Transformadores imersos de óleo vs. do tipo seco: o que é certo para você?

A seleção da tecnologia de transformador apropriada é uma decisão crítica que afeta a segurança, o custo, a confiabilidade e a pegada operacional. Os principais candidatos - Transformadores imersos de óleo e transformadores do tipo seco-cada um possui vantagens e limitações distintas.

Tecnologias principais definidas

Transformadores imersos de óleo: Essas unidades utilizam óleo isolante especializado (baseado em minerais ou éster) para atender a múltiplas funções: fornecendo isolamento elétrico superior, dissipando o calor gerado por perdas de núcleo e enrolamento e protegendo componentes internos da umidade e oxidação. O núcleo e os enrolamentos estão totalmente imersos nesse óleo dentro de um tanque selado.

Transformadores do tipo seco: Esses transformadores empregam materiais de isolamento sólido (resina epóxi impregnada (VPI) de pressão de vácuo (VPI), resina fundida ou cambrica envernizada) para os enrolamentos e depende principalmente da circulação de ar ambiente (natural ou forçada) para resfriamento. Nenhum dielétrico líquido está presente.

Principais fatores de comparação:

Risco de segurança e incêndio:

Impertado por óleo: o óleo isolante é inflamável, apresentando um risco potencial de incêndio, particularmente sob condições de falha ou sobrecarga grave. O óleo mineral requer sistemas de contenção (como poços de captura) para mitigar danos ambientais em caso de vazamentos. Fluidos mais recentes mais novos (silicone, ésteres sintéticos, ésteres naturais) oferecem melhor segurança contra incêndio (pontos de incêndio mais altos), mas são mais caros. Os sistemas de supressão de incêndio são frequentemente exigidos, especialmente para instalações internas.

Tipo seco: geralmente considerado um menor risco de incêndio devido à ausência de líquido inflamável. Eles produzem fumaça mínima e sem gases tóxicos sob condições de incêndio (especialmente verdadeiras para a resina fundida). Isso os torna inerentemente mais seguros para instalações nos edifícios, quase materiais combustíveis ou em áreas densamente povoadas. Os códigos de incêndio geralmente permitem a instalação direta em espaços ocupados com restrições mínimas.

Considerações ambientais:

Impertado por óleo: risco de contaminação do solo e água se ocorrer vazamentos de óleo, necessitando de contenção secundária robusta. O descarte de óleo isolante usado requer manuseio e reciclagem especializados. O óleo mineral é biodegradável, mas lento; Os fluidos éster oferecem maior biodegradabilidade. A reciclagem no final da vida do núcleo/bobina é padrão, mas o manuseio de petróleo adiciona complexidade.

Tipo seco: elimina o risco de contaminação do solo ou água de vazamentos de líquidos. O descarte é geralmente mais simples e menos perigoso, com foco nos materiais de núcleo, bobina e isolamento sólido. Não são necessários sistemas de contenção de óleo.

Desempenho e adequação do aplicativo:

Impertado por óleo: Excel em aplicações de alta potência (normalmente acima de 10 MVA, estendendo-se a várias centenas de MVA) devido à capacidade superior de transferência de calor do petróleo. Eles são altamente eficientes, especialmente em carga total, e manipulam melhor sobrecarga e harmônicos devido à capacidade térmica do óleo. O petróleo também fornece proteção inerente à entrada e contaminação da umidade para a montagem do núcleo/bobina, contribuindo para a vida útil longa (geralmente de 25 a 40 anos) com manutenção adequada. Dominante em subestações de utilidade, plantas industriais (moinhos, refinarias), grandes complexos comerciais e fazendas de energia renovável (subestações eólicas/solares).

Tipo seco: o desempenho geralmente é limitado em classificações mais altas (normalmente no máximo de 15 a 30 mvA para resina fundida, mais baixa para VPI) devido a restrições de resfriamento de ar. Eles são mais suscetíveis à degradação do desempenho de condições ambientais como poeira, umidade e atmosferas corrosivas, exigindo gabinetes específicos (classificações IP) para ambientes severos. A capacidade de sobrecarga é menor que as unidades cheias de óleo. Mais adequado para requisitos de energia inferior e média, especialmente dentro de casa: edifícios comerciais (hospitais, escolas, escritórios, data centers), instalações industriais que requerem unidades internas (próximas linhas de produção), túneis, minas (onde permitido) e locais que priorizem a segurança dos incêndios.

Instalação e espaço:

Impertado por óleo: requer espaço significativo para o próprio transformador, além de folgas obrigatórias para a segurança contra incêndio e geralmente grandes poços de contenção/poços. A instalação ao ar livre é padrão; A instalação interna exige cofres classificados por incêndio com sistemas sofisticados de drenagem, ventilação e supressão, aumentando significativamente os custos civis. As unidades geralmente são mais pesadas.

Tipo seco: ofereça maior flexibilidade de instalação. Eles podem ser colocados diretamente em salas elétricas adjacentes a cargas, reduzindo os custos e perdas dos cabos. Nenhuma contenção de óleo é necessária, simplificando a preparação do local. Eles geralmente são mais leves e requerem ventilação menos complexa do que as unidades de petróleo dentro de casa (embora o fluxo de ar adequado permaneça crucial). Os requisitos espaciais por KVA são geralmente mais altos que as unidades de petróleo.

Manutenção e custo do ciclo de vida:

Impertado por óleo: requer manutenção regular e proativa: amostragem e teste periódicos de óleo (força dielétrica, umidade, análise de gases dissolvidos DGA) para monitorar a saúde do isolamento e detectar falhas incipientes, inspeções visuais, verificações de bucha e potencial filtração/substituição de óleo. Enquanto a manutenção acrescenta custo, a tecnologia é robusta e oferece longa vida útil operacional. O preço inicial de compra geralmente é menor por KVA do que o tipo seco, mas o custo total instalado (incluindo contenção/cofre) e os custos de manutenção devem ser levados em consideração.

Tipo seco: A manutenção é geralmente mais simples e menos frequente, com foco na limpeza (para impedir o refrigeração do impedimento do acúmulo de poeira), verificando conexões e verificar os ventiladores de resfriamento (se presente). Nenhum teste de óleo é necessário. O preço de compra por KVA é tipicamente maior que as unidades imersas de óleo comparáveis. No entanto, a economia pode ser realizada através da complexidade de instalação reduzida (sem cofre), custos de manutenção mais baixos e prêmios de seguro potencialmente mais baixos em alguns locais devido ao risco reduzido de incêndio.

Não existe um tipo de transformador universalmente "melhor". Os transformadores imersos de petróleo continuam sendo o cavalo de trabalho para aplicações de alta potência e de alta eficiência, principalmente ao ar livre ou em ambientes industriais dedicados, oferecendo longevidade comprovada e desempenho robusto, embora com considerações para segurança contra incêndio, proteção ambiental e manutenção contínua. Os transformadores do tipo seco fornecem uma solução vital em que a segurança contra incêndio, as preocupações ambientais ou a colocação interna são fundamentais, principalmente para necessidades de energia inferior e média.