Que dispositivos de proteção estão incorporados aos transformadores modernos?

Quais Dispositivos de Proteção são Incorporados aos Transformadores Modernos?

Transformadores modernos estão equipados com uma variedade de dispositivos de proteção interna projetados para garantir a operação segura, estender sua vida útil e prevenir que falhas se agravem. Abaixo está uma visão geral de alguns dispositivos de proteção interna comuns e suas funções:

1. Proteção Diferencial

• Função: A proteção diferencial é a principal proteção contra falhas internas do transformador. Funciona comparando as correntes em ambos os lados do transformador. Se houver uma discrepância nas correntes, ela rapidamente dispara para isolar a falha, evitando danos adicionais.

• Aplicação: Adequada para transformadores de grande capacidade ou aqueles em sistemas de energia críticos.

2. Proteção por Relé de Gás (Buchholz)

• Função: A proteção por gás detecta gases gerados dentro do tanque de óleo do transformador. Quando ocorre uma falha (por exemplo, quebra de isolamento, curto-circuito no enrolamento), o óleo se decompõe e produz gás. O relé de gás aciona um alarme (gás leve) ou um sinal de disparo (gás pesado) para cortar o fornecimento de energia e evitar que a falha piore.

• Aplicação: Amplamente utilizada em transformadores imersos em óleo, especialmente em unidades de grande e médio porte.

3. Proteção contra Sobrecorrente

• Função: A proteção contra sobrecorrente detecta aumentos anormais de corrente causados por curtos-circuitos externos ou internos. Quando a corrente excede um limite definido, o dispositivo de proteção dispara após um certo atraso para evitar danos ao transformador devido à sobrecorrente.

• Aplicação: Usada como proteção de backup para curtos-circuitos externos em transformadores.

4. Proteção contra Sobrecarga

• Função: A proteção contra sobrecarga monitora a condição de sobrecarga prolongada do transformador. Se o transformador opera sob sobrecarga por um período prolongado, o dispositivo de proteção emitirá um alarme, alertando os operadores para tomar medidas e evitar danos devido ao superaquecimento.

• Aplicação: Adequada para todos os tipos de transformadores, especialmente aqueles operando perto da carga total por períodos prolongados.

5. Proteção de Temperatura

• Função: A proteção de temperatura monitora continuamente a temperatura do óleo e do enrolamento do transformador. Se a temperatura exceder um limite definido, o dispositivo de proteção acionará um alarme e pode ativar sistemas de resfriamento para reduzir a temperatura. Em casos graves, ele dispara para cortar o fornecimento de energia.

• Aplicação: Utilizada em transformadores imersos em óleo e a seco, particularmente em unidades de grande capacidade.

6. Proteção de Corrente de Sequência Zero

• Função: A proteção de corrente de sequência zero detecta falhas de aterramento no transformador. Quando ocorre uma falha de aterramento nos enrolamentos ou no núcleo, o dispositivo de proteção de corrente de sequência zero detecta o aumento anormal da corrente de aterramento e dispara após um certo atraso para isolar a falha.

• Aplicação: Adequada para transformadores em sistemas de neutro aterrado.

7. Válvula de Alívio de Pressão

• Função: A válvula de alívio de pressão previne a acumulação excessiva de pressão dentro do tanque de óleo do transformador. Se uma falha (por exemplo, curto-circuito) causa a expansão rápida do óleo e do gás, a válvula de alívio de pressão abre automaticamente para liberar a pressão excessiva, evitando que o tanque se rompa.

• Aplicação: Utilizada em transformadores imersos em óleo, especialmente em situações onde aumentos rápidos de pressão são possíveis.

8. Respirador (Respirador Dessecante)

• Função: Um respirador remove impurezas e umidade do ar que entra no tanque de conservação devido às mudanças de temperatura no transformador. Contém dessecantes (por exemplo, gel de sílica) que absorvem a umidade, impedindo que o óleo do transformador se contamine.

