Sistema de monitoramento da condição do transformador TOR-5

Neste artigo, consideraremos os recursos de diagnóstico de transformador e prestaremos atenção aos sistemas de monitoramento de transformador online. A presença de tais sistemas torna o serviço de transformadores mais fácil, conveniente e economiza dinheiro.

Abordagens para a classificação de métodos de monitoramento da condição de transformadores

Existem diferentes abordagens para a classificação dos métodos de monitoramento das condições de um transformador, que são determinadas pelo atributo subjacente à classificação. Vamos destacar os métodos de diagnóstico direto e indireto, bem como offline e online.

Os métodos diretos funcionam com o componente do transformador, cujo estado precisa ser diagnosticado. Por exemplo, para descobrir o estado do isolamento dos enrolamentos, meça sua resistência usando um megôhmetro. Os métodos de diagnóstico indireto usam componentes intermediários de um transformador ou ambiente de informações intermediárias. O óleo isolante é mais frequentemente usado como meio de informação. Neste caso, primeiro o diagnóstico do óleo do transformador e, a partir de seus resultados, conclui-se sobre a presença de certos defeitos no transformador.

Os métodos de diagnóstico online são realizados por meio de instrumentos e dispositivos conectados diretamente ao transformador, “leem” as informações e as transmitem ao usuário final. Os métodos offline são implementados com instrumentos de laboratório que trabalham com amostras previamente retiradas de óleo isolante ou outras amostras (pedaços de papel isolante, etc.).

Análise cromatográfica de óleo de transformador

A análise cromatográfica é um dos métodos mais comumente usados ​​para diagnosticar a condição de um transformador. Nesse caso, o óleo é portador de informações úteis na forma de concentração dos gases dissolvidos, que começam a ser liberados durante o desenvolvimento dos defeitos. Para o diagnóstico, são utilizadas as concentrações de hidrogênio, acetileno, etileno, metano, etano, óxido e dióxido de carbono.

Existem muitas técnicas para interpretar resultados de medição e determinar defeitos, que são implementadas computacionalmente e analiticamente ou graficamente. No primeiro caso, encontram-se as razões numéricas dos diferentes pares de gases e, dependendo dos valores obtidos, chega-se a uma conclusão sobre a presença e o tipo de defeito. A técnica gráfica clássica é o “Triângulo de Duval”, onde primeiro se constrói um triângulo, ele é dividido em várias partes, e o tipo de defeito é determinado pela parte em que o ponto cai, com base nas concentrações de gases medidas.

A análise cromatográfica de gases dissolvidos é uma técnica de diagnóstico poderosa, mas sua implementação requer equipamentos laboratoriais especiais que permitem a extração de gases do óleo (analisadores).

Monitoramento do óleo do transformador de acordo com os resultados dos testes de laboratório

Além da função de informação, o óleo também desempenha duas outras funções de formação de sistema em um transformador – remoção de calor das peças de aquecimento e isolamento de elementos de transporte de corrente. Portanto, também é importante monitorar a condição do óleo. Para isso, são utilizados principalmente métodos laboratoriais.

Primeiro, as amostras de óleo são retiradas do transformador e, em seguida, as amostras são entregues ao laboratório, onde são testadas com dispositivos especiais. A fim de entender o estado do óleo, sua tensão de ruptura, tangente de perda dielétrica, número de ácido, tensão superficial, teor de umidade e impurezas mecânicas, cor, etc. são determinados.

A principal desvantagem dos métodos laboratoriais é o longo tempo de espera pelos resultados. Nos transformadores modernos, danos graves podem se desenvolver em questão de dias ou horas, portanto, após o recebimento do protocolo do laboratório, nem sempre é possível ter tempo para fazer a manutenção necessária do transformador. O princípio da amostragem periódica não se justifica, quando as análises são realizadas independentemente do estado do óleo. Todo dono está interessado manutenção barata do transformador e custo reduzido da análise do óleo do transformador, portanto, é aconselhável prestar atenção aos sistemas de diagnóstico online.

Sistemas de monitoramento de transformador TOR-5

Monitoramento online de transformadores – excelente alternativa para análise de transformador de óleo de longo prazo. As vantagens desse tipo de monitoramento são óbvias:

• uma imagem mais completa do estado do transformador, que é difícil de obter usando apenas testes de laboratório;
• nenhuma amostragem é necessária, o que reduz os custos de mão de obra manual;
• economizar dinheiro em pedidos de análises para laboratórios privados.

Para monitoramento online do estado dos transformadores de potência, a GlobeCore desenvolveu o sistema TOR-5. Com sua ajuda,monitoramento de transformadores fins especiais (tração, mina, navio, forno elétrico, transformadores de turbinas eólicas, etc.), bem como transformadores com longa vida útil.

O sistema TOR-5 da GlobeCore executa as seguintes funções:

1. Análise de óleo de transformador – online.
2. Conveniente para informar os usuários sobre o estado atual do transformador por meio da interface da web.
3. Secagem do óleo do transformador se o teor de umidade exceder os limites especificados.

O sistema TOR-5 está permanentemente localizado próximo ao transformador e conectado a ele por meio de tubulações. Todos os elementos importantes do sistema, incluindo sensores, estão localizados dentro da caixa, o grau de proteção que permite a operação, equipamento de monitoramento de transformador online ao ar livre.

