Qual é a função e o ciclo de substituição do óleo do transformador?

1. O que é óleo de transformador?

O óleo de transformador, também conhecido como óleo isolante, é um meio especializado de isolamento e resfriamento líquido usado em equipamentos elétricos de alta tensão, como transformadores de potência imersos em óleo, reatores e disjuntores. Geralmente é feito de óleo mineral profundamente refinado ou ésteres sintéticos, conhecido como o “sangue” dos transformadores, e desempenha um papel crucial na operação segura, estável e duradoura dos equipamentos.

2. A função do óleo do transformador

• Função de isolamento (anti-quebra)

       O óleo do transformador tem rigidez dielétrica extremamente alta e pode preencher com eficácia as lacunas entre os enrolamentos internos, núcleos de ferro e buchas dos transformadores. Como meio isolante, evita descargas ou quebras entre partes energizadas e é a primeira linha de defesa para garantir a segurança elétrica dos equipamentos.

• Efeito de resfriamento (dissipação de calor)

      O enrolamento de um transformador gera uma grande quantidade de calor durante a operação. O óleo do transformador circula por convecção, retirando o calor do enrolamento e do núcleo de ferro, conduzindo-o para a parede do tanque e, em seguida, dissipando-o no ar através das aletas de dissipação de calor. É como um refrigerante, mantendo a operação dos transformadores dentro de uma faixa segura de temperatura e evitando o envelhecimento dos materiais de isolamento devido ao superaquecimento.

• Extinção e proteção de arco (extinção de arco)

      Quando ocorre descarga parcial ou arco dentro do transformador, o óleo do transformador pode se decompor rapidamente e absorver a energia do arco, suprimindo a expansão do arco. Ao mesmo tempo, pode dissolver e descarregar o gás gerado durante as falhas e fornecer avisos de falhas para equipamentos em conjunto com relés de gás (relés de gás).

• Função de diagnóstico

      Ao testar regularmente as propriedades físicas e químicas do óleo do transformador, o status operacional do transformador pode ser determinado. Por exemplo, alterações no teor de gás, índice de acidez, umidade e outros indicadores dissolvidos no óleo podem refletir possíveis falhas no interior dos transformadores e fornecer uma base importante para manutenção e reparo de equipamentos.

3. Ciclo de substituição do óleo do transformador

Uma vez que o óleo do transformador envelhece (como índice de acidez excessivo, aumento do teor de umidade e diminuição da tensão de ruptura), seu desempenho de isolamento e dissipação de calor se deteriorará drasticamente. Portanto, testes regulares de óleo e cumprimento rigoroso dos ciclos de substituição são de extrema importância para a manutenção de equipamentos elétricos.

A seguir estão os principais fatores que afetam o ciclo de substituição do óleo do transformador:

• O grau de envelhecimento do óleo

      Durante a operação, o óleo do transformador é submetido a altas temperaturas, oxigênio, umidade e impurezas, levando a reações químicas graduais, como oxidação e rachaduras, que resultam na diminuição do desempenho de isolamento e resfriamento. Testando indicadores como o índice de acidez do óleo, a rigidez dielétrica e o teor de umidade, o grau de envelhecimento do óleo pode ser determinado, decidindo assim se a substituição é necessária.

• Ambiente operacional do dispositivo

      O ambiente operacional de um transformador influencia significativamente a taxa de envelhecimento do óleo do transformador. Por exemplo, em ambientes de alta temperatura, alta umidade e poeira, o óleo do transformador é mais suscetível à contaminação e oxidação, necessitando de intervalos de substituição mais curtos.

• Anos de operação do equipamento

     À medida que a vida útil de um transformador aumenta, a taxa de envelhecimento do óleo do transformador acelera gradualmente. Geralmente, nos primeiros anos após o comissionamento de um novo transformador, o desempenho do óleo permanece relativamente estável, permitindo uma extensão adequada do ciclo de substituição.

