Quais são os sistemas de proteção utilizados em transformadores?

Transformadores são componentes críticos nos sistemas de energia. Para garantir sua operação segura e confiável, eles geralmente são equipados com diversos sistemas de proteção. Esses sistemas podem detectar e responder a diferentes tipos de falhas e condições anormais, interrompendo prontamente o fornecimento de energia para evitar que a falha se agrave. Abaixo estão alguns sistemas de proteção de transformador comuns:

1. Proteção contra Sobrecorrente

1.1 Proteção Instantânea contra Sobrecorrente

• Função: Detecta e responde rapidamente a falhas de curto-circuito, interrompendo imediatamente o fornecimento de energia.

• Aplicação: Adequada para isolar rapidamente falhas de curto-circuito, prevenindo o superaquecimento e danos ao transformador.

1.2 Proteção contra Sobrecorrente com Retardo

• Função: Detecta sobrecorrente contínua e interrompe o fornecimento de energia após um certo atraso.

• Aplicação: Adequada para lidar com condições de sobrecarga, prevenindo o superaquecimento do transformador por períodos prolongados.

2. Proteção Diferencial

2.1 Proteção Diferencial de Transformador

• Função: Compara as correntes em ambos os lados do transformador para detectar falhas internas.

• Princípio: Em condições normais, as correntes em ambos os lados do transformador devem ser iguais e em direções opostas. Qualquer discrepância indica uma possível falha interna.

• Aplicação: Adequada para grandes transformadores, capaz de detectar e isolar rapidamente falhas internas.

3. Proteção por Gás (Relé Buchholz)

3.1 Proteção por Gás Leve

• Função: Detecta pequenas quantidades de gás geradas dentro do transformador e dispara um alarme.

• Aplicação: Usada para alerta precoce, incentivando a equipe de manutenção a realizar inspeções.

3.2 Proteção por Gás Pesado

• Função: Detecta grandes quantidades de gás geradas dentro do transformador e interrompe imediatamente o fornecimento de energia.

• Aplicação: Usada para isolar rapidamente falhas internas graves, prevenindo incêndios e explosões.

4. Proteção de Temperatura

4.1 Proteção de Temperatura das Bobinas

• Função: Monitora a temperatura das bobinas do transformador e dispara um alarme ou interrompe o fornecimento de energia se a temperatura exceder um valor definido.

• Aplicação: Previnindo o superaquecimento do transformador, estendendo sua vida útil.

4.2 Proteção de Temperatura do Óleo

• Função: Monitora a temperatura do óleo do transformador e dispara um alarme ou interrompe o fornecimento de energia se a temperatura exceder um valor definido.

• Aplicação: Previnindo o superaquecimento do óleo, que pode causar a degradação e falha dos materiais de isolamento.

5. Proteção de Pressão

5.1 Proteção de Alívio de Pressão

• Função: Monitora a pressão interna do transformador e libera a pressão se ela exceder um valor definido para prevenir explosões.

• Aplicação: Adequada para transformadores a óleo, garantindo a liberação segura da pressão quando a pressão interna é muito alta.

6. Monitoramento de Isolamento

6.1 Monitoramento de Resistência de Isolamento

• Função: Monitora a resistência de isolamento das bobinas do transformador e dispara um alarme se ela cair abaixo de um valor definido.

• Aplicação: Detecção precoce de envelhecimento ou danos no isolamento, prevenindo falhas.

7. Proteção de Corrente Sequencial Zero

7.1 Proteção de Corrente Sequencial Zero

• Função: Detecta correntes sequenciais zero em um sistema trifásico para identificar falhas de terra em fase única.

• Aplicação: Adequada para sistemas com neutros aterrados, prevenindo danos ao equipamento devido a falhas de terra em fase única.

8. Proteção de Tensão

8.1 Proteção contra Sobretenção

• Função: Monitora a tensão do sistema e dispara um alarme ou interrompe o fornecimento de energia se a tensão exceder um valor definido.

• Aplicação: Previnindo a ruptura do isolamento e danos ao equipamento devido a sobretenção.

8.2 Proteção contra Subtensão

• Função: Monitora a tensão do sistema e dispara um alarme ou interrompe o fornecimento de energia se a tensão cair abaixo de um valor definido.

• Aplicação: Previnindo o mau funcionamento do equipamento devido a subtensão.

9. Proteção Não Elétrica

9.1 Proteção de Nível de Óleo

• Função: Monitora o nível de óleo no transformador e dispara um alarme se ele cair abaixo de um valor definido.

• Aplicação: Previnindo a redução da eficiência de resfriamento e danos ao equipamento devido a baixos níveis de óleo.

9.2 Análise Cromatográfica de Óleo

• Função: Analisa periodicamente o conteúdo de gás no óleo do transformador para detectar falhas internas.

• Aplicação: Usada para detecção precoce de falhas internas, orientando a manutenção e reparos.

10. Proteção Digital

10.1 Proteção Baseada em Microprocessador

• Função: Utiliza microprocessadores e algoritmos inteligentes para integrar múltiplas funções de proteção, aumentando a precisão e confiabilidade da proteção.

• Aplicação: Adequada para redes inteligentes modernas, permitindo monitoramento remoto e proteção automatizada.

Resumo

Os sistemas de proteção de transformador utilizam vários métodos para detectar e responder a diferentes tipos de falhas e condições anormais, garantindo a operação segura e confiável dos transformadores. Esses sistemas de proteção incluem proteção contra sobrecorrente, proteção diferencial, proteção por gás, proteção de temperatura, proteção de pressão, monitoramento de isolamento, proteção de corrente sequencial zero, proteção de tensão e proteção não elétrica. A escolha do sistema de proteção depende do tipo, capacidade e ambiente de aplicação do transformador. Por meio dessas medidas de proteção, as falhas do transformador podem ser efetivamente prevenidas e minimizadas, estendendo a vida útil do equipamento e garantindo a operação estável do sistema de energia.