Análise de falhas e métodos de resolução de problemas em transformadores

 

TransformersOs transformadores, como equipamentos essenciais em sistemas de energia, desempenham funções críticas, incluindo transformação de tensão, regulação de corrente e isolamento elétrico. Sua operação estável é fundamental para garantir a segurança e a eficiência das redes elétricas. As seções a seguir fornecem uma análise detalhada do gerenciamento da operação de transformadores, metodologias comuns de detecção de falhas e procedimentos de solução de problemas.

 

 

Procedimentos de preparação e inspeção para comissionamento de transformadores

 

Antes de colocar um transformador em funcionamento, é necessário realizar uma inspeção completa para verificar se ele está pronto para operar de forma otimizada:

 

Inspeção de Fixadores e Conexões: Realize uma inspeção minuciosa de todos os fixadores dentro e fora do transformador, especialmente em pontos de conexão críticos, como terminais de fiação e barramentos. Assegure-se de aplicar o torque correto durante o aperto para evitar danos à rosca e travamentos causados ​​por incompatibilidade de materiais entre parafusos e porcas.

 

Verificação da Instalação dos Componentes: Valide a reinstalação correta de todos os componentes desmontados durante o transporte ou a instalação, inspecione os dutos de refrigeração internos para verificar se estão livres de detritos e confirme a ausência de ferramentas residuais dentro da caixa do transformador.

 

Inspeção do dispositivo de controle de temperatura: Verifique se os cabos de controle dos controladores e indicadores de temperatura estão afastados das superfícies da bobina e de partes energizadas. Reajuste a fixação, se necessário, para evitar interferências.

 

Sistema de refrigeraçãoInspeção de Equipamentos Auxiliares: Verificar o funcionamento adequado dos ventiladores de refrigeração, dispositivos de controle de temperatura e sistemas auxiliares. Confirmar especificamente o sentido de rotação do ventilador para garantir que o fluxo de ar seja direcionado para cima a partir da base dos enrolamentos do transformador.

 

Testes de pré-comissionamento de transformadores

 

Para validar a conformidade com as especificações de projeto, os seguintes testes obrigatórios devem ser realizados antes do comissionamento do transformador:

 

Medição de resistência CC: Realize medições de resistência do enrolamento em todas as posições de derivação para verificar a conformidade com as especificações do projeto.

 

Medição da relação de tensão: Verifique a precisão detransformação de tensãoAs proporções e a confirmação da correção da designação do grupo vetorial são feitas por meio de verificações de polaridade e sequência de fase.

 

Teste de resistência de isolamento: Realize testes dielétricos entre o núcleo e as estruturas de fixação para verificar a integridade do isolamento.

 

Teste de resistência de isolamento do enrolamento: Meça a resistência de isolamento dos enrolamentos para verificar a conformidade com as normas de segurança elétrica.

 

Teste de resistência à frequência da rede elétrica: Para transformadores reparados em campo que retornam ao serviço, o teste de tensão de resistência dielétrica deve ser realizado a 80% do nível de tensão original de teste de fábrica, de acordo com os requisitos da norma IEC 60076-3, cláusula 10.

 

Precauções para a operação segura de transformadores

 

Inspeção do sistema de aterramento: Realizar uma inspeção rigorosa do sistema de aterramento após a instalação para verificar seu funcionamento seguro e confiável.

 

Barreiras de segurança: Transformadores sem proteção de invólucro devem ser equipados com barreiras de isolamento para evitar o contato direto com partes energizadas e mitigar os riscos de eletrocussão.

 

Operação por pessoal qualificado: A instalação, o comissionamento e a manutenção de transformadores devem ser realizados exclusivamente por profissionais certificados para garantir a conformidade com os padrões operacionais e os protocolos de segurança.

 

Precauções para colocar um transformador em funcionamento

 

Ativação do sistema de controle de temperatura: Antes de energizar, calibre e teste o controlador de temperatura ou a unidade de exibição de temperatura para verificar o funcionamento correto.

 

Procedimento de energização: Feche os disjuntores com o transformador em condição de circuito aberto. Acione o relé de proteção contra sobrecorrente instantânea durante a energização para mitigar os efeitos da corrente de pico.

 

Aumento gradual da carga: Após a entrada em operação, a carga deve ser aumentada gradualmente e monitorada quanto a quaisquer ruídos ou vibrações anormais para evitar aumentos repentinos de carga.

 

Protocolo de Mitigação da Umidade: Para transformadores desenergizados expostos à umidade ambiente superior a 80% UR.

 

Falhas comuns em transformadores e ações corretivas

 

Falha de superaquecimento: Isso inclui superaquecimento localizado e aumento excessivo da temperatura geral. Inspecione a carga, a corrente e as condições de dissipação de calor.

 

Falhas de descarga: Podem se manifestar como descarga parcial, descarga em arco ou descarga por faísca; normalmente associadas a problemas de isolamento.

