Cuidados com seu transformador

INSTRUÇÕES BÁSICAS

1. Sobre o transformador;

Transformador a oleo-BlutrafoOs transformadores são construídos com núcleos de aço silício GO (Grão Orientado) de alta permeabilidade magnética, o que confere baixas perdas de energia para ativação do transformador. Sobre este núcleo, é montado o enrolamento de cobre eletrolítico por onde circulam as correntes de carga do transformador; normalmente o enrolamento de baixa tensão é montado mais próximo ao núcleo, o que facilita a isolação entre o cobre, que é energizados com tensões, exemplo, entre 380 e 220 Volts ou 220 e 127 voltas, e o núcleo de aço silício, que é aterrado.

Após a instalação do enrolamento de BT (Baixa Tensão), é colocado o enrolamento de AT (Alta Tensão) que fica em contato direto com a rede de alta tensão da concessionária e alimenta o transformador, fato que requer maiores cuidados com a isolação; pois é onde existe o maior risco de falhas, as quais podem implicar na queima do equipamento.

Após concluída a montagem dos enrolamentos, é feita a ligação dos enrolamentos com o comutador, o qual é usado para ajustar a tensão de entrada no transformador com a tensão da rede da concessionária no ponto de ligação; ou seja o comutador  tem por finalidade ajustar e compatibilizar as duas tensões. Os comutadores, possuem normalmente 3 TAPs (A escolher), para transformadores de classe 25 kV (Transformadores que estão instalados em redes que possuem 23100 Volts na Alta Tensão), os TAPs são divididos em 23100 V, 22000V e 20900V. Para transformadores instalados na classe 15 kV (redes de alta tensão que possuem 13800 V) os TAPs são divididos em 13800V, 13200V e 12600 V.

2. Recebimento do transformador:
Os transformadores, na fábrica, sofrem uma série de ensaios antes de serem enviados para o cliente, são os chamados ensaios de rotina, os quais visam garantir o perfeito funcionamento do transformador, para o fim que foi projetado. Para um bom funcionamento do seu transformador, você também pode seguir algumas dicas como procurar deixar o transformador em local limpo, seco e abrigado antes da instalação do mesmo; nunca deixar o equipamento em contato direto com o solo.

É importante que antes do descarregamento do transformador, que você faça uma inspeção no transformador visando identificar eventuais danos provocados durante o transporte, verifique o aparecimento de deformações no tanque, vazamentos de óleo e estado da pintura, e avarias nas buchas e acessórios. Caso encontre algum problema, favor entrar imediatamente em contato conosco para tomarmos as providencias necessárias.

3. Descarga e manuseio
A descarga do transformador deve ser feita utilizando-se de equipamento adequado como um guindaste ou uma empilhadeira que tenha capacidade compatível com a massa do transformador, a movimentação deve ser feita exclusivamente pelas alças de içamento;

Todos os serviços de descarregamento e locomoção do transformador devem ser executados e supervisionados por pessoal especializado, obedecendo-se às normas de segurança.

4. INSTALAÇÃO

Antes da instalação procure certificar-se que os dados de placa estão compatíveis com a especificação técnica do equipamento; verificar se os dados constantes na placa de identificação estão coerentes com o sistema em que o transformador será instalado e também, a correta posição do comutador.

A instalação do transformador deve ser feita por empresas e profissionais capacitados e especializados com a supervisão de um engenheiro eletricista; pois como mencionado anteriormente existem ajustes e normas de segurança que devem ser respeitadas para o perfeito funcionamento do equipamento e para a segurança dos consumidores;

– Instalação em postes: Os transformadores com potência até 300 kVA; podem ser instalados diretamente em postes, para tanto, o cliente deve mencionar que o equipamento seja preparado para tal instalação; neste caso, usam-se normalmente postes de concreto que suportem a carga em questão;  dessa maneira, o projetista ou engenheiro responsável pela instalação deve dimensionar o poste de acordo com as solicitações mecânicas a que o mesmo será submetido.

