Proteção de gás de transformadores
A proteção de gás para transformadores é a proteção mais sensível e universal contra danos internos. Instalado em transformadores refrigerados a óleo com conservador de óleo.
Este tipo de proteção baseia-se no fato de que qualquer dano no transformador, incluindo o aumento do aquecimento do óleo, leva à decomposição química do óleo do transformador, bem como dos materiais orgânicos do isolamento do enrolamento, resultando na liberação de gás dentro do transformador. Este gás atua em dispositivos especiais de proteção de gás que dão um sinal de alerta ou desligam o transformador.
A proteção de gás reage a falhas como interrupção de curto-circuito nos enrolamentos do transformador, às quais a proteção diferencial e de sobrecorrente não reage; porque nesses casos a magnitude da corrente de falta é insuficiente para a proteção operar.
A natureza da falha no transformador e a extensão da falha afetam a taxa de geração de gás. Se a falha se desenvolver lentamente, correspondendo a gaseificação lenta, a proteção emite um sinal de advertência, mas não desconecta o transformador.
A intensa e até violenta formação de gás, que indica um curto-circuito, cria um sinal no sistema de proteção de gás de tal magnitude que, além do alerta, provoca o desligamento do transformador defeituoso. A proteção de gás dos transformadores aciona um sinal de alerta mesmo quando o nível de óleo no tanque cai.
Proteção de gás de transformadores realizada por relés de gás especiais, montados em carcaça metálica, embutidos no oleoduto entre o tanque e o expansor.
Arroz. 1. Relé de gás do tipo flutuador: 1 — corpo, 2,5 — contatos, 3 — haste, 4 — isolamento do terminal, 6 — tampa, 7 — estrutura, 8 — eixo, 9 — flutuador superior, 10 — flutuador inferior.
O relé geralmente é preenchido com óleo. A carcaça do relé possui um vidro espelhado com uma escala que mostra a quantidade de gás acumulado e o relé. Na parte superior do relé há uma válvula de liberação de gás e braçadeiras para conectar os fios aos contatos localizados dentro do relé.
O projeto e instalação do relé de gás mais comum do tipo PG-22 é mostrado na fig. 1. Nos relés de gás desse tipo, duas bóias são montadas em dobradiças dentro da carcaça, que são cilindros metálicos ocos, e sobre elas existem contatos de mercúrio conectados por fios flexíveis aos grampos terminais da tampa do relé. O flutuador superior é um elemento de sinalização protegido.
Em condições normais, quando o relé está completamente cheio de óleo, a bóia flutua e seu contato se abre. Na gaseificação lenta, os gases que sobem para o expansor preenchem gradualmente o relé e deslocam o óleo. À medida que o nível do óleo diminui, a bóia descendente gira em seu eixo enquanto os contatos de mercúrio se fecham e um sinal de alerta é enviado.
Com formação de gás mais lenta, o relé não pode atuar no desligamento porque é preenchido com gás apenas até a borda superior do orifício, após o que os gases passarão para o expansor.
A bóia inferior, localizada oposta à abertura do oleoduto, é um elemento de fechamento. Se a formação de gás ocorrer violentamente, ocorre um forte fluxo de gases do transformador para o expansor através do relé de gás, enquanto a bóia inferior vira , fecha os contatos de mercúrio, que ativa o dispositivo , que desliga o transformador.
Como durante um curto-circuito, uma formação violenta de gás ocorre imediatamente no tanque do transformador, o transformador é desligado rapidamente após 0,1-0,3 s. Um pouco mais tarde, após o desligamento do transformador, o alarme é acionado.
Para transformadores com capacidade igual ou superior a 6,3 mil kVA, é obrigatória a instalação de proteção de gás. Para transformadores com capacidade de 1.000 a 4.000 kVA, é obrigatório apenas na ausência de proteção diferencial ou de sobrecorrente com atraso de 0,5-1 s. Para transformadores de capacidade igual ou superior a 400 kVA instalados dentro da oficina, a proteção de gás é obrigatória.