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Apostila - Transmissão de Energia Elétrica - Curso Básico

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Japão, junto às subestações 
blindadas, evitando-se a necessidade de utilização de buchas de porcelana na entrada e 
saída do transformador, além de minimizar o espaço proporcionalmente. 
Os transformadores com óleo isolante mineral são os mais comumente usados pelas 
empresas de distribuição, transmissão e geração de energia elétrica. As espiras são 
isoladas com papel Kraft e, este papel impregnado com óleo isolante torna-se melhor 
isolante que o papel, ou mesmo o óleo, separadamente. 
 
 
Transformador a SF6 
 
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2.1.4.1.2 – Acessórios 
 
Esta é a área de desenvolvimento que tem apresentado mais progresso nos últimos anos. 
Seja para fins de monitoramento, seja aperfeiçoamento, ou seja, ainda pela substituição 
da informação analógica pela digita. Convencionalmente, os transformadores tem os 
seguintes acessórios de proteção: 
 
9 Relé detector de gás tipo Buchhloz; 
9 Termômetro para líquido isolante; 
9 Termômetro para enrolamento (imagem térmica); 
9 Indicador magnético de nível de óleo; 
9 Válvula de segurança / dispositivo de alívio de pressão; 
9 Acessórios diversos. 
 
2.1.4.1.2.1 – Relé Detector de Gás Tipo Buchhloz 
 
O relé tipo Buchholz é um dispositivo destinado à proteção de transformadores imersos 
em óleo, do tipo com conservador. Seu funcionamento é baseado na formação de gases 
livres, quando do aparecimento de falhas, que “caminham” para parte mais alta do 
transformador, ou seja, o conservador. É eficiente tanto nas faltas que provocam 
formação lenta de gás acionando um alarme, quanto nas faltas que provocam formação 
rápida de gás com o fluxo de óleo no sentido do tanque de compensação, comandando o 
desligamento do equipamento protegido. 
 
 
Dispositivo Coletor de Gás 
 
 
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2.1.4.1.2.2 – Termômetro para Líquido Isolante 
 
Este termômetro tem por objetivo detectar a temperatura do topo do óleo. 
Normalmente vem equipado com contatos auxiliares. Na ausência de termômetros de 
enrolamento podem ser usados para comandar ventiladores e dispositivos de segurança, 
tais como circuitos de alarme, e se desejado, retirar o transformador de serviço acionando 
os disjuntores caso a temperatura do óleo se eleve acima dos valores pré-estabelecidos. 
 
2.1.4.1.2.3 – Termômetro para Enrolamento (Imagem Térmica) 
 
Este termômetro tem por objetivo medir a temperatura do ponto mais quente de um 
enrolamento. 
A temperatura do enrolamento varia mais rapidamente que a temperatura do óleo. A 
constante de tempo térmica do enrolamento é da ordem de alguns minutos, enquanto que 
a do óleo é de horas. 
Como não é possível medir diretamente a temperatura do ponto mais quente do 
enrolamento, o dispositivo de imagem térmica é o meio mais adequado para realizar esta 
medição. 
 
2.1.4.1.2.4 – Indicador Magnético de Nível de Óleo 
 
O indicador magnético de nível de óleo tem por finalidade indicar o nível de óleo no 
tanque ou no conservador, fornecendo também meios para sinalizar ou desligar o 
transformador, caso o nível controlado atinja valores críticos para operação normal do 
equipamento. 
Neste indicador, a transmissão dos movimentos de um flutuador instalado na parte interna 
do recipiente sob controle para o sistema de indicação do nível de óleo situado do lado de 
fora deste recipiente é feita por acoplamento magnético. 
 
2.1.4.1.2.5 – Válvula de Segurança / Dispositivo de Alívio de Pressão 
 
Este dispositivo tem por finalidade proteger o tanque do transformador contra 
sobrepressões críticas que possam surgir no seu interior. 
Genericamente, as válvulas de segurança baseiam-se em um dispositivo projetado para 
suportar pressões até um limite de segurança para o tanque do transformador, a partir do 
qual se rompe um diafragma, por exemplo, liberando o excesso da pressão. 
 
