Monitoramento da temperatura de pontos quentes de fibra óptica

As medições precisas da temperatura de pontos quentes podem ajudar a identificar e isolar a degradação do papel relacionada a fatores de envelhecimento do transformador. O aumento da demanda de eletricidade por parte dos consumidores, também conhecido como cargas de pico pesadas, aumentará a temperatura nos transformadores de potência (pontos quentes) e aumentará a degradação do papel isolante.

Monitoramento de pontos quentes de transformadores de potência com sensor de temperatura de fibra óptica

Esses efeitos térmicos são um componente essencial do envelhecimento de um transformador de potência. [A norma IEEE C57.91.1995/IEC 60076-7:2018 usa fórmulas de Arrhenius para a deterioração do material de isolamento orgânico com o tempo e a temperatura.]

_{Figura 1. Aging Accelerator Factor IEEE, Fundamental Principles of Transformer Thermal Loading and Protection; Joe Perez, ERL Phase Power Technologies, Winnipeg, MB, R3Y 1G4}

Descreva as causas da formação de pontos quentes em transformadores

Ao descrever o monitoramento direto da temperatura do enrolamento, é preciso observar as perdas de corrente contínua e as perdas parasitas do tipo axial e radial, que se dissipam nos enrolamentos do transformador, pois a temperatura não é uniforme ao redor dos enrolamentos. As perdas parasitas radiais são muito maiores na parte superior e inferior dos enrolamentos.

Nos transformadores de potência cheios de óleo, o óleo circulante é mais quente na parte superior do enrolamento. A soma desses vários fenômenos de dissipação de calor acabará causando "pontos quentes". Os sensores de temperatura de fibra óptica fornecem leituras precisas e rápidas (em questão de minutos) dessas flutuações de temperatura no monitoramento direto da temperatura do enrolamento, especialmente durante os efeitos de pico de carga.

Limitações de temperatura do transformador

A temperatura operacional mais alta do transformador tem um efeito direto sobre seu fator de envelhecimento, causando uma degradação mais rápida do papel.

O superaquecimento do papel isolante gera gases que são dissolvidos no óleo do transformador. Esses gases dissolvidos são conhecidos por causar descargas parciais. Para obter mais informações sobre gases dissolvidos e descarga parcial, confira este webinar sob demanda intitulado Investigando as diferenças entre gás dissolvido e descarga parcial

A temperatura mais alta do papel de isolamento e do óleo está localizada no ponto quente do enrolamento. O uso de sensores de temperatura de fibra óptica ajudará as temperaturas operacionais do transformador de potência a permanecerem estáveis, fornecendo uma medição de temperatura de aumento mais rápido.

Como verificar a temperatura no óleo de um transformador de potência com sensores de temperatura de fibra óptica?

A instalação de sensores de temperatura de fibra óptica diretamente no enrolamento é a única maneira de verificar a temperatura no óleo de um transformador de potência. A temperatura direta do enrolamento proporciona um monitoramento mais rápido da temperatura direta do enrolamento. Os sensores de temperatura de fibra óptica ajudam a encontrar as causas da formação de pontos quentes nos transformadores de potência e a melhorar o projeto do transformador.

Sistema completo de monitoramento da temperatura do enrolamento direto

Além do sensor de temperatura de fibra óptica, o sistema completo de monitoramento da temperatura do enrolamento direto inclui vários outros componentes, como Tall Wall Plate (TWP), Optical Feedthroughs, JBox, Extensões e Monitor. A placa de parede do tanque (TWP) fornece um ponto de montagem adequado na parede do transformador para evitar vazamento de óleo. As passagens ópticas instaladas na placa de parede do tanque (TWP) permitem que o sinal de luz do monitor viaje até a ponta do sensor e retorne ao monitor. As extensões levam o sinal de volta ao monitor, onde o monitor fará a leitura e converterá o sinal de luz do sensor em uma medição de temperatura. Ele também pode implementar qualquer funcionalidade específica do usuário final, como registro de dados, interconexão SCADA e assim por diante.

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