Transformadores Trifásicos Imersos Em Óleo: Componentes Principais, Funcionamento E Manutenção

Transformadores Trifásicos Imersos em Óleo: Componentes Principais, Operação e Manutenção
Guia Completo para Sistemas de Distribuição de Energia

Transformadores imersos em óleo são críticos em redes de energia, garantindo a transmissão eficiente de energia. Este guia detalha sua estrutura, funções e práticas de manutenção para engenheiros e profissionais da indústria.

Componentes Principais: Funções das Peças Chave

1. O "Coração" e os "Vasos Sanguíneos"

Núcleo de Ferro (Esqueleto do Circuito Magnético):

• Função: Conduz campos magnéticos, minimizando a perda de energia.
• Estrutura: Feito de lâminas de aço silício laminadas a frio (0,35–0,5 mm de espessura), revestidas com tinta isolante ou camadas de óxido para reduzir as correntes parasitas.
• Design: Consiste em colunas do núcleo (seções verticais que abrigam as bobinas) e juntas (seções horizontais que formam um circuito magnético fechado).

Enrolamentos (Bobinas):

• Primário (Entrada) vs. Secundário (Saída): Transferem energia elétrica de fontes de energia para cargas.
• Construção: Fios de cobre ou alumínio isolados com esmalte de alta resistência.
  • Bobinas de baixa tensão (menos espiras) ficam próximas ao núcleo.
  • Bobinas de alta tensão (mais espiras) envolvem externamente, criando canais de óleo para resfriamento.

2. Invólucro e Sistema de Resfriamento

Tanque de Óleo:

• Função: Abriga o núcleo/enrolamentos, preenchido com óleo mineral isolante para proteção dielétrica e dissipação de calor.
• Tipos de Óleo:
  • Nº 10 (ponto de fluidez -10°C), Nº 25 (-25°C), Nº 45 (-45°C) com base no clima regional.

Tanque Conservador (Almofada de Óleo):

• Função: Compensa a expansão/contração do óleo devido às mudanças de temperatura.
• Características:
  • Diafragma interno isola o óleo do ar.
  • Marcas do indicador de nível de óleo: +40°C (carga máxima), +20°C (média), -30°C (carga mínima).
  • Válvula de respiro equilibra a pressão durante a expansão térmica.

3. Componentes de Segurança e Controle

Bucha:

• Função: Conectores isolados para linhas de alta/baixa tensão que saem do tanque.

Tubo à Prova de Explosão:

• Função: Libera picos de pressão repentinos (por exemplo, curtos-circuitos) para evitar a ruptura do tanque.

Relé de Gás (Relé Buchholz):

• Monitoramento: Detecta falhas internas através de bolhas de gás no óleo.
  • Gás Leve: Aciona o alarme.
  • Gás Pesado: Inicia a atuação do disjuntor.

Sensores de Temperatura:

• Limites: Alarme a 80°C, desligamento automático a 100°C.

Chave de Aterramento Neutro:

• Propósito: Protege o isolamento durante picos de energia em sistemas de 110kV+.

Comutador de Derivação:

• Tipos: Sob carga (ajuste em tempo real) e fora de carga (requer desligamento).
• Regras de Ajuste: Passos incrementais (1档 = pausa de 1 minuto); parada de emergência se vários passos forem acionados.

Operação e Manutenção: Garantindo Segurança e Confiabilidade

1. Diretrizes Operacionais Padrão

• Limites de Temperatura:
  • Temperatura superior do óleo ≤95°C (idealmente ≤85°C).
  • Desvio de tensão: ≤±5% da tensão nominal (até ±12% com aprovação do fabricante).
• Gerenciamento de Sobrecarga:
  • Sobrecarga Normal: Com base no histórico de carga e eficiência de resfriamento.
  • Sobrecarga de Emergência: Siga as especificações do fabricante.

2. Cenários de Desligamento de Emergência

Ação imediata necessária para:

1. Ruídos internos incomuns (por exemplo, estalos).
2. Aumento persistente da temperatura, apesar do resfriamento normal.
3. Vazamento de óleo do conservador/tubo à prova de explosão.
4. Nível de óleo abaixo da marca mínima do indicador.
5. Partículas de carbono preto no óleo ou buchas danificadas com arco elétrico.

3. Solução de Problemas Comuns

• Superaquecimento: Verifique os níveis de carga, a funcionalidade do sistema de resfriamento e a precisão do termômetro.
• Problemas com Óleo:
  • Óleo congelado: Monitore o fluxo e a temperatura.
  • Perda rápida de óleo: Solucione os vazamentos imediatamente (soldagem ou substituição da vedação).
• Ativação do Relé de Gás:
  • Gás Não Inflamável: Reabasteça o óleo.
  • Gás Combustível: Interrompa as operações; inspecione falhas de isolamento ou falhas internas.

4. Lista de Verificação de Inspeção de Rotina

1. Ouça ruídos anormais ou sons de descarga.
2. Verifique o nível de óleo e as vedações sem vazamentos.
3. Monitore a temperatura superior do óleo (≤85°C).
4. Inspecione as buchas quanto a rachaduras ou arcos.
5. Verifique as conexões dos terminais quanto ao superaquecimento.
6. Certifique-se da integridade da membrana à prova de explosão.
7. Confirme o nível de óleo do relé de gás e a condição do diafragma.
8. Teste a funcionalidade do respiro e a cor do gel de sílica (azul = seco; rosa = saturado).
9. Valide a eficiência do sistema de resfriamento (radiadores/ventiladores).
10. Inspecione as conexões de aterramento quanto à continuidade.

Conclusão

Transformadores trifásicos imersos em óleo são a espinha dorsal das redes de energia modernas, combinando design robusto com engenharia precisa. Manutenção regular, adesão aos limites operacionais e resolução imediata de falhas garantem a longevidade e a estabilidade da rede. Para um desempenho ideal, faça parceria com fabricantes certificados e adira aos padrões internacionais como a IEC 60076.

Para suporte técnico ou soluções personalizadas, consulte engenheiros eletricistas qualificados.