Testes de transformadores
Tabela de conteúdo
- Tipos de testes
- Medição da resistência do enrolamento
- Método Kelvin (4 fios)
- A medição no lado do LV pode ser demorada
- Testando a corrente
- Guia do IEEE para testes de diagnóstico em campo de transformadores de potência, reguladores e reatores preenchidos com fluido, IEEE std C57.152TM
- Desmagnetização de transformadores
- Dispositivos de teste de CA
- Medição da relação de giro
- Medição da corrente de excitação
- Detecção de grupo de vetores
- Medição do ângulo de fase
- Medição de SFRA
Instrumentos de teste para transformadores
Tipos de testes
Testes CC
- Medição da resistência do enrolamento
- Análise de oltc
- Testes de vibração do OLTC
- Teste de aquecimento
- Processo de desmagnetização
- Teste de desmagnetização
Teste de CA
- Medição da relação de transformação dos transformadores de potência
- Medição dos transformadores de potência.
- Verificação da relação de transformação de transformadores de instrumentos
- Transformadores de medição
- Medição da corrente de excitação
- Medição do ângulo de fase
- Detecção automática do ângulo de fase
- Detecção automática de grupos de vetores
- Detecção de grupos de vetores
- Teste de equilíbrio magnético
- Análise de resposta de frequência de varredura
Medição da resistência do enrolamento
Por que isso é importante?
- Por que isso é importante?
- Danos aos enrolamentos e às conexões
- Funcionamento incorreto do contato do OLTC
- Definido por normas e diretrizes
Como é realizado?
- Injetar corrente CC, medir a queda de tensão, calcular a resistência R = U / I
- Corrente direta, medir a queda de tensão, calcular a resistência R = U / I
- Corrente direta
- Deve ser feito para todas as fases e cada posição de tap
- Comparar com a medição de referência, em todas as fases
Método Kelvin (4 fios)
- Método (4 fios)
Como é realizado?
- Injeção de corrente contínua, medição da queda de tensão R = U / I
- Tempo necessário para carregar os enrolamentos e estabilizar a corrente
- Um transformador maior requer correntes mais altas e mais tempo para saturar
Processo de carregamento
- A corrente que flui pelas bobinas causa um campo magnético que gera uma força oposta (EMF) que retarda o processo de carregamento.
- Inicialmente, a EMF é igual à tensão aplicada e diminui à medida que a corrente (Vs/R) aumenta.
Carregamento
Tempo de carregamento
- Volt-segundos necessários
- Um enrolamento.
- Um enrolamento de 100 kV a 50 Hz precisa de 450 Vs
- Um enrolamento de 100 kV a 60 Hz precisa de 375 Vs
- Então, o enrolamento de 50 Hz precisa de 75 s a 6 V
- Ou ≈8 s a 60 V
- Até um minuto para transformadores grandes
- Ou ≈8 s a 60 V
Processo de estabilização
- Saturação do núcleo
- Processo de estabilização
- Depende da constante de tempo L/R
- Processo de estabilização
- Processo de estabilização
- Elimina a influência da indutância
- Processo de estabilização
- Elimina a influência da indutância
Como saturar o núcleo
?- Uma corrente baixa pode não saturar o núcleo em um tempo razoável
- O tempo de estabilização depende da constante de tempo L / R
- A corrente alta proporciona melhor saturação, o que leva a uma menor influência de L e, em última análise, reduz o tempo de teste
- Força magnetomotriz (FMM) mais alta = N x I - estabilização mais rápida
- Uma corrente muito alta pode aquecer o enrolamento (IEC Itest<10%In, IEEE Itest<15%In)
- Corrente mais alta => melhor saturação => menor influência de L => menor tempo
Correntes muito altas aquecem o enrolamento (< 10% de In)
50 A - Corrente de teste de aquecimento de Cooper
Calor de Cooper
A medição no lado do LV pode ser demorada
- O lado do LV pode ter uma resistência muito baixa
- Portanto, uma grande constante de tempo L/R
- Especialmente se os enrolamentos de BT forem conectados em delta, a corrente flui por todas as três fases
- Em unidades grandes, a estabilização pode levar de 15 a 60 minutos por fase.
