O hidrogênio é o melhor indicador precoce de falhas no óleo do transformador?

Quando as empresas de eletricidade pensam em monitorar a saúde do transformador, a detecção de hidrogênio geralmente aparece em primeiro lugar. Ela é vista como a melhor maneira de detectar problemas precocemente. Mas será que o monitoramento do hidrogênio é suficiente por si só? Ou é necessário monitorar mais gases para ter uma visão completa? Este guia analisa os prós e os contras do monitoramento apenas do hidrogênio em relação à verificação de vários gases.

Por que a maioria dos monitores de gás único se concentra no hidrogênio

O gás hidrogênio se forma quando os transformadores apresentam problemas. Ele aparece no início do processo, muitas vezes antes que outros sinais de alerta apareçam. Isso o torna um excelente sistema de alerta precoce.

O hidrogênio é especial por isso: ele se forma em quase todas as temperaturas de falha. À medida que os problemas pioram e as temperaturas aumentam, mais hidrogênio é criado. Outros gases surgem e desaparecem em diferentes temperaturas, mas o hidrogênio continua aumentando.

_{Figura 1: Padrões de formação de gás por temperatura -Source: USBR.GOV}

Como o hidrogênio se forma

O hidrogênio geralmente aparece primeiro quando há uma falha. Isso inclui problemas como descarga corona ou pequenos eventos de arco elétrico. Veja a seguir o que o torna útil:

• Aparece em todos os lugares: Formula-se durante problemas de descarga parcial, arco voltaico e calor
• Perde com os problemas: Mais hidrogênio significa problemas maiores
• Aviso precoce: Muitas vezes aparece antes que você possa detectar outros gases de falha
• Eficaz em termos de custo: Torna o monitoramento de gás único acessível

O fator custo: Quando usar o quê

A escolha entre o monitoramento somente de hidrogênio e a análise multigás se resume ao grau de criticidade do seu transformador e ao seu orçamento.

Quando o monitoramento de hidrogênio funciona bem

Os monitores de hidrogênio de gás único, como o Serveron TM1 e o Qualitrol DGA 150/250/400series, funcionam muito bem para:

• Transformadores de distribuição, em que sistemas multigases completos custam muito caro
• Grandes frotas em que você precisa monitorar muitos transformadores
• Situações em que o aviso antecipado de falhas é seu principal objetivo
• Locais em que você precisa de operação sem manutenção

Quando você precisa de análise multigases

O TM8 monitora 8 gases diferentes on-line. Ele fornece informações muito mais detalhadas para transformadores críticos por meio de:

• Identificação do tipo de falha: Diz a você se são problemas relacionados ao calor, elétricos ou mistos
• Melhor diagnóstico: Utiliza métodos comprovados, como o triângulo de Duval, para identificar os problemas
• Perspectiva completa: Rastreia todos os 8 gases de falha, umidade, temperatura do óleo e carga
• Resultados com qualidade de laboratório: Oferece resultados a cada 4 horas que correspondem aos testes de laboratório

O que o monitoramento apenas do hidrogênio não pode lhe dizer

Embora o hidrogênio ofereça ótimos avisos antecipados, o monitoramento de apenas um gás tem limites que você precisa conhecer.

O que você perde com apenas o hidrogênio

Estudos mostram que, quando você usa apenas um gás-chave para diagnosticar problemas, obtém a resposta errada em 30% a 50% das vezes. Isso pode levar a decisões erradas. Veja o que o monitoramento de hidrogênio sozinho não pode fazer:

• Dizer a diferença entre problemas térmicos e problemas elétricos
• Dar faixas de temperatura específicas para falhas térmicas
• Detectar danos no isolamento de papel por meio da análise de CO/CO2
• Detectar vazamentos de ar por meio do monitoramento de O2/N2

Coisas que podem enganar as leituras de hidrogênio

Alguns óleos de transformador contêm aditivos chamados passivadores. Esses produtos químicos ajudam a proteger o óleo, mas podem tornar as leituras de hidrogênio mais altas do que o normal. Isso significa que você pode receber alarmes falsos se não souber que o óleo contém esses aditivos.

Soluções de DGA da Qualitrol

A Qualitrol oferece diferentes soluções de DGA para diferentes necessidades e orçamentos:

Monitores de hidrogênio de gás único

Serveron TM1: Observa os níveis de hidrogênio o tempo todo. Você pode configurá-lo para emitir um alarme quando os níveis ficarem altos ou quando estiverem subindo rapidamente.

