Monitoramento do isolamento de transformadores
Monitore o surgimento de anomalias no isolamento dos transformadores, combinando dados sobre descargas parciais, gás dissolvido, condição das buchas e informações térmicas relevantes.
Elabore uma estratégia de monitoramento de isolamento com base no tipo de transformador, na estrutura do isolamento, na criticidade do ativo e nos mecanismos de falha que precisam ser observados.
Por que o estado do isolamento do transformador é importante
O isolamento do transformador fica exposto a uma combinação de tensões ao longo de sua vida útil:
- ●Estresse elétrico
- ●Estresse térmico
- ●Tensão mecânica
- ●Umidade
- ●Envelhecimento
- ●Contaminação
- ●Atividade de descarga
- ●Condições de operação anormais
A deterioração do isolamento pode ocorrer gradualmente antes que uma falha grave no transformador se torne visível externamente.
Nenhuma medição isolada é capaz de descrever completamente o estado do isolamento do transformador. A avaliação deve levar em consideração, de forma integrada, a atividade de descargas parciais, os gases de falha dissolvidos, as condições das buchas, as condições térmicas e o histórico de operação — veja o panorama completo em Monitoramento de transformadores.
Quais partes do sistema de isolamento do transformador devem ser levadas em consideração?
- ●Isolamento de enrolamentos — isolamento entre os condutores do enrolamento, as espiras e as seções do enrolamento.
- ●Isolamento principal — isolamento entre os enrolamentos, o núcleo, o tanque e outras estruturas de alta tensão.
- ●Contatos e conexões internas — conexões internas de alta tensão e regiões de transição.
- ●Buchas — a interface de isolamento entre o transformador e a rede elétrica externa.
- ●Isolamento com papel impregnado em óleo — no que se refere aos transformadores imersos em óleo, nos quais o óleo isolante e o isolamento de celulose atuam em conjunto.
- ●Isolamento sólido do tipo seco — aplicável a transformadores do tipo seco, nos quais o isolamento sólido e as condições térmicas são especialmente importantes.
A estrutura de isolamento e os métodos de monitoramento relevantes variam de acordo com os modelos de transformadores — consulte Monitoramento de transformadores imersos em óleo e Monitoramento da temperatura de transformadores do tipo seco.
A descarga parcial como um sinal de alerta precoce de problemas no isolamento
A atividade de descarga parcial pode estar associada a defeitos localizados no isolamento ou a tensões elétricas nas estruturas de isolamento de alta tensão.
- ●Detectar a atividade de descarga em desenvolvimento
- ●Observe as mudanças ao longo do tempo
- ●Comparar tendências anormais
- ●Avaliação do estado do isolamento das estruturas de suporte
- ●Ajude a definir as prioridades para novas inspeções
O monitoramento de descargas parciais fornece evidências importantes, mas os dados de descargas parciais devem ser interpretados em conjunto com o projeto do transformador, as condições de operação e outras informações sobre o estado do equipamento.
Análise de gases dissolvidos para avaliação do isolamento interno
No caso de transformadores imersos em óleo, as variações nos gases dissolvidos podem fornecer evidências químicas do surgimento de anomalias térmicas ou elétricas.
- ●Descarga elétrica
- ●Superaquecimento interno
- ●Decomposição do isolamento
- ●Tendências de evolução das falhas
A DGA e o monitoramento de descargas parciais observam diferentes aspectos do estado do transformador e podem fornecer evidências complementares.
Monitoramento do estado do isolamento das buchas
As buchas de transformador são componentes essenciais de isolamento de alta tensão que conectam o sistema elétrico interno do transformador à rede externa.
- ●Deterioração do isolamento
- ●Comportamento dielétrico anormal
- ●Alterações relacionadas à capacitância
- ●Anomalias na corrente de fuga
- ●Evolução das alterações no estado das buchas
O estado das buchas deve ser avaliado separadamente do isolamento interno do enrolamento, pois um transformador pode apresentar um problema nas buchas mesmo quando os demais indicadores do transformador parecem estar normais.
Como o estresse térmico afeta o isolamento do transformador
O estresse térmico pode acelerar o envelhecimento do isolamento e, portanto, deve ser considerado como parte de uma avaliação mais ampla das condições do isolamento.
- ●Superaquecimento persistente do enrolamento
- ●Pontos turísticos locais
- ●Degradação por resfriamento
- ●Carga elevada
- ●Ciclos térmicos repetidos
Veja Monitoramento de pontos quentes nos enrolamentos de transformadores e Monitoramento da temperatura do transformador para a parte de medição direta das condições térmicas.