– Instalação em piso: Verificar o adequado nivelamento e a resistência das fundações sobre as quais serão instalados os transformadores. Normalmente os transformadores contam com rodas bidirecionais para sua movimentação e posicionamento correto no local; se a instalação for sob trilhos consulte antes a distância entre as rodas para o correto posicionamento dos trilhos;

Quando o espaço para instalação for reduzido deve-se garantir um espaçamento mínimo de 70 cm entre transformadores e entre estes e paredes ou muros, proporcionando facilidade de acesso para inspeção e ventilação.

– Subestações abrigadas: O local no qual será colocado o transformador deve ser bem ventilado de maneira que o ar aquecido possa sair livremente, sendo renovado por ar mais fresco. Assim, as aberturas de entrada de ar devem estar próximas do piso e distribuídas de maneira eficiente. As aberturas de saída deverão estar próximas ao teto da cabine; o número e tamanho das saídas dependem de suas distâncias acima do transformador, recomenda-se uso de aberturas de entrada e saída de ar de 1m2 por 200 kVA de  potência  instalada.

5- LIGANDO O TRANSFORMADOR À REDE

A ligação do transformador aos condutores da rede elétrica deve ser feita de acordo com o diagrama de ligações de sua placa de identificação. As buchas do transformador são dotadas de terminais fabricados com uma liga metálica apropriada a oferecer boa condutividade elétrica, porém não se deve apertar demais os parafusos conectores e nem permitir que os mesmos fiquem submetidos a esforços mecânicos, pois isto poderá danificar as buchas ou mesmo provocar vazamentos de óleo. Os cabos da rede secundária podem ser bastante pesados e neste caso se deve providenciar um apoio para os mesmos no ponto de conexão de modo a evitar que seu peso seja suportado pelas buchas.

5.1 – Aterramento do tanque

O tanque conta com pontos específicos para aterramento do mesmo; é necessário que se providencie um bom sistema de aterramento de forma a garantir a descarga de correntes de fuga e a segurança das instalações, pois, dessa maneira, uma eventual falha de isolação será imediatamente percebida. A seção do condutor de aterramento deverá ser compatível com as possíveis correntes de fuga. O sistema de aterramento pode ser feito na forma de uma malha, formada por cabos de cobre nu conectados a hastes de ferro cobreadas ou galvanizadas. A resistência do sistema de aterramento normalmente deve  ser inferior a 10 OHMs.

6. ANÁLISE E REGENERAÇÃO DE ÓLEO

O serviço de análise e regeneração de óleo mineral isolante, garante o desempenho confiável de um óleo mineral isolante. O sistema de isolamento depende de certas características básicas do óleo que podem afetar o desempenho geral do equipamento elétrico. No sentido de atender satisfatoriamente seu papel de múltiplo dielétrico, agente de transferência de calor e extinção do arco, o óleo deve possuir certas propriedades básicas, então, óleo mineral isolante em serviço está sujeito a deterioração devido às condições de uso. Como conseqüência, pode ocorrer mudanças em suas propriedades básicas e prejudicar severamente suas propriedades elétricas.

Para monitorar e as condições do óleo mineral isolante são realizadas as análises físico-químicas e gases dissolvidos para determinação do estado de isolação e envelhecimento do óleo. Dessa maneira, fica evidenciada a necessidade ou não de tratamento termo-vácuo, substituição ou regeneração do óleo. Saiba de alguns testes realizados.:

– COR ABNT NBR 14483 – Um rápido aumento da cor indica deterioração ou contaminação do óleo.

– RIGIDEZ DIELÉTRICA ABNT NBR 6869 – Serve para indicar a presença de contaminantes, tais como, água e partículas. Um valor baixo de rigidez pode indicar que um os mais destes elementos estão presentes.

– TEOR DE ÁGUA ABNT NBR 10710 – Um elevado teor de água acelera a deterioração química do papel isolante e é indicativo de condições de operações indesejáveis, que requerem correções.

– INDICE DE NEUTRALIZAÇÃO ABNT NBR 14248 – Indica que o óleo contém qualquer material ácido que além de aumentar a oxidação do óleo e formar borras, pode também promover a degradação do papel.

– TENSÃO INTERFACIAL ABNT NBR 6234 – Indica a presença de contaminantes polares que são substâncias quimicamente ativas e, portanto vão acelerar o envelhecimento do óleo.

– FATOR DE POTÊNCIA ABNT NBR 12133 – Um alto fator de potência é uma indicação de presença de contaminantes polares solúveis, produtos do envelhecimento ou colóides no óleo.

