Como componente essencial que determina o desempenho, a eficiência e a segurança dos transformadores de distribuição imersos em óleo, a estrutura do enrolamento é um foco fundamental. CHH PowerO projeto e a fabricação do produto da CHH Power são focados na otimização da estrutura do enrolamento do seu transformador de distribuição imerso em óleo de 630 kVA e 10 kV — amplamente utilizado em redes elétricas urbanas e rurais, parques industriais e complexos comerciais —, visando equilibrar capacidade de carga, perdas de energia e confiabilidade operacional. Abaixo, apresentamos uma descrição detalhada dos princípios de projeto, componentes principais e características técnicas.
1. Princípios Essenciais de Projeto da Estrutura de Enrolamento
Gerador de 630kVA da CHH Power Transformador de 10 kV Os enrolamentos são projetados com base em três princípios fundamentais, garantindo a conformidade com os requisitos de operação da rede e os padrões da indústria:
- Correspondência de capacidade de cargaA área da seção transversal do enrolamento, o número de espiras e a espessura do isolamento são calculados para suportar a capacidade nominal de 630 kVA e a tensão de 10 kV, com uma capacidade de sobrecarga de 10% para picos de carga de curta duração (de acordo com as normas IEC 60076).
- Minimização de perdasAtravés da otimização da relação cobre-ferro e do arranjo dos enrolamentos, o projeto reduz tanto as perdas no cobre (devido à resistência dos enrolamentos) quanto as perdas por dispersão (devido a campos magnéticos de fuga), garantindo que a eficiência do transformador ultrapasse 98.5% em plena carga.
- Estabilidade mecânica e térmicaA estrutura é reforçada para resistir a forças eletromagnéticas de curto-circuito, enquanto os canais de dissipação de calor são projetados para funcionar em conjunto com o sistema de refrigeração imerso em óleo, mantendo as temperaturas do enrolamento abaixo de 105°C (temperatura nominal de operação).
2. Componentes principais do sistema de enrolamento
A CHH Power seleciona materiais de alto desempenho e componentes de precisão para o sistema de enrolamento, estabelecendo as bases para uma operação confiável a longo prazo:
(1) Condutores de Enrolamento
- Material: Usos fios de cobre isentos de oxigênio de alta pureza (Pureza de 99.95%) em vez de alumínio. Essa escolha reduz a resistividade elétrica em 40% em comparação com o alumínio, diminuindo as perdas de cobre e melhorando a condutividade térmica.
- Fator de Forma: Adota fio de cobre plano isolado com filamento duplo (Tamanho: 2.5 mm × 8 mm típico). Os fios planos oferecem um fator de preenchimento de enrolamento maior (até 85%) do que os fios redondos, reduzindo o volume de enrolamento e melhorando o aproveitamento do espaço dentro do... núcleo do transformador.
(2) Materiais de isolamento
- Isolamento de encaixe de volta a voltaCada fio de cobre é revestido com uma película de poliimida de 0.15 mm de espessura, que suporta temperaturas de até 155 °C e resiste ao envelhecimento por óleo — um fator crítico para o ambiente imerso em óleo.
- Isolamento camada por camadaUtiliza papel kraft de 0.2 mm de espessura impregnado com óleo isolante para transformadores. Este papel aumenta a rigidez dielétrica (≥30 kV/mm) e adere firmemente ao óleo, formando um sistema de isolamento estável.
- Isolamento entre enrolamentos e núcleos e entre enrolamentosA CHH Power utiliza barreiras de papelão prensado (espessura: 5–8 mm) entre os enrolamentos e o núcleo de ferro, bem como entre os enrolamentos primário e secundário. Essas placas de papelão prensado são tratadas com impregnação a vácuo (VPI) para eliminar bolhas de ar e evitar descargas parciais.
3. Tipo e disposição do enrolamento
A CHH Power adota uma estrutura de enrolamento helicoidal cilíndrico Para o transformador de 630 kVA e 10 kV, um projeto comprovadamente eficaz no equilíbrio entre eficiência e facilidade de fabricação:
(1) Enrolamento primário (10 kV)
- EstruturaEnrolamento helicoidal cilíndrico de quatro camadas, com cada camada composta por 120 a 140 espiras (total de espiras: ~500, calculado com base na relação de tensão). O design helicoidal (fio enrolado em um pequeno ângulo em relação à direção axial) aumenta a resistência mecânica, permitindo suportar forças de curto-circuito de até 250 kN.
- ConexãoConexão em estrela (Y) para reduzir a tensão na isolação. O ponto neutro é conduzido para fora e aterrado, atendendo aos requisitos de aterramento do neutro da rede.
(2) Enrolamento secundário (0.4 kV)
- EstruturaEnrolamento cilíndrico de três camadas com maior densidade de espiras (total de espiras: ~20) para adequar-se à baixa tensão de saída. Ele é posicionado dentro O enrolamento primário (arranjo concêntrico) visa minimizar o fluxo magnético de dispersão — isso reduz as perdas por dispersão em 15% em comparação com projetos excêntricos.
- ConexãoConexão em delta (Δ) para melhorar o equilíbrio da carga e suprimir correntes de terceira harmônica, garantindo uma saída estável de 0.4 kV para cargas trifásicas.
(3) Principais vantagens de layout
- Arranjo concêntricoOs enrolamentos primário e secundário são coaxiais com o núcleo de ferro, otimizando o acoplamento do fluxo magnético e reduzindo a indutância de fuga.
- Dissipação de calor radialO espaço entre os enrolamentos (10–12 mm) serve como canal de circulação de óleo. O óleo do transformador circula por esses espaços, absorvendo o calor dos enrolamentos e transferindo-o para o radiador do tanque, garantindo uma distribuição uniforme da temperatura.
4. Fabricação e Controle de Qualidade de Enrolamentos da CHH Power
Para garantir que a estrutura de enrolamento atenda aos padrões de projeto, a CHH Power implementa um rigoroso controle de processo e testes ao longo de toda a produção:
- Enrolamento de precisãoUtiliza máquinas de enrolamento CNC com precisão de posicionamento de ±0.1 mm para garantir espaçamento uniforme entre as espiras e alinhamento das camadas. Isso evita o superaquecimento localizado causado pela densidade de enrolamento irregular.
- Impregnação por Pressão a Vácuo (VPI)Após a montagem do enrolamento, todo o módulo passa por tratamento VPI — impregnação com resina epóxi termofixa sob vácuo e alta pressão. Isso sela microfissuras no isolamento, melhorando a resistência à umidade e a resistência mecânica.
- Testes pós-fabricaçãoRealiza três testes principais nos enrolamentos:
- Teste de resistência de enrolamentoVerifica a integridade do condutor e a correção da conexão.
- Teste de isolamento volta a voltaUtiliza um gerador de sobretensão para detectar defeitos de isolamento entre as espiras.
- Teste de resistência a curto-circuitoSimula condições de curto-circuito para verificar a estabilidade mecânica da estrutura do enrolamento.
A estrutura otimizada do enrolamento do transformador de distribuição imerso em óleo de 630 kVA e 10 kV da CHH Power garante que o produto ofereça desempenho confiável, baixo consumo de energia e longa vida útil, tornando-o a escolha ideal para cenários de distribuição de energia de média capacidade.