Transformadores a óleo são muito utilizados em subestações de média e alta tensão por ter um bom custo-benefício. Por ser um dos principais elementos de uma subestação, devemos realizar muitos ensaios para garantir que o equipamento está em condições operativas adequadas.
Na isolação desses transformadores utiliza-se bastante o óleo do tipo mineral. Através da análise do óleo isolante pode ser detectado a presença de certos gases e componentes que podem levar a um indicativo de falha ou defeito interno no transformador. Neste artigo iremos falar sobre os gases produzidos e os tipos de falhas internas mais comuns em transformadores a óleo.
Materiais Isolantes de um Transformador a Óleo
Os transformadores a óleo utilizam papeis compostos por um grande número de anéis de glicose anidra e frágeis ligações glicosídicas que são termicamente menos estáveis que o óleo mineral, sendo utilizado na isolação dos enrolamentos.
Os óleos minerais são uma mistura de vários hidrocarbonetos interligados través da ligação molecular carbono-carbono, localizado entre o núcleo e bobinas com a carcaça metálica do transformador.
Gases produzidos por defeitos
No óleo isolante há a presença de diversas substâncias e gases dissolvidos que sofrem reações e interações entre si devido ao ambiente enclausurado e com temperaturas elevadas. A partir da análise de concentração de certos gases presentes no óleo consegue se obter um registro de possíveis eventos que ocorreram ao longo do período de operação do transformador.
1. A presença de são indicativos de carbonização dos papeis isolantes
2. presença de dissolvidos no óleo é um forte indicativo de contaminação do óleo pelo ar atmosférico
3. presença de etileno, etano e acetileno é um forte indicativo de algum tipo de descarga ou centelhamento interno no transformador.
Defeitos em transformadores a óleo
Segundo a ABNT NBR 7274 define como a classificação das falhas em transformadores a óleo como:
- Descargas parciais (DP) do tipo plasma frio (efeito corona), resultando em possível cera X depositada no isolamento celulósico ou do tipo centelhamento, induzindo perfurações carbonizadas no papel, que podem não ser facilmente visualizadas.
- Centelhamento (C1) ocorre entre partes metálicas na forma de ruptura dielétrica de alta densidade de ionização.
- Descargas de baixa energia (D1), em óleo e/ou papel, evidenciada pela larga carbonização perfurante através do papel, carbonização da superfície do papel (trilha) ou partículas de carvão no óleo (como na operação de mudança de tap do comutador).
- Descargas de alta energia (D2), em óleo e/ou papel, com potência evidenciada pela extensiva destruição e carbonização do papel, fusão do metal, extensiva carbonização do óleo e, em alguns casos, atuação da proteção do equipamento, confirmando a alta corrente.
- Sobreaquecimento, no óleo e/ou papel, abaixo de 300 °C, o papel torna-se escurecido (T1).
- Acima de 300 °C, o papel apresenta-se carbonizado (T2)
- Sobreaquecimento de temperatura acima de 700 °C (T3), há evidencias de carbonização do óleo, coloração do metal (800°C) ou fusão do metal (>1000°C).
Analise dos resultados obtidos pelas amostras de óleo
Para uma boa leitura da analise iremos citar 3 dos principais métodos mais utilizados para uma boa leitura e interpretação.
1. Método de Rogers
Este método plota um gráfico tridimensional com os valores dos vértices em acetileno/etileno, etileno/etano e metano/hidrogênio.
2. Triangulo de Duval
Este método plota 3 triângulos com cada aresta representando a porcentagem de concentração das substancias metano, acetileno, etano, etileno e hidrogênio.
3. Pentagonal
Este método consiste em representar em seus vértices 40% da concentração dos gases metano, acetileno, etano, etileno e hidrogênio, hachurando a área do gráfico e evidenciando cada possível defeito no transformador.
Conclusão
A interpretação da análise cromatográfica do óleo é primordial para um profissional que atua na área de sistemas elétricos de potência. Este método identifica defeitos que podem gerar acidentes em subestações além de aumentar a vida útil do transformador.
Você já interpretou os resultados da análise cromatográfica através de algum destes métodos? Deixe nos comentários suas dúvidas!
Referências Bibliográficas:
ABNT NBR 7274 – Interpretação da análise dos gases de transformadores em serviço
GE Power Monitoramento e Diagnóstico Transformadores de Potência 2019 Marcos Carreras
Um abraço e até a próxima,
Equipe Mesh Engenharia
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