• Resultados do teste de óleo

      Testes regulares do óleo do transformador são uma base crucial para determinar se a substituição é necessária. De acordo com os padrões nacionais e especificações da indústria, todos os parâmetros do óleo do transformador (como valor ácido, rigidez dielétrica, teor de umidade e teor de gás) têm limites claramente definidos.

• Condição de falha do dispositivo

     Se um transformador apresentar falhas internas (como descarga parcial ou curto-circuito), isso poderá resultar em grave contaminação ou degradação do óleo do transformador. Nessas circunstâncias, mesmo que os resultados do teste de óleo não tenham excedido os limites permitidos, o óleo deverá ser substituído com base nas condições reais para garantir a operação segura do equipamento.

4. Padrão para substituição de óleo de transformador

Não existe um período fixo de “substituição após a expiração” do óleo do transformador, e seu ciclo de substituição segue o princípio de “prioridade para testes e substituição conforme necessário”.

De acordo com o padrão nacional GB/T 7595-2017 Qualidade de Óleo de Transformador em Operação, os padrões de substituição de óleo de transformador incluem principalmente os seguintes aspectos:

• Valor ácido

      O índice de acidez é um indicador importante para medir o grau de envelhecimento do óleo do transformador. Se o valor ácido do óleo exceder 0,1 mgKOH/g, isso indica que o óleo sofreu oxidação significativa e precisa ser substituído em tempo hábil.

• Resistência Dielétrica

       A rigidez dielétrica é um indicador chave para medir o desempenho de isolamento do óleo do transformador. Se a rigidez dielétrica do óleo for inferior a 30 kV/2,5 mm, isso indica que o desempenho de isolamento do óleo diminuiu e precisa ser substituído.

• Conteúdo de umidade

      A umidade é uma das principais causas do envelhecimento do óleo do transformador e da degradação do desempenho do isolamento. Se o teor de umidade no óleo exceder 30 ppm, deverão ser tomadas medidas para desidratar ou substituir o óleo.

• Conteúdo de gás

       Ao detectar o conteúdo de gás dissolvido no óleo (como hidrogênio, metano, acetileno, etc.), o status operacional interno do transformador pode ser determinado. Se o teor de gás aumentar de forma anormal, isso indica que pode haver um mau funcionamento no equipamento e que são necessárias inspeções adicionais e substituição de óleo.

• Aparência e odor

      Se a cor do óleo do transformador ficar mais escura, turva ou apresentar odor, isso indica que o óleo está contaminado ou envelhecido e precisa ser substituído em tempo hábil.

5. O processo de substituição do óleo do transformador

Queda de energia e descarga de óleo

Antes de trocar o óleo do transformador, é necessário desligar o transformador e drenar completamente o óleo antigo. Durante o processo de descarga de óleo, deve-se prestar atenção à prevenção da poluição por óleo no meio ambiente.

Equipamento de limpeza

Antes de injetar óleo novo, é necessário limpar completamente o interior do transformador para remover qualquer resíduo de óleo velho e impurezas.

Injetar novo óleo

Injete no transformador óleo novo que atenda às normas, prestando atenção ao controle da velocidade de injeção e temperatura do óleo para evitar a formação de bolhas.

Teste e depuração

Após a troca do óleo, é necessário realizar uma inspeção abrangente e depuração do transformador para garantir o funcionamento normal do equipamento.

6. Resumo

O óleo de transformador desempenha um papel crucial em equipamentos de energia e seu desempenho afeta diretamente a operação segura e a vida útil dos transformadores. Ao inspecionar e substituir regularmente o óleo do transformador, as falhas do equipamento podem ser efetivamente evitadas e a vida útil do equipamento pode ser estendida. Na operação prática, o ciclo de substituição do óleo do transformador deve ser razoavelmente formulado de acordo com a situação específica e o ambiente operacional do equipamento para garantir a operação estável do sistema de energia.