Análise das causas do superaquecimento do transformador

Análise das causas do superaquecimento de transformadores

Eu, a causa da falha do próprio transformador

Durante a operação do transformador, quando a geração e a dissipação de calor atingem um estado de equilíbrio, a temperatura de cada componente tende a se estabilizar. Se, sob as mesmas condições, a temperatura do óleo estiver mais de 10 °C acima do normal, ou se a carga permanecer inalterada, mas a temperatura continuar a subir, pode-se considerar que ocorreu uma falha interna no transformador.

1. Mau contato do comutador de derivação

Devido à pressão insuficiente no ponto de contato do comutador de derivações durante a operação ou à contaminação do ponto de contato, a resistência de contato aumenta. O aumento da resistência de contato causa a elevação da temperatura do contato e a geração de calor. Isso ocorre principalmente após a troca de derivações e quando o transformador está sobrecarregado, o que facilita a ocorrência de mau contato no comutador de derivações e a consequente geração de calor.

O mau contato do comutador de derivações pode ser constatado pela frequente ocorrência de gases leves e, através da coleta de amostras de óleo para análise, verifica-se que o mau contato do comutador de derivações provoca uma queda acentuada no ponto de fulgor do óleo; além disso, a condição de contato da chave pode ser determinada medindo-se o valor da resistência CC da bobina.

2. Curto-circuito entre espiras da bobina de enrolamento

Devido a danos no isolamento entre várias espiras adjacentes da bobina, ocorrerá uma corrente de curto-circuito circulante. Ao mesmo tempo, o número de espiras da bobina dessa fase é reduzido, e o calor intenso gerado pela corrente de curto-circuito circulante fará com que a temperatura do transformador suba excessivamente, podendo, em casos graves, ser danificado pela queima.

Existem muitas razões para o curto-circuito entre espiras da bobina. Por exemplo, o processo de fabricação inadequado da bobina causa danos mecânicos ao isolamento; a alta temperatura causa o envelhecimento do isolamento; as principais causas são sobretensão e sobrecorrente. Um curto-circuito severo entre espiras faz com que a temperatura do óleo suba, e o óleo na espira em curto-circuito parece estar fervendo, sendo possível ouvir um som de "borbulhamento". Quando a amostra de óleo é coletada para análise, a qualidade do óleo se deteriora e passa de uma ação gasosa leve para uma ação gasosa pesada. Nesse momento, o curto-circuito entre espiras também pode ser detectado medindo-se a resistência CC.

3. Curto-circuito entre chapas de aço silício com núcleo de ferro

Devido a danos causados ​​por forças externas, envelhecimento do isolamento e outros fatores, o isolamento entre as lâminas de aço silício é danificado, aumentando as correntes parasitas e causando superaquecimento localizado. Além disso, danos ao isolamento do parafuso do núcleo também causam correntes parasitas. Correntes parasitas leves causam aquecimento localizado, geralmente sem elevação perceptível da temperatura do óleo do transformador; correntes parasitas intensas ocorrem em casos severos.

4. Falta de óleo ou obstrução no tubo de refrigeração

O óleo isolante é o principal isolante dentro do transformador, desempenhando funções de isolamento, refrigeração e extinção de arcos elétricos. Se houver falta de óleo ou se o interior do tubo de dissipação de calor estiver obstruído, a velocidade de circulação do óleo para refrigeração diminuirá, o que causará o aumento da temperatura do transformador durante a operação.

II. As razões externas para a alta temperatura do transformador

1. Sobrecarga severa

Durante a operação do transformador, as perdas por histerese no núcleo de ferro, as perdas por correntes parasitas e as perdas no cobre da bobina são convertidas em calor, o que causa o aumento da temperatura. As perdas no ferro são basicamente constantes e estão relacionadas à estrutura do transformador, portanto, não podem ser reduzidas ou eliminadas durante a operação. Já as perdas no cobre variam com a carga. Quando a carga é elevada, o aumento das perdas no cobre causa o aumento da temperatura do transformador.

2. A entrada e a saída de ar da sala do transformador estão bloqueadas ou há um acúmulo significativo de poeira.

As entradas e saídas de ar da sala do transformador são os canais de convecção do ar durante a operação do equipamento. Quando bloqueadas ou com acúmulo excessivo de poeira, as condições de aquecimento do transformador permanecem inalteradas, mas a dissipação de calor piora, impedindo que o calor seja dissipado para o ambiente em tempo hábil, resultando em um aumento da temperatura do transformador durante a operação. Meça a temperatura do ar a uma distância de 1,5 m a 2 m do tanque de óleo do transformador e a uma altura equivalente à metade da altura do tanque. Se a temperatura medida for de 8 a 10 °C superior à temperatura ambiente, a ventilação da sala do transformador deve ser melhorada.

3. Falha no sistema de refrigeração do transformador

Além de utilizar tubos de refrigeração para dissipação de calor, os transformadores de potência também contam com métodos de resfriamento como refrigeração por ar forçado, circulação forçada de óleo e circulação de água. Quando o sistema de refrigeração falha ou as condições de resfriamento são inadequadas, a temperatura do transformador em operação aumenta.