Opções de configuração para monitoramento de descarga local de transformadores em diferentes níveis de tensão

• O nível de tensão determina o nível de risco: Quanto mais alto for o nível de tensão, maiores serão os riscos decorrentes das descargas parciais, e maiores serão também as exigências de precisão e confiabilidade do sistema de monitoramento; a estratégia de configuração deve ser projetada de forma hierárquica, de acordo com o nível de tensão
• Transformador de distribuição de 10 kV/35 kV: Embora sejam os mais numerosos, a importância individual de cada um deles é relativamente baixa; recomenda-se a adoção de soluções econômicas com um ou dois sensores, com foco na cobertura de locais com alta incidência de falhas ou de difícil manutenção
• Transformador principal urbano de 110 kV: Importância média-alta; recomenda-se a adoção de um esquema de 4 canais com sensores duplos de ultrassom + corrente de alta frequência, para equilibrar desempenho e investimento
• Transformador principal do centro de distribuição de 220 kV/500 kV: Nos nós principais da rede elétrica, onde o impacto de uma falha é amplo, deve-se adotar uma solução integrada que combine ultrassom, corrente de alta frequência e ultra-alta frequência, de modo a não deixar pontos cegos no monitoramento

1. Estratégia de configuração em camadas

2. Explicação detalhada da configuração de cada nível de tensão

2.1 Transformador de distribuição (10 kV/35 kV)

Devido ao grande número e à distribuição dispersa dos transformadores de distribuição, não é possível nem necessário realizar o monitoramento online de descargas parciais em cada um deles. A estratégia de configuração deve ser de implantação seletiva — dando prioridade à instalação em transformadores que abastecem usuários importantes, em transformadores antigos e naqueles que já apresentaram falhas no passado. A solução se baseia principalmente em sensores ultrassônicos únicos, que oferecem a instalação mais simples e o investimento mais econômico. Para transformadores de distribuição de particular importância, é possível atualizar para uma solução com dois sensores.

2.2 Subestação urbana (110 kV)

As subestações de 110 kV geralmente estão localizadas nos centros de carga das cidades, e as interrupções de energia afetam uma área extensa. A solução de 4 canais com sensores duplos de ultrassom e corrente de alta frequência é uma opção com boa relação custo-benefício. Dois sensores de ultrassom distribuídos em diferentes posições do transformador fornecem referência para a localização da descarga, enquanto dois sensores de corrente de alta frequência monitoram, respectivamente, os pulsos de descarga parcial no núcleo de ferro e no circuito de aterramento das peças de fixação.

2.3 Subestação de conexão (220 kV)

As subestações de 220 kV são pontos-chave da rede elétrica regional, o que exige um aumento significativo na abrangência e na confiabilidade do monitoramento. A solução de fusão de três sensores utiliza ultrassom para localização, corrente de alta frequência para captura de alta sensibilidade e ultra-alta frequência para confirmação com resistência a interferências, com verificação cruzada entre os três tipos de sensores. A configuração de 6 canais permite a implantação de sensores em cada circuito de aterramento e em vários pontos dos tanques de óleo.

2.4 Subestação principal (500 kV)

A importância das subestações de 500 kV é inegável — a paralisação de um único transformador principal afetaria a segurança de toda a rede elétrica da região. Além da solução de fusão de três sensores, deve-se considerar a configuração redundante de sensores críticos, a integração dos dados de monitoramento de descargas parciais à plataforma de monitoramento integrada da subestação e a implementação de um diagnóstico colaborativo multidimensional com o monitoramento por cromatografia de óleo e de temperatura.

3. perguntas frequentes

3.1 Pergunta: Vale a pena instalar um monitor de descargas parciais em um transformador de distribuição?

Resposta: De fato, a instalação em todos os transformadores de distribuição não seria econômica. A estratégia recomendada é a implantação seletiva — começar com instalações-piloto em locais-chave e, com base nos resultados práticos, decidir se a iniciativa deve ser ampliada. Soluções leves com um único sensor já oferecem capacidade básica de alerta de descargas parciais, com uma relação custo-benefício razoável.

3.2 Pergunta: Um sensor duplo é suficiente para um transformador de 110 kV? É necessário utilizar ultra-alta frequência?

Resposta: Para a maioria das subestações de 110 kV nas cidades, o ambiente eletromagnético está dentro de limites aceitáveis, sendo suficiente a solução com dois sensores. Somente se a subestação estiver localizada próxima a fontes de forte interferência eletromagnética, como estações de rádio ou estações de radar, será necessário considerar a atualização para uma solução de UHF.

3.3 P: Existe alguma diferença entre as estratégias de configuração para sites novos e para a reformulação de sites já existentes?

Resposta: Na fase de projeto de novas instalações, é possível pré-instalar sensores de UHF embutidos durante a fabricação do transformador, garantindo assim o melhor posicionamento possível dos sensores. Na reforma de instalações existentes, utiliza-se principalmente sensores externos que podem ser instalados sem interromper o fornecimento de energia; os sensores de ultrassom e de corrente de alta frequência não estão sujeitos a essa restrição.

3.4 P: É possível gerenciar de forma unificada os dados de sistemas com diferentes níveis de tensão?

Resposta: Sim. Por meio de uma plataforma de monitoramento integrada e de protocolos padronizados de envio de dados, é possível reunir os dados de monitoramento de descargas parciais de diferentes estações no centro de diagnóstico regional, permitindo o monitoramento centralizado e a gestão unificada.

3.5 Pergunta: Há alguma configuração universal recomendada para diferentes níveis de tensão?

Resposta: Se o objetivo for encontrar uma configuração com a maior amplitude de aplicação, a solução de 4 canais com sensores duplos de ultrassom e corrente de alta frequência é a opção que oferece a cobertura mais ampla — ela proporciona uma capacidade eficaz de monitoramento de descargas parciais em transformadores de 35 kV a 220 kV, apresentando um bom equilíbrio entre custo-benefício e amplitude de aplicação.

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