Monitoramento de transformadores imersos em óleo
Monitore pontos de superaquecimento nos enrolamentos, óleo isolante, gases dissolvidos, descargas parciais, nível de óleo, pressão, buchas, OLTC e condições de resfriamento para identificar anomalias em fase de desenvolvimento em transformadores a óleo.
Elabore uma configuração de monitoramento com base nos riscos reais relacionados à temperatura, ao isolamento e ao sistema de óleo de cada transformador.
Por que os transformadores imersos em óleo precisam de mais do que apenas monitoramento de temperatura
Os transformadores imersos em óleo dependem do desempenho combinado do enrolamento, do isolamento de papel impregnado em óleo, do óleo isolante, do sistema de resfriamento, dos acessórios do tanque, das buchas e do OLTC. Durante a operação contínua, esses sistemas podem ser afetados por tensões térmicas, tensões elétricas, envelhecimento do isolamento, deterioração do óleo, degradação do resfriamento, vazamentos, pressão interna anormal e atividade de descarga.
Uma temperatura normal do óleo não significa necessariamente que não haja pontos quentes no enrolamento, degradação do isolamento ou falhas internas em formação.
Uma abordagem abrangente de monitoramento on-line combina a temperatura dos enrolamentos, a temperatura do óleo, a análise de gases dissolvidos, descargas parciais, o nível de óleo, a pressão, as condições dos buchas, as condições do OLTC e o status do resfriamento para formar um panorama mais completo das condições do transformador.
Proteção do sistema de isolamento com papel impregnado em óleo
O óleo e o isolamento de celulose atuam em conjunto para proporcionar isolamento elétrico e controle térmico no interior de um transformador imerso em óleo. Com o passar do tempo, a temperatura excessiva, o superaquecimento local, a umidade, o estresse elétrico, a oxidação e a atividade de descarga podem afetar esse sistema.
Anomalias térmicas e elétricas podem acelerar o envelhecimento do isolamento antes que sintomas externos evidentes apareçam.
- Monitoramento direto da temperatura do enrolamento
- Análise de gases dissolvidos (DGA)
- Monitoramento de descargas parciais
- Monitoramento das condições do óleo
Monitoramento de pontos críticos em enrolamentos diretos
A temperatura do óleo na parte superior reflete o estado térmico geral do transformador, mas pode não representar totalmente os pontos de superaquecimento localizados nos enrolamentos que podem surgir sob carga pesada, aquecimento localizado, desequilíbrio no resfriamento ou distribuição térmica irregular.
A temperatura do óleo na parte superior reflete a condição térmica geral, enquanto o monitoramento direto de pontos quentes no enrolamento fornece informações de locais internos críticos.
- Condições de carga pesada
- Aquecimento localizado
- Desequilíbrio no resfriamento
- Risco de envelhecimento acelerado do isolamento
Monitoramento de gases dissolvidos para o desenvolvimento de falhas internas
O óleo de transformador pode conter evidências químicas do surgimento de falhas internas. As aplicações de monitoramento abrangem superaquecimento interno, formação de arco elétrico, atividade de descarga, decomposição do isolamento e tendências de desenvolvimento de falhas.
A análise de gases dissolvidos (DGA) é particularmente valiosa para transformadores imersos em óleo, pois alterações nos gases dissolvidos podem fornecer indícios do surgimento de anomalias térmicas e elétricas no interior do transformador.
Monitoramento de descargas parciais e do estado do isolamento
O isolamento com papel impregnado em óleo, os enrolamentos, os cabos internos e outras estruturas de isolamento de alta tensão podem apresentar defeitos localizados. O monitoramento de descargas parciais pode ajudar a identificar defeitos de isolamento em desenvolvimento, acompanhar a atividade de descarga, observar tendências de condição, auxiliar na priorização da manutenção e fornecer evidências adicionais, juntamente com o monitoramento de gases de decomposição (DGA) e de temperatura.
Monitoramento da temperatura, do nível e da pressão do óleo
A temperatura, o nível e a pressão do óleo não são medições acessórias isoladas. Juntas, elas fornecem informações úteis sobre as condições de funcionamento do sistema de óleo e do tanque do transformador.
