Jiangshan Scotech Elétrico Co., Ltd
Guia para vários testes para transformadores de potência
Mar 24, 2026
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1. Introdução
Os transformadores de potência são ativos críticos em redes elétricas. Para garantir confiabilidade, segurança e desempenho, uma série de testes deve ser realizada de acordo com padrões internacionais como IEC 60076. Esses testes são categorizados emTestes de rotina, Testes de tipo, Testes Especiais, eTestes extras. Este guia fornece uma visão geral abrangente de cada teste, sua finalidade e a metodologia geral envolvida.
2. Testes de rotina
Testes de rotina são realizados em cada transformador para verificar a qualidade de fabricação, integridade elétrica e prontidão operacional.
2.1 Medição de gases dissolvidos em líquido dielétrico de cada compartimento de óleo separado, exceto compartimento da chave desviadora. (Antes do teste e depois do teste)
- Propósito:Analisar a condição do óleo isolante e detectar possíveis falhas internas (por exemplo, arco voltaico, superaquecimento) antes e depois de outros testes.
- Método:Amostras de óleo são retiradas de cada compartimento de óleo separado (excluindo o compartimento da chave desviadora) e analisadas por cromatografia gasosa.
- Parâmetros principais:Hidrogênio (H₂), acetileno (C₂H₂), metano (CH₄), monóxido de carbono (CO) e teor de umidade.
2.2 Verificação do isolamento do núcleo e da estrutura para transformadores imersos em líquido com isolamento do núcleo ou da estrutura
- Propósito:Verificar se o núcleo e as estruturas de fixação estão devidamente isolados do tanque para evitar correntes circulantes.
- Método:A resistência de isolamento é medida entre o núcleo e o tanque, o núcleo e a unidade de fixação e a unidade de fixação e o tanque usando um megôhmetro.
2.3 Medição da Relação de Tensão e Deslocamento de Fase
- Propósito:Confirmar se a relação de tensão entre os enrolamentos e o grupo vetorial (por exemplo, YNd1) corresponde às especificações do projeto.
- Método:A relação de tensão é medida em todos os taps e o deslocamento de fase é verificado em relação ao grupo de vetores especificado.
2.4 Medição da Resistência do Enrolamento
- Propósito:Para detectar conexões soltas, fios quebrados ou configurações incorretas do-comutador.
- Método:A corrente CC é injetada nos enrolamentos e a resistência é medida para cada fase e posição de tap. Os resultados são corrigidos para uma temperatura de referência (geralmente 75 graus).
2.5 Verificação da relação e polaridade dos transformadores de corrente-integrados (TCs)
- Propósito:Para garantir que os TCs embutidos nas buchas ou torres tenham a relação correta e a polaridade subtrativa.
- Método:A relação de espiras é verificada usando um medidor de relação e a polaridade é verificada em relação à marcação (P1/P2, S1/S2).
2.6 Medição da resistência de isolamento CC entre cada enrolamento e a terra e entre enrolamentos
- Propósito:Avaliar a secura e limpeza geral do sistema de isolamento.
- Método:A resistência de isolamento é medida entre os enrolamentos e a terra, e entre os enrolamentos, utilizando uma tensão CC (normalmente 5000V). A razão de absorção (R60/R15) e o índice de polarização (PI) são calculados.
2.7 Medição do fator de dissipação (tanθ)das capacitâncias do sistema de isolamento
- Propósito:Avaliar as perdas dielétricas no sistema de isolamento, indicando umidade ou envelhecimento.
- Método:A capacitância e o tan δ são medidos para o corpo principal e as buchas em uma tensão especificada (por exemplo, 10 kV).
2.8 Determinação das capacitâncias dos enrolamentos à terra e entre enrolamentos
- Propósito:Determinar os valores de capacitância entre enrolamentos e terra e entre enrolamentos.
- Método:Muitas vezes, isso é derivado da mesma medição do fator de dissipação (Tan δ).
2.9 Teste de operação do-toque de carga-comutador (OLTC)
- Propósito:Verificar o funcionamento mecânico e elétrico do OLTC.
- Método:O OLTC é operado em toda a sua faixa sob diversas condições: des{0}}energizado, com tensão de controle reduzida (85%), energizado sem-carga e com corrente nominal aplicada.
2.10 e 2.11 Sem-perda de carga e medição de corrente
- Propósito:Para medir as perdas de magnetização (perdas do núcleo) e a corrente de excitação.
