Falha no Tanque Conservador do Transformador de Potência: Estudo de Caso e Reparo

1. Julgamento e Análise de Sons Anormais em Transformadores

Durante a operação normal, um transformador geralmente emite um zumbido uniforme e contínuo. Se sons anormais ocorrerem, eles são geralmente causados por arcos/disparos internos ou curtos-circuitos instantâneos externos.

Aumento do som do transformador, mas uniforme: Isso pode ser causado por aterramento monofásico ou ressonância na rede elétrica, resultando em sobretensão. Tanto o aterramento monofásico quanto a sobretensão ressonante na rede aumentarão o som do transformador, tornando-o mais agudo que o normal. Nesses casos, deve-se fazer um julgamento abrangente em conjunto com as leituras do voltímetro. Também pode ser devido à sobrecarga do transformador, especialmente quando o transformador fornece cargas como fornos de arco ou retificadores controlados por tiristores. Devido aos componentes harmônicos, o transformador pode emitir momentaneamente sons "wow-wow" ou estalidos intermitentes. Se a carga do transformador exceder o valor de sobrecarga normal permitido, a carga deve ser reduzida de acordo com os regulamentos no local.

Aumento e desuniformidade do som do transformador: Quando equipamentos de grande capacidade começam a funcionar, a variação significativa da carga pode causar o aumento do som do transformador. Da mesma forma, quando ocorre ressonância ferromagnética no sistema, o transformador pode produzir ruído desuniforme com intensidade variável.

Sons de descarga do transformador: Isso indica contaminação severa de componentes de porcelana ou contato ruim nas presilhas dos equipamentos. Se forem ouvidos sons de descarga crepitante vindo do transformador, e se houver corona azul ou faíscas visíveis perto das mangas do transformador durante a noite ou em tempo chuvoso, isso sugere contato interno ruim ou falha de isolamento. Se a descarga ocorrer internamente, pode ser descarga estática de componentes não aterrados, descarga entre espiras nas bobinas, ou descarga devido a contato ruim no reator de deriva. O transformador emite sons "crepitantes" ou "zumbidos" que variam com a distância do ponto de falha. Nesses casos, é necessário realizar testes adicionais ou desligar o transformador para inspeção.

Sons explosivos do transformador: Quando ocorrem curtos-circuitos no sistema ou falhas de aterramento, correntes de curto-circuito grandes fluem através do transformador, causando sons "crepitantes". Em casos graves, pode-se ouvir um som alto e rugido, indicando falha de isolamento dentro do transformador ou em sua superfície. O transformador deve ser imediatamente retirado de serviço para inspeção.

Sons de água fervendo do transformador: Se o transformador emitir sons semelhantes a água fervendo, acompanhados por mudanças rápidas de temperatura e aumento do nível de óleo, isso deve ser diagnosticado como superaquecimento severo causado por curtos-circuitos nas bobinas do transformador ou contato ruim no reator de deriva. O transformador deve ser imediatamente retirado de serviço para inspeção.

Ruído miscelâneo do transformador: Isso pode ser causado por vibrações de componentes individuais soltos no transformador ou peças esquecidas no núcleo de ferro. Se acompanhado por um aumento significativo do ruído do transformador, enquanto a corrente e a tensão não mostram anomalias óbvias, pode ser devido a parafusos de penetração do núcleo soltos ou parafusos soltos que pressionam o núcleo, causando um aumento da vibração das lâminas de silício. Isso resulta no transformador emitindo ruído forte e desuniforme, ou sons semelhantes a "marteladas" e "vento soprando".

Em resumo, as falhas do transformador podem ser categorizadas de várias maneiras com base em suas causas. Como as falhas do transformador envolvem uma ampla gama de aspectos, elas podem ser divididas de acordo com os circuitos: falhas de circuito elétrico, falhas de circuito magnético e falhas de circuito de óleo. As falhas de circuito elétrico referem-se principalmente a falhas nas bobinas e nos fios de ligação, incluindo comumente: envelhecimento do isolamento e entrada de umidade nas bobinas, contato ruim nos reatores de deriva, qualidade de material e processos de fabricação pobres, falhas causadas por impactos de sobretensão e curtos-circuitos no sistema secundário. As falhas de circuito magnético geralmente referem-se a falhas que ocorrem no núcleo, jugo e componentes de fixação, incluindo comumente: curtos-circuitos nas lâminas de silício, danos ao isolamento entre parafusos de penetração do núcleo e fixações de jugo e o núcleo, e descargas causadas por aterramento ruim do núcleo.

As falhas do transformador não são reflexo de um único fator, mas envolvem muitos fatores, e às vezes até mesmo fenômenos falsos podem aparecer. Portanto, quando necessário, devem ser realizados testes de características do transformador e análise abrangente para identificar com precisão e confiabilidade a causa da falha, determinar a natureza da falha, propor um método de tratamento mais completo e garantir a operação segura do transformador.

2. Estudo de Caso de Manutenção de Transformadores

Diagnóstico e Tratamento de Falha no Tanque Conservador

Quando o tanque conservador mostra um nível de óleo cheio com óleo do transformador jorrando do respirador, mas a proteção de gás (relé Buchholz), válvula de alívio de pressão e proteção diferencial não foram acionadas, os testes elétricos realizados após o desligamento do transformador apresentam resultados normais. Quando a janela de inspeção do tanque conservador é aberta, não há óleo visível. Nessa situação, pode-se determinar que o tanque conservador falhou.

O tanque conservador do transformador tem uma estrutura de cápsula. Quando a tampa do final da janela de inspeção é aberta, o óleo deve ser visível normalmente através da janela de vidro. Quando a temperatura do óleo no tanque aumenta, o óleo expandido entra no conservador. Nesse momento, o respirador expulsa o ar da cápsula, e o nível de óleo sobe com indicação. Por outro lado, quando a temperatura do óleo no tanque diminui, o óleo no conservador retorna ao tanque devido à contração, e a cápsula aspira ar conforme o nível de óleo cai. A função da cápsula é isolar o ar do óleo, impedindo o envelhecimento do óleo de isolamento.

Quando a cápsula se rompe, o óleo jorra do respirador. Através da janela de observação, não é visível o óleo isolante porque existe ar entre a cápsula e o corpo do tanque conservador. Ao abrir ainda mais a tampa lateral do conservador e extrair a cápsula para inspeção, serão reveladas rachaduras na base da cápsula.

Método de manuseio: Substitua o cápsula. Abra a válvula de exaustão do conservador e injete óleo através da válvula do conservador até que o óleo apareça na válvula de exaustão, então pare a injeção de óleo e aperte o parafuso da válvula de exaustão. Em seguida, drene o óleo da válvula até que o nível de óleo esteja normal. Neste ponto, a cápsula irá automaticamente sugar ar seco através do respirador. Dessa forma, a falha no tanque do conservador é prontamente resolvida.