Hindret etablering

importante relacionado com transformadores ditos “mais velhos”, ´e que pode ocorrer um significativo encolhimento dos enrolamentos com o envelhecimento, levando a redu¸c˜ao da press˜ao das estruturas de suporte (clampings) e, conseq¨uentemente, diminui¸c˜ao da resistˆencia mecˆanica aos curtos-circuitos. Assim, as faltas se tornam potencialmente destrutivas, uma vez que, estes sistemas podem n˜ao ser capazes de resistir ao movimento dos enrolamentos.

Apesar disso, ´e esperado que um transformador experimente e sobreviva a um certo n´umero de curtos-circuitos durante o tempo de servi¸co. Tamb´em ´e perfeitamente pos- s´ıvel que mais cedo ou mais tarde, tal evento cause algum movimento suave dos en- rolamentos, e, nestes casos, a capacidade mecˆanica do transformador de resistir `as sobrecorrentes posteriores ser´a severamente reduzida.

6.3

Proposta de metodologia para avalia¸c˜ao dos im-

pactos dos estresses

A verifica¸c˜ao da suportabilidade f´ısica dos transformadores ´e realizada a partir dos estresses mecˆanicos atuantes. Esta grandeza ´e indicativa do n´ıvel de esfor¸cos a que um determinado equipamento fica submetido, quando da ocorrˆencia de algum dist´urbio transit´orio.

Este item destina-se a correlacionar os esfor¸cos mecˆanicos m´aximos que possam agir sobre os enrolamentos de transformadores com a resistˆencia mecˆanica destes dispositi- vos. Nesse sentido, partindo dos desenvolvimentos efetuados nos cap´ıtulos precedentes, a figura 6.1 apresenta, na forma de diagrama de blocos, uma proposta de sistematiza¸c˜ao dos procedimentos para an´alise t´ecnica dos impactos que os esfor¸cos mecˆanicos podem ter sobre os enrolamentos dos transformadores.

6.3 Proposta de metodologia 136 Suspeita de problema Dados para alimentação do programa Curto-circuito Correntes de inrush Aplicação de testes Simulação do fenômeno FIM Identificação do problema e origem Estresses mecânicos são maiores que os limites? Não Sim O problema tem solução? Sim Continua em operação Não Retirada/substituição do equipamento Manutenção (2) (10) (9) (6) (7) (5) (3) (1) (8) (4)

Figura 6.1: Metodologia para an´alise t´ecnica da ocorrˆencia de danos no transformador.

A descri¸c˜ao das diferentes etapas constituintes da proposta ´e realizada na seq¨uˆencia.

Bloco (1)- Suspeita de problema:

O processo inicia logo ap´os a atua¸c˜ao de um dispositivo de prote¸c˜ao. Nos casos em que h´a suspeita da ocorrˆencia de alguma avaria nas partes ativas, estruturais e sistemas de isola¸c˜ao, a decis˜ao das medidas que dever˜ao ser adotadas, depender´a de quest˜oes relacionadas com a aplica¸c˜ao do transformador e o custo do mesmo [39].

6.3 Proposta de metodologia 137

Bloco (2)- Aplica¸c˜ao de testes:

Na pr´atica, esta fase consiste na realiza¸c˜ao de ensaios com o transformador depois que ocorre a atua¸c˜ao da prote¸c˜ao. Um conjunto de testes devem ser realizados tanto no pr´oprio local da instala¸c˜ao quanto em laborat´orios com estruturas adequadas [39].

Bloco (3)- Identifica¸c˜ao do problema e origem:

Esta etapa destina-se a identificar o tipo de fenˆomeno transit´orio ocorrido no sis- tema, com vistas a reprodu¸c˜ao fiel dos fenˆomenos e execu¸c˜ao de estudos computacionais correlatos. Uma alternativa para a fundamenta¸c˜ao das an´alises baseia-se na disponibili- dade de informa¸c˜oes coletadas atrav´es de registradores on-line instalados nos sistemas. Dentro desta ´otica, registros de tens˜oes e correntes com eventuais dist´urbios seriam conhecidos.

Bloco (4)- Dados para alimenta¸c˜ao do programa:

A alimenta¸c˜ao do programa computacional depende, al´em da identifica¸c˜ao e carac- teriza¸c˜ao do fenˆomeno feita na etapa anterior, dos dados de projeto do transformador sob investiga¸c˜ao, bem como do local que se encontra instalado o equipamento.

Bloco (5)- Simula¸c˜ao do fenˆomeno:

Uma vez identificado o problema e fornecidos os dados necess´arios ao processamento, nesta fase procede-se `a execu¸c˜ao de simula¸c˜oes computacionais do transformador, de maneira a reproduzir o fenˆomeno real, com a maior fidelidade poss´ıvel, para verifica¸c˜ao da possibilidade de ocorrˆencia de danos f´ısicos no equipamento.

Bloco (6)- Avalia¸c˜ao dos estresses mecˆanicos:

De posse dos resultados dos estresses de tra¸c˜ao radial determinados na fase anterior, proceder-se-´a a an´alise comparativa dos valores obtidos para a situa¸c˜ao de transit´orios com os estresses admiss´ıveis pelo material utilizado nos enrolamentos (cobre) com vis- tas a identifica¸c˜ao da possibilidade de danos f´ısicos no equipamento.

Bloco (7)- Probabilidade de ocorrˆencia de danos:

Para os casos em que os estresses de tra¸c˜ao radial ultrapassem os limites de estresses admiss´ıveis para o cobre, ´e recomendado que o equipamento passe por uma bateria de

6.4 Aplica¸c˜ao da metodologia para a avalia¸c˜ao do estresse mecˆanico 138

testes cuja finalidade ´e verificar a possibilidade da existˆencia de algum dano f´ısico nos enrolamentos e sistemas isolantes. Em caso afirmativo, ´e necess´ario se verificar a ex- tens˜ao do dano e a possibilidade de manuten¸c˜ao da parte avariada.

Bloco (8)- Manuten¸c˜ao:

A manuten¸c˜ao deve ser realizada para os transformadores cujos danos n˜ao ocupem grandes extens˜oes e valores e obviamente, que possam ser recuperados.

Bloco (9)- Retirada/substitui¸c˜ao do equipamento:

A necessidade de substitui¸c˜ao definitiva do transformador ocorre para os casos em que o dano causado pelo estresse mecˆanico seja irrevers´ıvel.

Bloco (10)- Impossibilidade de ocorrˆencia de danos f´ısicos:

Estresses de tra¸c˜ao radial calculados que resultem em valores menores que os es- tresses limites para o cobre, n˜ao oferecem riscos a integridade f´ısica dos enrolamentos e neste caso o transformador pode continuar em opera¸c˜ao.

Os estresses de tra¸c˜ao radial obtidos para os dois transformadores investigados s˜ao apresentados na seq¨uˆencia para exemplificar a aplica¸c˜ao da metodologia.

6.4

Aplica¸c˜ao da metodologia para a avalia¸c˜ao do