Normas e ciclos de ensaio para análise de gases dissolvidos no óleo de transformador utilizando cromatografia a gás

A cromatografia de gás para análise de gás dissolvido (DGA) no óleo de transformador é uma ferramenta de diagnóstico essencial para avaliar a saúde e a fiabilidade dos transformadores.Este artigo fornece um guia pormenorizado do ciclo de ensaio e normas para a realização de cromatografia a gás no óleo de transformador, destinado a ajudar os novos engenheiros e profissionais de aquisição a compreenderem a sua importância e execução.

Importância da análise dos gases dissolvidos (DGA)

A DGA mede as concentrações de gases dissolvidos no óleo de transformador, que são gerados como subproduto do esforço térmico e elétrico no interior dos transformadores.:

• Detectar falhas precocestais como superaquecimento, descargas parciais ou arco.
• Monitorizar as condições operacionaispara assegurar a fiabilidade do transformador.
• Manutenção do planoPara evitar falhas catastróficas.

Os principais gases monitorizados incluem:hidrogénio (H2),metano (CH4),Acetileno (C2H2),Etileno (C2H4), emonóxido de carbono (CO).

Ciclo de ensaio para análise de gases dissolvidos

A frequência dos testes de DGA depende da tensão nominal, capacidade e condições operacionais do transformador.

1. Transformadores de 220 kV e superiores a 120 MVA:

   • Teste todos os3-6 mesesdurante o funcionamento normal.
   • Ensaios adicionais no4o, 10o e 30o diasApós instalação, revisão ou substituição do enrolamento.

2. Transformadores de 110 kV:

   • Teste uma vez por ano30 dias e 180 diasApós instalação, revisão ou substituição do enrolamento.
   • Subsequentemente, testeanualmente.

3. Transformadores de 35 kV:

   • Transformadores classificados8 MVA e acima: Testeanualmente.
   • Transformadores classificadosinferior a 8 MVA: Testeanualmente.

4. Ensaios ad hoc:

   • Realizar ensaios quando surgirem condições de funcionamento anormais, tais como aumentos de temperatura inexplicáveis, desequilíbrios de carga ou descoloração do óleo.

Normas de ensaio para o teor de gases dissolvidos

Para assegurar o funcionamento seguro e fiável dos transformadores, devem ser respeitadas as seguintes normas ao analisar o teor de gás dissolvido no óleo de transformador:

1. Transformadores recém-instalados:

   • Gases totais de hidrocarbonetos (THG): ≤ 20 μL/L
   • Hidrogénio (H2): ≤ 30 μL/L
   • Acetileno (C2H2): Não detectável.

2. Transformadores após manutenção importante:

   • Gases totais de hidrocarbonetos (THG): ≤ 50 μL/L
   • Hidrogénio (H2): ≤ 50 μL/L
   • Acetileno (C2H2): são permitidas quantidades em traços.

3. Transformadores de 110 kV e superiores:

   • SeC2H2Se for detectado, a frequência dos ensaios deve ser aumentada para acompanhar as tendências e monitorizar de perto a condição do equipamento.

4. Transformadores em funcionamento (limiares de alerta):

   • Gases totais de hidrocarbonetos (THG): ≥ 150 μL/L
   • Hidrogénio (H2): ≥ 150 μL/L
   • Acetileno (C2H2): ≥ 5,0 μL/L

5. Taxa de produção de gás:

   • Se a taxa relativa de produção de gás exceder10% por mês, é uma indicação de funcionamento anormal, tanto para transformadores de tipo aberto como para transformadores de tipo fechado.

Principais princípios da cromatografia a gás para DGA

A cromatografia a gás separa e quantifica gases individuais dissolvidos em óleo de transformador.

1. Extração de amostras de óleo:
   • As amostras de óleo são colhidas do transformador em condições controladas para evitar a contaminação ou a perda de gás.
2. Extração de gás:
   • Os gases dissolvidos são extraídos do óleo utilizando métodos de vazio ou de depuração de gás.
3. Análise cromatográfica:
   • Os gases são passados através de uma coluna onde são separados com base no tamanho molecular e polaridade.
   • Um detector mede a concentração de cada gás.
4. Interpretação de dados:
   • Comparar as concentrações de gás medidas com os limiares padrão para determinar a condição do transformador.

Aplicações e benefícios

1. Diagnóstico errado:
   • Identifica tipos específicos de falhas (por exemplo, falhas térmicas, descargas elétricas) através da análise da composição do gás.
2. Manutenção preventiva:
   • Permite a detecção precoce de problemas, reduzindo a probabilidade de interrupções não planeadas ou reparos dispendiosos.
3. Conformidade regulamentar:
   • Assegura que os transformadores cumprem as normas operacionais e de segurança.
4. Gestão de ativos:
   • Prolonga a vida útil do transformador identificando e resolvendo falhas antes que elas se intensifiquem.

Conclusão

A análise do gás dissolvido com base na cromatografia de gás é uma prática indispensável para manter a saúde e a segurança dos transformadores.Os engenheiros e os profissionais de aquisição podem garantir a detecção precoce de falhas, minimizar o tempo de inatividade e melhorar a fiabilidade dos sistemas de energia.

Para novos engenheiros e compradores, a compreensão desses procedimentos fornece uma base para tomar decisões informadas sobre manutenção e diagnóstico de transformadores.