Operação de transformadores de potência

Os transformadores de potência são elementos integrantes do sistema de potência. Esses elementos desempenham uma função muito importante - eles convertem eletricidade de um valor de tensão para outro valor, o que é necessário para posterior transferência de energia ou para fornecer energia aos usuários finais.

A tarefa mais importante da indústria de energia elétrica é manter o funcionamento normal e contínuo dos equipamentos, inclusive dos transformadores de potência, o que só pode ser assegurado pelo seu correto funcionamento. Neste artigo, consideraremos em detalhes as características de desempenho dos transformadores de potência.

Requisitos de instalação para transformadores de potência

Em primeiro lugar, deve-se notar que a operação correta e sem problemas dos transformadores de potência só é possível se os requisitos para sua instalação forem seguidos.

Transformadores com proteção de gás por projeto devem ser instalados na base do equipamento com uma ligeira inclinação para que a tampa superior do transformador suba para o relé de gás em 1-1,5% e o oleoduto para o expansor em 2-4% . Os transformadores com potência nominal de até 1000 kVA, via de regra, não são equipados com proteção de gás, portanto são instalados sem inclinação.

A condição mais importante para o correto funcionamento de um transformador de potência é o cumprimento do regime de temperatura normalizado durante sua operação. Portanto, é muito importante cumprir todos os requisitos do fabricante para a instalação do transformador. A principal tarefa neste caso é garantir o funcionamento normal do transformador sob carga, levando em consideração possíveis mudanças na temperatura ambiente.

Temperatura de operação do transformador

A operação do transformador em condições normais de temperatura é garantida principalmente pelo sistema de resfriamento fornecido de forma construtiva. Consequentemente, a operação normal do transformador de potência só é possível se manutenção e operação eficiente do sistema de refrigeração.

Se o transformador for instalado em uma câmara fechada, além do sistema de resfriamento padrão, deve ser fornecida ventilação eficaz na sala. Para transformadores de pequena potência, via de regra, a ventilação natural é limitada. Dependendo das condições locais, as características do transformador de potência e sua capacidade, alimentação forçada e ventilação de exaustão podem ser fornecidas.A eficiência de resfriamento do transformador é determinada pela diferença de temperatura entre o ar de entrada e saída - não deve exceder 15 graus.

A dissipação do calor dos enrolamentos dos transformadores a óleo é assegurada por meio do óleo do transformador no qual são colocados os enrolamentos deste equipamento. Para evitar danos aos enrolamentos durante a operação, deve-se observar o nível de óleo necessário no tanque do transformador. Portanto, a operação do transformador proporciona monitoramento do nível de óleo no conservador do tanque do transformador. O nível do óleo deve estar dentro dos limites permitidos e corresponder aproximadamente à temperatura ambiente, levando em consideração a carga atual do transformador.

Além disso, os transformadores são equipados com termômetros ou sensores de temperatura que monitoram a temperatura das camadas superiores do óleo do transformador, que devem atender aos requisitos de um determinado sistema de resfriamento.

Carga do transformador

Controlar o modo de carga é uma das tarefas mais importantes na operação de um transformador de potência. A corrente de carga de cada um dos enrolamentos do transformador não deve exceder o valor nominal, são permitidas sobrecargas leves, cujo tamanho e duração dependem de muitos fatores - esses dados são indicados na documentação operacional.

A sobrecarga prolongada dos transformadores além dos padrões permitidos afeta negativamente a vida útil do transformador.Portanto, em caso de falta de energia, o transformador deve ser substituído por um mais potente que atenda às necessidades atuais dos consumidores.

No caso de variações sazonais nas cargas sem energia, uma opção para resolver o problema seria a instalação de um transformador adicional que, se necessário, envolvido em trabalho paralelo… É possível conectar transformadores para operação em paralelo apenas se várias condições forem atendidas:

• igualdade dos grupos de ligação das bobinas;

• a relação da potência nominal dos transformadores não é superior a 1 para 3;

• igualdade das tensões nominais (é permitida diferença de 0,5% entre as relações de transformação);

• igualdade da tensão de curto-circuito (é permitido um desvio de 10%);

• observância das fases ao conectar os enrolamentos.

