Modernos transformadores a seco e fatores externos agressivos

Os transformadores secos modernos se distinguem por uma confiabilidade bastante alta na operação, mas, como outros equipamentos elétricos, fatores externos afetam sua vida útil.

Fatores ambientais agressivos

Considere fatores externos agressivos, como resultado dos quais podem ocorrer danos e falhas do transformador.

Os transformadores secos estão sujeitos a diversos ataques químicos e físicos, dependendo da qualidade do ambiente. Os perigos potenciais são os seguintes:

• umidade;

• poluição física e química;

• vento.

Armazenamento de transformadores secos

Durante o armazenamento, a temperatura do transformador é igual à temperatura ambiente. Nesse período, sua isolação fica exposta à umidade: penetração na isolação e condensação na superfície, que podem causar descargas ("sobreposições") quando a tensão é aplicada. Por esta razão, é recomendável armazenar um transformador seco em uma umidade relativa não superior a 90% e certificar-se de que não haja condensação antes de usá-lo.

Operação de transformadores secos

Um transformador seco durante a operação pode ser exposto a várias influências agressivas.

Alta umidade

Embora a temperatura operacional das bobinas seja mais alta que a temperatura ambiente, a umidade muito alta pode fazer com que a umidade penetre no material da bobina e deteriore as propriedades de isolamento.

Poeira condutiva

Campos eletrostáticos atraem partículas de poeira depositadas na superfície das bobinas de alta tensão. Isso reduz a resistência às correntes de fuga de superfície, aumentando a probabilidade de sobreposição do isolamento do transformador.

Hidrocarbonetos voláteis: vapores de óleo, etc.

Vapores de hidrocarbonetos atraídos eletrostaticamente podem ser depositados na superfície das bobinas. Posteriormente, sob a influência da temperatura, os hidrocarbonetos podem ser transformados quimicamente para formar depósitos semicondutores ou condutores. Isso pode fazer com que o isolamento feche ou interrompa a distribuição do campo elétrico sobre a superfície, contribuindo para o acúmulo de poeira condutiva.

poluição química

Algumas substâncias causam corrosão de materiais isolantes (sua taxa depende da umidade e temperatura) e deterioração das propriedades dielétricas.

Poeira, areia, sal

O grau de influência desses fatores depende da presença do vento. As seguintes opções estão disponíveis:

• deterioração dos parâmetros elétricos: qualidade dos contatos, resistência às correntes de fuga;

• entupimento de ventiladores;

• efeito abrasivo na superfície dos isoladores e redução da resistência superficial; • acúmulo de poeira condutiva nas bobinas de alta tensão;

• respiradouros bloqueados.

A poeira fina é higroscópica, o que contribui ainda mais para a formação de uma camada condutora na superfície do isolador.

concentração aceitável

Para transformadores a seco operando em áreas urbanas com instalações industriais ou tráfego intenso, bem como em áreas desprotegidas de poeira (exceto aquelas próximas a fontes de poeira), as seguintes restrições devem ser observadas:

• umidade relativa do ar, não superior a 90%;

• concentração de SO2, não superior a 0,1 mg / m3;

• concentração de NOx, não superior a 0,1 mg / m3;

• concentração de poeira e areia, não superior a 0,2 mg / m3;

• concentração de sal marinho, não superior a 0,3 g/m3;

Nota: As recomendações são dadas de acordo com a IEC 60721.

Levando em consideração essas limitações, a vida útil esperada de transformadores caros é preservada, que é de dezenas de anos.

Condições térmicas do transformador

O modo térmico de operação do transformador é um dos fatores mais importantes que influenciam o envelhecimento da isolação e, consequentemente, sua vida útil. Recomenda-se observar as seguintes condições para garantir o resfriamento adequado, independente do tamanho do ambiente e do grau de proteção do transformador a seco (gabinete). Estas recomendações também se aplicam a outros tipos de equipamentos elétricos.

Tração

O grande volume de espaço acima do transformador facilita um melhor fluxo de ar aquecido. Além disso, a eficácia da ventilação depende de sua capacidade de remover o ar da parte superior da sala. Para fazer isso, a entrada deve estar localizada o mais baixo possível e a exaustão o mais alto possível e no lado oposto.

A localização da entrada de ar (ventilador) acima do transformador evita que o ar quente escape dele. Isso pode fazer com que a temperatura do transformador suba acima do nível permitido. Na melhor das hipóteses, a proteção térmica funcionará; na pior das hipóteses, se faltar, ocorrerá superaquecimento e envelhecimento prematuro do isolamento.

Requisitos para a sala onde o transformador seco está instalado

Dimensões do quarto

O objetivo da ventilação efetiva do ambiente é remover todo o calor gerado pelos equipamentos elétricos (transformadores, motores, aquecedores, etc.).

Assume-se que no modo normal o dispositivo emite perdas de potência P (kW).

Para removê-lo com ventilação, você deve:

• abertura de entrada de ar frio com área efetiva S (m2), localizada na parte inferior próxima ao transformador (a área efetiva da abertura é sua área real, menos todas as interferências - grades, válvulas, etc.);

• uma saída de ar quente com área efetiva S'(m2) localizada acima no lado oposto, se possível acima do transformador, a uma altura H(m) em relação à abertura inferior.

A área dos furos é determinada pelas fórmulas: S = (0,18 * P) / H, S '= 1,1 * S.

O espaço acima do transformador deve ficar livre até o teto, exceto para conexões.

Estas fórmulas são aplicáveis ​​quando o equipamento é instalado a uma altura de até 1000 m acima do nível do mar a uma temperatura média anual de 20°C.

Se for impossível fornecer as áreas de aberturas acima mencionadas para ventilação natural da sala, a ventilação forçada deve ser aplicada usando a instalação:

• na abertura inferior — um ventilador de alimentação com capacidade Q (m3 / s), determinado pelas perdas de potência de acordo com a fórmula: Q = 0,1 * P;

• na abertura superior — exaustor com capacidade Q '(m3 / s), determinado pela fórmula: Q' = 0,11 * P.

Se a área de apenas um dos furos for insuficiente, é permitido limitar a instalação do ventilador apenas nele.

Grau de proteção

depende grau de proteção (IP) e a transparência da malha nas paredes do gabinete, a área efetiva necessária das aberturas pode ser bastante grande. Por exemplo, em um invólucro IP31 de um transformador seco, a área de perfuração do olho é de 50%.

A presença de outros equipamentos na sala. Se outro equipamento estiver instalado na sala, ao calcular a ventilação, a potência P deve incluir suas perdas em plena carga.

Fãs de transformadores

A instalação de ventiladores de transformadores de ventiladores não reduz de forma alguma os requisitos de ventilação da sala! Quando os ventiladores estão funcionando, eles também precisam que o ar frio flua para dentro da sala e o ar quente escape.

Condicionador de ar ao redor do transformador

Pó

O acúmulo de poeira no transformador impede a dissipação adequada do calor, especialmente em indústrias poeirentas, como as que envolvem cimento. A aspiração regular (sem sopro!) é necessária.

Umidade atmosférica

Do ponto de vista da ventilação do transformador e da possibilidade de superaquecimento, a umidade do ar não é um fator perigoso. No entanto, ao calcular as dimensões da sala e das aberturas de ventilação, deve-se levar em consideração a presença de elementos de aquecimento que impedem a formação de condensação.

Conhecer e observar certas regras e precauções para proteger o transformador durante seu armazenamento e operação de fatores agressivos de qualquer tipo é a chave para a operação confiável do transformador sob condições de cargas de projeto e sobrecargas controladas.