Introdução
O relé Buchholz é um dispositivo de proteção para transformadores elétricos. Em transformadores do tipo conservador, um relé acionado por gás ou relé Buchholz é instalado entre o tanque conservador e o tanque principal. Relés acionados por gás possuem duas funções, enquanto o relé Buchholz possui três. O nome do relé Buchholz é uma homenagem ao seu inventor, Max Buchholz.
Localização do Relé Buchholz no Transformador
Componentes do Buchholz
Relés Buchholz são geralmente equipados com dois flutuadores e uma placa defletora. Os flutuadores são posicionados em níveis alto e baixo dentro do invólucro do relé. A placa defletora é fixada a um eixo que atravessa verticalmente o invólucro do relé.
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Componentes do Relé Buchholz (modelo 3D baseado no design da Mibos.com)
Funcionamento dos Relés Buchholz
O vídeo abaixo é um trecho do nosso Curso Online de Introdução a Transformadores Elétricos.
Falha 1: Pequenas Falhas Elétricas
Operador: Flutuador Superior
Efeito: Alarme
Pequenas falhas elétricas dentro do tanque do transformador aquecem o líquido isolante e geram pequenas bolhas de gás. Essas bolhas sobem até o topo do tanque e entram no relé Buchholz. O gás não consegue passar pelo relé, acumulando-se lentamente no invólucro do relé e deslocando o líquido isolante. Se a falha persistir, o volume de gás aumentará a ponto de o flutuador superior cair (ele flutua no líquido), acionando um alarme.
Falha 2: Baixo Nível de Líquido Isolante
Operador: Flutuador Inferior
Efeito: Alarme e Desligamento Uma grande redução no líquido isolante dentro do transformador pode resultar em uma falha catastrófica. Para evitar isso, o relé Buchholz desligará o transformador se um baixo nível de líquido for detectado. Um nível de líquido decrescente será inicialmente detectado pelo flutuador superior, que ativará um alarme à medida que o nível de líquido no relé cair. Se o nível continuar a cair, o flutuador inferior cairá e o transformador desligará.
Falha 3: Grandes Falhas Elétricas
Operador: Placa Defletora
Efeito: Desligamento
Uma grande falha elétrica gerará um grande volume de gás, deslocando um volume significativo de líquido dentro do tanque do transformador. Como não há espaço para este líquido deslocado, o líquido isolante se move em direção ao tanque conservador em alta velocidade (onda de pressão/choque). O movimento súbito do líquido através do relé faz com que a placa defletora gire, acionando um interruptor e/ou empurrando o flutuador inferior para baixo, desligando o transformador.
Resumo de Falhas e Operadores
Pequenas Falhas Elétricas = Flutuador superior cai. Flutuador inferior sem movimento. Placa defletora sem movimento.
Baixo Nível de Líquido Isolante = Flutuador superior cai. Flutuador inferior cai. Placa defletora sem movimento.
Grandes Falhas Elétricas = Flutuador superior pode cair. Flutuador inferior cai. Placa defletora empurra o flutuador inferior para baixo.
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Funcionamento dos Relés Buchholz
O vídeo abaixo é um trecho do nosso Curso Online de Introdução a Transformadores Elétricos.
Diferença entre Relé Acionado por Gás e Relé Buchholz
Relés acionados por gás operam com base na quantidade de gás gerada por pequenas e/ou grandes falhas elétricas, sem medir o nível de líquido do transformador. Relés Buchholz operam com base na quantidade de gás gerada por pequenas falhas elétricas, grandes falhas elétricas e o nível de líquido isolante do transformador.
Falhas Gerais
Falhas gerais dentro do transformador podem levar um ou mais dos operadores do relé a acionar alarmes ou desligamentos. Independentemente da causa da falha, todos os alarmes e desligamentos devem ser investigados minuciosamente. Se o transformador foi desligado, a causa do desligamento deve ser identificada antes de colocá-lo novamente em operação.
Causas de Falhas
Pequenas falhas elétricas podem ser causadas por correntes parasitas, superaquecimento local, descargas parciais ou condições inadequadas do líquido isolante.
Grandes falhas elétricas são mais prováveis devido a curtos-circuitos entre enrolamentos, curtos-circuitos entre fases ou falhas de aterramento.
Uma redução no nível de líquido isolante é mais provável devido a vazamentos no tanque do transformador ou em tubulações e acessórios associados. Juntas, vedações, conexões e soldas são os locais mais comuns de vazamento.
Testes e Manutenção
É possível testar os operadores de flutuador injetando ar na câmara do flutuador para deslocar o líquido, fazendo com que os flutuadores caiam. A placa defletora pode ser testada girando uma haste ou alavanca manualmente, montada no invólucro do relé. A condição dos interruptores elétricos pode ser verificada medindo a resistência com um multímetro padrão.
Nota: Algumas pessoas desaprovam a injeção de ar na câmara do flutuador para testar o relé, embora a experiência do autor indique que há tantas pessoas a favor quanto contra o procedimento. Existem prós e contras, mas estes são discutidos no curso de Manutenção de Transformadores da saVRee e estão além do escopo deste artigo.
Vista em Corte do Relé Buchholz
Recursos Adicionais
https://owlcation.com/stem/How-does-a-Buchholz-relay-work
https://www.electricaleasy.com/2014/06/buchholz-relay-construction-working.html