Os transformadores são equipamentos com capacidade de alta tensão que facilitam a transmissão e distribuição de energia elétrica. Seu objetivo principal é reduzir os níveis de tensão em um determinado sistema de energia. Mas apesar de serem dispositivos fechados e sem peças rotativas, não são totalmente invulneráveis ​​a falhas. Caso essas falhas surjam, deixá-las sem controle poderá levar a resultados desastrosos, danificando o transformador e impedindo as operações diárias.

Para evitar isso, é necessário primeiro estar familiarizado com as falhas mais comuns do transformador e como diagnosticar e proteger contra elas.

1. Falha de superaquecimento

O superaquecimento em um transformador geralmente surge devido à execução de sobrecargas além das sobrecargas permitidas declaradas pelo fabricante de acordo com os padrões IEC e falhas externas, como curto-circuito em instalações a jusante ou falha no sistema de refrigeração. Felizmente, a maioria das falhas de superaquecimento pode ser facilmente evitada com a manutenção adequada do transformador. No entanto, se o problema for negligenciado, o superaquecimento normalmente causa a quebra do isolamento dos enrolamentos.

As etapas gerais para diagnosticar esse problema são:

Verifique se os ventiladores de resfriamento estão funcionando corretamente, bem como o estado dos ventiladores e das bombas de óleo.

Inspecione o radiador e certifique-se de que esteja limpo. Caso contrário, limpe a poeira, sujeira e outros contaminantes que possam ter grudado nele.

Determine se há algum tipo de sobrecorrente verificando a corrente do transformador e reduzindo a carga se necessário para ficar alinhado com a corrente nominal da unidade.

A temperatura ambiente pode afetar o transformador quando ele opera em dias particularmente quentes. Para estas situações, considere aumentar as estações de resfriamento.

O óleo funciona principalmente para resfriar o transformador. Assim, verifique se os níveis de óleo estão esgotados e substitua-o quando necessário. Além disso, não se esqueça de verificar possíveis vazamentos que estejam causando o problema.

2. Falhas no isolamento do óleo e dos enrolamentos

Os óleos de transformador são feitos especificamente para fornecer isolamento elétrico sob campos elétricos elevados. Assim, uma diminuição substancial na sua rigidez dielétrica poderia significar que o óleo não está mais apto para uso. Alguns fatores que podem levar à deterioração da rigidez dielétrica de um óleo incluem contaminantes polares, como água e quebra de papel de celulose.

No caso de falhas menores, como danos ao isolamento dos parafusos do núcleo, superaquecimento local e assim por diante, o arco voltaico faz com que o gás seja gerado lentamente no óleo e suba em direção ao conservador.

Por outro lado, uma falha grave que resulte em arco voltaico severo irá liberar rapidamente um grande volume de gás e vapores de óleo que não têm tempo suficiente para escapar. Este desenvolvimento violento desloca fisicamente o óleo e aumenta a pressão que força o óleo a entrar no conservador.

Essencialmente, a quebra localizada e o aquecimento do óleo são os principais culpados por trás de praticamente todas as falhas que afetam o núcleo e os enrolamentos do transformador.

3. Falha central

O superaquecimento grave ocorre se qualquer parte do isolamento do núcleo for danificada ou se a estrutura de laminação do núcleo for ligada por um material condutor que permita o fluxo de correntes parasitas suficientes. Além disso, preste atenção aos parafusos do núcleo isolado usados ​​para apertar o núcleo. A falha no seu isolamento pode fornecer um caminho fácil para correntes parasitas, o que também contribuirá para o superaquecimento.

4. Falta fase a fase

Também conhecidas como faltas trifásicas, essas questões não fluem através do aterramento e, portanto, são limitadas apenas à impedância do enrolamento. O valor desta impedância é intencionalmente projetado na unidade transformadora para restringir a corrente máxima de curto-circuito. Isto é conseguido fazendo com que o fluxo de reatância de fuga gere o nível necessário para o curto-circuito, não ligando os enrolamentos primário e secundário. Relés diferenciais e relés Buchholz são as principais formas de resolver esta falha.

Para diagnosticar uma falta fase-fase, verifique se os dispositivos de proteção do transformador isolaram o transformador e liberaram óleo dos tanques. Algumas das causas comuns de curto-circuito nesta falha incluem:

Níveis baixos de óleo

Transformador envelhecido

Óleo ruim devido à contaminação da água

Alta tensão devido a raios ou outros surtos elétricos

5. Falhas no tanque (nível de óleo) e falha no resfriamento

O vazamento de óleo em um transformador pode causar descarga elétrica entre as conexões finais e os enrolamentos. Quando há menos óleo do que o necessário para os tanques, ocorre redução do isolamento dos enrolamentos. Em última análise, uma falha no tanque resulta em um aumento anormal na temperatura do transformador. Inspecione quanto a vazamentos realizando periodicamente uma verificação visual no corpo do tanque. Os motivos comuns para vazamento incluem:

Afrouxamento dos parafusos do corpo do tanque

Corrosão no corpo do tanque

Danos mecânicos causados ​​por um forte impacto no corpo do tanque

Por outro lado, uma falha no sistema de refrigeração afetará inevitavelmente o desempenho do transformador e impedirá que ele opere em sua capacidade máxima. A maioria dos transformadores menores geralmente funciona apenas com resfriamento natural, mas os modelos maiores exigem resfriamento forçado em seu projeto. Faça uma verificação de desempenho no sistema de refrigeração do transformador para verificar se ele ainda funciona conforme esperado.

Conclusão

As falhas comuns dos transformadores mencionadas acima devem servir como um bom ponto de partida para permitir que você fique melhor informado sobre seus transformadores e garanta seu funcionamento normal. Você também deve estar ciente de como determinar a criticidade do transformador.

Dito isto, existem muitas outras falhas que podem afetar um transformador. Considere trabalhar com uma empresa de engenharia mecânica e elétrica para ajudar a realizar testes de transformadores elétricos e manter esses componentes críticos do seu sistema elétrico.