• Aplicação: Utilizado em transformadores imersos em óleo, especialmente aqueles que requerem respiração frequente.

9. Purificador de Óleo (Tanque de Expansão de Óleo Quente)

• Função: Um purificador de óleo limpa continuamente o óleo do transformador. Contém adsorventes que removem água, ácidos livres e outros produtos de envelhecimento do óleo enquanto ele flui através do purificador, prolongando a vida do óleo.

• Aplicação: Utilizado em transformadores imersos em óleo de grande e médio porte, especialmente aqueles que requerem operação estável a longo prazo.

10. Sistema de Monitoramento e Controle

• Função: Os sistemas de monitoramento e controle rastreiam continuamente os parâmetros de operação do transformador, como tensão, corrente, temperatura e nível de óleo. Se forem detectadas anomalias, o sistema pode emitir alarmes e tomar medidas de proteção apropriadas com base em lógica pré-definida para garantir a operação segura.

• Aplicação: Adequado para todos os tipos de transformadores, especialmente aqueles em redes inteligentes.

11. Proteção Não Elétrica

Função: Dispositivos de proteção não elétrica detectam falhas não elétricas dentro do transformador, como gás, temperatura do óleo e pressão. As proteções não elétricas comuns incluem:

• Proteção contra Gás Pesado: Dispara quando uma grande quantidade de gás é gerada dentro do transformador.

• Proteção contra Gás Leve: Emite um alarme quando uma pequena quantidade de gás é detectada.

• Proteção contra Alta Temperatura do Óleo: Dispara ou emite um alarme quando a temperatura do óleo excede um limite definido.

• Proteção contra Liberação de Pressão: Dispara ou emite um alarme quando a pressão dentro do tanque de óleo excede um limite seguro.

• Aplicação: Utilizada em transformadores imersos em óleo, especialmente em unidades de grande e médio porte.

12. Proteção contra Subtensão

• Função: A proteção contra subtensão detecta quando a tensão atravessando o transformador cai abaixo de um limite definido. Se a tensão for muito baixa, o dispositivo de proteção dispara para isolar o transformador, evitando danos devido à subtensão.

• Aplicação: Adequada para todos os tipos de transformadores, especialmente aqueles conectados a equipamentos sensíveis.

13. Proteção contra Sobretenção

• Função: A proteção contra sobretenção detecta quando a tensão atravessando o transformador excede um limite definido. Se a tensão for muito alta, o dispositivo de proteção dispara para isolar o transformador, evitando danos devido à sobretenção.

• Aplicação: Adequada para todos os tipos de transformadores, especialmente aqueles expostos a descargas atmosféricas ou sobretenções transitórias.

14. Controle de Disjuntor

• Função: Os dispositivos de controle de disjuntor trabalham em conjunto com dispositivos de proteção para desconectar rapidamente o transformador da fonte de energia quando uma falha é detectada, evitando que a falha se agrave.

• Aplicação: Adequado para todos os tipos de transformadores, especialmente em situações que requerem isolamento rápido.

15. Função de Comunicação

• Função: Os dispositivos de proteção de transformadores modernos frequentemente têm capacidades de comunicação, permitindo a troca de dados com sistemas de controle de nível superior ou outros dispositivos de proteção. Isso permite o monitoramento remoto, diagnóstico de falhas e análise de dados.

• Aplicação: Utilizado em transformadores dentro de redes inteligentes para gerenciamento centralizado e manutenção.

Resumo

Transformadores modernos estão equipados com uma ampla gama de dispositivos de proteção que abrangem tanto proteções elétricas quanto não elétricas. Esses dispositivos trabalham juntos para garantir a operação segura e confiável do transformador em várias condições. A seleção de dispositivos de proteção apropriados e configurações pode ser otimizada com base no ambiente de aplicação específico e nos requisitos do transformador, melhorando a segurança geral do sistema.