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Construção de transformadores imersos em óleo

O núcleo de um transformador trifásico imerso em óleo é composto por um núcleo de ferro fechado e um conjunto de enrolamentos montado na coluna do núcleo. Além disso, inclui tanques de combustível, conservadores de óleo, carcaças, sistema de ventilação, tubulações à prova de explosão, radiadores, comutadores de derivação, relés de gás, termômetros, purificadores de óleo, etc.

1) núcleo de ferro

O núcleo de ferro é a parte do circuito magnético do transformador. Para reduzir a histerese magnética e as perdas por correntes parasitas no núcleo de ferro, este é feito de chapas de aço silício com espessura entre 0,35 mm e 0,5 mm. De acordo com a disposição dos enrolamentos no núcleo de ferro, existem dois tipos: núcleo de ferro e carcaça de ferro. A parte vertical do núcleo de ferro do transformador trifásico é chamada de coluna do núcleo de ferro, e os enrolamentos de baixa e alta tensão do transformador são instalados sobre a coluna; a parte horizontal é chamada de jugo de ferro, que forma um circuito magnético fechado.

Em transformadores de grande capacidade, para que o calor gerado pelas perdas no núcleo de ferro seja totalmente dissipado pelo óleo isolante durante a circulação, de modo a obter um bom efeito de resfriamento, são frequentemente previstos canais de óleo de resfriamento no núcleo de ferro.

(2) Enrolamento

O enrolamento, também chamado de bobina, é a parte do circuito do transformador e é dividido em enrolamentos primário e secundário. O enrolamento conectado à fonte de alimentação é chamado de enrolamento primário, e o enrolamento conectado à carga é chamado de enrolamento secundário. Os enrolamentos primário e secundário são feitos com fios de cobre ou alumínio revestidos com isolamento de alta resistência.

Os enrolamentos primário e secundário de cada fase do transformador trifásico são fabricados em formato cilíndrico e revestidos no mesmo núcleo de ferro. O enrolamento de baixa tensão, com menor número de espiras, é revestido internamente e próximo ao núcleo de ferro, enquanto o enrolamento de alta tensão, com maior número de espiras, é revestido externamente ao enrolamento de baixa tensão. Essa disposição facilita o isolamento do núcleo pelo enrolamento de baixa tensão. Um revestimento de material isolante é utilizado para isolar o enrolamento de baixa tensão do núcleo de ferro e também entre os enrolamentos de alta e baixa tensão, garantindo um isolamento confiável. Para facilitar a dissipação de calor, um espaço é deixado entre os enrolamentos de alta e baixa tensão, servindo como passagem para o óleo do transformador.

As principais falhas nos enrolamentos de transformadores são o curto-circuito entre espiras e o curto-circuito com a carcaça. O curto-circuito entre espiras ocorre principalmente devido ao envelhecimento do isolamento ou à sobrecarga do transformador e danos mecânicos ao isolamento durante um curto-circuito transversal. O nível de óleo no transformador diminui, de modo que, quando o enrolamento entra em contato com o óleo, também pode ocorrer um curto-circuito entre espiras; além disso, quando há um curto-circuito transversal, o enrolamento se deforma devido ao efeito da sobrecorrente e o isolamento sofre danos mecânicos, podendo também ocorrer um curto-circuito entre espiras.

Quando ocorre um curto-circuito entre espiras, a corrente no enrolamento em curto pode exceder o valor nominal, mas a corrente total do enrolamento não pode exceder o valor nominal. Nesse caso, a proteção contra vazamentos de gás entra em ação, e o dispositivo de proteção diferencial também atuará se a situação for grave.

A causa do curto-circuito na carcaça também pode ser o envelhecimento do isolamento ou a presença de umidade no óleo, uma queda no nível do óleo ou ainda descargas atmosféricas e sobretensões de operação. Além disso, quando ocorre um circuito cruzado, o enrolamento se deforma devido à sobrecorrente, podendo também causar um curto-circuito na carcaça. Quando ocorre um curto-circuito na carcaça, geralmente são os dispositivos de proteção contra curto-circuito a gás e a proteção de aterramento que atuam sobre eles.

