Integridade da Isolamento do Transformador e Testes de Proteção: Garantindo Confiabilidade e Desempenho

Verificação da Integridade da Isolação

Quando um transformador novo ou reformado é energizado em condições de circuito aberto (sem carga), surtos de comutação — causados por operações como abrir ou fechar o circuito do transformador sem carga — podem gerar sobretensões. Estas atingem 4,0 a 4,5 vezes a tensão de fase se o ponto neutro estiver isolado ou aterrado através de uma bobina de Petersen, e até 3,0 vezes a tensão de fase quando o neutro está solidamente aterrado. O teste de impacto a tensão total e sem carga submete deliberadamente a isolação a essas sobretensões de comutação antes de entrar em serviço, expondo quaisquer pontos fracos nas bobinas do transformador ou nos circuitos auxiliares.

Avaliação do Desempenho da Proteção Diferencial

Energizar um transformador desenergizado e sem carga produz correntes de inrush (magnetização) que chegam a 6 a 8 vezes a corrente nominal. Embora este inrush decaia relativamente rapidamente — tipicamente para 0,25 a 0,5 vezes a corrente nominal dentro de 0,5 a 1 segundo —, o decaimento total pode levar vários segundos em unidades pequenas a médias e 10 a 20 segundos em grandes transformadores. O inrush inicial pode acionar falsamente a proteção diferencial, impedindo o fechamento. Operações repetidas de fechamento sem carga permitem aos engenheiros de proteção observar as formas de onda reais do inrush, verificar a fiação dos relés, as curvas características e as configurações, e confirmar o funcionamento adequado da proteção diferencial em condições reais de inrush.

Avaliação da Resistência Mecânica

Forças eletromagnéticas substanciais geradas durante transientes de inrush submetem o núcleo, as bobinas e os componentes estruturais do transformador a estresse mecânico. Testes repetidos de fechamento sem carga verificam que todas as estruturas internas e de suporte podem suportar essas forças sem deformação ou danos.

Requisitos do Procedimento de Teste

• Unidades Novas: Cinco operações consecutivas de fechamento a tensão total e sem carga.

• Unidades Reformadas: Três operações consecutivas.

• Intervalo de Teste: Pelo menos 5 minutos entre as operações.

• Monitoramento no Local: Técnicos qualificados devem observar o transformador durante todo o teste, verificando anormalidades (sons incomuns, vibrações ou sinais térmicos) e interrompendo imediatamente se forem detectados defeitos.

Esses múltiplos testes de impacto garantem a confiabilidade da isolação, a coordenação da proteção e a robustez mecânica do transformador antes de seu uso contínuo.