Introdução
É crucial que a temperatura de um transformador elétrico seja monitorada e mantida dentro dos limites de projeto. Temperaturas operacionais excessivas comprovadamente reduzem a vida útil do transformador e devem ser evitadas.
Monitoramento de Temperatura de Transformadores Secos e Imersos em Líquido
Existem dois métodos de medição de temperatura para transformadores imersos em líquido (conservador e design hermético) e um método para transformadores secos.
Ponto Quente - a temperatura do ponto quente representa a temperatura mais alta dentro dos enrolamentos do transformador e é medida diretamente ou indiretamente. A área do ponto quente é estimada, mas está sempre localizada nos enrolamentos mais próximos do núcleo.
Óleo Superior - a temperatura do óleo superior representa a temperatura mais alta do líquido isolante e é medida diretamente. A área mais quente do líquido está diretamente acima dos enrolamentos e do núcleo do transformador. Note que o termo 'Óleo Superior' refere-se ao óleo como meio isolante, o que pode ser um pouco enganoso, pois cerca de 5% de todos os transformadores isolados por líquido utilizam líquidos diferentes do óleo (silicone, ésteres sintéticos, ésteres naturais etc.).
Sensor de Temperatura para Transformador Imerso em Líquido
Transformadores do tipo seco requerem apenas a medição da temperatura dos enrolamentos (ponto quente). Transformadores imersos em líquido requerem medição da temperatura dos enrolamentos e do óleo superior. Transformadores do tipo seco medem diretamente a temperatura do ponto quente dos enrolamentos.
Transformadores imersos em líquido medem diretamente a temperatura do óleo superior e depois ajustam esse valor para estimar a temperatura do ponto quente dos enrolamentos (assim, a temperatura do ponto quente é medida indiretamente). O valor de compensação de temperatura entre o óleo superior e o ponto quente é determinado pelo fabricante original do equipamento (OEM).
Como funciona o monitoramento de temperatura de transformadores?
O vídeo abaixo é um extrato do nosso Curso Online de Introdução a Transformadores Elétricos.
Está gostando deste artigo? Então não deixe de conferir nosso Curso de Vídeo sobre Transformadores Elétricos. O curso tem mais de duas horas de vídeo, um quiz, e você receberá um certificado de conclusão ao terminar o curso. Aproveite!
Medição de Temperatura de Transformadores Secos
Sensores de temperatura para transformadores do tipo seco podem ser instalados acima da unidade, ou, instalados dentro de um ou vários dos enrolamentos de baixa tensão; os enrolamentos de baixa tensão estão mais próximos do núcleo do transformador e, portanto, representam a área mais quente (ponto quente). Transformadores modernos do tipo seco são frequentemente equipados com cabos de fibra óptica que fornecem uma leitura muito mais confiável do que sensores eletrônicos tradicionais, que são propensos a imprecisões devido aos grandes fluxos magnéticos criados pelo transformador.
Medição de Temperatura de Transformadores Imersos em Líquido
O monitoramento local da temperatura do óleo superior é geralmente realizado usando um arranjo de fole e capilar, enquanto o monitoramento remoto pode ser realizado usando um sensor Pt 100 padrão.
Transformadores modernos usam cabos de fibra óptica para monitoramento da temperatura do ponto quente dos enrolamentos, mas esta é uma tendência relativamente nova. A prática padrão tem sido instalar o sensor de temperatura do óleo superior bem dentro de um resistor enrolado. A bobina do resistor/aquecedor é conectada aos enrolamentos LV ou HV do transformador através de um transformador de corrente, o que faz com que a temperatura do resistor aumente ou diminua dependendo da carga do transformador. Esta configuração é conhecida como dispositivo de imagem térmica.
Note que é experiência do autor que sensores de temperatura de enrolamento tradicionais são difíceis de calibrar em campo e muitas vezes são encontrados imprecisos.
Recursos Adicionais
https://www.qualitrolcorp.com/products/temperature-measurement-devices
https://www.maddox.com/resources/articles/transformer-gauges-indicators-and-monitoring-devices
https://en.wikipedia.org/wiki/Transformer