Devem ser instalados dispositivos de proteção adequados para falhas de curto-circuito nos condutores, buchas e componentes internos do transformador, e devem atender aos seguintes requisitos:
1) Transformadores monofásicos de 10 MVA ou mais e transformadores em paralelo de 6,3 MVA ou mais devem ser equipados com proteção diferencial longitudinal. Transformadores importantes de até 6,3 MVA operando independentemente também podem ser equipados com proteção diferencial longitudinal.
2) Transformadores com potência inferior a 10 MVA podem ser equipados com proteção contra interrupção rápida de corrente e proteção contra sobrecorrente. Para transformadores com potência igual ou superior a 2 MVA, quando o coeficiente de sensibilidade à interrupção rápida de corrente não atender aos requisitos, deve-se instalar proteção diferencial longitudinal.
3) Para potências de 0,4 MVA ou superiores, tensão primária de 10 kV ou inferior, bobina de um transformador com conexão delta-estrela e proteção contra sobrecorrente de três relés bifásicos.
4) Os diversos dispositivos de proteção especificados neste artigo devem operar para desconectar os disjuntores em cada lado do transformador.
Durante a operação do transformador, devido a falhas internas, por vezes não conseguimos identificá-las e tomar medidas a tempo, o que pode facilmente causar acidentes. Com a proteção do relé a gás, a ocorrência de incidentes semelhantes pode ser evitada em grande medida.
■ Introdução à Proteção contra Gás
Durante a operação do transformador, devido a falhas internas, por vezes não conseguimos identificá-las e tomar medidas a tempo, o que pode facilmente causar acidentes. Com a proteção do relé a gás, a ocorrência de incidentes semelhantes pode ser evitada em grande medida.
A proteção contra gases é dividida em proteção contra gases leves e proteção contra gases pesados. O princípio de funcionamento de cada tipo de gás é diferente. No caso de gases leves, o gás se acumula na abertura voltada para baixo, fazendo com que a abertura flutue pela ação da força de empuxo do óleo do transformador, acionando o relé e emitindo um alarme. Isso indica que a falha no transformador é leve e que a decomposição térmica do óleo produz gás. Já no caso de gases pesados, quando o óleo do transformador aquece e se expande rapidamente, o gás se desloca para a almofada de óleo, fazendo com que o defletor interno, onde o gás pesado é expelido, atinja um certo ângulo, acionando o relé e gerando um sinal de disparo. A proteção contra gases pesados só é eficaz se houver filtragem ou reposição de óleo. Geralmente, a proteção não elétrica de grandes transformadores imersos em óleo inclui: alívio de pressão, controle de oscilação de pressão, etc.
A proteção contra gás é uma das principais proteções de transformadores, pertencente à categoria de proteção não elétrica. A principal diferença entre a chamada proteção contra gás leve e a proteção contra gás pesado reside na configuração do relé de gás. A proteção contra gás leve apenas envia um sinal de alarme, sem desarmar o relé, enquanto a proteção contra gás pesado desarma o relé. A tensão de sequência zero é igual à soma fasorial das tensões trifásicas. O método de cálculo da corrente de sequência zero é similar.
■ Qual é o princípio da proteção contra gases pesados?
Diz-se que a proteção contra vazamento de gás em transformadores se baseia no princípio do relé de bóia. O reservatório de óleo é conectado à câmara do transformador. Quando o transformador está sobrecarregado, a sobrecorrente gera gás que faz a bóia descer até uma determinada posição. O primeiro relé é acionado quando há pouco gás; quando a bóia sobe, o gás continua a descer e o segundo relé, quando há muito gás, desliga o interruptor.
■ A diferença entre o princípio de funcionamento da proteção contra gases leves e a proteção contra gases pesados
A proteção contra falhas de gás é a principal proteção do transformador, capaz de detectar eficazmente falhas internas. O relé de gás leve é composto por um eletrodo aberto, um contato reed seco, etc., e atua mediante a transmissão de sinais. Os relés de gás pesado são compostos por defletores, molas, contatos reed, etc., e atuam no disparo.
Durante a operação normal, o relé a gás é preenchido com óleo, a cápsula aberta fica imersa no óleo, permanecendo em posição flutuante, e os contatos reed estão desconectados. Quando ocorre uma falha interna no transformador, ocorre um superaquecimento localizado no ponto da falha, o que causa a expansão do óleo próximo ao ponto de falha e a expulsão do ar dissolvido no óleo, formando bolhas que sobem. Quando a falha é leve, o gás liberado sobe lentamente e entra no relé a gás, fazendo com que o nível de óleo baixe. O fulcro gerado pela cápsula aberta é a rotação anti-horária do eixo, que faz com que o contato reed se conecte e envie um sinal.
Quando a falha interna do transformador é grave, um forte fluxo de gás é gerado, causando um aumento repentino da pressão interna. Isso provoca um grande fluxo de óleo que atinge o defletor, vencendo a resistência da mola e acionando o eletroímã. Consequentemente, o contato reed se move, ativando-o e disparando o disjuntor.
A característica de um relé refere-se à relação entre a quantidade de entrada e a quantidade de saída do relé durante todo o processo de comutação. Seja na atuação ou no retorno, o relé, da posição inicial à posição final, não pode permanecer em uma posição intermediária específica. Essa característica é chamada de característica de relé.