Neste artigo definimos os testes realizados em transformadores de potência. E começaremos por destacar dois índices que são os factores básicos para julgar as condições de isolamento do transformador: “o índice de absorção” e “o índice de polarização” (quanto mais altos forem estes índices, melhor será a condição de isolamento). Vamos listar os seguintes testes:
. a) Teste do factor de potência. Este factor é recomendado para a detecção de humidade e é o principal critério para julgar o isolamento do enrolamento de um transformador. A Amperis tem uma vasta gama de equipamentos relacionados com a manutenção de transformadores. O factor de potência será sempre a relação entre as perdas (milliwatts) e a carga (milivoltamperes); e o valor obtido dependerá apenas da humidade e temperatura do equipamento nas condições em que está a funcionar (independentemente da espessura ou área do isolamento). Uma vez que a temperatura da unidade em teste varia os resultados, as leituras devem ser corrigidas para um Tº de referência de 20ºc, razão pela qual este é um teste de corrente alternada. Os critérios a seguir para considerar um valor de factor de potência aceitável são os seguintes: 0,5% para um novo transformador até 2,0% para um transformador contaminado ou degradado no seu isolamento, sempre referido a 20ºc. Se o valor for superior a 2%, é necessária uma investigação da causa do fraco isolamento (por exemplo, penetração de água no óleo isolante).
b) Teste de resistência do isolamento: É a resistência (em Megohms) oferecida por um isolamento ao aplicar uma tensão de corrente contínua durante um determinado tempo. Este teste é medido através da aplicação de uma tensão constante durante a duração do teste. Este teste resulta numa pequena corrente de fuga através do isolamento do equipamento em teste, que diminui para um valor mínimo constante. Os valores mínimos de resistência de isolamento (a 20ºc) são: para 15,0 KV: 410 MEGOHMS, para 34,5 KV: 930 MEGOHMS e para 230/115 KV: 3100 MEGOHMS.
c) Teste da relação de transformação. A relação de transformação é definida como a relação de voltas ou tensões entre enrolamentos de transformadores (primários e secundários). O TTR é o método mais comummente utilizado para realizar o teste da relação do transformador. O equipamento TTR consiste basicamente em:
- Um transformador de referência com uma relação ajustável de 0 - 130.
- Uma fonte de excitação de corrente alternada
- Um voltímetro
- Um amperímetro
- Um galvanómetro detector de corrente zero
- Assim como um conjunto de terminais para ligação.
Graças a este teste, podem ser detectados curto-circuitos entre curvas, polaridade, sequência de fases, circuitos abertos, etc. A Amperis tem equipamento líder no mercado para obter a relação de transformação como, por exemplo, a Amperis:
https://www.amperis.com/productos/pruebas-transformadores/medidor-trifasico-transformacion-ttrf-250/
https://www.amperis.com/productos/pruebas-transformadores/ttrt03s2/
https://www.amperis.com/productos/pruebas-transformadores/ttrt03as2/
https://www.amperis.com/productos/pruebas-transformadores/atrt03/
https://www.amperis.com/productos/pruebas-transformadores/ttrt01bs3/
https://www.amperis.com/productos/pruebas-transformadores/ttrt01s3/
Aqui pode analisar uma comparação dos contadores de transformadores.
d) Enrolamento do teste de resistência óhmica. Este teste é realizado para calcular as perdas totais de um transformador, identificando falsos contactos ou pontos de alta resistência nos enrolamentos. O teste pode ser aplicado a transformadores de potência, transformadores de distribuição, transformadores de instrumento, autotransformadores, reguladores de tensão, etc. O dispositivo utilizado para esta medição é um ohmímetro com intervalos de 10 microohms a 1999 ohms. Os resultados das medições com este teste devem ser semelhantes entre as 3 fases dos enrolamentos, se existirem divergências, significa que existe um falso contacto interno da fase que apresenta um valor superior, que aquece o equipamento e eventualmente produz um dano que obrigará a retirar o equipamento de serviço para a sua reparação.
e) Ensaio de elevado potencial ou de resistência dieléctrica. Através deste teste, conhecemos as condições de serviço do óleo isolante. A resistência dieléctrica do óleo é definida como a tensão mínima a que um arco é produzido entre dois eléctrodos metálicos, o que nos dá informações sobre a capacidade do óleo de resistir a tensões eléctricas sem falhas. Sabemos que há contaminação com água ou outros contaminantes se a resistência dieléctrica for baixa. O aparelho utilizado para realizar o ensaio de resistência dieléctrica consiste em:
- Um transformador
- Um regulador de voltagem (0-60 kV)
- Um interruptor,
- Um voltímetro
- Uma taça de teste com dois eléctrodos planos
Significativamente, o valor mínimo admissível de resistência dieléctrica para um óleo em funcionamento é de 25 kV. O teste de resistividade é básico quando se investiga um transformador com resistência de isolamento anormalmente baixa e estagnada, que pode ser a causa da baixa resistividade do óleo.
NORMAS Segue-se uma lista das normas para os ensaios de manutenção do equipamento da subestação:
ASTM D3487-88, Especificação para óleo mineral isolante utilizado em aparelhos eléctricos.
ASTM D 923-91, Método de Teste para Amostragem de Líquidos Isolantes Eléctricos.
ASTM D3612-93, Test Method for Analysis of Dissolved Gases in Electrical Isolved Oil by Gas Chromatography (Método de Análise de Gases Dissolvidos em Óleo Isolante Eléctrico por Cromatografia a Gás).
ASTM D1816-97, Standard Test Method for Dielectric Breakdown Voltage of Petroleum Insulating Oils Using VDE Electrodes.
