Transformador para Usina de Combustível a Carvão|Transformador Yawei

A usina de combustível de carvãodepende de um sistema elétrico estável tanto quanto de sua caldeira, turbina e gerador. Os transformadores são uma grande parte desse sistema. Eles aumentam ou diminuem a tensão quando necessário, conectam o gerador à rede de transmissão e fornecem energia aos diversos sistemas auxiliares que operam dentro da usina.

É fácil focar no gerador e na turbina quando se discute uma usina de energia. Mas se um grande transformador falhar, o impacto pode ser igualmente grave. Um adequadotransformador para usina de combustível de carvãoaplicações precisam lidar com cargas elevadas, grandes correntes de falha, condições operacionais exigentes e longas horas de operação contínua.

A seleção do transformador, portanto, não se trata simplesmente de escolher uma classificação MVA. Relação de tensão, isolamento, resfriamento, resistência-de curto-circuito, aumento de temperatura, proteção, monitoramento e condições de instalação são importantes.

O que é um transformador para uma usina de combustível a carvão?

Um transformador para uma usina a carvão transfere energia elétrica entre diferentes níveis de tensão dentro da estação geradora e entre a usina e a rede elétrica.

O gerador normalmente produz eletricidade em média tensão. No entanto, a eletricidade muitas vezes precisa ser transmitida a uma tensão muito mais elevada para reduzir as perdas de transmissão. É aqui quegerador-transformador elevador, comumente chamado deTransformador GSU, entra. Ele eleva a tensão do gerador até a tensão de transmissão.

Existe um outro lado do sistema. A própria planta consome uma grande quantidade de eletricidade. Transportadores de carvão, trituradores, pulverizadores, bombas, ventiladores, equipamentos de resfriamento, sistemas de tratamento de água, equipamentos-de manuseio de cinzas e sistemas de controle de poluição-todos precisam de energia elétrica.

Os transformadores auxiliares e de serviço da estação alimentam essas cargas com a tensão apropriada.

Então, em termos simples, os transformadores fornecem a conexão elétrica entre ogerador, sistemas auxiliares da planta e rede elétrica.

Principais transformadores usados ​​em uma usina de combustível a carvão

Uma usina de energia a carvão geralmente possui vários tipos de transformadores, em vez de uma grande unidade fazendo tudo. Cada transformador tem uma função específica e sua classificação depende da configuração da planta e do sistema elétrico.

O arranjo exato pode variar bastante de um projeto para outro. Uma grande estação de energia pode usar vários transformadores para criar caminhos de energia separados e melhorar a confiabilidade.

Transformador elevador-do gerador

Ogerador-transformador elevadoré um dostransformadores mais importantes em uma usina de energia a carvão.

Um gerador pode produzir eletricidade, por exemplo, em 15,75 kV, enquanto a rede de transmissão opera em 220 kV, 330 kV, 500 kV ou outro nível-alto de tensão. O transformador GSU aumenta a saída do gerador para a tensão exigida pelo sistema de transmissão.

Como o transformador GSU lida com toda a produção da unidade geradora, ele geralmente possui uma classificação MVA grande. Também necessita de uma construção mecânica forte e de um sistema de isolamento cuidadosamente concebido.

A resistência-do curto-circuito é particularmente importante. Durante uma falta, forças eletromagnéticas muito elevadas podem atuar nos enrolamentos do transformador. Se a estrutura sinuosa não for suficientemente forte, podem ocorrer deformações graves.

Grandes transformadores GSU geralmente são imersos em óleo-e podem incluir radiadores, ventiladores de resfriamento, buchas de alta-tensão, equipamentos de derivação, sistemas de monitoramento e vários dispositivos de proteção.

Transformadores Auxiliares para Usinas de Carvão

Uma central eléctrica a carvão não envia toda a electricidade gerada para a rede. Muita energia é consumida dentro da estação.

Motores grandes operam bombas de água de alimentação de caldeiras, ventiladores de tiragem-forçada, ventiladores de tiragem-induzidos, bombas de água de resfriamento-, transportadores de carvão, pulverizadores, equipamentos de manuseio-de cinzas e outras máquinas. Os transformadores auxiliares fornecem a tensão necessária a esses sistemas.

Dimensionar um transformador auxiliar requer mais do que simplesmente observar a capacidade do gerador. Os engenheiros precisam considerar a carga auxiliar real, as correntes de partida do motor, a diversidade de carga, os padrões operacionais, os requisitos de tensão e a possível expansão futura.

Isto se torna especialmente importante quando vários motores grandes dão partida ao mesmo tempo. Um transformador com capacidade insuficiente ou impedância inadequada pode contribuir para queda excessiva de tensão e operação instável.

Inicialização-do transformador

Uma unidade geradora precisa de eletricidade antes de poder gerar eletricidade. Isso parece um pouco estranho à primeira vista, mas é uma parte importante da operação da usina.