Por que o monitoramento de isolamento deve combinar vários sinais
| Provas de condição | O que isso pode ajudar a revelar | Monitoramento relevante |
|---|---|---|
| Atividade de descarga parcial | Possíveis defeitos localizados no isolamento elétrico | Monitoramento de descargas parciais |
| Tendência anormal dos gases dissolvidos | Possível falha térmica ou elétrica em transformadores a óleo | DGA |
| Alteração no estado da bucha | Possível deterioração do isolamento da bucha | Monitoramento de buchas |
| Ponto de aquecimento persistente no enrolamento | Estresse térmico que pode acelerar o envelhecimento do isolamento | Monitoramento da temperatura do enrolamento |
| Tendência recorrente de temperatura anormal | Possível condição de resfriamento ou estresse térmico que requer avaliação adicional | Monitoramento de temperatura |
O valor do monitoramento do isolamento de transformadores reside na correlação de evidências relevantes, em vez de se basear em uma única medição.
Monitoramento de PD, DGA e buchas — Qual é a diferença?
Monitoramento de descargas parciais
Atividade de descarga elétrica dentro ou ao redor de estruturas de isolamento.
DGA
Evidências químicas do surgimento de anomalias térmicas e elétricas no óleo de transformador.
Monitoramento de buchas
Condição do isolamento do buchão de alta tensão em situação crítica.
Esses métodos de monitoramento são complementares, pois observam diferentes partes ou manifestações do estado do isolamento do transformador.
Monitoramento on-line e testes periódicos de isolamento
Testes periódicos
- ●Inspeção programada detalhada
- ●Testes de diagnóstico offline
- ●Verificação de manutenção
- ●Testes em laboratório / em campo
Monitoramento on-line
- ●Visibilidade contínua das tendências
- ●Detecção de mudanças nas condições entre as inspeções
- ●Supervisão remota
- ●Identificação precoce de anomalias em desenvolvimento
O monitoramento on-line não substitui todos os testes periódicos dos transformadores. Ele fornece informações contínuas sobre o estado dos transformadores entre as inspeções programadas.
Monitoramento de isolamento em aplicações com transformadores
Transformadores de potência
Avaliação abrangente do estado do isolamento de transformadores críticos de alto valor.
Monitoramento de transformadores de potência →
Transformadores imersos em óleo
Combinar as informações de PD, DGA, buchas e temperatura para a avaliação do estado de transformadores a óleo.
Monitoramento de transformadores imersos em óleo →
Transformadores de subestação
Monitoramento contínuo do isolamento crítico dos transformadores nas subestações.
Monitoramento de transformadores em subestações →
Monitoramento de pontos quentes nos enrolamentos de transformadores
Monitore o estresse térmico que possa contribuir para o envelhecimento do isolamento.
Monitoramento de pontos críticos de enrolamento →Planejamento do monitoramento do isolamento para transformadores novos e existentes
Novos projetos de transformadores
- ●Disposições relativas ao monitoramento da DP
- ●Sensor de temperatura integrado
- ●Monitoramento de buchas
- ●DGA para transformadores a óleo
- ●Arquitetura de monitoramento
- ●Integração com o SCADA
Os pontos de monitoramento e as interfaces podem ser considerados durante o projeto e o comissionamento do transformador.
Modernização de transformadores existentes
- ●Monitoramento online do PD
- ●Modernização do DGA
- ●Monitoramento de buchas
- ●Integração de sensores existentes
- ●Integração do monitoramento de temperatura
- ●Aquisição remota de dados
A configuração de monitoramento disponível depende do tipo de construção do transformador, da instrumentação existente e dos pontos de instalação acessíveis.
Dos sinais de condição do isolamento aos dados de monitoramento
Veja Monitoramento de transformadores para obter uma visão completa do monitoramento de um ativo.
Produtos recomendados para monitoramento do isolamento de transformadores
Três produtos principais relacionados ao monitoramento do estado do isolamento — sem produtos não relacionados incluídos apenas para preencher espaço.
Sistema de monitoramento on-line de descargas parciais em transformadores
Para o monitoramento contínuo da atividade de descargas parciais associada ao desenvolvimento de anomalias no isolamento do transformador.
Sistema de monitoramento online de análise de gases dissolvidos (DGA)
Para monitorar as tendências dos gases dissolvidos, que podem fornecer indícios do surgimento de falhas térmicas e elétricas em transformadores a óleo.