2.1.4.1.2.6 – Acessórios Diversos 
 
Estão incluídos todos aqueles dispositivos que fazem parte do transformador, atuando 
como auxiliares nas funções principais ou nele estão incluídos para fornecer grandezas 
que podem ser medidas. 
Assim, no grupo dos dispositivos auxiliares temos: 
 
9 Motores de bombas de circulação forçada de óleo, de ventiladores, dos 
comutadores de derivações; 
9 Fiação, sistemas de comando, blocos terminais e contatores; 
9 TC de bucha utilizado para alimentação dos circuitos de proteção e medição; 
9 Dispositivos purificador e desidratador de ar (sílica-gel). 
 
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2.1.4.1.3 – Sistema de Isolação 
 
2.1.4.1.3.1 – Óleo Isolante Mineral 
 
São dois os tipos existentes, utilizados para fins de isolamento: 
 
9 Parafínico (tipo B): são aqueles que apresentam predominância de carbonos 
saturados, em cadeias abertas, podendo ser essas cadeias ramificadas ou 
lineares. 
9 Naftênico (tipo A): apresentam predominância de carbonos saturados de cadeia 
fechada, chamados de ciclos alcanos. 
 
2.1.4.1.3.2 – Esquema de Deterioração do Óleo Isolante 
 
 
Deterioração do Óleo Isolante 
 
2.1.4.1.3.3 – Ensaios Físico-Químicos 
 
a) Cor 
 
Este ensaio isoladamente não significa comprometimento com a operação do 
transformador. A cor do óleo tem muito a ver com o processo de refino e deve sempre ser 
associado com outros ensaios físico-químicos que são mais sensíveis à 
deterioração/contaminação do óleo isolante. 
 
b) Teor de Água 
 
Neste ensaio, detecta-se a quantidade de água que se apresenta solúvel no óleo isolante. 
A água é um agente agressor, tanto para o papel isolante (acelera seu envelhecimento) 
quanto para o óleo (acelera a oxidação). 
 
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c) Rigidez dielétrica 
 
Neste ensaio, detecta-se a presença de contaminantes, partículas em suspensão 
(celulose, partículas condutoras, etc.) e umidade, que poderão comprometer as 
características dielétricas do equipamento. Submete-se o óleo isolante à uma tensão 
elétrica e verifica-se o rompimento do dielétrico. 
 
d) Tensão Interfacial 
 
Neste ensaio, detecta-se a presença de contaminantes polares e produtos de oxidação 
como ácidos, álcoois e etc.. A tensão interfacial é a tensão capaz de quebrar a resistência 
na interface óleo-água devido à interação molecular. O processo de refino inclui no seu 
valor inicial e valores baixos causam o aparecimento de borras no transformador. 
 
e) Acidez (Índice de Neutralização) 
 
A deterioração do óleo isolante em operação ocasiona a formação de peróxidos que 
formaram álcoois, aldeídos e ácidos orgânicos e atacarão metais e celulose. A 
determinação da acidez é feita pela neutralização do ácido com uma base (hidróxido de 
potássio – KOH). A acidez provoca o aparecimento de borras no transformador. 
 
f) Tangente Delta/Perdas Dielétricas/Fator de Dissipação 
 
O óleo isolante, quando submetido à uma tensão elétrica, apresenta perdas superficiais. 
Essas perdas, que causam aquecimento no óleo, podem ser quantificadas pela tangente 
do complemento do ângulo do fator de potência e são influenciadas, principalmente, pela 
temperatura. Valores acima do estabelecido como limite, provocam aparecimento de 
borras e prejudicam o isolamento e a refrigeração. 
 
2.1.4.1.3.4 – Tipos de Tratamento do Óleo Isolante 
 
São dois os tipos de tratamento para recuperação das características físico-químicas do 
óleo isolante: 
 
a) Recondicionamento 
 
Objetiva recuperar a rigidez dielétrica e o teor de água dissolvida no óleo do 
transformador. Em geral, nos transformadores de potência, este processo é feito no 
campo, ou seja, na própria instalação. Em geral, utiliza-se filtragem à frio, à quente, 
centrifugação ou termo-vácuo. 
 
b) Regeneração 
 
Objetiva recuperar a tensão interfacial, neutralizar a acidez e diminuir as perdas 
dielétricas, e como conseqüência, diminuir a cor.