Antes de o gerador ser sincronizado com a rede, muitos sistemas já devem estar em operação. Bombas, ventiladores, equipamentos de controle, equipamentos de manuseio de carvão, sistemas de lubrificação e outros equipamentos auxiliares podem exigir alimentação externa.

Otransformador-de inicializaçãorecebe energia da rede externa e alimenta esses sistemas durante a inicialização-da planta. Também pode suportar cargas auxiliares durante o desligamento ou quando a unidade geradora estiver indisponível.

A classificação e a configuração necessárias dependem da sequência de inicialização-da planta, da carga auxiliar, da conexão à rede e do projeto elétrico geral.

Principais requisitos de transformador para uma usina de combustível a carvão

Espera-se que os transformadores em estações geradoras-a carvão operem de maneira confiável por muitos anos. Eles são frequentemente expostos a cargas elevadas e condições industriais exigentes, por isso o projeto precisa deixar pouco espaço para atalhos.

Alta capacidade de MVA

O transformador deve suportar sua carga nominal continuamente, sem aumento excessivo de temperatura.

Para um transformador GSU, a classificação MVA está intimamente relacionada à saída do gerador. Os transformadores auxiliares e de serviço das estações são dimensionados de acordo com a demanda elétrica interna da planta.

Cargas de pico, partida do motor, cargas intermitentes, diversidade de carga e expansão futura devem ser consideradas durante a fase de projeto.

Isolamento forte de alta-tensão

Os transformadores GSU podem ser conectados a sistemas de transmissão de-tensão muito alta. Seu isolamento deve resistir à tensão operacional normal, bem como a surtos de comutação, impulsos de raios e outras tensões transitórias.

Uma boa coordenação de isolamento é particularmente importante quando o transformador se conecta diretamente a um pátio de manobra de alta-tensão.

Alta resistência do{0}circuito curto

Um curto-circuito pode criar enormes forças mecânicas dentro de um transformador. Essas forças são especialmente importantes para grandes transformadores conectados a geradores potentes e redes de{1}alta capacidade.

Os enrolamentos, a estrutura de fixação, os cabos e outros componentes internos devem ser projetados para suportar essas tensões sem deformação permanente.

Resfriamento confiável

Os transformadores geram calor através de perdas no núcleo e no enrolamento. Esse calor deve ser removido de forma eficaz, especialmente quando o transformador opera continuamente com carga elevada.

Dependendo do tamanho e do projeto do transformador, o resfriamento pode usar circulação natural de óleo e resfriamento por ar natural, resfriamento por ar forçado ou arranjos de resfriamento mais avançados. Designações de resfriamento comuns para grandes transformadores{1}}imersos em óleo incluem ONAN e ONAF.

Para uma usina de energia a carvão, o equipamento de refrigeração também deve ser fácil de inspecionar e manter. Quando apropriado, a redundância pode ajudar a reduzir o risco de uma falha-do sistema de resfriamento que afete a operação do transformador.

Monitoramento On-line

Os transformadores de potência modernos podem ser equipados com sistemas de monitoramento que fornecem aos operadores informações úteis sobre suas condições.

A temperatura do óleo, a temperatura do enrolamento, o nível do óleo, a pressão, os gases dissolvidos, a condição da bucha e o status do sistema-de resfriamento podem ser monitorados, dependendo do projeto do transformador.

Esse tipo de informação é valioso porque pode revelar condições anormais antes que elas evoluam para uma falha grave do transformador.

Resfriamento de transformadores em usinas a carvão

O resfriamento merece atenção especial em grandes transformadores. Um transformador operando continuamente sob carga pesada pode gerar uma quantidade considerável de calor.

Em um transformador-imerso em óleo, o óleo isolante realiza duas tarefas ao mesmo tempo. Ele fornece isolamento elétrico e transfere o calor para longe do núcleo e dos enrolamentos. O óleo aquecido então circula em direção aos radiadores ou outros equipamentos de refrigeração, onde o calor é liberado.

O arranjo de resfriamento apropriado depende da capacidade do transformador, da temperatura ambiente, do perfil de carga e dos requisitos do projeto.

Por umusina de combustível de carvão, os equipamentos de refrigeração também devem ser considerados do ponto de vista da manutenção. Um ventilador de resfriamento, bomba ou componente de controle não deve se tornar um ponto único de falha desnecessário.

Proteção do Transformador

A proteção do transformador é outra parte importante do sistema elétrico da usina. UMuma falha em um grande transformador pode se desenvolver rapidamente e causar danos extensos ao equipamento.

Dependendo do transformador e dos requisitos do projeto, a proteção pode incluir proteção diferencial, proteção contra sobrecorrente, proteção contra falta à terra-restrita, proteção contra sobreexcitação, proteção contra temperatura e proteção-relacionada à pressão.