Segurança contra incêndio na operação de transformadores de potência

Os transformadores de potência são equipamentos com risco acrescido de incêndio. Portanto, durante a operação dos transformadores de potência, é necessário observar rigorosamente as regras de segurança contra incêndio.

Em uma câmara fechada ou no território de um quadro aberto onde o transformador está instalado, deve haver o equipamento de combate a incêndio necessário - caixas com areia, extintores de incêndio.

Instalações especiais de extinção automática de incêndio são instaladas para transformadores de alta potência. Neste caso, o funcionamento dos transformadores inclui verificações periódicas da operacionalidade e manutenção destas instalações.

Para transformadores com grande volume de óleo de transformador, para evitar respingos de óleo em caso de vazamento no tanque, são instalados receptores de óleo especiais, que são conectados por dutos a um tanque de óleo. Se o transformador estiver danificado, todo o volume de óleo entrará no cárter.

Nas instalações de energia, é dada especial atenção à formação do pessoal de serviço em questões de segurança contra incêndios: organizam-se formações, verificam-se periodicamente os conhecimentos das regras de segurança contra incêndios, realiza-se formação contra incêndios e desenvolvem-se esquemas especiais de extinção de incêndios, tendo em conta as condições locais.

Proteção de transformadores de potência

A operação dos transformadores de potência dentro da vida útil declarada é garantida pela presença de dispositivos de proteção, cuja principal tarefa é proteção de transformadores contra sobrecargas indesejadas e danos internos.

Portanto, a operação de transformadores também inclui inspeção e manutenção oportunas das proteções do relé e dos elementos de automação do transformador.

Como os transformadores de potência são operados em instalações de energia

Para garantir a operação contínua e de longo prazo, a operação dos transformadores de potência nas subestações inclui as seguintes medidas:

• realização de inspeções periódicas dos equipamentos;

• realização de manutenção programada e revisão geral;

• solução de problemas após emergências.

A frequência de inspeção dos transformadores depende do tipo de instalação elétrica.Nas instalações elétricas com pessoal permanente de plantão, a inspeção é realizada uma vez ao dia, sem pessoal permanente - pelo menos uma vez por mês, e inspeção de transformadores em pontos de distribuição - uma vez a cada 6 meses.

Dependendo das condições de operação do transformador, em particular do modo de carga, da temperatura ambiente, bem como das condições técnicas do equipamento em geral, a frequência das verificações pode mudar.

Em situações de emergência, após o acionamento da proteção ou mudança brusca da temperatura ambiente, são realizadas verificações extraordinárias do transformador.

Os transformadores são verificados sem desligá-los. Ao verificar um transformador de potência, o seguinte é verificado:

• leituras de sensores de temperatura, nível de óleo no expansor e correspondência desses dados com a temperatura média diária do ambiente, levando em consideração a magnitude da carga no transformador de potência;

• a ausência de crepitação externa dentro do tanque do transformador, ruídos que não são típicos da operação normal do transformador;

• a integridade do condutor de aterramento (barramento);

• a integridade e ausência de contaminação dos isoladores das buchas, pressão do óleo e ausência de vazamentos com buchas seladas;

• o estado dos barramentos e conexões de contato, a falta de aquecimento;

• nenhum vazamento de óleo no tanque do transformador, tubulações e outros elementos estruturais;

• a condição do sinal de sílica gel no secador de ar;

• facilidade de manutenção e operação adequada de equipamentos de tratamento de óleo, dispositivos de resfriamento;

• na presença de chave de carga - conformidade com a posição da chave da chave de acionamento localizada no transformador e do indicador localizado no painel de proteção, controle e automação;

• também no painel de proteção, são verificadas as leituras dos dispositivos - os níveis de corrente e tensão de carga em cada lado, a ausência de sinais externos da proteção e automação, a correspondência das posições dos dispositivos de manobra com o funcionamento normal do equipamento.

A operação dos transformadores também inclui o controle dos níveis de tensão no consumidor. Em caso de desvio de tensão fora dos valores permitidos, a tensão é ajustada comutando as derivações do enrolamento por meio de comutadores de derivação desconectados ou dispositivos de comutação de carga.