(3) Tanque de combustível

O tanque de óleo é o invólucro externo do transformador, onde o núcleo de ferro e os enrolamentos são instalados, e é preenchido com óleo isolante. Para transformadores com capacidade relativamente grande, dissipadores de calor ou tubos de calor são instalados externamente ao tanque. Vazamentos de óleo são um problema comum em tanques de combustível.

O óleo de transformador é um óleo mineral com boas propriedades isolantes, que possui duas funções:

A primeira é o isolamento. O desempenho isolante do óleo isolante em transformadores é superior ao do ar. A imersão dos enrolamentos em óleo pode melhorar o desempenho isolante em vários pontos e evitar o contato com o ar, prevenindo a umidade nos enrolamentos;

O segundo efeito é a dissipação de calor, que utiliza a convecção do óleo para dissipar o calor gerado pelo núcleo de ferro e pelo enrolamento para o exterior através da parede da caixa e do tubo de dissipação de calor. O óleo para transformadores é dividido em três especificações: nº 10, nº 25 e nº 45, de acordo com seu ponto de congelamento. Seus pontos de congelamento são -10 °C, -25 °C e -45 °C, respectivamente, e geralmente são selecionados de acordo com as condições climáticas locais.

(4) Conservador de óleo (almofada de óleo)

O conservador de óleo, também conhecido como almofada de óleo, é um recipiente cilíndrico colocado horizontalmente acima do tanque de óleo e conectado a este por meio de uma tubulação. O volume do conservador de óleo corresponde geralmente a cerca de 10% do volume do tanque de óleo. Trata-se de um conservador de óleo do tipo cápsula, que isola o óleo do ar externo. Quando o óleo do transformador se expande termicamente, ele flui do tanque para o conservador; quando se contrai, o óleo flui do conservador para o tanque. O conservador de óleo tem duas funções: primeiro, quando o volume do óleo do transformador se expande ou contrai com a variação da temperatura, o conservador atua como um reservatório e reabastecedor, garantindo que o tanque de óleo esteja sempre cheio e que o núcleo de ferro e os enrolamentos estejam imersos no óleo; segundo, reduzir a área de contato entre a superfície do óleo e o ar, evitando que o óleo do transformador fique úmido e se deteriore.

O indicador de nível de óleo do conservador de óleo utiliza um medidor de nível de óleo ferromagnético do tipo haste para monitorar o nível de óleo. O medidor possui marcações gravadas com as linhas padrão de nível de óleo para temperaturas de -30 °C, +20 °C e +40 °C, que servem como referência para o enchimento de óleo. A marca de +40 °C indica o nível máximo de óleo do transformador em operação com carga total, quando a temperatura ambiente mais alta do local de instalação for de +40 °C, e o nível de óleo não deve ultrapassar essa linha; +20 °C indica o nível de óleo quando a temperatura média anual for de +20 °C durante a operação com carga total; -30 °C significa o nível mínimo de óleo do transformador sem carga, quando o ambiente estiver a -30 °C, e não deve ser inferior a essa linha. Se o nível de óleo estiver muito baixo, adicione óleo. O conservador de óleo possui orifícios de ventilação, permitindo a comunicação do espaço superior com a atmosfera. Quando o óleo do transformador se expande e contrai com o calor, o ar na parte superior da almofada de óleo entra e sai pelo orifício de ventilação, e o nível do óleo pode subir ou descer para evitar deformações ou danos ao tanque de óleo.

(5) Manga

O fio condutor do enrolamento do transformador é conectado ao circuito externo através da haste guia. A bucha é um isolante entre a haste guia e a tampa da caixa, que desempenha a função de isolar e fixar a haste guia. Existem dois tipos de carcaça: carcaça de alta pressão e carcaça de baixa pressão.

manga isolante

Os fios condutores dos enrolamentos do transformador devem passar por mangas isolantes para isolar os condutores energizados quando saem do tanque de combustível e retornam para fora dele. A manga isolante é composta principalmente por uma haste condutora central e uma manga magnética. Uma extremidade da haste condutora, dentro do tanque de combustível, está conectada ao enrolamento, e a outra extremidade, externa, está conectada ao circuito externo. Esta é uma parte do transformador suscetível a falhas.