Temperatura do óleo
- Condição térmica geral
- Eficácia do resfriamento
- Aumento anormal da temperatura
Nível de óleo
- Vazamento de óleo
- Indicação de vazamento
- Alterações anormais nos níveis
Pressão
- Pressão interna anormal
- Condição de operação do tanque
- Anomalias relacionadas à pressão
O Sistema de Monitoramento de Temperatura, Nível e Pressão do Óleo do Transformador integra essas medições para auxiliar na avaliação das condições térmicas, do estado do sistema de óleo e de anomalias relacionadas à pressão.
Monitoramento do desempenho do resfriamento
A confiabilidade térmica do transformador também depende do funcionamento adequado do sistema de resfriamento, que inclui ventiladores de resfriamento, bombas de óleo, radiadores, estágios de resfriamento, temperatura do óleo na parte superior e o comportamento da carga em função da temperatura.
Deterioração do sistema de resfriamento → redução da dissipação de calor → aumento da temperatura do óleo/do enrolamento → aumento da tensão térmica no isolamento.
Monitoramento de acessórios essenciais de transformadores
As buchas e os OLTCs são componentes essenciais cuja deterioração pode afetar a confiabilidade do transformador, mesmo quando as condições do enrolamento e do óleo parecem normais.
Monitoramento de buchas de transformadores
- Deterioração do isolamento
- Comportamento dielétrico anormal
- Anomalias na corrente de fuga
- Problemas crescentes com as buchas
Monitoramento do comutador de derivações em carga
- Operação de comutação
- Condição de contato
- Mecanismo de acionamento
- Anomalias mecânicas e elétricas
- Tendências operacionais
O que os diferentes sinais de monitoramento podem indicar?
| Condição observada | Possível preocupação | Monitoramento Útil |
|---|---|---|
| Aumento da temperatura do enrolamento | Pode estar associado a sobrecarga, aquecimento localizado ou um problema de resfriamento | Monitoramento de pontos críticos de enrolamento |
| Temperatura anormal do óleo na parte superior | Pode indicar aumento da carga térmica ou redução do desempenho de resfriamento | Monitoramento da temperatura do óleo e do sistema de refrigeração |
| Tendência anormal dos gases dissolvidos | Pode indicar uma falha térmica ou elétrica em desenvolvimento | DGA |
| Aumento da atividade de descargas parciais | Pode indicar um defeito no isolamento em fase de desenvolvimento | Monitoramento de descargas parciais |
| Queda ou nível anormal de óleo | Pode estar associado à perda de óleo, vazamento ou a uma condição anormal do sistema de óleo | Monitoramento do nível de óleo |
| Pressão anormal | Pode indicar uma condição anormal do tanque ou do funcionamento interno | Monitoramento de pressão |
| Anomalia no equipamento de refrigeração | Pode levar a uma dissipação de calor reduzida | Resfriamento + monitoramento de temperatura |
| Anomalia na bucha | Pode indicar o início de deterioração do isolamento | Monitoramento de buchas |
| Anomalia operacional do OLTC | Pode indicar um problema mecânico ou elétrico | Monitoramento do OLTC |
Esses sinais servem para auxiliar na avaliação e na definição de prioridades de manutenção, em vez de fornecerem, por si só, um diagnóstico definitivo.
Monitoramento de transformadores imersos em óleo novos e existentes
Novos projetos de transformadores
As funções de monitoramento podem ser planejadas durante o projeto, a fabricação ou o comissionamento do transformador.
- Detecção de pontos quentes no enrolamento embutido
- DGA
- Descarga parcial
- Monitoramento de buchas
- Monitoramento do OLTC
- Temperatura / nível / pressão do óleo
- Monitoramento do resfriamento
- Integração com o SCADA
O monitoramento pode ser incorporado ao projeto do transformador antes do comissionamento.
Modernização de transformadores existentes
Os transformadores imersos em óleo já existentes podem, muitas vezes, ser atualizados com funções adicionais de monitoramento, de acordo com os equipamentos instalados e as interfaces disponíveis.
