Sistemas de monitoramento de descargas parciais para avaliação contínua do estado do isolamento de transformadores
Nossos sistemas online de monitoramento de descargas parciais detectam e analisam as tendências da atividade de descargas parciais (PD) no interior de transformadores de potência 24 horas por dia, transformando os testes periódicos offline em um monitoramento contínuo e preditivo dos transformadores — e integrando-se naturalmente às nossas soluções de monitoramento de buchas, OLTC, DGA e temperatura para oferecer um panorama completo do estado do isolamento.
- Detecção contínua e on-line de PD, em vez de verificações pontuais periódicas off-line
- Opções de detecção por UHF, HFCT e ultrassom para diagnósticos de PD com verificação cruzada
- Faz parte de uma solução completa de monitoramento online de transformadores, não é um sensor pontual independente
O que é o monitoramento de descargas parciais?
A descarga parcial (PD) é uma descarga elétrica localizada que rompe apenas parcialmente o isolamento entre condutores — um indicador precoce de defeitos no isolamento, como vazios internos, rastreamento superficial, efeito corona ou contatos com potencial flutuante. O monitoramento online de descargas parciais envolve a instalação de sensores UHF, HFCT ou ultrassônicos no transformador para capturar pulsos de DP continuamente e convertê-los em dados úteis sobre o estado do isolamento.
- Sensores instalados na válvula de óleo, na superfície do tanque ou no cabo de aterramento, dependendo do tipo de sensor
- Os pulsos PD são amostrados, filtrados para remover ruídos elétricos e mapeados para os padrões PRPD/PRPS
- A análise de padrões classifica o tipo de descarga — interna, superficial, de corona ou flutuante — e sua tendência
- A saída está disponível por meio de display local, relé de alarme, Ethernet RJ45 ou RS485/Modbus para integração com SCADA
Por que os testes periódicos de PD não são suficientes
Um teste de descarga parcial realizado em fábrica ou fora de operação fornece apenas um resultado em um determinado momento. O monitoramento on-line de descargas parciais acompanha continuamente o estado do isolamento enquanto o transformador permanece em operação, preenchendo a lacuna entre os testes programados.
- A atividade do PD pode passar de um nível estável para um nível de alarme entre as datas de teste programadas
- Testes offline realizados durante um período de parada podem não refletir o comportamento de descarga dependente da carga e da temperatura
- O ruído elétrico na subestação dificulta a interpretação manual das descargas parciais sem uma linha de base contínua
- A PD não detectada acelera o envelhecimento do isolamento e aumenta o risco de interrupções não planejadas
Onde ocorre a descarga parcial no interior de um transformador
A descarga parcial em um transformador de potência costuma ser atribuída a uma dessas três áreas. Saber onde a descarga tende a se originar ajuda a decidir qual tipo de sensor e quais componentes de nossa linha de soluções de monitoramento de transformadores devem ser combinados com o monitoramento de descargas parciais.
| Área de Origem do PD | Causa típica | Monitoramento complementar |
|---|---|---|
| Conjunto de núcleo e bobina | Vazios no isolamento, infiltração de umidade, contaminação por partículas, envelhecimento do isolamento dos enrolamentos | Monitoramento da temperatura do enrolamento / Monitoramento da DGA |
| Buchas | Alteração na capacitância, aumento da perda dielétrica, contaminação ou umidade na derivação do buchão | Monitoramento de buchas |
| Comutador de derivações em carga (OLTC) | Desgaste dos contatos, formação de arco durante a comutação, resistência do mecanismo | Monitoramento do OLTC |
A tensão de operação, o fluxo parasítico induzido e o comprometimento do isolamento causado pela umidade ou por partículas são os fatores subjacentes que, na maioria das vezes, levam uma dessas três áreas a apresentar atividade de descarga — e é por isso que o monitoramento de descargas parciais (PD) raramente é implantado por meio de um único sensor isolado.
Soluções completas de monitoramento online de transformadores
O monitoramento de descargas parciais é um dos componentes de um sistema completo de monitoramento do estado do transformador. Conheça o restante de nossas soluções online de monitoramento de transformadores para criar o sistema de monitoramento do estado e da integridade do isolamento de que seu ativo precisa.
Monitoramento de transformadores
Nossa solução abrangente de monitoramento on-line de transformadores, que combina dados de temperatura, DGA, PD, buchas e OLTC em uma única visualização de monitoramento de condições.