A construção da bucha isolante depende principalmente da classe de tensão. Para baixa tensão, geralmente utiliza-se uma simples luva magnética sólida. Quando a tensão é alta, para reforçar a capacidade de isolamento, uma camada de óleo é deixada entre a luva de porcelana e a haste condutora. Esse tipo de bucha é chamado de bucha preenchida com óleo. Quando a tensão é superior a 110 kV, utiliza-se a bucha capacitiva, também conhecida como bucha capacitiva. Além de preencher a cavidade interna da luva de porcelana com óleo, a bucha capacitiva também possui um isolante capacitivo entre a haste condutora central (tubo de cobre oco) e o flange, que envolve a haste condutora, servindo como principal conexão entre o flange e a haste condutora.

O vazamento de óleo nas buchas de transformadores é a falha mais comum. A causa desse vazamento é o envelhecimento do anel de vedação de borracha com nervuras na parte superior da bucha e da junta plana de borracha na parte inferior.

(6) Respirador

Um respirador, também conhecido como dispositivo higroscópico, geralmente consiste em um tubo e um recipiente de vidro com um dessecante (gel de sílica ou alumina ativada) em seu interior. Quando o ar na almofada de óleo se expande ou contrai com o volume do óleo do transformador, o ar exaurido ou inalado passa pelo respirador, e o dessecante em seu interior absorve a umidade do ar e o filtra para manter o óleo limpo. O gel de sílica impregnado com cloreto de cobalto tem partículas de cor azul cobalto quando secas, mas à medida que o gel de sílica absorve água e se aproxima da saturação, o gel de sílica granular se transforma em um pó branco ou vermelho, indicando se o gel de sílica falhou. O gel de sílica úmido pode ser regenerado por aquecimento e secagem. Quando a cor das partículas de gel de sílica se torna azul cobalto, o processo de regeneração está concluído.

(7) Dispositivo de alívio de pressão

Os dispositivos de alívio de pressão desempenham um papel importante na proteção de transformadores de potência. Em um transformador de potência preenchido com óleo isolante, se ocorrer uma falha interna ou um curto-circuito, o arco voltaico vaporizará instantaneamente o óleo, resultando em um aumento extremamente rápido da pressão no tanque. Se essa pressão não for liberada rapidamente, o tanque de combustível pode romper, espalhando combustível inflamável por uma grande área, podendo causar um incêndio e danos ainda maiores. Portanto, medidas devem ser tomadas para evitar que isso aconteça. Existem dois tipos de dispositivos de alívio de pressão: o tubo à prova de explosão e o dispositivo de alívio de pressão. O tubo à prova de explosão é usado em transformadores de pequeno porte, enquanto o dispositivo de alívio de pressão é usado em transformadores de médio e grande porte.

Tubo à prova de explosão (também conhecido como tubo de injeção de combustível)

O tubo à prova de explosão é instalado na tampa superior do transformador. O tubo em forma de trombeta é conectado à atmosfera e o bocal é selado com uma película. Quando ocorre uma falha interna no transformador, a temperatura do óleo aumenta, o óleo se decompõe violentamente, gerando uma grande quantidade de gás, e a pressão no tanque de óleo aumenta drasticamente. Quando a pressão no tanque de óleo atinge 5×10⁴ Pa, a película do tubo à prova de explosão se rompe, e o óleo e o gás são ejetados pelo bocal, evitando a explosão ou a deformação do tanque de óleo do transformador.

liberador de pressão

Em comparação com tubos à prova de explosão, os dispositivos de alívio de pressão apresentam vantagens como pequeno erro de pressão de abertura, curto tempo de retardo (apenas 2 ms), alto controle de temperatura e ação repetida, sendo, portanto, amplamente utilizados em transformadores de grande e médio porte.

O dispositivo de alívio de pressão, também chamado de redutor de pressão, é instalado na tampa superior do tanque do transformador, de forma semelhante à válvula de segurança de uma caldeira. Quando a pressão no tanque de combustível excede o valor especificado, a porta de vedação (válvula) do dispositivo de alívio de pressão se abre, o gás é liberado e, após a redução da pressão, a porta de vedação se fecha novamente pela ação de uma mola. O dispositivo de alívio de pressão pode ser removido antes da entrada em operação ou durante a manutenção para medir e ajustar sua pressão de operação.