– DENSIDADE ABNT NBR 7148 – A densidade é usada para identificar o tipo de óleo.

– PONTO DE FULGOR ABNT NBR 11341 – Um ponto de fulgor baixo pode ser um indicativo da presença de produtos combustíveis voláteis no óleo.

– GASES DISSOLVIDOS ABNT NBR 7070 – Em amostra de óleo isolante mineral

O Transformador

Transformador

Esquema de refrigeração de transformadores.

Forma Simplificada

Forma simplificada da distribuição de energia e atuação dos transformadores elétricos

Funcionamento

Principio de funcionamento do transformador elétrico

Nesta seção do site você irá entender como funciona o transformador, bem como os tipos e funcionalidades dos mesmos.

A energia elétrica produzida nas usinas hidrelétricas é levada, mediante condutores de eletricidade, aos lugares mais adequados para o seu aproveitamento. Ela iluminará cidades, movimentará máquinas e motores, proporcionando muitas comodidades.

Para o transporte da energia até os pontos de utilização, não bastam fios e postes, toda a rede de distribuição depende dos transformadores, que elevam a tensão, ora a rebaixam. Nesse sobe e desce, eles resolvem não só um problema econômico, reduzindo os custos da transmissão à distância de energia, como melhoram a eficiência do processo.

Antes de mais nada, os geradores que produzem energia precisam alimentar a rede de transmissão e distribuição com um valor de tensão adequado, tendo em vista seu melhor rendimento. Esse valor depende das características do próprio gerador, enquanto a tensão que alimenta os aparelhos consumidores, por razões de construção e, sobretudo, de segurança, tem valor baixo, nos limites de algumas centenas de volts (em geral, 110 V ou 220 V).

Existe uma outra classe de transformadores, igualmente indispensáveis, de potência baixa, eles estão presentes na maioria dos aparelhos elétricos e eletrônicos encontrados normalmente em casa, tais como, por exemplo, computador, aparelho de som e televisor. Cabe-lhes abaixar ou aumentar a tensão da rede doméstica, de forma a alimentar convenientemente os vários circuitos elétricos que compõem aqueles aparelhos.

A figura 1 descreve de uma forma simples o funcionamento da distribuição de energia desde a sua geração até o consumidor, onde inicialmente a energia é gerada pelo gerador, passando a energia para um transformador de potência, que eleva a tensão para posteriormente ser levado até os transformadores de distribuição através das linhas de transmissão.

Após chegar aos transformadores de distribuição os quais estes normalmente situados nas cidades, à tensão é rebaixada, a nível dos equipamentos eletrodomésticos, ou que utilizem energia elétrica.

Forma Simplificada

Figura 1:Forma simplificada da distribuição de energia e atuação dos transformadores elétricos.

1.1       Princípio de funcionamento do transformador

O princípio básico de funcionamento de um transformador é o fenômeno conhecido como indução eletromagnética: quando um circuito é submetido a um campo magnético variável, aparece nele uma corrente elétrica cuja intensidade é proporcional às variações do fluxo magnético.

Os transformadores, na sua forma mais simples (figura 2), consistem de dois enrolamentos de fio (o primário e o secundário), que geralmente envolvem os braços de um quadro metálico (o núcleo). Quando uma corrente alternada é aplicada ao primário produz um campo magnético proporcional à intensidade dessa corrente e ao número de espiras do enrolamento (número de voltas do fio em torno do braço metálico). Através do metal, o fluxo magnético quase não encontra resistência e, assim, concentra-se no núcleo, em grande parte, e chega ao enrolamento secundário com um mínimo de perdas. Ocorre, então, a indução eletromagnética: no secundário surge uma corrente elétrica, que varia de acordo com a corrente do primário e com a razão entre os números de espiras dos dois enrolamentos.

FuncionamentoFigura 2: Principio de funcionamento do transformador elétrico.