- Método:O transformador é energizado na tensão e frequência nominais em um enrolamento enquanto o outro está em circuito-aberto. As medições são normalmente feitas em 90%, 100% e 110% da tensão nominal.
2.12 Medição de impedância de{1}curto-circuito e perda de carga
- Propósito:Para verificar a tensão de impedância e as perdas de cobre (perdas de carga).
- Método:Um enrolamento entra em curto-circuito e uma tensão reduzida é aplicada ao outro enrolamento para circular a corrente nominal. As medições são feitas na derivação principal e nas derivações extremas.
2.13 e 2.14 Testes Dielétricos (LI, LIC, AC, AV, IVPD)
Esses testes verificam a resistência do isolamento do transformador.
Teste de impulso de raio de onda completa para os terminais de linha (LI)
- Propósito:Para verificar a resistência do isolamento dos enrolamentos do transformador contra altas-sobretensões que simulam a queda direta de um raio. Este teste garante que a coordenação do isolamento entre espiras, camadas e terra é adequada.
- Método:Uma onda de impulso de alta-tensão (padrão 1,2/50 µs) é aplicada a cada terminal de linha. A sequência de teste normalmente inclui um impulso de nível-reduzido, um impulso de nível-classificado e dois impulsos de nível-classificado adicionais. O oscilograma da tensão aplicada e da corrente neutra é registrado. Qualquer colapso ou distorção anormal na forma de onda indica falha no isolamento.
Teste de impulso de relâmpago de onda cortada (LIC)
- Propósito:Para simular a tensão no isolamento do transformador quando uma descarga atmosférica é interrompida por um dispositivo de proteção (por exemplo, pára-raios), criando um colapso de tensão-frontal acentuado. Este teste é fundamental para verificar o isolamento entre-espiras e entre-camadas.
- Método:Um impulso de raio é aplicado, mas "cortado" (terminado abruptamente) após um curto período (normalmente 2–5 µs) por um intervalo de corte. O teste é realizado em uma tensão de pico mais alta (por exemplo, +10% do nível LI) para compensar o aumento da tensão. O oscilograma é analisado quanto ao excesso de tensão e ao comportamento da corrente.
Teste de tensão suportável CA do terminal de linha (LTAC)
- Propósito:Para verificar a resistência do isolamento entre os terminais da linha e entre os terminais da linha e o terra sob tensão de frequência elétrica.
- Método:Uma tensão CA-monofásica é aplicada entre os terminais de linha do mesmo enrolamento, com o transformador em ar ou óleo. O teste é realizado por um período especificado (por exemplo, 30 a 60 segundos) sem queda ou quebra repentina de tensão.
Teste de Tensão Aplicada (AV)
- Propósito:Para verificar o isolamento principal entre cada enrolamento e a terra, e entre enrolamentos separados, sob tensão de frequência industrial.
- Método:A tensão CA é aplicada entre o enrolamento em teste e todos os outros enrolamentos conectados à terra (ou tanque) por 60 segundos. A tensão de teste é especificada com base no nível de isolamento (por exemplo, 95 kV para o lado HV). Um teste bem-sucedido é indicado pela ausência de queda repentina de tensão ou flashover.
Teste de resistência de tensão induzida com medição de PD (IVPD)
- Propósito:Para verificar a entre-espiras, entre-camadas e o isolamento principal, bem como para detectar atividade de descarga parcial (PD) que pode levar à degradação-de longo prazo.
- Método:Uma tensão que exceda a tensão nominal (normalmente
) é aplicado a um enrolamento para induzir uma tensão proporcional no outro enrolamento. O teste é realizado em uma frequência superior à nominal (para evitar a saturação do núcleo) e inclui uma fase de longa-duração (por exemplo, 30 a 60 minutos), onde os níveis de descarga parcial são monitorados continuamente. Um critério de aceitação típico é PD menor ou igual a 100 pC em
.
2.15 Teste de Vazamento com Pressão (Teste de Estanqueidade)
- Propósito:Para garantir que o tanque e as juntas estejam vedados contra vazamento de óleo.
- Método:O transformador é preenchido com óleo e uma pressão positiva (por exemplo, 30 kPa) é aplicada por um período especificado (por exemplo, 24 horas).
3. Testes de tipo
Os testes de tipo são realizados em um transformador representativo para provar que o projeto atende às características de desempenho especificadas.