Monitoramento da temperatura do transformador
Monitoramento on-line da temperatura dos enrolamentos e do óleo de enchimento, que sinaliza o estresse térmico frequentemente associado ao envelhecimento do isolamento e ao início da descarga parcial (PD).
Monitoramento de temperatura por fibra óptica
Medição da temperatura em pontos críticos do enrolamento direto por meio de sensores de fibra óptica dielétricos, totalmente imunes ao campo eletromagnético do transformador.
Monitoramento de DGA em transformadores
Análise cromatográfica contínua de 7 gases no óleo de transformador, utilizada para confirmar se a atividade de descarga parcial detectada já está gerando gases de falha.
Monitoramento do OLTC
Monitora a corrente, a temperatura, a vibração, o torque e a posição do comutador de derivação — detectando o desgaste mecânico que pode gerar descargas elétricas.
Monitoramento de buchas
Monitoramento da capacitância, da perda dielétrica e da corrente de fuga em buchas, combinado naturalmente com a detecção de descargas parciais (DP) no nível das buchas.
Descargas parciais e produtos para monitoramento de condições relacionadas
Nosso equipamento de monitoramento de descargas parciais é fornecido diretamente da fábrica e projetado internamente, e se integra naturalmente aos nossos produtos de monitoramento de buchas, OLTC, DGA e temperatura por fibra óptica, garantindo uma cobertura completa do estado do transformador.
Configuração do sensor de descarga parcial
O tipo de sensor é selecionado com base na estrutura do transformador, no acesso para instalação e na área de origem das descargas parciais (PD) que está sendo monitorada. Os sensores UHF, HFCT e ultrassônicos podem ser utilizados em conjunto para aumentar a confiabilidade do diagnóstico.
| Tipo de sensor | Largura de banda | Método de instalação | Objetivo principal |
|---|---|---|---|
| Sensor de descarga parcial UHF | 300 MHz – 3.000 MHz | Válvula de óleo, porta de conexão ou interface do tanque | Detecta sinais eletromagnéticos de frequência ultra-alta provenientes de descargas parciais internas |
| Sensor de descarga parcial HFCT | 100 kHz – 50 MHz | Cabo de aterramento do tipo “clamp-on” ou caminho de aterramento por bucha | Detecta corrente de pulso de alta frequência proveniente da atividade de descargas parciais |
| Sensor ultrassônico de desgaste por descarga parcial | 20 kHz – 200 kHz | Magnético ou montado na superfície do tanque | Detecta emissões acústicas decorrentes da atividade de desgarro parcial (PD) no interior do transformador |
A configuração padrão do host de monitoramento suporta 4 ou 6 canais com consistência de canal ≤0,5 dBm, faixa de monitoramento ≤20.000 pC e taxa de amostragem de 200 MS/s. O número exato de canais e a combinação de sensores são configurados de acordo com cada projeto — entre em contato com nossa equipe de engenharia para obter uma configuração adequada ao seu equipamento.
Como funciona o monitoramento online de descargas parciais
Detecção de pulso
Sensores UHF, HFCT ou ultrassônicos captam o sinal eletromagnético, de corrente ou acústico produzido por um evento de descarga.
Filtragem de ruído
O processamento de sinal integrado separa os pulsos PD genuínos do ruído de comutação e da interferência eletromagnética externa.
Mapeamento PRPD / PRPS
Os pulsos são mapeados em relação ao ciclo de fase da corrente alternada e à sequência de pulsos para construir os padrões diagnósticos PRPD e PRPS.
Saída de alarme e SCADA
A classificação de padrões e a tendência acionam um valor de exibição, um relé de alarme ou uma saída Ethernet RJ45/RS485 para o SCADA.
O que inclui um sistema de monitoramento de descargas parciais?
Um sistema completo de monitoramento de descargas parciais é composto por sensores de descarga parcial (PD), uma unidade central de monitoramento de PD, um software de monitoramento e uma interface de comunicação. Os sensores coletam sinais de descarga de diferentes posições; a unidade central amostra e processa os sinais; o software exibe padrões PRPD/PRPS, curvas de tendência e alarmes.