- Às vezes, mesmo 100 A podem não ser suficientes para reduzir significativamente o tempo.
Use o enrolamento de alta tensão como um auxílio adicional para uma saturação mais rápida
Medição de enrolamentos de BT com suporte de enrolamento de AT
- O lado de alta tensão tem um número muito maior de voltas
- Mais amperes-voltas com menos corrente
- Aumento do MMF = (N1 + N2) ∙ I
- Saturação mais rápida
Testando a corrente
Como determinar a corrente de teste
?- Pelo menos 1,2 x Iex para saturar o núcleo em um tempo razoável
- Iex é geralmente de 2 a 5% de In (corrente nominal)
- Iex = 2 a 5% de In (corrente nominal)
- Iex = 2% de In (corrente nominal)
- Itest = 3% - 6% de In para a maioria dos transformadores de potência
- Iex = 3% - 6% de In para a maioria dos transformadores de potência
- Ofertas de mercado de 1 A a 100 A
Descarga
Segurança
- Segurança.
- Energia indutiva acumulada nos enrolamentos
- Segurança
- Circuito aberto acidentalmente
Guia do IEEE para testes de diagnóstico em campo de transformadores de potência, reguladores e reatores preenchidos com fluido, IEEE std C57.152TM
- Na comparação fase a fase, o desvio do valor da resistência deve ser inferior a 2%.
- Grupo de Trabalho A2.34 do CIGRE - Guia para manutenção de transformadores
- Em comparação entre as fases, o desvio do valor da resistência deve ser inferior a 2-3%.
- Em comparação com os resultados do teste de aceitação de fábrica, o desvio do valor da resistência deve ser inferior a 2-3%.
O que é um "bom" resultado?
O que é um "bom" resultado?Dicas dos fabricantes de transformadores
Dicas dos fabricantes de transformadores
Desvio de VH entre as fases - menos de 0,3 - 0,5%.
Desvio de VL menor que 3-5%: mais tolerância a erros devido a outros elementos do circuito e valores de resistência menores.
Desvio de tensão menor que 3-5%: mais tolerância a erros devido a outros elementos do circuito e valores de resistência menores.
A decisão final é tomada com base na experiência técnica dos supervisores de teste e em sua avaliação das condições.
Desmagnetização de transformadores
Por que é importante
?O magnetismo remanescente pode causar uma variedade de problemas:
- Corrente de irrupção de alta amplitude na inicialização do transformador de potência
- Falta de funcionamento do transformador de potência
- Relés de proteção com defeito
- Resultados errôneos durante medições elétricas no transformador (teste FRA, medição de corrente de excitação, teste de equilíbrio magnético, detecção errônea de grupo vetorial).
Causas da magnetização do transformador:
- Causas da magnetização do transformador
- Quando um transformador é desconectado do serviço
- Causas da magnetização de transformadores:
- Consequência de altas correntes de falta
- Ao desconectar um transformador de serviço
- Teste com corrente contínua
- Depois de um tempo fora de serviço
Comparação da corrente de irrupção máxima com e sem fluxo residual
- Corrente de irrupção máxima com e sem fluxo residual.
- O usuário seleciona a corrente inicial
- A cada etapa subsequente, a corrente diminui em 40% do valor anterior
- A desmagnetização termina quando uma corrente de 5 mA é atingida
Como?
- A desmagnetização deve ser realizada antes dos testes de CA, especialmente antes dos testes de FRA e de corrente de excitação, antes do AVGD, etc.
- A desmagnetização deve ser realizada antes dos testes de CA, especialmente antes dos testes de FRA e de corrente de excitação, antes do AVGD, etc.
- Se o objeto de teste for um (auto)transformador trifásico, a desmagnetização de todas as 3 fases deve ser realizada.
- A corrente de desmagnetização inicial deve ser a mais alta possível. Se a desmagnetização for realizada após um teste de CC em um transformador, como a resistência do enrolamento, a corrente de desmagnetização inicial deve ter o mesmo valor da corrente usada para o teste de CC.
- A corrente de desmagnetização inicial deve ter o mesmo valor da corrente usada para o teste de CC.
- A corrente de desmagnetização inicial deve ser a mais alta possível.