ASTM D924-92 (b), Método de Teste para o Factor de Dissipação (ou Factor de Potência) e Permeabilidade Relativa (Constante Dieléctrica) dos Líquidos Isolantes Eléctricos.
ASTM D971-91, Test Method for Interfacial Tension of Oil Against Water by the Ring Method.
ASTM D974-92, Test Method for Neutralization Number by Color Indicator Titration.
ASTM D1500-91, Método de Teste da ASTM Cor de Produtos Petrolíferos (ASTM Color Scale).
ASTM D 1298-85, Practice for Density, Relative Density (Specific Gravity) ou API Gravity of Crude Oil and Liquid Petroleum Products by Hydrometer Method.
ASTM D1524-84, Método de Exame Visual de Óleos Isolantes Eléctricos de Origem Petrolífera Usados no Campo.
ASTM D 2285-85, Método de Teste de Tensão Interfacial de Óleos Isolantes Eléctricos de Petróleo Contra a Água pelo Método do Peso em Queda.
ASTM D1533-88, Método de Teste de Água em Líquidos Isolantes (Método Karl Fischer).
ASTM D 3612-93, Test Method for Analysis of Dissolved Gases in Electrical Isolved Oil by Gas Chromatography.
ASTM D 3613-92, Métodos de Teste para a Amostragem de Óleos Isolantes Eléctricos para Análise de Gases e Determinação do Teor de Água.
ASTM D 5837-99 (2005), Standard Test Methods for Furan Compounds in Electrical Insulating Liquids by High Performance Liquid Chromatography (HPLC).
Medição da relação de transformação, verificação da polaridade e relação de fase de acordo com a Norma ICONTEC No. 471.
Medição da resistência óhmica dos enrolamentos de acordo com a Norma ICONTEC No. 375.
Medição da resistência de ligação à terra de cada transformador (RETIE Capítulo 15.)
Verificar e medir a ligação à terra dos pára-raios - RETIE Capítulo 15.
IEEE-400.1- 2001 Testes de campo para medir o isolamento de cabos isolados.
IEC - Comissão Electrotécnica Internacional.
Segue-se uma lista das normas para testar transformadores de potência:
- Exame Visual Padrão ASTM D-1524.
- Rigidez Dieléctrica ASTM D-877 Standard.
- Índice Colorimétrico Padrão ASTM D-1500.
- Número de Neutralização Padrão ASTM D-974.
- Padrão de Tensão Interfacial ASTM D-971.
- Norma de Conteúdo de Água ASTM D-1533.
- Padrão de Gravidade Específica ASTM D-1298.
- Análise cromatográfica do óleo de acordo com a norma ASTM D-3612-93.
- Taxa de Transformação e Polaridade; ANSI/IEEE C57.12.91.
- Resistência ao enrolamento; ANSI/IEEE Std. 62-1995.
- Corrente de Excitação; ANSI/IEEE Std. 62-1995.
- Impedância; ANSI/IEEE Std. 62-1995.
- Factor de potência e capacidade de enrolamento; ANSI/IEEE Std. 62-1995.
- Resistência de isolamento; ANSI/IEEE C57.12.91.
- Resposta de Varredura com Frequência. (FRA); IEEE C57-159/D5.
- Físico - Químico (Segundo IEEE C57.106-2006).
- Compostos Furânicos (Segundo a norma ASTM D5837, IEC 61198).
- Gases Dissolvidos por Processo Cromatográfico (De acordo com IEC 60599)
- Análise de PCB’s (Segundo a norma ASTM-D4059) e Conteúdo Inibidor (Segundo a norma ASTM-D2668).
- Testes dieléctricos. (IEC-60076-3).
- Medição do nível sonoro. (IEC-60076-10).
As normas de teste para disjuntores são:
- Disjuntores de alta tensão - Parte 1; Comutação para tensões nominais superiores a 1 kV e inferiores a 52 kV “- IEC 62271-103 ed1.0 (2011-06).
- Aparelhagem de alta tensão - Parte 2; Aparelhagem de alta tensão para tensões de 52 kV e superiores”. - IEC - 62271-104 ed1.0 (2009-04)
- Especificação do hexafluoreto de enxofre de grau técnico (sf6) para utilização em equipamento eléctrico. - IEC - IEC - 60376 - 2006
- Aparelhagem de alta tensão - Parte 101: Testes sintéticos. - IEC 62271 - 101 - 2006 15.3
As normas para testar os seccionadores de energia são:
- Seccionadores de corrente alternada (seccionadores) e interruptores de ligação à terra - IEC 62271-102.
- Disjuntores de alta voltagem. - IEC 62271-103 ed1.0 (2011-06).
As normas para testar transformadores de corrente são:
- Transformadores de instrumentos “parte 6:” Requisitos para transformadores de corrente de protecção para desempenho transitório “. - IEC 61869-2 ed1.0 (2012-09).
Normas para testar transformadores de tensão:
- “Transformadores de instrumentos”, parte 3: “Transformadores de tensão indutiva”. - IEC 61869-3 ed1.0 (2011-07)
- “Transformadores de instrumentos”, parte 5: “Transformadores de tensão de condensador”. IEC 61869-5 ed1.0 (2011-07)
Normas de ensaio para pára-raios:
- Pára-raios de surtos - Parte 4: Pára-raios de óxido metálico sem lacunas para sistemas a.c. - IEC 60099- 2007.
Normas de teste de retransmissão e controlo:
Relés eléctricos - IEC 60255- 2006.
- Equipamento e sistemas de telecontrolo - IEC 60870 - 2011
- Compatibilidade electromagnética (ECM) - IEC 61000-2003