3.1 Teste de tipo de elevação-de temperatura
Propósito:Verificar se o sistema de refrigeração está adequado e se os limites de temperatura (óleo superior, enrolamento médio, ponto quente-) não são excedidos.
Método:O transformador é submetido a perdas totais (perda de carga + nenhuma-perda de carga) usando o método de curto-circuito até que as temperaturas se estabilizem. As temperaturas são medidas usando métodos de resistência (enrolamento) e termômetros (óleo).
3.2 Determinação do Nível Sonoro
Propósito:Para verificar se o nível de ruído atende aos valores garantidos.
Método:O transformador é energizado na tensão e frequência nominais. Os níveis de pressão sonora são medidos em pontos específicos (geralmente a 0,3m e 2m da superfície) e calculados como nível de potência sonora (dBA) de acordo com a IEC 60076-10.
3.3 Medição da Potência Consumida pelos Motores de Ventiladores e Bombas de Líquido
Propósito:Para medir o consumo de energia auxiliar do equipamento de refrigeração.
Método:A entrada de energia para os ventiladores de resfriamento e bombas de óleo é medida sob condições nominais de operação.
4. Testes Especiais
Testes especiais são realizados mediante acordo entre o fabricante e o cliente para fornecer dados adicionais sobre características específicas.
4.1 Medição de impedância(s) de{1}sequência zero em transformadores-trifásicos
- Propósito:Necessário para coordenação de proteção do sistema e cálculos de falta à terra.
- Método:Para transformadores-trifásicos (por exemplo, YNd1), as três fases são conectadas em paralelo e uma tensão-monofásica é aplicada.
4.2 Medição de aumento de-temperatura pontual-quente do enrolamento
Propósito:Para medir diretamente a temperatura mais quente dentro do enrolamento usando sensores de fibra óptica.
Método:Sondas de fibra óptica são inseridas no enrolamento durante a montagem. Isso normalmente é feito durante o teste de-aumento de temperatura para validar o ponto-quente calculado.
4.3 Determinação das Características de Transferência de Tensão Transitória
Propósito:Para entender como os surtos de alta-tensão são transferidos do lado de alta tensão para o lado de baixa tensão (relevante para a coordenação de isolamento dos equipamentos conectados).
Método:As tensões de impulso são aplicadas aos terminais HV e as tensões induzidas nos terminais LV são registradas.
4.4 Medição da Resposta em Frequência (Análise de Resposta em Frequência ou FRA)
- Propósito:Criar uma “impressão digital” da integridade mecânica do transformador para comparação futura (detecta deformação do enrolamento).
- Método:Uma tensão de frequência de varredura é injetada e a função de transferência (magnitude/fase) é medida em uma ampla faixa de frequência (por exemplo, 10 Hz a 1 MHz).
4.5 Testes de Deflexão de Pressão e Vácuo em Transformadores Imersos em Líquido
Propósito:Para verificar a resistência mecânica do tanque.
Método:O tanque é submetido a pressão positiva (por exemplo, 100 kPa) ou vácuo (por exemplo, 133 Pa). A deflexão permanente em pontos críticos não deve exceder os limites especificados (normalmente 1 mm).
5. Testes extras
Testes extras são verificações adicionais não estritamente obrigatórias, mas realizadas para requisitos específicos de qualidade ou operacionais.
5.1 Medição de harmônicos de corrente sem{1}}carga
- Propósito:Analisar o conteúdo harmônico da corrente magnetizante, importante para estudos de qualidade de energia.
- Método:Durante o teste-sem carga, a forma de onda da corrente é analisada para determinar a magnitude do 3º, 5º, 7º, etc. componentes harmônicos.
5.2 Determinação do Ponto de Orvalho/Teor de Umidade
Propósito:Para medir o teor de umidade absoluta no óleo isolante ou no isolamento sólido.
Método:São usados medidores de ponto de orvalho ou titulação Karl Fischer (para óleo). No relatório fornecido, o teor de umidade foi inferior a 0,5%.
6. Conclusão
Um regime de testes abrangente é essencial para garantir a confiabilidade e a segurança-de longo prazo dos transformadores de potência. Ao aderir aos procedimentos padronizados descritos na IEC 60076 e normas semelhantes, os fabricantes e concessionárias podem garantir que o transformador funcionará conforme esperado, tanto sob condições normais de operação quanto sob falhas do sistema. A combinação deRotina, Tipo, Especial e ExtraOs testes fornecem uma avaliação completa do desempenho elétrico, mecânico e térmico.
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