- A desmagnetização deve ser realizada pelo lado do transformador que tem o ponto neutro acessível. Se tanto o lado de alta tensão (HV) quanto o de baixa tensão (LV) tiverem/não tiverem um ponto neutro acessível, a desmagnetização deve ser realizada do lado de HV.
- A desmagnetização deve ser realizada do lado de LV.
Quando desmagnetizar?
- Antes do teste de CA - para evitar resultados ruins devido ao magnetismo remanente
- Antes de recomissionar um transformador - para evitar altas correntes de irrupção e operação incorreta dos relés de proteção
Dispositivos de teste de CA
- Medição da relação de voltagem
- Medição da corrente de corrente
- Medição da corrente de excitação
- Medição da corrente do atuador
- Medição do ângulo de fase
- Detecção de grupo de vetores
- Teste de equilíbrio magnético
- SFRA
Medição da relação de giro
- SFRA
- Teste de equilíbrio magnético
- Teste mais importante
- Teste principal
- Detecção de defeitos no enrolamento/núcleo
- Possíveis falhas de conexão
- Possíveis erros de conexão
- Detecção de falhas no núcleo
- Curto-circuito
- Circuitos em curto
- Medição padrão
- Medição padronizada
- O critério de aprovação/reprovação para desvios da relação de espiras é de ±0,5 %.
- Importante para o FAT verificar a placa de identificação
- A relação é medida aplicando uma tensão no lado de alta tensão e medindo no lado de baixa tensão.
- Fase a fase com tensão monofásica
- Todas as fases ao mesmo tempo com tensão trifásica real
- Qualquer tipo de transformador pode ser testado, inclusive transformadores especiais, como transformadores de mudança de fase, e transformadores com grupo vetorial não padrão.
- Qualquer tipo de transformador pode ser testado, inclusive transformadores especiais, como transformadores de mudança de fase, e transformadores com grupo vetorial não padrão.
- Tensão mais alta: maior precisão
- Mais preciso
Medição da corrente de excitação
Por que isso é importante?
- Por que isso é importante?
- Detecção de loops em curto-circuito
- Curtos em núcleos laminados
- Delaminações do núcleo
- Verificação do processo de desmagnetização
Como isso é feito?
- A corrente de excitação é a corrente sem carga do primário do transformador ou a corrente de magnetização (com secundário aberto) testada com tensão reduzida
- Os resultados são comparados com os valores obtidos com os mesmos valores de tensão de teste
- Os resultados devem seguir um padrão específico com base no tipo de construção do transformador
Detecção de grupo de vetores
Detecção de grupo de vetores.Por que isso é importante
?- Verificação do grupo de vetores do transformador
- Verificação do grupo de vetores
- Durante/após a fabricação
- Durante/após o reparo
- Encontrar conexões incorretas
- Pesquisar conexões incorretas
Como isso é feito?
- Utilização de um algoritmo proprietário e de uma solução de software carregada no TRT
- Aplicação de um algoritmo proprietário e de uma solução de software carregada no TRT
- Totalmente automático
Medição do ângulo de fase
Por que isso é importante?
- Por que isso é importante?
- Pode indicar problemas nos enrolamentos e/ou no núcleo magnético
- Medição do deslocamento de transformadores com grupos de vetores específicos (transformadores de mudança de fase, retificadores, fornos a arco e de tração).
- Verificação da polaridade de transformadores de medição
Como isso é feito?
- Como isso é feito?
- Comparação da(s) tensão(ões) CA aplicada(s) no lado HV e a(s) tensão(ões) CA induzida(s) no lado LV
Medição de SFRA
- Medição de SFRA
- Analisador de varredura de resposta de frequência
- Usado para avaliar a integridade mecânica de um transformador
- Método de impressão digital
- Deformação/movimento do núcleo
- Fundamentos defeituosos
- Laminações em curto-circuito
- Deformação/movimento do núcleo
- Conexões de aterramento defeituosas
- Deformação da bobina (axial e radial)
- Deformação do enrolamento (axial e radial)
- Bobinas com curto-circuito ou enrolamentos abertos
- Enrolamentos com curto-circuito ou enrolamentos abertos
- Deslocamento ou deformação do enrolamento
- Bobinas em curto-circuito ou enrolamentos abertos