KAVRAMSAL ÇERÇEVE
2.5. Türkiye’de ve Dünyada Öğretmen Yetiştirme ve Uygulamaları
As normas consideram que a perda de vida dos transformadores ´e func¸˜ao das propriedades mecˆanicas do papel isolante, que dependem da temperatura e do tempo de operac¸˜ao. A taxa de degradac¸˜ao do papel e a suportabilidade do ´oleo isolante s˜ao tamb´em influenciadas significativamente pela
CAP´ITULO 4. AVALIAC¸ ˜AO DA VIDA ´UTIL ATRAV ´ES DA AN ´ALISE FURFURAL 69
contaminac¸˜ao por umidade, por isso na determinac¸˜ao da vida ´util dos transformadores, outras al- ternativas devem ser consideradas, como o teor de umidade e de oxigˆenio presentes no sistema de isolac¸˜ao.
A expectativa inicial de vida ´util do transformador pode ser estimada atrav´es da tabela 4.2, apresentada por McNutt [1], ou usando os dados da IEEE C57.91-1995/2000 [2] apresentados na tabela 4.3. A IEEE C57.91 [2] apresenta uma estimativa de vida ´util em func¸˜ao das caracter´ısticas do papel isolante, e McNutt leva em considerac¸˜ao o teor de umidade e oxigˆenio. A expectativa de vida (EV) dos transformadores tamb´em pode ser obtida com os fabricantes destes equipamentos.
Estimativa de vida da isolac¸˜ao
Porcentagem de ´agua Teor de oxigˆenio EV [horas]
0,5 % Baixo 158000,00 1,0 % Baixo 79000,00 2,0 % Baixo 39500,00 0,5 % Alto 63200,00 1,0 % Alto 31600,00 2,0 % Alto 15800,00
Tabela 4.2: Determinac¸˜ao da estimativa de vida da isolac¸˜ao (GP = 200) [1].
Crit´erio EV [horas]
50% de resistˆencia `a trac¸˜ao da isolac¸˜ao mantida 65000 25% de resistˆencia `a trac¸˜ao da isolac¸˜ao mantida 135000
GP = 200 150000
Transformador de distribuic¸˜ao 180000 Temperatura de referˆencia = 110oC
4.7
Conclus˜oes do cap´ıtulo
O furfural ´e gerado, exclusivamente, durante o processo de decomposic¸˜ao do papel isolante e, por- tanto, a an´alise e o acompanhamento da taxa de variac¸˜ao da sua concentrac¸˜ao no ´oleo isolante, ao longo do tempo, e em conjunto com outras an´alises de rotina, permitem a obtenc¸˜ao de diagn´osticos aceit´aveis e a indicac¸˜ao dos casos mais cr´ıticos do processo de envelhecimento do transformador. Al´em disso, a sua medida ´e relativamente f´acil e de baixo custo e, principalmente, porque a coleta de amostra do ´oleo isolante pode ser feita com o transformador em operac¸˜ao.
Cap´ıtulo 5
Comportamento T´ermico dos
Transformadores
Neste cap´ıtulo, ´e reavaliada a cla´usula 7 da IEEE Standard C57.91-1995/2000 e o seu Anexo G, relacionando as suas limitac¸˜oes e poss´ıveis fontes de erros, que afetam o c´alculo das temperaturas internas dos transformadores de potˆencia. Tamb´em s˜ao abordadas as condic¸˜oes que proporcionam a formac¸˜ao de bolhas de g´as nos transformadores, e os modelos j´a existentes para o c´alculo da temperatura que proporciona a formac¸˜ao das bolhas de g´as.
5.1
Introduc¸˜ao
A potˆencia nominal de projeto do transformador ´e determinada considerando, dentre outros parˆame- tros, uma temperatura ambiente constante e, normalmente, igual `a 30oC. Naturalmente, as condic¸˜oes
reais do ambiente onde o transformador est´a instalado variam e, conseq¨uentente, a potˆencia nomi- nal do transformador deve ser corrigida, considerando as variac¸˜oes dos parˆametros de projeto com os valores reais, que se verificam no local da sua instalac¸˜ao. Portanto, para o melhor aproveita- mento da capacidade de carga do transformador ´e de consenso que o seu carregamento deve ser limitado pela sua capacidade t´ermica e n˜ao pela sua potˆencia nominal. Entretanto, para manter o carregamento do transformador no limite de sua capacidade t´ermica ´e necess´ario monitorar as temperaturas de operac¸˜ao do transformador, a temperatura ambiente e controlar, em tempo real, o carregamento el´etrico para assegurar a confiabilidade de sua operac¸˜ao e evitar o seu envelhe-
cimento precoce. O carregamento el´etrico do transformador, nestas condic¸˜oes, ´e denominado de carregamento dinˆamico do transformador. No carregamento dinˆamico do transformador el´etrico, a temperatura do ponto quente do enrolamento e a temperatura do topo do ´oleo devem ser monitoradas para evitar a possibilidade de formac¸˜ao de gases que podem deteriorar a qualidade do ´oleo isolante, e comprometer a confiabilidade da operac¸˜ao e o envelhecimento precoce do transformador. Como j´a discutido anteriormente, no cap´ıtulo 2, o papel isolante se deteriora rapidamente quando subme- tido a altas temperaturas, elevado teor de umidade e de oxigˆenio. Em um transformador el´etrico a m´axima temperatura de operac¸˜ao da isolac¸˜ao de papel ´e igual `a temperatura do ponto quente do enrolamento.
O IEEE Guide for Loading Mineral-Oil-Immersed Transformers [2] prescreve os limites t´ermi- cos de operac¸˜ao e as condic¸˜oes que devem ser observadas para o carregamento el´etrico do transfor- mador imerso em ´oleo mineral isolante.
Os transformadores de potˆencia s˜ao projetados para operarem em condic¸˜oes de carga pesada, as quais incluem o regime de carga de emergˆencia. Com o aumento da carga, h´a uma elevac¸˜ao das temperaturas internas do transformador, com a consequente reduc¸˜ao da sua expectativa de vida ´util. A expectativa de vida ´util ´e definida como a vida da isolac¸˜ao do enrolamento do transformador. A isolac¸˜ao s´olida do transformador se deteriora em func¸˜ao do tempo e da temperatura [2, 156].
A modelagem dinˆamica do comportamento t´ermico do transformador pode ser considerada como um dos aspectos mais importantes no monitoramento das condic¸˜oes de operac¸˜ao dos trans- formadores de potˆencia. A comparac¸˜ao entre os valores medidos e os previstos das temperaturas de operac¸˜ao, pode fornecer um panorama das condic¸˜oes do equipamento, bem como indicar poss´ıveis anormalidades. O conhecimento adequado das caracter´ısticas t´ermicas dos transformadores pode permitir uma melhor avaliac¸˜ao de suas condic¸˜oes de operac¸˜ao, reduzindo o risco de falha.