Quais parâmetros do transformador são monitorados pelo sistema TOR-5

Com a ajuda de sensores do sistema TOR-5 com frequência de uma vez por minuto, são medidos:

• temperatura do óleo na parte superior e inferior do transformador;
• atividade da água no óleo na parte superior e inferior do transformador;
• a umidade relativa do óleo nas partes superior e inferior do transformador;
• temperatura ambiente;
• umidade relativa do ar circundante.

Como você pode ver, a medição de umidade é considerada o parâmetro básico do sistema de monitoramento. Isso se deve ao fato de que o combate ao transformador úmido é uma das principais tarefas na manutenção.

Quais parâmetros são calculados pelo sistema TOR-5

Todos os dados medidos são transmitidos via Internet para um servidor em nuvem, onde parâmetros adicionais são calculados:

• teor de água no óleo na parte superior e inferior do transformador;
• teor de água no isolamento sólido nas partes superior e inferior do transformador;
• tensão de ruptura do óleo;
• índice de qualidade do óleo.

Assim, o número de parâmetros de informação disponíveis no sistema TOR-5 é maior do que o número de sensores instalados devido à aplicação de algoritmos de cálculo.

O índice de qualidade do óleo é um indicador complexo que caracteriza a condição do óleo do transformador como um todo. Este indicador se correlaciona bem com o grau de envelhecimento do óleo, portanto pode ser considerado
Como alternativa para medir a acidez online.

O índice de qualidade do óleo varia de zero a um. Um valor de faixa de 0,8-1 corresponde a uma boa condição do óleo do transformador, e um valor de uma faixa de 0-0,2 corresponde a um óleo envelhecido e ruim.

Recursos da interface da web do sistema TOR-5

Todos os resultados de medições e cálculos são exibidos em uma página da web, cujo acesso é fornecido com uma senha, e o número de usuários com acesso não é limitado. O sistema é adicionalmente protegido contra hackers por criptografia, de forma que o recebimento de informações por terceiros é excluído.

A visualização dos dados tornou-se amigável: a página da web exibe uma lista de  transformadores para cada subestação. O programa também inclui a exibição de transformadores em um mapa com a apresentação de medidas e cálculos em forma de gráficos e diagramas. Ao escolher um objeto, você pode obter informações completas sobre o estado do óleo durante todo o período desde a instalação do sistema TOR-5 próximo ao transformador ou por um período de tempo selecionado.

Mesmo nas férias, o chefe da empresa de energia elétrica ou um funcionário do departamento de serviço pode se conectar ao sistema a partir de qualquer local de trabalho e saber o status da frota de transformadores sem esperar o resultado do laboratório e sem sair do local de operação do equipamento . Devido à constante aquisição de dados, é possível avaliar a dinâmica das mudanças no estado do óleo do transformador, o que torna o sistema TOR-5 mais informativo em comparação com análises periódicas. E mesmo que por algum motivo não haja Internet, nenhuma medição será perdida: todos os dados são salvos e quando a conexão é restaurada, são transmitidos ao servidor.

Quando o teor de umidade do óleo atinge o valor especificado, o sistema TOR-5 muda automaticamente do modo de diagnóstico para o modo de tratamento de óleo

Secagem online do transformador usando o sistema TOR-5

O processamento de óleo inclui:

• filtração – é instalado um filtro com finura de filtração de 10 mícrons;
• secagem de óleo – a água é absorvida pelo sorvente durante o bombeamento sequencial de óleo através dos adsorventes.

Depois de restaurar os parâmetros, a unidade TOR-5 muda automaticamente do modo de tratamento de óleo para o modo de diagnóstico.

O tratamento do óleo por bombeamento através de adsorventes preenchidos com sorvente pode ser considerado como secagem de transformador alternativa. Nesse caso, o óleo é retirado pelo sistema TOR-5 do ponto inferior e o óleo seco é devolvido ao ponto superior do transformador. Devido ao fato de que a água no transformador está em constante migração do isolamento de óleo para papel e vice-versa, a circulação do óleo através dos adsorventes permite remover água não só do óleo, mas também do isolamento de papel.

Assim secagem contínua do transformador.Graças ao sistema TOR-5, o transformador permanece seco durante toda a sua vida útil.

Características adicionais- analisador de gás de hidrogênio

A secagem com um sorvente, ao contrário da secagem térmica a vácuo, não afeta a composição e a quantidade de gases dissolvidos no óleo. Portanto, como opção, sensores podem ser adicionados ao sistema TOR-5, com a ajuda dos quais é possível determinar, por exemplo, teor de hidrogênio no óleo.

Análise contínua de gás online irá expandir as capacidades do sistema TOR-5 e tornar o diagnóstico da condição do transformador ainda mais completo e informativo.

Benefícios de usar o sistema TOR-5

• prolongar a vida útil dos transformadores devido ao monitoramento constante de parâmetros importantes e processamento oportuno do óleo online;
• aumento do tempo entre manutenção dos transformadores devido ao processamento periódico do óleo em modo automático;
• economizar dinheiro eliminando testes de laboratório;
• reduzir o custo de seguros de transformadores;
• diminuição do número de pessoal qualificado empregado;
• preservação do meio ambiente evitando acidentes de transformadores com respingos de óleo isolante.

Se você tiver dúvidas sobre o uso e operação do sistema de diagnóstico online de transformadores TOR-5, envie-as para o nosso e-mail, cujo endereço pode ser encontrado na seção correspondente do site.