SERGI - Research Program

Pesquisas da SERGI

O Modelo MTH [1], [2]

Em 1995, um intensivo programa de pesquisas sobre o fenômeno da transferência energética que ocorre dentro de um transformador durante um curto-circuito, foi implementado pela SERGI. O mecanismo da decomposição de óleo sob efeito térmico foi analisado e resultou no desenvolvimento do Modelo Magneto-Termo Hidrodinâmico (MTH) [1]. Foram feitos cálculos precisos em transformadores, nos quais as respectivas características operacionais foram experimentalmente medidas. A SERGI então validou com êxito o Modelo MTH em colaboração com a SCHNEIDER ELECTRIC, France Transfo [2].

Malha simulando o Arco Elétrico - Elementos Finitos


	Transformadores de Usinas de Geração [3]

	Devido à inércia dos geradores, os transformadores de usinas geradoras sofrem condições de falhas mais severas que os transformadores de transmissão e de distribuição. Por isso, a SERGI decidiu investigar a explosão de um transformador elevador de uma usina geradora para projetar um sistema confiável capaz de prevenir qualquer tipo de falha em qualquer tipo de transformador.

	Durante esta pesquisa, a SERGI descobriu que os arcos elétricos gerados dentro dos transformadores imersos em óleo podem produzir gradientes de pressão de 300 a 930 bar/segundo (4 300 a 13 500 psi/s). A foto ao lado mostra a técnica MTH utilizada pela SERGI para simular os arcos elétricos.

Válvula de Alivio de Pressão [4]

Durante mais de 30 anos, as Válvulas de Alívio de Pressão tem sido utilizadas para a proteção de tanques de transformadores. No entanto, em termos gerais todos os transformadores implicados em explosões encontram-se equipados com este dispositivo. A incapacidade das Válvulas de Alívio de Pressão em eliminar a pressão nestas condições, levou a SERGI a conduzir o seu próprio estudo mecânico dinâmico. De fato, este tipo de cálculo não podia ter sido feito antes que os gradientes de pressão, constatados pela SERGI, fossem determinados durante condições de curto-circuito [1], [3].




	Imagem 2-D do fluxo de fluido da Válvula de Alívio de Pressão, com abertura de 60%

O desempenho da Válvula de Alívio de Pressão fica limitado por:
•A inércia de sua mola que atrasa seu tempo para resposta e sua conseqüente abertura;
•A fôrma em U da saída de eliminação gera perdas de carga e reduz a velocidade de evacuação da pressão;
•Sua geometria é tal que quando meio aberta, a superfície de eliminação não excede 15% da superfície máxima de evacuação.
.

Comparação entre o TRANSFORMER PROTECTOR e a Válvula de Alívio de Pressão [4]

Os comportamentos do TRANSFORMER PROTECTOR e da Válvula de Alívio de Pressão foram simulados sob as mesmas condições de curto-circuito para comparar seus desempenhos. Notou-se em cada caso que:
•O TRANSFORMER PROTECTOR atuou antes da Válvula de Alívio de Pressão e preveniu a explosão do tanque do transformador;
•A Válvula de Alívio de Pressão nunca evitou a explosão do tanque de transformador.




	Evolução da pressão com diferentes sistemas de proteção para um gradiente de pressão fraco de 60 bar/segundo (870 psi/s)