Sistema de monitoramento de buchas de transformadores
Para monitorar alterações nas condições dos buchas de alta tensão de transformadores críticos.
Soluções relacionadas para monitoramento de transformadores
Monitoramento de descargas parciais
Indícios elétricos do surgimento de defeitos localizados no isolamento.
Análise de gás dissolvido
Indícios químicos de anomalias térmicas e elétricas em desenvolvimento.
Monitoramento de buchas
Condição do isolamento do buchão de alta tensão em situação crítica.
Monitoramento de transformadores
O panorama completo — temperatura, DGA, PD, buchas e muito mais, tudo junto.
Que informações nos ajudam a recomendar uma configuração de monitoramento de isolamento?
Informações sobre o transformador
- ●Tipo de transformador
- ●Potência nominal
- ●Nível de tensão
- ●Idade / histórico de operação
Informações sobre a condição atual
- ●Resultados anteriores do PD
- ●História da DGA
- ●Informações sobre o teste de buchas
- ●Anomalias de temperatura
- ●Problemas conhecidos relacionados ao isolamento
Requisito de monitoramento
- ●Novo projeto ou reforma
- ●Funções de monitoramento obrigatórias
- ●Sensores existentes
- ●Equipamentos de monitoramento existentes
- ●Requisito de monitoramento remoto
Relatórios de teste disponíveis, desenhos do transformador ou informações de monitoramento existentes podem ajudar a avaliar as opções adequadas de monitoramento.
Quando se deve considerar o monitoramento online do isolamento?
Perguntas frequentes
O que abrange o monitoramento do isolamento de transformadores?
Normalmente, combina informações sobre descargas parciais, gás dissolvido, condição dos buchas e dados térmicos relevantes, selecionados de acordo com o tipo de transformador e os requisitos do projeto.
Quais são as principais causas da deterioração do isolamento dos transformadores?
Estresse elétrico, estresse térmico, estresse mecânico, umidade, envelhecimento, contaminação e condições anormais de operação podem, com o tempo, contribuir para isso.
O monitoramento de descargas parciais pode detectar problemas de isolamento?
O monitoramento de PD pode ajudar a identificar atividades de descarga em desenvolvimento e auxiliar na avaliação das condições do isolamento, mas deve ser interpretado em conjunto com outras informações sobre o estado do equipamento, em vez de ser utilizado como um diagnóstico isolado.
Qual é a diferença entre o monitoramento de descargas parciais e a análise de gases residuais (DGA)?
O monitoramento de descargas parciais (PD) observa diretamente a atividade de descargas elétricas no sistema de isolamento, enquanto a análise de gases de falha (DGA) rastreia os gases relacionados a falhas dissolvidos no óleo do transformador — são evidências diferentes, frequentemente utilizadas em conjunto.
Por que as buchas dos transformadores devem ser monitoradas separadamente?
Um transformador pode apresentar um problema na bucha mesmo quando os demais indicadores do transformador parecem estar normais; portanto, o estado da bucha requer um monitoramento específico.
Como a temperatura dos enrolamentos afeta a vida útil do isolamento do transformador?
O superaquecimento persistente e os ciclos térmicos podem acelerar o envelhecimento do isolamento; é por isso que o estresse térmico é considerado parte de uma avaliação mais ampla das condições do isolamento.
É possível utilizar o PD, o DGA e o monitoramento de buchas em conjunto?
Sim — combinar esses sinais costuma ser mais informativo do que basear-se em uma única medição, já que cada um deles observa um aspecto diferente do estado do isolamento.
Os transformadores existentes podem ser adaptados para monitoramento de isolamento em operação?
Em muitos casos, sim, embora a configuração disponível dependa da construção do transformador, da instrumentação existente e dos pontos de instalação acessíveis.
O monitoramento online do isolamento substitui os testes periódicos do transformador?
Não — o monitoramento on-line fornece informações contínuas sobre o estado do equipamento entre as inspeções programadas, em vez de substituir os testes periódicos.
Elabore uma estratégia de monitoramento de isolamento com base no risco real do transformador
O estado do isolamento de um transformador não pode ser representado por uma única medição. Envie-nos o tipo do seu transformador, o histórico de operação, os equipamentos de monitoramento existentes e os problemas conhecidos relacionados ao isolamento para que possamos avaliar quais sinais de condição devem ser monitorados.