Grandes transformadores{0}}imersos em óleo também podem usar relés Buchholz, dispositivos de alívio de pressão, indicadores de nível de óleo e indicadores de enrolamento ou-de temperatura superior do óleo.

As configurações de proteção precisam ser coordenadas com o gerador, o conjunto de manobra, os barramentos e o sistema de proteção da rede. O objetivo é simples: isolar rapidamente uma falha genuína, evitando disparos desnecessários durante condições normais de operação.

Considerações sobre seleção de transformadores

Ao escolher umtransformador para usina de combustível de carvão, é melhor observar todo o sistema elétrico em vez de focar apenas na capacidade nominal do transformador.

Para um projeto real, a especificação do transformador deve ser desenvolvida em conjunto com o gerador, quadro, conexão à rede, sistema de proteção e cargas elétricas auxiliares. Tratar o transformador como um equipamento isolado pode causar problemas posteriormente.

Por que a confiabilidade do transformador é importante

Geralmente, espera-se que um transformador permaneça em serviço por décadas. Contudo, quando uma unidade importante falha, as consequências podem ser imediatas.

Por exemplo, uma falha no transformador GSU pode deixar uma unidade geradora inteira off-line. Reparar ou substituir um grande transformador de potência pode levar um tempo considerável, especialmente se uma unidade de substituição não estiver prontamente disponível.

É por isso que a confiabilidade do transformador começa muito antes de o equipamento chegar à usina.

A seleção de materiais, o projeto do núcleo e do enrolamento, a qualidade de fabricação, os testes de fábrica, o transporte, a instalação, o comissionamento e a manutenção desempenham um papel na vida útil do transformador.

O monitoramento das condições também está se tornando mais importante. Para transformadores-imersos em óleo, a análise de gases dissolvidos (DGA) é comumente usada para identificar sinais de superaquecimento, deterioração do isolamento, formação de arco e outras condições anormais.

Teste de transformadores para aplicações em usinas de energia a carvão

O teste é uma etapa importante antes de um transformador ser enviado para uma usina de energia a carvão.

Dependendo do tipo de transformador e dos padrões aplicáveis, os testes de fábrica podem incluir medição de resistência do enrolamento, teste de relação de espiras do transformador, teste de resistência de isolamento, medição de corrente e perda sem-carga, impedância de curto-circuito e perda de carga, testes dielétricos, testes de aumento de temperatura-e outros testes necessários.

Para grandes transformadores de potência, os testes de aceitação de fábrica são especialmente valiosos. Isso dá à equipe do projeto a oportunidade de confirmar se o transformador atende às especificações técnicas acordadas antes do transporte e da instalação.

Assim que o transformador chegar ao local, os testes de comissionamento deverão verificar a instalação, conexões, aterramento, sistemas de proteção e equipamentos associados.

Padrões para transformadores de usinas de energia

A especificação do transformador deve seguir os padrões exigidos pelo projeto, pela concessionária e pelas regulamentações locais.

CEI 60076é amplamente utilizado internacionalmente para projetos e testes de transformadores de potência. Dependendo da localização do projeto, os padrões IEEE e outros padrões nacionais ou regionais também podem ser aplicados.

Uma especificação detalhada do transformador normalmente deve definir a potência nominal, relação de tensão, frequência, nível de isolamento, grupo vetorial, impedância, classe de resfriamento, aumento de temperatura, arranjo de derivação, acessórios, requisitos de monitoramento e requisitos de teste.

Acertar esses detalhes no início pode evitar muitos problemas mais tarde.

Transformador Yawei para usinas de combustível de carvão

Um transformador confiável é uma parte fundamental da infraestrutura elétrica de umusina de combustível de carvão. Do transformador elevador-do gerador que conecta a unidade geradora à rede de transmissão até os transformadores-auxiliares e de partida que alimentam os equipamentos dentro da usina, cada transformador tem uma função específica a desempenhar.

NoTransformador Yawei, as soluções de transformadores podem ser personalizadas para diferentes aplicações industriais e de geração de energia. O projeto do transformador pode ser desenvolvido em torno do nível de tensão necessário, capacidade MVA, método de resfriamento, sistema de isolamento, ambiente operacional, requisitos de proteção, sistema de monitoramento e padrões internacionais aplicáveis.

Para projetos-de geração de energia a carvão, selecionar o caminho certotransformador para usina de combustível de carvãoaplicações no início do processo de engenharia podem fazer uma diferença real. Um transformador projetado corretamente suporta tensão estável, operação confiável da planta, manutenção mais fácil e desempenho de serviço-de longo prazo.

Se você estiver adquirindo umtransformador para usina de combustível de carvão, Yawei Transformer pode desenvolver uma solução com base na capacidade do gerador, níveis de tensão, cargas auxiliares, requisitos de conexão à rede e especificações do projeto.

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