O ajuste da pressão de operação do liberador de pressão deve ser coordenado com o ajuste da vazão de operação do relé de gás.

O dispositivo de alívio de pressão é instalado na parte superior da tampa do tanque de combustível e geralmente é conectado a um tubo ascendente de forma que a altura do dispositivo seja igual à altura do reservatório de óleo, eliminando assim a diferença de pressão estática do óleo em condições normais.

(8) Radiador

O radiador pode ter formato corrugado, em leque, circular, de tubo de exaustão, etc. Quanto maior a área de dissipação de calor, melhor o efeito de dissipação. Quando há uma diferença de temperatura entre o óleo na camada superior do transformador e o óleo na camada inferior, ocorre convecção do óleo através do radiador, que retorna ao tanque de óleo após ser resfriado, reduzindo a temperatura do transformador. Para melhorar o efeito de resfriamento do transformador, podem ser adotadas medidas como resfriamento a ar, resfriamento forçado óleo-ar e resfriamento forçado óleo-água. A principal falha do radiador é o vazamento de óleo.

(9) Relé de gás Buchholz

Instale o relé Buchholz entre o conservador de óleo e o tubo de conexão da tampa do tanque do transformador utilizando o flange. Durante a operação, o relé Buchholz fica cheio de óleo. Quando ocorre uma pequena falha dentro do transformador e bolhas são geradas, elas se acumulam primeiro no espaço superior do relé Buchholz. Isso força o nível de óleo a baixar, fazendo com que a abertura superior perca flutuabilidade e seu próprio peso aumente, desviando-se na direção oposta e aproximando o ímã do interruptor reed. O princípio do relé com defletor de contato inferior é o mesmo.

(10) Dispositivo de medição de temperatura

A elevação da temperatura da superfície do óleo refere-se ao valor máximo que a temperatura da superfície do óleo no tanque pode exceder a temperatura ambiente quando o transformador está funcionando em sua condição nominal.

A temperatura do óleo no corpo do transformador principal é temporariamente configurada para disparar o alarme a 80°C e desligar o transformador a 100°C.

(11) Faca de aterramento neutro

O método de aterramento do ponto neutro do sistema elétrico de 110 kV do meu país adota principalmente o método de aterramento direto do ponto neutro (incluindo o método de aterramento do ponto neutro através de uma pequena resistência), ou seja, um sistema com alta corrente de aterramento. Isso ocorre porque o sistema apresenta uma grande corrente de curto-circuito à terra quando ocorre uma falha monofásica à terra.

Quando o transformador é desligado, seu ponto neutro deve ser aterrado. Isso ocorre porque o enrolamento do transformador é semi-isolado (também conhecido como isolamento graduado), ou seja, o isolamento principal da parte próxima ao neutro do enrolamento é inferior ao nível de isolamento da extremidade do enrolamento. Portanto, para evitar danos por sobretensão ao transformador, o ponto neutro deve ser aterrado quando o transformador estiver desligado.

(12) Comutador de derivação (também conhecido como seletor)

Quando o conservador de óleo é usado para o transformador regulador de tensão sob carga, um conservador de óleo de comutação sem cápsulas é instalado na parte inferior do conservador de óleo.

Os métodos de regulação de tensão em transformadores dividem-se em dois tipos: regulação de tensão com carga e regulação de tensão sem carga:

A regulação de tensão sob carga significa que o transformador pode ajustar a posição de sua derivação durante a operação, alterando assim a relação de transformação do transformador para atingir o objetivo de regulação de tensão.

As derivações de transformadores são geralmente feitas no lado de alta tensão, levando-se em consideração principalmente:

(1) O enrolamento de alta tensão do transformador geralmente fica na parte externa e a derivação é fácil de conectar;

(2) A corrente no lado de alta tensão é menor, e a seção transversal do condutor do fio condutor e da parte condutora de corrente do interruptor dividido é menor, e a influência do mau contato pode ser facilmente resolvida.

