Histórico do projeto

Três sistemas de transformadores retificadores de alta eficiência foram implantados em uma planta de eletrólise industrial na República Democrática do Congo (RDC). Projetados para alimentar vários processos eletrolíticos, esses sistemas garantem o fornecimento confiável de energia CC com controle preciso de tensão, essencial para manter operações eletroquímicas consistentes em um ambiente exigente.

Principais especificações

• ​Classificação do transformadorTensão primária: 700kVA, 15kV.
• ​Saída CC: Tensão ajustável de 0-56V, corrente CC de 10kA por unidade.
• ​Aplicativo: Processo de eletrólise.
• ​Quantidade: 3 sistemas completos (capacidade de operação paralela).

Sistema de retificação e controle de tensão

​Método de retificação:

Retificação por tiristor (SCR) de 12 pulsos: Obtido por meio de configurações de ponte dupla de 6 pulsos com enrolamentos de transformador com mudança de fase (deslocamento de 30°), reduzindo a distorção harmônica de entrada e aumentando a compatibilidade com a rede.

​Ajuste de tensão:

• ​Ajuste grosseiro: Comutador de derivação em carga (OLTC) integrado em cada transformador para regulação gradual da tensão de ±10%.
• ​Ajuste fino: O controle de ângulo de fase do tiristor permite o ajuste contínuo da tensão CC de 0% a 100% de Udn (potência nominal).
• ​Controle de faixa completa: Os sistemas combinados OLTC e SCR oferecem ajuste contínuo da saída 0-100%, ideal para requisitos de processos dinâmicos.

Principais recursos

• Mitigação de harmônicos: O design de 12 pulsos limita a distorção harmônica total (THD) a <10%, em conformidade com os padrões IEEE 519.
• ​Controle de precisão: A regulagem híbrida garante a estabilidade da tensão de ±0,75% sob flutuações de carga.
• ​Construção robusta: Os transformadores apresentam isolamento Classe H e resfriamento FOA (óleo e ar forçados) para suportar o clima tropical da RDC (temperaturas ambientes de até 50°C).
• ​Escalabilidade: A operação paralela de três unidades permite a distribuição flexível de energia em várias linhas eletrolíticas.
• ​Proteção: As proteções de várias camadas incluem detecção de sobrecorrente, sobretemperatura e falha de arco por meio de monitoramento baseado em PLC.

Benefícios operacionais

1. ​Alta eficiência: Eficiência do sistema ≥97,5% em carga total, minimizando o desperdício de energia.
2. ​Adaptabilidade do processo: O ajuste de tensão em tempo real acomoda condições variáveis de eletrólitos e demandas de produção.
3. ​Redundância: A configuração de três unidades garante uma operação ininterrupta; uma unidade pode ser mantida enquanto as outras mantêm a produção.
4. ​Durabilidade: Os gabinetes resistentes à corrosão (classificação IP54) protegem contra poeira e umidade predominantes em regiões equatoriais.

Conclusão

Esse sistema de transformador retificador de 12 pulsos, que combina as tecnologias OLTC e tiristor, oferece uma solução de energia CC robusta e dimensionável para o setor de eletrólise da RDC. A instalação em três unidades aumenta a flexibilidade operacional, a redundância e o controle de processos, enquanto o projeto prioriza a confiabilidade em condições ambientais adversas. Ao integrar a supressão de harmônicos, a regulagem de precisão e a resiliência climática, o sistema atende aos padrões de desempenho industrial e aos desafios operacionais regionais.