 

Falha no isolamento: Como a ruptura do isolamento ou a degradação do seu desempenho; os materiais isolantes danificados devem ser inspecionados e substituídos imediatamente.

 

Outras falhas: incluindo ruído anormal, mau funcionamento da proteção, vazamento de óleo, etc.

 

Métodos de detecção de falhas:

 

Inspeção visual: Verifique a corrente de carga, alterações na cor do óleo e a aparência externa em busca de anormalidades (por exemplo, vazamento de óleo, descoloração).

 

Monitoramento auditivo: Ouça atentamente a presença de ruídos anormais durante o funcionamento (por exemplo, zumbidos irregulares, estalos ou chiados).

 

Medição elétrica: Meça a resistência CC trifásica e a resistência de isolamento para avaliar se os valores estão dentro da faixa normal.

 

 

Remediação de falhas no desempenho do isolamento

 

A diminuição do desempenho do isolamento é uma falha comum em transformadores, especialmente em ambientes úmidos. O teste de resistência de isolamento deve ser realizado em condições adequadas, com os seguintes valores padrão:

 

Alta tensão para baixa tensão e terra: ≥ 300 M Ω (10kV), ≥ 1000 M Ω (35kV).

Alta tensão para terra: ≥100 MΩ.

Para aterramento do núcleo/acessórios, consulte a documentação do fabricante.

 

Se um transformador apresentar entrada de umidade ou condensação (por exemplo, gotas visíveis nas superfícies de resina epóxi ou nos componentes do núcleo), a secagem imediata é necessária para restaurar a integridade do isolamento, independentemente do seu valor atual de resistência de isolamento.

 

 

Protocolo de Mitigação de Ruído Anormal em Transformadores

 

O funcionamento normal de um transformador produz um zumbido que varia de acordo com a carga. Se houver um ruído anormal, é necessária uma análise mais aprofundada.

 

Afrouxamento do núcleo: Produz ruídos de batida ou zumbido devido a lâminas soltas ou torque insuficiente dos parafusos.

 

Núcleo sem aterramento: Gera estalos sonoros de descarga devido ao acúmulo de eletricidade estática entre o núcleo e o tanque.

 

Defeitos de contato em interruptores: Causam ruídos ou estalos devido à formação de arcos elétricos em comutadores de derivação ou juntas de barramento.

 

Descarga do condutor/enrolamento: Emite estalos audíveis devido à ruptura do isolamento em regiões de alta tensão.

 

Buchas contaminadas: Provocam descarga corona sibilante devido ao acúmulo de óleo/partículas na superfície.

 

Solução de problemas de mau funcionamento do controle de temperatura

 

Falha ao ligar: Verifique a fonte de alimentação, os fusíveis, as conexões dos terminais e o estado do interruptor.

 

Sem exibição de temperatura: verifique a conexão e a resistência do sensor.

 

Desvio de temperatura: Verifique a instalação dos sensores e as fontes de interferência.

 

Falha na comunicação: Verifique a linha de comunicação e entre em contato com o suporte técnico do fornecedor.

 

Soluções para Mitigação do Desequilíbrio de Tensão Trifásica

 

O desequilíbrio de tensão trifásica é frequentemente causado por falhas de aterramento ou desequilíbrio de carga. As soluções incluem:

 

Aterramento multiponto para redução de perdas na linha neutra: Implemente o aterramento multiponto em redes de distribuição de baixa tensão para reduzir as perdas de potência na linha neutra, otimizando os caminhos de retorno da corrente e minimizando a impedância.

 

Transformador monofásico Implantação: Utilize transformadores monofásicos em áreas com predominância de cargas monofásicas (por exemplo, zonas residenciais) para isolar correntes desequilibradas e evitar interferências harmônicas.

 

Monitoramento e balanceamento de carga: Realizar medições periódicas de carga usando alicates amperímetros para quantificar os desvios de corrente entre as fases.

 

Tratamento para correção de variações de cor e controle de vazamentos em óleo

 

Escurecimento do óleo: O escurecimento do óleo (por exemplo, de âmbar para marrom/preto) indica absorção de umidade e degradação por oxidação, levando à redução da rigidez dielétrica e ao aumento da acidez. Substitua o óleo degradado imediatamente para evitar o envelhecimento acelerado do isolamento e possíveis falhas do equipamento.

 

Vazamento de óleo: Determine se a operação deve continuar e a manutenção deve ser agendada com base na situação do vazamento de óleo, ou se a operação deve ser interrompida imediatamente e o óleo deve ser reabastecido.

 

Em conclusão, a operação estável dos transformadores é a pedra angular da confiabilidade do sistema de energia. Por meio de inspeções meticulosas, diagnóstico e resolução de falhas ágeis e manutenção proativa, a vida útil dos transformadores pode ser efetivamente prolongada, as taxas de falha minimizadas e a segurança e eficiência dos sistemas de energia garantidas.