Em princípio, a derivação pode estar em qualquer um dos lados, sendo necessárias comparações econômicas e técnicas. Por exemplo, a derivação de um grande transformador abaixador de 500 kV é feita no lado de 220 kV, enquanto o lado de 500 kV é fixo.

Quando a tensão estiver muito baixa ou muito alta, e for necessário ajustar várias derivações do comutador de derivação sob carga para atender aos requisitos, é preciso prestar atenção à situação:

O ajuste deve ser feito um nível por vez, ou seja, a cada vez que o botão N+1 ou N-1 for pressionado, haverá uma pausa de 1 minuto no meio do processo. Quando um novo número aparecer no indicador de nível, pressione o botão novamente. Repita o processo até atingir o nível desejado. Quando a operação elétrica for realizada em sequência (ou seja, em uma única operação, mais de um nível será ajustado, também conhecido como deslizamento), a segunda posição do nível deverá aparecer no indicador de nível da tela de controle do transformador principal. Nesse caso, pressione imediatamente o botão de emergência para parar e volte ao modo de operação manual.

(13) Purificador de óleo (também conhecido como filtro de diferença de temperatura)

O purificador de óleo é um recipiente preenchido com um adsorvente (gel de sílica ou alumina ativada), instalado na parede lateral do tanque do transformador ou na parte inferior do resfriador de óleo. Quando o transformador está em funcionamento, devido à diferença de temperatura entre as camadas de óleo superior e inferior, o óleo passa pelo purificador de óleo de cima para baixo, formando um processo de convecção. Ao entrar em contato com o adsorvente, o óleo absorve a umidade, os ácidos e os óxidos presentes, tornando-o limpo e prolongando sua vida útil.

Sistema de óleo de transformador imerso em óleo

Os transformadores imersos em óleo possuem diversos sistemas de óleo independentes e isolados uns dos outros. Quando o transformador está em operação, o óleo nesses sistemas independentes não se mistura, e a qualidade e as condições de operação do óleo também são diferentes.

(1) Sistema de óleo interno do corpo principal

Os sistemas de óleo que se comunicam com o óleo ao redor dos enrolamentos são todos sistemas no corpo principal, incluindo o óleo no resfriador ou radiador, o óleo no conservador de óleo e o óleo na bucha preenchida com óleo para 35kV e abaixo.

Ao abastecer com óleo, os bujões de purga de gás armazenados no sistema de óleo devem ser liberados. De modo geral, os componentes mencionados acima devem possuir seus próprios bujões de purga. O óleo no corpo principal desempenha principalmente a função de isolamento e resfriamento. O óleo também aumenta a rigidez dielétrica do papel ou papelão isolante. Durante o abastecimento de óleo a vácuo, se algumas partes não suportarem a mesma força de vácuo do tanque de óleo principal, deve-se utilizar um isolamento temporário por válvula, como uma válvula de gaveta entre o conservador de óleo e o tanque de óleo principal. A altura da bomba submersível de óleo no resfriador deve ser suficiente para evitar a entrada de ar devido à pressão negativa. Este sistema de óleo deve possuir um sistema de proteção com dispositivo de alívio de pressão para liberar a pressão gerada em caso de falha do corpo.

(2) Óleo no compartimento do interruptor desviador do comutador de derivação sob carga

Esta parte do sistema de óleo possui seu próprio sistema de proteção, incluindo relé de fluxo, conservador de óleo e válvula de alívio de pressão. O óleo nesta sala de comutação atua como isolante e extingue a corrente. O óleo é transferido para o sistema de óleo gerado quando a chave desviadora interrompe a corrente de carga. Este sistema de óleo requer um bom desempenho de vedação, e essa vedação deve ser protegida mesmo que a pressão do arco elétrico seja gerada durante o processo de comutação.

Embora o óleo na câmara do comutador de derivação do comutador de derivação sob carga esteja isolado do óleo no corpo principal, para evitar danos à vedação da câmara do comutador de derivação durante o enchimento a vácuo, o sistema deve ser lubrificado a vácuo simultaneamente ao corpo principal. Para que o nível de vácuo seja o mesmo, se necessário, o conservador de óleo deste sistema também deve ser isolado durante o esvaziamento. Para maior praticidade, o tanque de armazenamento de óleo do corpo principal e o tanque de armazenamento de óleo da câmara do comutador de derivação são projetados como um conjunto isolado.