- Sensores PD — opções de UHF, HFCT e ultrassom para detecção com verificação cruzada
- Host de monitoramento PD — aquisição e processamento de sinais de 4 ou 6 canais
- Software de monitoramento — PRPD, PRPS, curvas de tendência, alarmes e registros históricos
- Interface de comunicação — Ethernet RJ45 e RS485 para plataformas SCADA ou de gerenciamento de ativos
Acessórios opcionais
- Gabinete de controle, gabinete de tela ou gabinete de convergência para o roteamento de sensores
- Proteção do sensor com classificação IP68 para instalação ao ar livre ou imersa em óleo
- Divisor de sinal para uso compartilhado com configurações de correlação DGA
Monitoramento de descargas parciais, projetado e personalizado internamente
Nós projetamos e fabricamos nosso equipamento de monitoramento de descargas parciais de ponta a ponta — desde os sensores UHF/HFCT/ultrassônicos até o servidor de monitoramento —, o que nos dá a flexibilidade de personalizar uma configuração de monitoramento de transformadores de acordo com seu ativo específico, classe de tensão e requisitos de monitoramento de condições em toda a fábrica.
- Pesquisa e desenvolvimento (P&D) e fabricação próprias de sensores de PD e hardware de monitoramento
- Configurações personalizadas de acordo com a classe de tensão, o conjunto de sensores e o número de canais
- Classificações personalizadas de caixas de proteção e opções de montagem para ambientes internos, externos ou imersos em óleo
- Suporte de engenharia, desde a consulta inicial até o comissionamento
Perguntas frequentes sobre monitoramento de descargas parciais
O que é o monitoramento de descargas parciais?
O monitoramento de descargas parciais utiliza sensores UHF, HFCT ou ultrassônicos para detectar continuamente pulsos de descarga localizados no interior do isolamento do transformador, fornecendo um indicador precoce e em tempo real do estado do isolamento.
Qual é a diferença entre o monitoramento on-line e um teste de descarga parcial?
Um teste de descarga parcial em um transformador é geralmente uma verificação realizada na fábrica, durante o comissionamento ou na manutenção periódica, que fornece um resultado em um determinado momento. O monitoramento online de descargas parciais é realizado continuamente enquanto o transformador permanece em operação, acompanhando a tendência das descargas parciais em vez de fornecer apenas um instantâneo.
O que causa a descarga parcial em um transformador?
Entre as causas mais comuns estão vazios no isolamento, contaminação da superfície, penetração de umidade, defeitos de fabricação e envelhecimento gradual do isolamento sob tensão de operação e fluxo magnético parasita.
Onde a descarga parcial costuma ocorrer?
As três áreas de origem mais comuns são o conjunto do núcleo e da bobina, a bucha e o comutador de derivação sob carga — cada uma delas podendo ser monitorada com sua própria solução dedicada, juntamente com a detecção de descargas parciais.
Que tipos de sensores são utilizados para o monitoramento de descargas parciais?
Entre os tipos comuns de sensores estão os sensores UHF para pulsos eletromagnéticos, as pinças HFCT para corrente de terra de alta frequência e os sensores ultrassônicos para emissão acústica na superfície do tanque.
Onde os sensores de descarga parcial costumam ser instalados?
Os sensores são instalados na válvula de óleo ou na interface do tanque para detecção por UHF, no cabo de aterramento para detecção por HFCT ou na superfície do tanque para detecção por ultrassom.
Qual é a relação entre a descarga parcial e a análise de gases dissolvidos (DGA)?
Os dois são complementares: o monitoramento de descargas parciais detecta o próprio evento de descarga elétrica em tempo real, enquanto a análise de gases de falha (DGA) mede os gases de falha que a atividade de descarga pode gerar no óleo ao longo do tempo.
O monitoramento de descargas parciais pode ser utilizado em buchas de transformadores?
Sim. O monitoramento de descargas parciais (PD) no nível do buchão pode ser adicionado como um sensor independente ou combinado com o monitoramento de capacitância e perda dielétrica em uma configuração integrada de monitoramento do buchão.
O monitoramento de descargas parciais é relevante para os comutadores de tensão sob carga (OLTCs)?
Sim. Os contatos do OLTC podem gerar atividade de descarga à medida que se desgastam; por isso, a detecção de PD costuma ser combinada com o monitoramento de corrente, vibração e torque para uma avaliação completa do estado do OLTC.
O que é um padrão PRPD?
Um gráfico de padrão de descarga parcial com resolução de fase (PRPD) representa os pulsos detectados em função do ciclo de fase da corrente alternada, e sua forma ajuda a classificar a fonte da descarga, como uma cavidade, um rastro superficial ou uma corona.
