Desenvolvimento de metodologias para prever falhas incipientes na potência transformadores relacionados à contaminação de partículas e formação de bolhas
Os componentes de degradação dos materiais de construção do transformador podem ser liberados como material sólido em suspensão, produtos solúveis ou insolúveis, devido a muitos fatores, incluindo o desgaste das peças e o envelhecimento do papel e do óleo. Portanto, as fontes de contaminantes de óleo são diversas, incluindo borracha, metais, fibras de papel, cujo efeito depende de sua natureza e quantidade. Além disso, a água também tem um efeito adverso na operação do transformador, especialmente quando essa água está em sua forma livre, o que pode desenvolver bolhas capazes de alterar a resistência dielétrica do óleo. Temperaturas de operação regulares resultam em baixo risco de formação de bolhas ou liberação de partículas, no entanto, em sistemas sobrecarregados, esses riscos são aumentados. Em relação a isso, saber quais materiais estão envolvidos em uma falha e entender as condições que favorecem a formação de bolhas é a chave para prevenir ou minimizar as falhas. Tradicionalmente, a análise de gases dissolvidos (DGA) é o método usado para diagnosticar falhas térmicas e elétricas do transformador. No entanto, a DGA não informa sobre qual parte específica do equipamento ou partícula está envolvida nessa falha. A contaminação afeta os parâmetros físico-químicos do óleo, portanto, várias análises podem ser associadas ao DGA para detectar a possível origem de uma falha, como resistência dielétrica, viscosidade, número de acidez total, teor de água, fator de potência e contagem de partículas. Além disso, o tipo, a forma e o tamanho das partículas podem ser avaliados por espectroscopia atômica e análise de ferrografia, fornecendo informações significativas sobre a condição do óleo isolante e a origem da falha. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia para, por meio da condição do óleo isolante, utilizando testes físico-químicos, DGA (incluindo propano, propileno e butano), determinação de compostos voláteis e furânicos, além de análise quantitativa e morfológica de partículas, correlacionar a degradação de materiais de construção do transformador com falhas incipientes do transformador . Outro objetivo foi estudar a formação de bolhas de superfície de papel isolante induzindo condições. A metodologia de análise de óleo isolante foi desenvolvida através da preparação de amostras de óleo isolante mineral (MIO) em laboratório contaminadas com partículas (cobre, estanho, chumbo, borracha, aço silício e papel) e validada através da análise de várias amostras MIO retiradas de transformadores de potência em operação. A dinâmica de formação de bolhas após mudanças bruscas de temperatura foi estudada em uma configuração experimental, incluindo MIO e papel kraft termicamente atualizado (TUK). Ciclos controlados de aquecimento e resfriamento foram realizados neste sistema. Foram registradas variações de temperatura e tempo, além da formação de bolhas na superfície TUK e do processo de borbulhamento. Os resultados obtidos permitiram concluir que a análise de partículas deve ser incluída na rotina de análise de óleo, bem como que este teste é importante para construir o histórico amostral com análise da metodologia desenvolvida. Além disso, o teor de água de papel deve ser rigorosamente controlado para evitar o início de bolhas na superfície do papel.
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