SERGI - Transformer Protector Test

Testes do TRANSFORMER PROTECTOR

Duas séries de testes do TRANSFORMER PROTECTOR foram efetuadas em 2002 e 2004. Foram simuladas as piores condições possíveis para gerar a explosão do transformador. Um arco elétrico entre eletrodos imersos dentro do óleo foi criado para os 62 testes. O objetivo foi de:




Imagem da área de teste do CEPEL mostrando 3 transformadores equipados com o TRANSFORMER PROTECTOR, e compartilhando 1 TSOG

•Provar a eficiência do TRANSFORMER PROTECTOR para gradientes de pressão até 4 000 bar/segundo (58 000 psi/s);
•Comparar os cálculos preliminares do modelo MTH com casos de falhas em transformadores reais;
•Aumentar o conhecimento da SERGI sobre a realização do arco elétrico dentro do óleo;
•Calcular a propagação da onda de pressão;
•Avaliar o funcionamento das proteções clássicas de transformadores;
•Medir e definir uma lei para o volume de gás gerado durante um curto-circuito.

Testes na Electricité de France (EDF), 2002 [6]

O Laboratório de Alta Tensão da EDF realizou 28 testes num transformador de 160 kVA.
Arcos elétricos foram criados com correntes de falha de 2,5 a 7,5 kA, com energias de arco atingindo 300 kJ e os gradientes de pressão variaram de 200 a 1 200 bar/segundo (2 900 a 17 400 psi/s).
Durante estes testes, a rápida expansão do gás gerada pela decomposição do óleo pode ser filmada (ver fotos a baixo). Vários sensores localizados em toda a volta do tanque permitiram medir as ondas de pressão geradas pela formação do gás.


	GASES GERADOS PELO ARCO ELETRICO DENTRO DO TANQUE



		2 ms

3 ms


	4 ms


	Tempo, milisegundos




		5 ms

Testes no Laboratório do CEPEL, Brasil, 2004 [6]

O Laboratório de Alta tensão do CEPEL realizou 34 testes em 3 transformadores de 6, 10 e 20 MVA com correntes de falha até 15 kA, com energias atingindo 2,4 MJ. Metade dos testes foram realizados sob vácuo para permitir a medição do volume total de gás produzido durante a formação do arco.
Diferentes localizações para a ignição do arco foram escolhidas para estudar o desempenho do TRANSFORMER PROTECTOR, ver foto ao lado.


•A em frente do Conjunto de Despressurização; •B do lado oposto; •C do lado oposto a Câmara de Descompressão do TRANSFORMER PROTECTOR e na base do transformador. As medições efetuadas permitiram estudar a propagação da onda de pressão.

Resultados

•Os gradientes de pressão e tempos de despressurização do tanque medidos concordaram com os valores calculados antecipadamente com o modelo MTH [1 a 4]. •A eficiência do TRANSFORMER PROTECTOR foi demonstrada. Como o mostram as fotos aqui abaixo, o TRANSFORMER PROTECTOR absorve um gradiente de pressão de 3 900 bar/segundo (56 500 psi/s) e a pressão dentro do tanque volta a pressão de calibração do Disco de Ruptura em apenas 3 ms após sua atuação. •O gráfico ao lado ilustra o fato de que quanto maior for o curto-circuito, mais rapidamente o TRANSFORMER PROTECTOR reduz a pressão dentro do tanque. Esta eficiência excepcional do TRANSFORMER PROTECTOR já havia sido demonstrada em 2002, na literatura [3]. •Os parâmetros relativos a ativação do TRANSFORMER PROTECTOR são independentes da posição do arco dentro do tanque. A onda de pressão sempre se propagou, ativando o TRANSFORMER PROTECTOR antes que o tanque venha a explodir, inclusive para os arcos localizados na posição C. •Análises mostram que os resultados do Modelo MTH e particularmente a propagação da onde de pressão eram muito próximos das medições realizadas durante os testes. •Todos os gases inflamáveis gerados pelo arco elétrico foram sempre eliminados à uma boa distância desde o Tanque de Separação de Óleo e Gás para a atmosfera e eles nunca entraram em chamas. No entanto, foi demonstrado que uma auto-ignição destes gases na atmosfera é possível. •Durante todos os testes, os sinais de detecção de pressão e gás do Relé Buchholz nunca chegaram a se ativar, já que o fenômeno é muito rápido para a resposta destes equipamentos.




	Conjunto de Despressurização Ignição do arco em 3 localizações diferente



	Variação da pressão durante a atuação do TRANSFORMER PROTECTOR



	Tempo de atuação versus Energia

Certificados de Teste

•O TRANSFORMER PROTECTOR atuou com sucesso durante os 62 testes, despressurizando o transformador e prevenindo assim a explosão e a deformação permanente do tanque. O CEPEL elaborou um Certificado de Teste para os 34 testes efetuados em seu Laboratório de Alta Tensão [15].