Os dados de descarga parcial podem ser integrados ao SCADA?
Sim. O host de monitoramento transmite dados por meio de Ethernet RJ45 e RS485/Modbus para integração com plataformas SCADA ou de monitoramento centralizado de condições.
De que forma o monitoramento de descargas parciais contribui para a integridade do isolamento do transformador?
Ao monitorar continuamente as tendências de descarga, os operadores podem identificar defeitos de isolamento em fase inicial, promovendo uma manutenção proativa em vez de reagir após uma falha.
O sistema é capaz de distinguir entre várias fontes de descarga no mesmo ativo?
Sim. As configurações multicanais transmitem os dados de cada sensor de forma independente, ajudando a identificar de qual parte do equipamento está vindo uma vazão.
Quais formatos de saída o host de monitoramento fornece aos operadores da fábrica?
As leituras estão disponíveis como um valor exibido localmente, um sinal de alarme acionado por relé ou uma saída digital via RJ45 Ethernet/RS485 para um sistema SCADA ou uma plataforma de monitoramento de condições.
A adição de um sensor de PD afeta a rigidez dielétrica do transformador?
Não. Os sensores são projetados para serem instalados de forma não invasiva na válvula de óleo, na superfície do tanque ou no cabo de aterramento, de modo que não alteram o isolamento nem o desempenho dielétrico do transformador.
Com que frequência um sensor de descarga parcial precisa de manutenção?
A manutenção geralmente se limita a verificações periódicas das conexões dos sensores e do funcionamento do equipamento principal, uma vez que os próprios sensores não possuem peças móveis.
O monitoramento de descargas parciais pode substituir totalmente os testes de diagnóstico fora de operação?
O monitoramento on-line tem como objetivo complementar, e não substituir totalmente, os testes diagnósticos periódicos — ele sinaliza continuamente quando e onde é necessária uma investigação mais detalhada off-line.
Em quais classes de tensão o monitoramento de descargas parciais é utilizado?
O monitoramento de PD é aplicado em transformadores de potência de média e alta tensão em subestações, usinas de energia, estações de energia renovável e instalações industriais.
Como a gravidade é classificada em um sistema de monitoramento de descargas parciais?
A gravidade é normalmente classificada com base na magnitude da descarga, na concentração de fase, na taxa de repetição e na direção da tendência ao longo do tempo, com limites de alarme configuráveis de acordo com o ativo específico e a tolerância ao risco.
O monitoramento de descargas parciais deve ser combinado com outras soluções de monitoramento de transformadores?
Sim. Como a atividade de descargas parciais (DP) costuma estar relacionada à temperatura dos enrolamentos, às condições do óleo, ao isolamento dos buchas ou ao desgaste do transformador com regulador de tensão em linha (OLTC), o monitoramento de DP é mais eficaz quando combinado com nossas soluções de monitoramento de temperatura, DGA, buchas ou OLTC, em vez de ser utilizado isoladamente.
Conta com a confiança de empresas de serviços públicos e fabricantes de transformadores em todo o mundo
Nossos sistemas de monitoramento de descargas parciais são utilizados por concessionárias de energia, fabricantes de transformadores e instalações industriais em mercados desenvolvidos da América do Norte, Europa e Ásia-Pacífico.
A análise contínua de tendências de PD detectou um defeito de vazio em formação meses antes de ele ter aparecido em nosso próximo teste offline programado.
Equipe de Engenharia de Serviços PúblicosFrança
A combinação dos sensores de PD com o sistema DGA nos proporcionou uma maneira muito mais rápida de confirmar se um evento de descarga estava realmente gerando gás de falha.
Fabricante de transformadoresCoreia do Sul
A combinação do monitoramento de PD, buchas e OLTC em uma única plataforma tornou nossas avaliações do estado do isolamento muito mais conclusivas do que qualquer medição isolada.
Operador de redeEstados Unidos
Os sensores UHF e HFCT se complementaram bem, e os padrões do PRPD facilitaram a orientação da nossa equipe de manutenção sobre os próximos passos.
Fabricante de equipamentos de energiaAlemanha
Não sabe qual configuração de monitoramento de descarga parcial é a mais adequada para o seu equipamento?
Informe-nos o tipo de equipamento e as fontes de descarga que lhe causam preocupação — nossa equipe de engenharia recomendará a combinação adequada de sensores e, se for o caso, as soluções complementares de monitoramento de transformadores para acompanhá-la.
