[TOSHIBA] Transformadores

Dentro da área de transformadores, a Toshiba Brasil produz transformadores de tensões nominais até 550kV e 700MVA de potência nominal, transformadores industriais para fornos até 150MVA e transformadores para retificadores e para Ciclo- Conversores ate 100MVA.           

Os transformadores de potência são usados nas mais variadas aplicações no que se refere ao quesito Energia. Dentre estas se destacam a elevação e a redução da tensão em redes de transmissão e distribuição de energia elétrica.

Ele possui um processo de fabricação extremamente complexo que demanda meses para ser concluído. Para isto, a Toshiba conta com uma equipe de profissionais distribuídos em especificas áreas desde o processo de projeto do transformador até a fabricação do mesmo. O processo de fabricação se inicia mediante encomenda. Para sua construção são necessários:

Núcleo: Normalmente Transformadores trifásicos empregam núcleo de três ramos. Onde transformadores a ser transportados por linha férrea são de grande capacidade, um núcleo de cinco ramos é utilizado para mantê-los dentro da alta limitação para transporte. Um núcleo de dois ramos é bem conhecido para transformadores de fase única. Um núcleo de três ramos também é utilizado para transformadores de fase única. Um núcleo de quatro ramos e um núcleo de cinco ramos são utilizados em transformadores de fase única de alta capacidade.

Enrolamentos: A TOSHIBA possui dois tipos de estruturas de enrolamentos para alta voltagem; um enrolamento de disco de alta capacitância e um enrolamento de disco contínuo de escudo torcido. Seu uso depende das especificações do enrolamento. Ambos possuem excelentes características contra sobretensão causada por relâmpago e sua confiabilidade é altamente respeitada por serviços de utilidade pública domésticos e estrangeiros.

Um enrolamento de disco contínuo pode ser utilizado para enrolamento de média voltagem. Enrolamento helicoidal, enrolado por condutores multiparalelos, é aplicado para baixa voltagem e enrolamento de corrente forte. E enrolamentos de derivação utilizam um enrolamento em camada ou um enrolamento de disco duplo.

Estrutura de isolamento: A TOSHIBA desenvolveu softwares de computador originais para analisar potenciais oscilações transientes em enrolamentos de transformadores e campos elétricos das configurações de enrolamento. Utilizando esta análise por software, engenheiros podem compreender com exatidão a distribuição do campo elétrico na configuração do enrolamento. O projeto de isolamento é então executado com precisão a partir desta análise. Lacunas para óleo entre os enrolamentos, pontas dos enrolamentos e eletrodos aterrados são subdivididos estreitamente por cartões prensados. Esta estrutura chamada de isolamento de barreira múltipla fornece uma alta resistência dielétrica e apresenta um desempenho confiável e estável do isolamento.

Medições do Fluxo de Dispersão: Com o aumento da capacidade dos transformadores, o fluxo de dispersão também aumenta, causando aumento da perda por esforço e superaquecimento local. Para transformadores de alta capacidade, torna-se bastante importante a partir do ponto de vista da confiabilidade compreender totalmente o fluxo de dispersão e tomar medidas para minimizar a perda por esforço.

Na TOSHIBA, cuidadosas medidas contra o fluxo de dispersão são tomadas com base nos resultados de análises auxiliadas por computador sobre a distribuição do fluxo de dispersão e perda de corrente em redemoinho em cada parte do transformador utilizando totalmente nossa experiência na produção de um grande número de transformadores de alta capacidade. Geralmente feitos de aço tenro, os tanques e outros membros estruturais possuem alta permeabilidade e são sujeitos a induzir a concentração do fluxo de dispersão. Assim, a superfície interna do tanque é provida de um escudo laminado feito de faixas de aço-silicone para evitar o fluxo de derivação penetre no tanque, reduzindo assim a perda de corrente em redemoinho nos membros de aço.

Resistência a Curto-Circuito: Os enrolamentos dos transformadores são severamente afetados pela força eletromagnética devido a correntes de curto-circuito passarem pelos enrolamentos. Conforme o enrolamento interno é exposto a força de cambagem, o núcleo o suporta firmemente e mais condutores transpostos são utilizados para aumentar sua dureza. Para o enrolamento externo, são utilizados condutores de cobre de dureza média. A Hamakawasaki Operations possui uma das maiores instalações para teste de curto-circuito do mundo e conduziu muitos testes em grandes transformadores de energia. Ademais, testes de curto-circuito foram conduzidos em transformadores de energia de 250MVA 500kV real pela KEMA na Holanda. Ele passou com sucesso e sua resistência a curto-circuito foi reconhecida mundialmente.

Engenharia de Fabricação

Onde é efetuada a parte dos trabalhos mais minuciosos da produção como:

Controle de Poeira: a mistura não apenas de pós-metálicos, mas também de todos os tipos de poeira e partículas estranhas podem levar a descarga parcial de transformadores de energia. Portanto o núcleo e o enrolamento são montados em uma oficina livre de poeira onde a taxa de queda de poeira é verificada diariamente. Em particular, as operações de enrolamento são executadas em um espaço fechado em uma oficina livre de poeira.

Máquinas de Enrolamento: Enrolamentos de disco de alta capacidade são enrolados por máquinas verticais, que possibilitam que os enrolamentos sejam feitos com alta eficiência e qualidade sem a influência do peso dos condutores de cobre.

No transformador do tipo núcleo, o conjunto de núcleo-e-enrolamento fica independente do tanque, permitindo-se assim que o conjunto seque totalmente. Quando secando o conjunto de núcleo-e-enrolamento, é utilizado o método inovador de secagem por estágio de vapor da Toshiba, no qual um vapor de óleo especial é pulverizado no conjunto para utilizar o calor latente produzido quando o vapor de óleo condensa.

Uma vez que o calor é aplicado profundamente de forma uniforme e rápida, o conjunto pode ser completamente seco sem causar danos ao isolamento. Depois que um conjunto de núcleo-e-enrolamento foi instalado em um tanque, o tanque é evacuado até um estado de alto vácuo para remover a umidade reabsorvida na superfície do isolamento e lacunas no isolamento impregnado; então ele é cheio com óleo livre de ar sob o alto vácuo.

Depois de sua fabricação são realizados vários testes para que se confirme a qualidade do mesmo. Posteriormente dá-se inicio ao transporte dele. Em virtude de enorme tamanho e elevado peso, são elaborados estratégias de transporte que contam com sistema de guindastes e de carretas, e de carros que sinalizam para a passagem do mesmo.

São produzidos também transformadores para forno que são aplicados em diversos tipos de fornos elétricos industriais e transformadores para retificadores e para ciclo-conversores dos sistemas elétricos de varias usinas como de aço, alumínio e outras.