transformador a seco com bobina fundida

1. Componente Essencial 1: Núcleo de Ferro – A Base do Circuito Magnético

(1) Seleção de Materiais

(2) Tipos estruturais

• Núcleo de ferro tipo núcleo (Mais comum):
  • Composto por colunas de núcleo de ferro (onde os enrolamentos são revestidos), culatras de ferro (que conectam a parte superior e inferior das colunas do núcleo) e dispositivos de fixação (placas de aço + parafusos para fixar o núcleo).
  • Vantagens: Estrutura simples, montagem de enrolamento fácil e menor consumo de material. Os transformadores a seco de 30 kVA a 300 kVA da CHH Power (por exemplo, a série SCB13) utilizam essa estrutura, sendo adequados para distribuição de energia em aplicações industriais e comerciais em geral.
• Núcleo de ferro tipo concha:
  • O núcleo de ferro envolve o enrolamento em todos os quatro lados, como uma "casca" que o protege.
  • Vantagens: Alta resistência mecânica (resistente a forças de curto-circuito). No entanto, possui um processo de fabricação complexo e custos de material mais elevados, por isso a CHH Power o utiliza apenas em cenários especiais (por exemplo, transformadores a seco de alta tensão para transmissão de energia).

(3) Otimização da CHH Power

2. Componente principal 2: Enrolamento – O núcleo do circuito

(1) Material e isolamento

• CondutorA CHH Power utiliza principalmente fios de cobre isentos de oxigênio de alta pureza (Pureza de 99.95%) para enrolamentos. O cobre possui resistividade menor que o alumínio, reduzindo a perda de carga (perda de energia durante a operação). Para cenários com restrições de custo, a CHH Power também fornece enrolamentos de fio de alumínio com seções transversais otimizadas para garantir o desempenho.
• IsolamentoOs enrolamentos são feitos com Materiais isolantes resistentes ao calor de classe F ou H (por exemplo, resina epóxi, filme de poliimida). Esses materiais suportam temperaturas de até 155 °C (Classe F) ou 180 °C (Classe H), garantindo operação segura mesmo em ambientes de alta temperatura (por exemplo, salas de distribuição de energia internas com ventilação inadequada).

(2) Tipos estruturais

• Enrolamento concêntrico (Convencional):
  • Os enrolamentos de alta e baixa tensão são dispostos concentricamente na coluna do núcleo de ferro. O enrolamento de baixa tensão (com menores requisitos de isolamento) fica na parte interna, e o enrolamento de alta tensão fica na parte externa.
  • Vantagens: Estrutura compacta, distribuição uniforme do fluxo magnético e baixa indutância de fuga. Utilizado nos transformadores a seco padrão da CHH Power (ex.: modelos de 10 kV/0.4 kV e 200 kVA).
• Enrolamento sobreposto (Cenários Especiais):
  • Os enrolamentos de alta e baixa tensão são dispostos em camadas ao longo da direção axial da coluna do núcleo de ferro, sobrepondo-se uns aos outros.
  • Vantagens: Dimensões axiais reduzidas, adequadas para transformadores com restrições de altura (ex.: subestações subterrâneas). A CHH Power personaliza esta estrutura para atender às necessidades específicas de cada projeto.

(3) Controle de Fabricação da CHH Power

3. Principais componentes auxiliares (específicos para transformadores a seco)

(1) Buchas de isolamento

• funçãoIsolar e suportar os condutores do enrolamento, permitindo que passem com segurança pela caixa do transformador e se conectem a circuitos externos.
• Design da CHH Power: Usos buchas de isolamento de resina epóxi (para média tensão) ou buchas de borracha de silicone (para alta tensão). Essas buchas possuem alta rigidez dielétrica (≥30kV/mm) e boa resistência à umidade, sendo adequadas para ambientes internos e semi-externos.

(2) Sistema de resfriamento

• Resfriamento de ar natural (AN)Para transformadores de pequena capacidade (≤100kVA). O calor gerado pelo núcleo de ferro e pelos enrolamentos é dissipado naturalmente por convecção e radiação.
• Resfriamento por ar forçado (AF)Para transformadores de média a grande capacidade (≥150kVA), a CHH Power instala ventiladores axiais de refrigeração (com controle de temperatura) na carcaça do transformador. Quando a temperatura do enrolamento ultrapassa 100°C, os ventiladores são acionados automaticamente, aumentando a eficiência de refrigeração em 30% e permitindo que o transformador suporte 120% da carga nominal por curtos períodos.

(3) Sistema de Controle e Proteção de Temperatura

• funçãoMonitore a temperatura do enrolamento em tempo real e acione medidas de proteção para evitar o superaquecimento.
• Configuração da CHH PowerEquipa um controlador de temperatura do enrolamento trifásico com:
  • Exibição da temperatura em tempo real (precisão de ±1°C).
  • Controle automático do ventilador (liga/desliga com base na temperatura).
  • Funções de alarme de sobretemperatura (130°C) e desligamento automático (150°C), garantindo que o transformador desligue com segurança caso as temperaturas estejam muito altas.

(4) Recinto

• funçãoProteger os componentes internos contra poeira, umidade e impactos mecânicos; reduzir o ruído operacional.
• Opções da CHH Power:
  • Invólucro IP20: Para uso interno (impede a entrada de objetos sólidos com mais de 12.5 mm).
  • Caixa IP23: Para uso semi-externo (com design à prova de chuva).
  • Material: Chapa de aço laminada a frio (pintada com revestimento anticorrosivo) ou aço inoxidável (para ambientes corrosivos, como áreas costeiras).

4. Vantagens Estruturais da CHH Power

1. Alta eficiênciaNúcleos de aço silício de baixa perda e enrolamentos de cobre reduzem as perdas em vazio e em carga, atendendo aos padrões de eficiência energética da Classe 1.
2. Segurança e confiabilidadeO design sem óleo elimina os riscos de incêndio e vazamento; o isolamento Classe H e a proteção contra variações de temperatura garantem uma operação estável a longo prazo (vida útil ≥ 20 anos).
3. FlexibilidadeGabinetes personalizáveis, sistemas de refrigeração e relações de tensão adaptam-se a diversos cenários (por exemplo, centros de dados, hospitais, instalações industriais).