Os transformadores montados em almofadas são equipamentos de distribuição ao ar livre padrão para redes de energia municipal, subdivisões residenciais, complexos comerciais e plantas industriais. A configuração do lado primário (HV) geralmente se divide em duas topologias:Alimentação RadialeAlimentação Loop.

Os compromissos fundamentais estão na redundância topológica, configuração interna de aparelhos de comutação, confiabilidade, design de esquema de proteção do sistema e economia do ciclo de vida.

1. Diferenças estruturais e de hardware

Arquitetura de Alimentação Radial

• Configuração do bushing:Equipado com um único conjunto de 3 caixas de alta tensão (HV)(H₁, H₂, H₃).

• Topologia da alimentação:Nodo terminal de extremo único. Cabos subterrâneos de alta tensão terminam diretamente na unidade sem continuar com o equipamento a jusante.

• Interno de comutação e fusão:Geralmente não inclui interruptores de isolamento de loop internos. A proteção contra sobrecorrente depende de fusíveis primários (como os fusíveis Bay-O-Net emparelhados com fusíveis de reserva que limitam a corrente).

• Pegada física e complexidade:Design de gabinete compacto, componentes internos mínimos, menor complexidade mecânica e terminação de cablagem direta.

Arquitetura de Alimentação de Loop

• Configuração do bushing:Equipado com 6 cascos de alta tensão (HV) dispostos em dois conjuntos(H_1A, H_2A, H_3A for Source A and H_1B, H_2B, H_3B for Source B).

• Topologia da alimentação:Topologia de cadeia de margaritas de duas extremidades. Permite que os cabos primários entrem, atravessem e saiam para alimentar unidades adjacentes, formando um sistema de distribuição de loop aberto ou fechado.

• Interno de comutação e fusão:Equipado com interruptores de seleção de interrupção de carga internos imersos em óleo (interruptores de 2 posições ou 4 posições:A-B-Ambos desligadosouV-lâmina/T-lâminaconfigurações). Isso permite a seccionalização, seleção de alimentação e isolamento localizado do transformador sem abrir o circuito principal de alimentação.

• Flexibilidade e adaptabilidade:Altamente versátil; um transformador de alimentação em loop pode operar facilmente em um sistema radial simplesmente colocando tampas protetoras no conjunto secundário de cascos(H_1B-H_3B).

  
  

  

2. Princípios de funcionamento e dinâmica do circuito

Lógica operacional de alimentação radial

• Entrega de energia ponto a ponto:A potência flui unidirecionalmente da subestação de distribuição para o nó do transformador.

• Redundância Zero:Falta de caminhos de energia alternativos. Qualquer falha de cabo a montante, falha do transformador ou manutenção programada resulta em uma interrupção para todas as cargas conectadas a essa filial específica.

• Manutenção & Restauração:As interrupções requerem solução manual de problemas, empalme de cabo ou substituição da unidade antes que o serviço possa ser restaurado. Nenhum bypass de comutação automatizado ou manual está disponível na unidade.

Lógica operacional de alimentação de loop

• Acesso de energia bidirecional:O transformador pode receber energia de dois alimentadores independentes ou duas extremidades de um loop de distribuição. O loop é geralmente operado em umconfiguração de loop aberto (com um ponto normalmente aberto em um transformador ou gabinete de interruptor de ponto médio designado).

• Seccionamento e isolamento de falha:Se ocorrer uma falha em um segmento de cabo:

1. O dispositivo de proteção upstream dispara para limpar a falha.

2. As equipes de manutenção operam os interruptores internos de 4 posições para isolar a seção de cabo danificada.

3. O ponto Normalmente Aberto é fechado para voltar a alimentar a energia da fonte de utilidade secundária, restaurando a energia para todos os nós sem falha em minutos.

• Operação Hot-Stick:Interruptores internos de interrupção de carga e conectores de cotovelo (cotovelos de interrupção de carga IEEE 386) permitem que os técnicos de linha realizem operações de interrupção em condições de carga usando hot-sticks isolados padrão.

3. Perfis de aplicação

4. Comparação detalhada da característica e do trade-off

Alimentação Radial

• Vantagens:

• Custo inicial mais baixo:Despesas de capital 15%-30% menores devido a menos caixas, ausência de interruptores internos de interrupção de carga e design simplificado do tanque.

• Sistema de proteção simplificado:Coordenação básica entre fusíveis primários do transformador e curvas de interruptor/reciclador da subestação; Nenhum risco de correntes circulantes em laço ou problemas de fluxo de potência inversa.

• Instalação e manutenção:O tamanho compacto do armário reduz os requisitos de pegada do pad; A terminação simples em 3 fases minimiza a congestião do cabo dentro do compartimento primário.

• Desvantagens:

• Ponto único de falha:Vulnerável a falhas de um único condutor ou cabo.

• Duração prolongada da interrupção:A manutenção requer desenergização completa do alimentador.

Alimentação Loop

• Vantagens:

• Alta continuidade operacional (redundância N-1):Minimiza o Índice Médio de Duração de Interrupção do Cliente (CAIDI), permitindo uma restauração rápida através da comutação de loop.

• Capacidade de seccionalização:Permite manutenção isolada em segmentos de cabo individuais ou transformadores sem perturbar clientes adjacentes no loop.

• Prova do futuro:Adapta-se facilmente a mudanças em topologias de rede ou necessidades de expansão.

• Desvantagens:

• Custo e complexidade mais elevados:O aumento da contagem de componentes (6 caixas, aparelhos internos de comutação, dimensões expandidas do gabinete) aumenta o custo unitário e o peso do envio.

• Riscos operacionais:Requer a estrita adesão às sequências de comutação. Operações de interruptor inadequadas em condições fechadas podem causar correntes circulantes, paradas graduales involuntárias ou coordenação inadequada da viagem do fusível.

5. Quadro de Seleção de Engenharia

Ao especificar entre transformadores de alimentação radial e de loop, avalie o projeto com base nos seguintes critérios de seleção:

1. Confiabilidade do sistema necessária (alvos SAIDI/SAIFI):SelecionarAlimentação Looppara cargas de missão crítica em que os custos de interrupção excedam o custo incremental do transformador.

2. Restrições orçamentais:SelecionarAlimentação Radialpara projetos com orçamento limitado com aplicações de fim de linha não críticas.

3. Infraestrutura da rede:Se o sistema de distribuição de serviços públicos é projetado em torno de um esquema de circuito subterrâneo,Alimentação Loopunidades são obrigatórias para manter a continuidade do loop, mesmo que a última unidade do loop opere com tampas sem saída.