- Integração de sensores existentes
- Monitoramento adicional da temperatura
- Modernização do DGA
- Monitoramento da DP
- Monitoramento do nível e da pressão do óleo
- Monitoramento de buchas
- Monitoramento do OLTC
- Monitoramento do status do resfriamento
- Integração de comunicações
Os projetos de modernização não exigem necessariamente a substituição de toda a infraestrutura de monitoramento existente, dependendo dos equipamentos disponíveis e das condições do projeto.
Não sabe quais parâmetros precisam de monitoramento contínuo?
Informe-nos o tipo do seu transformador, a potência nominal, os sensores existentes, o equipamento de monitoramento atual e as condições que você deseja monitorar. Podemos ajudá-lo a identificar uma configuração de monitoramento adequada para o seu projeto.
Opte pelo monitoramento com base no risco do transformador, e não por um pacote fixo
Foco no Risco Térmico
Preocupações comuns: alta carga, aumento de temperatura, desempenho do resfriamento. Monitoramento relevante: pontos quentes no enrolamento, temperatura do óleo, sistema de resfriamento.
Foco em falhas internas
Problemas comuns: transformador envelhecido, anomalias anteriores, problemas de isolamento, serviço crítico. Monitoramento relevante: DGA, descarga parcial, temperatura.
Monitoramento Abrangente de Condições
Preocupações comuns: transformador de potência crítica, ativo de alto valor, operação remota/autônoma, exigência de maior confiabilidade. Monitoramento potencial: temperatura dos enrolamentos, DGA, PD, buchas, OLTC, temperatura/nível/pressão do óleo, resfriamento.
Esses são exemplos de configuração, e não pacotes fixos. A configuração final de monitoramento deve ser selecionada de acordo com as condições do transformador, o nível de criticidade, a instrumentação existente e os objetivos do projeto.
De sensores de transformadores ao SCADA
As funções de monitoramento podem ser integradas de acordo com os sensores existentes, os dispositivos instalados, as condições do transformador e a arquitetura do sistema de controle do cliente.
Sistemas de monitoramento recomendados para transformadores imersos em óleo
Selecione as funções de monitoramento de acordo com a condição térmica do transformador, o risco de isolamento, o sistema de óleo, os componentes críticos e a infraestrutura de monitoramento existente.
Sistema de monitoramento de pontos quentes nos enrolamentos de transformadores
Monitoramento direto de pontos críticos de aquecimento nos enrolamentos dentro de transformadores imersos em óleo, para auxiliar na avaliação térmica, nas decisões relativas à carga e na avaliação da vida útil do isolamento.
Sistema de monitoramento de temperatura, nível e pressão do óleo de transformador
Monitoramento integrado da temperatura, do nível e da pressão do óleo do transformador para auxiliar na avaliação das condições térmicas, do estado do sistema de óleo e de anomalias relacionadas à pressão.
Sistema de monitoramento online de DGA
Monitoramento contínuo das tendências dos gases dissolvidos no óleo de transformador para ajudar a identificar anomalias térmicas e elétricas em fase de desenvolvimento.
Sistema de monitoramento on-line de descargas parciais em transformadores
Monitoramento on-line da atividade de descargas parciais para auxiliar na detecção de defeitos incipientes no isolamento e apoiar a avaliação do isolamento do transformador.
Sistema de monitoramento de buchas de transformadores
Monitoramento de condições de buchas críticas de transformadores para auxiliar na identificação de anomalias elétricas e de isolamento em fase inicial.
Sistema de Monitoramento Online OLTC
Monitoramento contínuo das condições de operação do comutador de derivação em carga para ajudar a identificar anomalias mecânicas e elétricas em fase inicial.
Como selecionar uma configuração de monitoramento para um transformador imerso em óleo
A seleção deve ser orientada por fatores como:
- Tipo de transformador
- Potência nominal do transformador
- Nível de tensão
- Idade e histórico de operação
- Criticidade dos ativos
- Condição de carga
- Sensores existentes
- Equipamentos de monitoramento existentes
- Pontos de risco conhecidos
- Parâmetros de monitoramento obrigatórios
- Sistema SCADA / sistema de controle existente
- Projeto de construção nova ou de reforma
- Estratégia de manutenção
O sistema de monitoramento mais eficaz não é necessariamente aquele com o maior número de sensores, mas aquele configurado de acordo com os riscos reais do transformador e os objetivos de manutenção.