DGA 150/250/400 Series: Esses monitores são instalados diretamente no óleo do transformador. Eles funcionam com seu equipamento de monitoramento existente e são fáceis de instalar.

Analisadores de múltiplos gases

Serveron TM8: Essa é a melhor opção para transformadores críticos. Ele monitora 8 gases diferentes com precisão de qualidade de laboratório.

Serveron TM3: Monitora 3 gases principais e usa o método comprovado do triângulo de Duval para identificar tipos específicos de falhas.

Como escolher a estratégia de monitoramento correta

A escolha entre o monitoramento somente de hidrogênio e o monitoramento de vários gases depende do grau de criticidade do seu transformador, do seu orçamento e do que você precisa saber.

Use o monitoramento de hidrogênio quando:

• Você está gerenciando muitos transformadores de distribuição
• Os limites orçamentários impedem sistemas multigases
• O aviso precoce de falhas é seu principal objetivo
• Seus transformadores operam em condições estáveis e previsíveis

Use a análise multigases para:

• Transformadores step-up de geradores e grandes transformadores de potência
• Transformadores de subestações críticas em que o tempo de inatividade custa muito
• Quando você precisa saber exatamente que tipo de problema tem
• Transformadores de missão crítica em que você não pode se dar ao luxo de adivinhar

Estratégias inteligentes de monitoramento

Muitas empresas usam uma abordagem em camadas. Elas colocam monitores de hidrogênio na maioria dos transformadores para aviso prévio e, em seguida, usam sistemas multigases nas unidades mais críticas.

As plataformas de monitoramento atuais permitem rastrear dados, receber alertas e analisar relatórios de qualquer lugar. Isso lhe dá uma visibilidade clara da saúde do transformador e dos riscos de falha.

A Qualitrol também fornece serviços completos de instalação, treinamento e suporte de monitoramento 24 horas por dia, 7 dias por semana, para que você possa acessar os dados do transformador de qualquer lugar.

Melhores práticas para o monitoramento de DGA

Os programas de monitoramento bem-sucedidos geralmente incluem estes elementos-chave:

1. Abordagem baseada em risco:Use multigases em transformadores críticos, monitoramento de hidrogênio para cobertura da frota
2. Observe as tendências:Foque na rapidez com que as coisas estão mudando, não apenas nos níveis atuais
3. Considere o ambiente:Pense na carga, na temperatura e na forma como o transformador opera
4. Mantenha-o calibrado:Certifique-se de que suas medições permaneçam precisas com a manutenção adequada
5. Treine sua equipe:Certifique-se de que as pessoas saibam como ler os dados e tomar boas decisões

Conclusão

O monitoramento de hidrogênio oferece excelente detecção precoce de falhas e é econômico para muitas necessidades de monitoramento de transformadores. No entanto, se você gerencia transformadores críticos, deve considerar os sistemas DGA multigases para obter um diagnóstico completo de falhas e maior confiabilidade.

A melhor abordagem geralmente usa as duas tecnologias: monitores de hidrogênio para uma ampla cobertura da frota e analisadores multigases para transformadores de missão crítica, nos quais é necessário saber exatamente o que está errado.

Perguntas frequentes

O monitoramento de hidrogênio pode detectar todas as falhas do transformador? No entanto, o monitoramento de um único gás não pode dizer qual é o tipo específico de falha que você tem ou dizer a diferença entre problemas térmicos e elétricos.

Quando devo fazer o upgrade do monitoramento de hidrogênio para o de múltiplos gases?

Considere a análise multigás para transformadores críticos em que é necessário identificar tipos específicos de falhas ou quando as tendências do hidrogênio mostram problemas em desenvolvimento que precisam de diagnóstico detalhado.

Quais fatores afetam a geração de hidrogênio além das falhas?

Os aditivos do óleo (especialmente os passivadores), a carga do transformador, a temperatura externa e a idade do óleo podem influenciar os níveis de hidrogênio. O teste de linha de base adequado e a análise de tendências ajudam a distinguir as alterações normais das condições de falha.

Entre em contato com os especialistas em DGA da Qualitrol' para discutir como nossas soluções de monitoramento podem ajudá-lo a equilibrar custos e recursos de diagnóstico.