(3) Totalmente selado para níveis de tensão de 60 kV e superiores

A principal função deste sistema de óleo é isolar ou aumentar a rigidez dielétrica do papel isolante na bucha do capacitor a óleo. Ao injetar óleo no corpo principal, o terminal na extremidade da bucha deve ser bem vedado para evitar a entrada de ar.

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(4) Óleo na caixa de saída de alta pressão ou óleo na caixa de saída de gás

A linha de saída de alta tensão do transformador trifásico de 500 kV é isolada por meio de um sistema de óleo isolante corrugado. Esse sistema de óleo atua principalmente como isolante.

Para simplificar a estrutura, este sistema de óleo também pode ser conectado ao sistema de óleo do corpo principal através de um tubo de ligação ou projetado como um sistema de óleo separado.

(5) Vários testes de isolamento são realizados em transformadores imersos em óleo

O primeiro procedimento é a sangria, que libera o gás potencialmente armazenado através de um bujão de sangria. A presença ou ausência de falhas potenciais pode ser prevista pela análise cromatográfica de gás em óleo de cada sistema. Cada sistema de óleo deve atender aos requisitos de operação, como absorver a variação do volume de óleo quando este se expande e contrai, a válvula de descarga de óleo, o bujão de ar, a válvula de isolamento do resfriador e do radiador, e o tanque de óleo principal, etc. Cada sistema de óleo deve apresentar um bom desempenho de vedação. O óleo na sala do comutador de derivação sob carga deve ser substituído separadamente, sem liberar o óleo do corpo principal. O óleo no corpo principal pode ser liberado e preenchido com nitrogênio seco durante o transporte.

Análise de Falhas em Transformadores Imersos em Óleo

As falhas comuns em transformadores em funcionamento incluem falhas nos enrolamentos, buchas, comutadores de derivação, núcleos de ferro, tanques de óleo e outros acessórios.

(1) Falha no enrolamento

Os principais problemas são curto-circuito entre espiras, aterramento do enrolamento, curto-circuito entre fases, rompimento de fios e soldagem de juntas.

(2) Falha do revestimento

A bucha do transformador está suja, causando descargas disruptivas por poluição em nevoeiro denso ou chuva fraca, o que provoca um curto-circuito monofásico ou entre fases no lado de alta tensão do transformador.

(3) Vazamento grave

O vazamento de óleo do transformador é grave ou ocorre transbordamento contínuo a partir do local danificado, de modo que o indicador de nível de óleo não consegue mais visualizar o nível. Nesse caso, o transformador deve ser imediatamente desligado para reparo do vazamento e reabastecimento. A causa do vazamento de óleo no transformador pode ser a fissura na solda ou falha na vedação das peças, além de corrosão severa e danos no tanque de combustível causados ​​por vibração e forças externas durante a operação.

(4) Falha do comutador de derivação

As falhas comuns incluem mau contato ou posicionamento incorreto do comutador de derivação, fusão e queimaduras na superfície de contato e descarga dos contatos de interfase ou descarga de cada derivação.

(5) Falha devido à sobretensão

Quando um transformador em operação é atingido por um raio, devido ao alto potencial da descarga atmosférica, ocorre uma sobretensão externa. Quando alguns parâmetros do sistema elétrico se alteram, devido à oscilação eletromagnética, ocorre uma sobretensão interna no transformador. A maior parte dos danos causados ​​por sobretensão em transformadores consiste na ruptura do isolamento principal do enrolamento, resultando na falha do transformador.

(6) Falha do núcleo de ferro

A falha do núcleo de ferro é causada principalmente por danos no isolamento do parafuso passante da coluna do núcleo de ferro ou do parafuso de fixação do núcleo de ferro.

(7) Fenômeno de vazamento de óleo

Se o nível de óleo do transformador estiver muito baixo, os terminais da bucha e o comutador de derivações ficarão expostos ao ar, reduzindo significativamente o nível de isolamento e facilitando a ocorrência de descargas disruptivas.