Perguntas frequentes sobre o monitoramento de transformadores imersos em óleo
O que deve ser monitorado em um transformador imerso em óleo?
Dependendo da importância e do estado do transformador, o monitoramento pode abranger pontos quentes nos enrolamentos, isolamento de óleo e papel, gases dissolvidos, descargas parciais, temperatura do óleo, nível do óleo, pressão, estado dos buchas, estado do OLTC e status do sistema de resfriamento.
A temperatura do óleo na parte superior é suficiente para monitorar as condições térmicas do transformador?
A temperatura do óleo na parte superior reflete a condição térmica geral, mas pode não representar totalmente os pontos quentes localizados no enrolamento. O monitoramento direto dos pontos quentes no enrolamento fornece informações adicionais provenientes de locais internos críticos.
Por que o monitoramento de pontos críticos de aquecimento no enrolamento é importante?
O aquecimento localizado sob cargas pesadas ou um desequilíbrio no resfriamento pode acelerar o envelhecimento do isolamento em pontos específicos que a temperatura do óleo na parte superior, por si só, não reflete totalmente.
Por que o DGA é particularmente útil para transformadores imersos em óleo?
O óleo do transformador pode conter indícios químicos de falhas internas em desenvolvimento; portanto, o acompanhamento das tendências dos gases dissolvidos pode fornecer indícios de anomalias térmicas e elétricas em desenvolvimento no interior do transformador.
Qual é a diferença entre o DGA e o monitoramento de descargas parciais?
O DGA monitora os gases associados a falhas dissolvidos no óleo do transformador, enquanto o monitoramento de descargas parciais monitora a atividade de descargas elétricas diretamente no sistema de isolamento. Os dois métodos fornecem evidências diferentes e costumam ser utilizados em conjunto.
Por que o nível e a pressão do óleo do transformador devem ser monitorados?
O nível e a pressão do óleo podem ajudar a identificar perda de óleo, indícios de vazamento, variações anormais no nível e condições anormais de operação do tanque.
É possível equipar um transformador imerso em óleo já existente com um sistema de monitoramento em tempo real?
Em muitos casos, sim. Os projetos de modernização não exigem necessariamente a substituição de toda a infraestrutura de monitoramento existente, dependendo dos equipamentos disponíveis e das condições do projeto.
Os sensores de transformador já existentes podem ser integrados a um novo sistema de monitoramento?
Os sensores existentes podem, muitas vezes, ser integrados, dependendo do tipo de sinal, dos dispositivos instalados e das interfaces disponíveis.
Os dados de monitoramento do transformador podem ser conectados ao SCADA?
Sim. As funções de monitoramento podem ser integradas ao SCADA, ao centro de controle ou a plataformas de monitoramento remoto por meio de uma camada de comunicação e gateway.
Todos os transformadores imersos em óleo precisam de monitoramento de DGA, PD, buchas e OLTC?
Não. A configuração final do monitoramento deve ser selecionada de acordo com as condições do transformador, sua importância, a instrumentação existente e os objetivos do projeto, e não com base em um pacote fixo.
Como devem ser selecionadas as funções de monitoramento para um transformador já instalado?
Leve em consideração o tipo do transformador, sua classificação técnica, idade e histórico operacional, a importância do ativo, as condições de carga, os sensores e equipamentos de monitoramento existentes, os pontos de risco conhecidos, os parâmetros de monitoramento necessários, o sistema SCADA/sistema de controle existente e a estratégia de manutenção.
Está planejando um novo projeto de transformador ou de modernização?
Envie-nos o tipo do seu transformador, a potência nominal, a instrumentação existente, os requisitos de monitoramento e as necessidades de integração do sistema. Podemos ajudar a identificar pontos de monitoramento adequados e desenvolver uma arquitetura de monitoramento com base nos requisitos reais do seu projeto.
