A definição de falhas em transformadores utilizada neste estudo se refere ao momento em que ocorre um evento súbito, cujo resultado é o desligamento do transformador através da atuação das proteções automáticas da subestação ou mesmo em eventos catastróficos onde nem mesmo as proteções têm condições de extinguir a falha.
Além da ocorrência de falhas há situações em que o transformador, mesmo em operação, apresenta condições anormais de funcionamento, tais como a evolução significativa dos níveis de gases combustíveis, o que motiva a intervenção para desligamento anteriormente à deflagração de uma falha. Trata-se da condição aqui referenciada como defeito.
A investigação de falhas e defeitos em transformadores de potência é uma tarefa que exige uma avaliação criteriosa de informações acerca de suas condições operacionais, ensaios específicos, inspeção interna e desmontagem da parte ativa.
A avaliação desses dados visa definir a causa raíz do problema ou, em casos onde não se dispõe de dados suficientes para tal, identificar as causas mais prováveis e excluir aquelas que não têm qualquer relação com o evento.
Este post apresenta dados considerados essenciais no sentido de se estabelecer um roteiro de identificação dos principais tipos de problemas em transformadores, baseado na análise de dados e dos danos efetivamente constatados por inspeção visual.
Coleta e análise de dados:
A avaliação de dados do contexto de funcionamento do transformador, histórico operacional e os motivos que levaram ao seu desligamento são informações importantes para o trabalho de investigação pretendido.
Assim, são relacionados a seguir documentos essenciais à etapa de coleta de dados e o que é possível identificar em cada um deles:
– diagrama unifilar da instalação em que o transformador se encontra: entendimento do contexto operacional do equipamento;
– histórico das análises físico-químicas e de gases dissolvidos no óleo isolante: identificação de suas condições de conservação, bem como do perfil de geração de gases;
– histórico da análise de furfuraldeído: identificar o estágio de deterioração dos materiais isolantes dos enrolamentos;
– histórico de carga do transformador: identificação de eventual operação em sobrecarga;
– registro recente de operações de energização / desenergização: avaliar as solicitações por eventuais sobretensões de manobra;
– histórico de manutenção de componentes (buchas, comutador sob carga, etc.), bem como dados relativos a intervenções feitas em campo ou em fábrica(eventuais rebobinamentos, desmontagens ou retrabalho de partes): dentificação das condições de conservação do transformador.
Em casos onde o equipamento é retirado de operação pela atuação de proteções ou mesmo em eventos catastróficos, além da documentação já listada, devem ser analisados:
– registro e oscilografia das proteções que atuaram no evento: entendimento do mecanismo de deflagração da falha;
– registro de contadores de descargas nos pára-raios de linha ligados ao transformador: identificação de eventuais sobretensões;
Testes elétricos importantes para evitar falhas em transformadores:
Exceto em caso de eventos catastróficos onde a realização de qualquer ensaio é inviável, devem ser executados testes com o transformador ainda em campo ou por ocasião do seu recebimento em oficina, dado que auxiliam no direcionamento da investigação a determinadas partes ou componentes do transformador.
São eles:
– Resistência ôhmica dos enrolamentos: indica as condições dos condutores das bobinas e contatos de comutadores.Esse tipo de ensaio requer a utilização de instrumentos capazes de medir precisamente valores de resistência, da ordem de poucos a frações de Ohms.
É importante ressaltar que a resistência varia de acordo com a temperatura, portanto, quando é feita a comparação dos resultados obtidos com os valores padrão deve-se aplicar fator de correção para não haver equívocos de interpretação;
– Relação de transformação: identifica eventual curto-circuito ou ruptura de condutores dos enrolamentos, bem como se houve abertura de circuito por conta da soltura de algum terminal ou conexão da parte ativa. O valor limite de desvio normalmente utilizado como referência para esse tipo de teste é o de até 0,5% em relação ao valor medido nos ensaios de aceitação em fábrica.
– Resistência de isolamento: identifica as condições do isolamento entre enrolamentos e partes aterradas, indicando eventual contato entre partes inicialmente isoladas.
Além dos ensaios citados, que podem ser executados com aparelhos relativamente simples e portáteis, há casos onde há a necessidade de utilização de técnicas mais específicas, como por exemplo o ensaio de tensão induzida com medição de descargas parciais.Trata-se de procedimento que pode ser empregado em grandes transformadores, cuja remoção para oficina demanda elevados custos de transporte.
Antes da execução desse tipo de ensaio deve-se avaliar eventuais limitações quanto aos níveis de tensão e potência exigidos para alimentação de determinados transformadores, os custos envolvidos na montagem do circuito de teste, e os níveis de interferência presentes em determinadas instalações.
Para esse tipo de ensaio a detecção do problema pode ser feita a partir de sensores acústicos instalados no transformador, medição do nível de descargas parciais através de instrumentos, análises dos níveis de gases combustíveis gerados no óleo isolante ou por ambos.
Posteriormente à coleta desses dados a próxima etapa engloba o trabalho de inspeção das partes internas do transformador, o que irá efetivamente permitir a identificação do problema.
Fonte do artigo: “Falha em Trafo” – Ricardo Bechara