Operação e manutenção de transformadores

Para garantir a operação segura e o fornecimento confiável de energia do transformador, é fundamental que, ao detectar e solucionar qualquer anormalidade o mais rápido possível, elimine a falha em seu início, prevenindo acidentes e sua propagação. Portanto, o transformador em operação deve ser verificado regularmente, e um registro de funcionamento deve ser mantido.

(1) O modo de operação normal do transformador

① Modo de operação nominal

Sob as condições de resfriamento especificadas, o transformador pode operar de acordo com as especificações da placa de identificação. A temperatura máxima permitida para o transformador imerso em óleo durante a operação deve ser verificada pela temperatura do óleo na superfície. Essa temperatura deve estar em conformidade com as normas do fabricante, mas não deve exceder 95 °C. Para evitar a deterioração acelerada do óleo do transformador, a temperatura do óleo na superfície não deve ultrapassar 85 °C com frequência.

A tensão aplicada ao transformador geralmente não deve exceder 105% do valor nominal. Nessas condições, o lado secundário do transformador pode suportar a corrente nominal. Em casos específicos, a tensão aplicada pode ser de 110% da tensão nominal após testes ou com a aprovação do fabricante.

② Permitir sobrecarga

Os transformadores podem operar em condições de sobrecarga normal ou sobrecarga acidental. A sobrecarga normal pode ser utilizada frequentemente, e seu valor admissível é determinado de acordo com a curva de carga do transformador, as condições de refrigeração e a carga suportada pelo transformador antes da sobrecarga. As sobrecargas acidentais são permitidas apenas em situações de acidente (transformadores que ainda estejam operacionais).

O valor admissível de sobrecarga acidental deve estar em conformidade com as normas do fabricante; caso não haja normas do fabricante, o transformador auto-refrigerado imerso em óleo pode operar de acordo com os requisitos da tabela abaixo.

(2) Operação anormal e tratamento de emergência de transformadores

(a) Fenômeno anormal em operação. Se algum fenômeno anormal for detectado na operação do transformador (como vazamento de óleo, nível insuficiente de óleo no reservatório, aquecimento anormal, ruído anormal, etc.), tente eliminá-lo. Se ocorrer uma das seguintes situações, pare imediatamente para reparos.

① O som interno é alto, irregular e há um estalo.

② Em condições normais de refrigeração, a temperatura é anormal e continua a subir.

③ Injeção de óleo em almofada ou em tubo à prova de explosão.

④ O vazamento de óleo faz com que o nível de óleo caia abaixo do limite indicado no medidor de nível de óleo.

⑤ A cor do óleo muda muito e há carbono no óleo.

⑥ A carcaça apresenta danos graves e descarga.

(b) Sobrecargas inadmissíveis, aumentos anormais de temperatura e níveis de óleo. Se a sobrecarga do transformador exceder o valor permitido, a carga do transformador deve ser ajustada em tempo hábil. Quando o aumento da temperatura do óleo do transformador exceder o limite permitido, a causa deve ser identificada e medidas devem ser tomadas para reduzi-la. Portanto, o seguinte trabalho deve ser realizado.

① Verifique a carga do transformador e a temperatura do fluido refrigerante, e compare com a temperatura que deve estar sob tal carga e temperatura de refrigeração.

② Verifique o termômetro.

③ Verifique a ventilação do dispositivo de resfriamento mecânico do transformador ou da sala do transformador.

Se for constatado que a temperatura do óleo está mais de 10°C acima do normal sob a mesma carga e temperatura de refrigeração, ou se a carga permanecer inalterada e a temperatura do óleo continuar a subir, e o dispositivo de refrigeração, a ventilação da sala do transformador e o termômetro estiverem funcionando normalmente, pode haver uma falha interna no transformador (como incêndio no núcleo de ferro, curto-circuito entre as camadas da bobina, etc.), devendo ser interrompido imediatamente para reparo.

Caso o óleo do transformador tenha solidificado, é permitido colocá-lo em operação com carga, mas é necessário verificar se a temperatura do óleo na parte superior e a circulação do óleo estão normais.

