Quais são as causas dos transformadores a seco queimarem durante a operação?

1 Fenômeno de Falha

Estou envolvido no trabalho de manutenção de falhas na linha de frente e recentemente encontrei problemas com transformadores do tipo seco. Os transformadores do tipo seco têm uma estrutura simples, são fáceis de transportar e de manter. Eles são amplamente utilizados em locais de distribuição de energia com requisitos ambientais relativamente altos. Devido à sua boa resistência ao fogo, podem ser instalados em áreas centrais de carga para reduzir a perda de tensão e de energia.

A empresa de administração de propriedades para a qual trabalho gerencia 11 comunidades residenciais, com um total de 56 transformadores, com nível de tensão de 6000/400V. Dentre eles, há 38 transformadores do tipo seco, modelo SCB9, com capacidade de 160 - 630kVA, todos instalados em armários de alta tensão fechados do tipo caixa. As estações de distribuição de energia nessas comunidades foram colocadas em operação há menos de 2 anos, e 5 transformadores do tipo seco em operação queimaram consecutivamente, o que afetou seriamente a vida dos residentes. Sinto profundamente a grande responsabilidade e devo investigar completamente as razões.

2 Análise de Causas

Como trabalhador de manutenção na linha de frente, eu e meus colegas inspecionamos, testamos e analisamos os transformadores do tipo seco queimados. Durante os 5 acidentes, o tempo estava bom, não havia acúmulo de água ou umidade no canal de cabos na parte inferior do transformador, e não houve sobretensão no sistema antes e depois dos acidentes. Verificando os relatórios recentes de testes de alta tensão, a isolação estava boa e a diferença de resistência contínua atendia aos padrões.

Para descobrir as razões, a empresa convidou especialistas relevantes para consulta. Participei da investigação no local e descobri que os dutos de ventilação dos transformadores do tipo seco queimados estavam bloqueados. Após a dissecação, foi visto que a isolação das bobinas residuais estava frágil e rachada uniformemente, indicando que as bobinas estiveram operando em temperaturas altas por um longo período.

Foi aprendido que os acidentes ocorreram entre julho e setembro, com clima quente e carga de energia elétrica pico. Os transformadores do tipo seco estiveram operando em carga total nos armários fechados por um longo período. Uma inspeção mais detalhada revelou que os dutos de ventilação foram bloqueados pelas placas de ranhura dos cabos de controle, fazendo com que a temperatura dos transformadores continuasse a subir. Além disso, o único dispositivo de alarme de temperatura estava instalado na sala do transformador, incapaz de transmitir alertas de superaquecimento de forma oportuna.

A operação em temperatura alta por longo prazo reduz a resistência isolante. Especialmente, as bobinas de alta tensão têm um nível de tensão alto, e a diminuição da resistência isolante é propensa a descargas, aumentando a corrente de fuga entre as camadas, voltas e para o solo do transformador, aumentando a perda de potência ativa e a temperatura continuamente, formando um ciclo vicioso. Eventualmente, o material isolante perde sua capacidade isolante, ocorrendo queima e curto-circuito entre camadas e voltas. Esta é a principal razão para a queima de transformadores do tipo seco, e também senti verdadeiramente o impacto desses fatores no equipamento durante a manutenção no local.

3 Medidas de Tratamento
3.1 Transformação de Armário e Instalação de Dispositivos

Participei da transformação dos armários de transformadores do tipo seco pela empresa. Fizemos furos nas chapas de ferro, configuramos dutos de ar ao redor dos armários de transformadores e instalamos dispositivos de alarme de temperatura remota e proteção contra desligamento por alta temperatura. Isso pode monitorar e responder a anomalias de temperatura de forma mais oportuna, garantindo a operação do equipamento, e é uma medida específica que implementei na prática de manutenção.

3.2 Instalação de Ventiladores de Refrigeração

Para transformadores do tipo seco de 400kVA e acima, auxiliei na instalação de ventiladores de refrigeração, que podem iniciar e parar automaticamente de acordo com a temperatura definida, eliminando antecipadamente possíveis defeitos de transformadores em operação e evitando acidentes súbitos. Na manutenção diária, também presto atenção ao estado operacional desses ventiladores.

3.3 Monitoramento Remoto de Salas de Distribuição de Energia

Para a sala de distribuição de energia do transformador de 630kVA, através da transmissão, monitoramento e monitoramento online de informações remotas, temperatura de operação, isolamento e outros parâmetros do transformador, como trabalhador de linha de frente, posso acompanhar oportuna e adequadamente o estado de saúde operacional do equipamento de alta tensão, garantindo a operação confiável de transformadores do tipo seco, e também é conveniente para mim consultar esses dados de monitoramento durante a manutenção.

4 Medidas Preventivas
4.1 Requisitos de Inspeção Diária

A empresa exige que nós, gerentes de operação e manutenção, realizemos uma inspeção de patrulha do equipamento de alta tensão na sala de distribuição de energia uma vez por dia, especialmente o estado operacional dos transformadores do tipo seco. Realizo essa tarefa seriamente todos os dias e reporto problemas de forma oportuna para garantir a operação segura do equipamento. Esta é uma parte importante do meu trabalho diário.

4.2 Especificações de Detecção de Temperatura

Um termômetro infravermelho é usado para medir a temperatura das partes de conexão condutora do equipamento de alta tensão. A empresa estipula que a detecção deve ser realizada uma vez por semana na primavera, outono e inverno, e uma vez por dia no verão. Opero estritamente de acordo com essa frequência para garantir que as anomalias de temperatura possam ser detectadas de forma oportuna.

4.3 Inspeção Abrangente de Estações de Distribuição de Energia

Para as estações de distribuição de energia sem acidentes, participei da inspeção e teste abrangente, configurei dispositivos de dissipação de calor apropriados para transformadores do tipo seco, garantindo boa ventilação, eliminando riscos potenciais de equipamentos e tomando medidas para pontos de isolamento fraco. Acumulei experiência em operações reais e também vi bons resultados.

5 Conclusão

Devido ao gabinete blindado ter volume pequeno, estrutura compacta e efeito de dissipação de calor ruim, e o transformador ser instalado em um gabinete fechado, um método de resfriamento adequado deve ser adotado de acordo com a capacidade para evitar acidentes súbitos de transformadores do tipo seco causados por projeto inadequado.

É particularmente importante notar que transformadores do tipo seco comuns devem passar por um teste de elevação de temperatura quando forem colocados em operação no gabinete, para entender previamente a temperatura máxima de operação a longo prazo e eliminar riscos potenciais deixados para a rede de energia devido a detecção e construção não padronizadas.

Após a implementação de medidas preventivas, não ocorreram acidentes semelhantes nos transformadores do tipo seco em operação, melhorando efetivamente a confiabilidade e fornecendo garantia para a operação segura da rede de energia. Como trabalhador de manutenção na linha de frente, tenho mais confiança em lidar com a manutenção de tal equipamento.