A relação entre as voltagens no primário e no secundário, bem como entre as correntes nesses enrolamentos, pode ser facilmente obtida: se o primário tem Np espiras e o secundário Ns, a voltagem no primário (Vp) está relacionada à voltagem no secundário (Vs) por Vp/Vs=Np/Ns , e as correntes por Np/Ns=Is/Ip. Desse modo um transformador ideal (que não dissipa energia), com 100 ( cem ) espiras no primário e cinqüenta no secundário, percorrido por uma corrente de 1 Ampere, sob 110 Volts, fornece no secundário, uma corrente de 2 Amperes sob 55 Volts.

Graças às técnicas com que são fabricados, os transformadores modernos apresent am grande eficiência, permitindo transferir ao secundário cerca de 100% da energia aplicada no primário. As perdas – transformação de energia elétrica em calor – são devidas principalmente à histerese, às correntes parasitas e perdas no cobre.

1. Perdas no cobre. Resultam da resistência dos fios de cobre nas espiras primárias e secundárias. As perdas pela resistência do cobre são perdas sob a forma de calor e não podem ser evitadas.

2. Perdas por histerese. Energia é transformada em calor na reversão da polaridade magnética do núcleo transformador.

3. Perdas por correntes parasitas. Quando uma massa de metal condutor se desloca num campo magnético, ou é sujeita a um fluxo magnético móvel, circulam nela correntes induzidas. Essas correntes produzem calor devido às perdas na resistência do ferro.

Todo esse calor gerado pelas perdas, é refrigerado pelo óleo dielétrico o qual todo o núcleo do transformador é submerso, sendo assim esse óleo aliado ao aquecimento, acaba gerando uma corrente de convecção dentro do transformador. Onde o óleo mais que acaba esquentando fica menos denso e sobe. Após passar pelos radiadores ele resfria, aumentando sua densidade, e assim se mantém a refrigeração do transformador, a figura abaixo mostra o esquema da refrigeração natural.

Transformador

Figura 3 : Esquema de refrigeração de transformadores.

 

ANÁLISE E REGENERAÇÃO DE ÓLEO

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A DATALINK LTDA realiza serviços de análise e regeneração de óleo mineral isolante. O desempenho confiável de um óleo mineral isolante num sistema de isolamento depende de certas características básicas do óleo que podem afetar o desempenho geral do equipamento elétrico. No sentido de atender satisfatoriamente seu papel de múltiplo dielétrico, agente de transferência de calor e extinção do arco, o óleo deve possuir certas propriedades básicas.

O óleo mineral isolante em serviço está sujeito a deterioração devido às condições de uso. Como conseqüência, pode ocorrer mudanças em suas propriedades básicas e prejudicar severamente suas propriedades elétricas.
Para monitorar e as condições do óleo mineral isolante a nossa empresa conta com um novo e moderno laboratório de controle de qualidade. São realizadas as análises físico-químicas para determinação do estado de isolação e envelhecimento do óleo. Dessa maneira, fica evidenciada a necessidade ou não de tratamento termo-vácuo, substituição ou regeneração do óleo. Veja os testes que realizamos:

COR ABNT NBR 14483
Um rápido aumento da cor indica deterioração ou contaminação do óleo.

RIGIDEZ DIELÉTRICA ABNT NBR IEC 60156
Serve para indicar a presença de contaminantes, tais como, água e partículas. Um valor baixo de rigidez pode indicar que um os mais destes elementos estão presentes.

TEOR DE ÁGUA ABNT NBR 10710
Um elevado teor de água acelera a deterioração química do papel isolante e é indicativo de condições de operações indesejáveis, que requerem correções.

INDICE DE NEUTRALIZAÇÃO ABNT NBR 14248
Indica que o óleo contém qualquer material ácido que além de aumentar a oxidação do óleo e formar borras, pode também promover a degradação do papel.

TENSÃO INTERFACIAL ABNT NBR 6234
Indica a presença de contaminantes polares que são substâncias quimicamente ativas e, portanto vão acelerar o envelhecimento do óleo.

FATOR DE POTÊNCIA ABNT NBR 12133
Um alto fator de potência é uma indicação de presença de contaminantes polares solúveis, produtos do envelhecimento ou colóides no óleo.

DENSIDADE ABNT NBR 7148
A densidade é usada para identificar o tipo de óleo.

PONTO DE FULGOR ABNT NBR 11341
Um ponto de fulgor baixo pode ser um indicativo da presença de produtos combustíveis voláteis no óleo.