Quando se constata que o nível de óleo do transformador está significativamente abaixo da temperatura normal de operação, o reabastecimento deve ser realizado imediatamente. Se o nível de óleo cair rapidamente devido a um grande vazamento, é proibido alterar o relé de gás para que atue apenas sob comando de sinal; medidas devem ser tomadas para estancar o vazamento e o reabastecimento deve ser realizado imediatamente.

(c) Procedimentos a serem seguidos quando o relé Buchholz opera. Quando o sinal do relé de gás é ativado, o transformador deve ser verificado para determinar a causa da ativação do sinal, seja por entrada de ar no transformador, diminuição do nível de óleo ou falha no circuito secundário. Se a falha não puder ser detectada externamente ao transformador, é necessário identificar a natureza do gás acumulado no relé. Se o gás for incolor, inodoro e não inflamável, trata-se de ar separado do óleo e o transformador pode continuar operando. Se o gás for inflamável, o transformador deve ser desligado e a causa da ativação deve ser cuidadosamente investigada.

Ao verificar se o gás é inflamável, deve-se ter especial cuidado para não colocar o fogo perto da parte superior do relé, mas sim a 5-6 cm acima dele.

Se a atuação do relé Buchholz não for causada pela entrada de ar no transformador, deve-se verificar o ponto de fulgor do óleo. Se o ponto de fulgor for inferior ao registro anterior em mais de 5 °C, significa que há uma falha no transformador.

Caso o transformador desligue devido à atuação do relé de gás, e a inspeção comprove que se trata de um gás inflamável, o transformador não deverá ser colocado em operação novamente sem inspeção e testes especiais.

De acordo com a natureza da falha, geralmente existem dois tipos de ações do relé de gás: uma é a ação de sinalização sem disparo; a outra é a ação simultânea das duas.

A sinalização sem disparo geralmente ocorre pelos seguintes motivos.

① O ar entra no transformador devido a vazamento de óleo, reabastecimento ou sistema de refrigeração inadequado.

② O nível de óleo baixa lentamente devido à queda de temperatura ou vazamento de óleo.

③ Uma pequena quantidade de gás é gerada devido à falha do transformador.

④ Causado por curto-circuito.

O sinal e o interruptor atuam simultaneamente, ou apenas o interruptor atua, o que pode ser devido a uma falha grave no transformador, à queda muito rápida do nível de óleo ou a uma falha no circuito secundário do dispositivo de proteção. Em alguns casos, como após um reparo, o ar no óleo se separa muito rapidamente e também pode acionar o interruptor.

(d) Tratamento de vazamento de óleo de transformador

There are two types of oil leakage: weld oil leakage and seal oil leakage. The oil leakage treatment of the welding seam is repair welding. When welding, the body should be lifted out and the oil should be drained. The cause of the oil leakage of the seal should be identified, such as poor operation (the sealing gasket is not placed correctly, the pressure is uneven, the pressure is not enough, etc.), and it should be repaired as appropriate. If the gasket is aged or damaged (such as the oil-resistant rubber is sticky, loses elasticity, cracks, etc.), the sealing material should be replaced.

(3) Patrol inspection of oil-immersed transformers

The transformers in operation should be regularly inspected and monitored in order to detect abnormal phenomena or faults in time and avoid serious accidents.

Items that should be checked and monitored generally include:

(1) Whether the transformer has abnormal sound, such as uneven sound or discharge sound.

(2) Whether the oil level is normal and whether there is leakage or oil leakage.

(3) Whether the oil temperature is normal (the upper oil temperature should not exceed 85℃ in general).

(4) Whether the casing is clean, whether there are cracks, damage and discharge.

(5) Whether the joint is hot or not.

(6) Whether the explosion-proof membrane of the explosion-proof pipe is complete.

(7) Check whether the Buchholz relay leaks oil and whether the inside is full of oil.

(8) Whether the respirator is unblocked, whether the oil level of the oil-sealed respirator is normal, and whether the silica gel in the respirator is saturated with moisture.

(9) Whether the cooling system is operating normally.

(10) Whether the ground wire of the casing is in good condition.