II Seminário de Termografia da ELETROSUL. Metodologia de análise de elevação de temperatura em Transformador de Corrente

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1 II Seminário de Termografia da ELETROSUL Metodologia de análise de elevação de temperatura em Transformador de Corrente Alexsandro Teixeira Gomes PN/MT Gerência de Planejamento e Engenharia de Manutenção da Transmissão 10 e 11/11/2010

2 Melhoria na gestão da termografia na área de transmissão da CEMIG-GT EQUIPAMENTO CAPACITAÇÃO PROCEDIMENTO Qualidade na Termografia

3 Gestão de Projetos Metodologia de análise de elevação de temperatura em Transformador de Corrente

4 Termografia: Conexão x Equipamento Inspeção termográfica em subestações 1 Conexão Análise Qualitativa Área de conhecimento Segurança no trabalho Termografia infravermelha Experiência com trabalhos de manutenção em subestações 2 Equipamentos Análise Quantitativa Análise Quantitativa Área de conhecimento Tecnologia de equipamentos (construção, funcionamento e manutenção)

5 Termografia: Conexão x Equipamento Inspeção termográfica em conexão 1 Inspeção termográfica em conexão Conexão em barramentos, circuitos, secionadores, etc. Conexão em equipamentos

6 Termografia: Conexão x Equipamento Inspeção termográfica em equipamentos 2 Inspeção termográfica em equipamentos Pára-raios Transformador de corrente Transformador de potencial Transformador e reatores Capacitores Bobinas Disjuntores Etc

7 Objetivo do trabalho para Transformadores de Corrente Com relação aos transformadores de corrente o objetivo é sair do modo de inspeção e diagnóstico convencional que estabelece um t especifico, para uma metodologia de inspeção direcionada aos diferentes pontos de inspeção do equipamento: Conexão, Parte Ativa e Isolador/estrutura.

8 Porque detalhar a inspeção para cada tipo de equipamento? CEMIG: Março de 1998, TC B.B.C 500 KV Particularmente o TC tem o pior modo de falha em uma subestação.

9 Porque detalhar a inspeção para cada tipo de equipamento? CEMIG: Outubro de 2007, TC QDR-145, BALTEAU

10 TC Transformador de corrente É um transformador destinado a reproduzir proporcionalmente em seu circuito secundário a corrente do seu circuito primário com sua posição fasorial mantida, conhecida e adequada para uso em instrumentos de medição e proteção. Construção

11 Inspeção termográfica em transformadores de corrente Metodologia antiga Análise comparativa entre TCs de diferentes fases, para um mesmo modelo/ fabricante. Atenção especial à parte ativa: maior elevação de temperatura natural. Diferenças construtivas. TC Tipo tanque TC Tipo núcleo invertido

12 Inspeção termográfica em transformadores de corrente Metodologia antiga Critérios t 10ºC: Padrão térmico normal. t > 10ºC: Contatar a engenharia para analisar a substituição do TC ou acompanhamento com periodicidade especial. t > 20ºC: Retirar de operação em caráter de urgência.

13 Inspeção termográfica em transformadores de corrente Metodologia atual Análise comparativa entre TCs de diferentes fases, para um mesmo modelo/fabricante. Atenção especial à parte ativa: maior elevação de temperatura natural (novos critérios). Diferenças construtivas.

14 Inspeção termográfica em transformadores de corrente Metodologia atual A metodologia de inspeção atual divide o TC em duas linhas de análise: - 1ª é focada nas conexões elétricas (terminais primários e barras de religação). - 2ª é focada na parte ativa e colunas isolantes. Todo aquecimento que não ficar bem caracterizado como sendo em conexão, será considerado como aquecimento na parte ativa ou coluna isolante.

15 Inspeção termográfica em transformadores de corrente Metodologia atual a idéia! Ensaio de elevação de temperatura - Posição dos Termopares Normas e Fabricantes

16 Inspeção termográfica em transformadores de corrente Metodologia atual Melhor detalhamento dos pontos de inspeção Referências de temperatura: T1: Entrada de corrente, conexão ou religação. T2: Saída de corrente, conexão ou religação. T3: Parte ativa e Coluna isolante

17 Inspeção termográfica em transformadores de corrente Metodologia atual Melhor detalhamento dos pontos de inspeção Referências de temperatura: T1: Entrada de corrente, conexão ou religação. T2: Saída de corrente, conexão ou religação. T3: Parte ativa e Coluna isolante

18 Inspeção termográfica em transformadores de corrente Metodologia atual Critérios Base: 1.Experiência CEMIG 2.Informações de fabricantes. 3.Norma NBR 6856

19 Inspeção termográfica em transformadores de corrente Metodologia atual - Exemplo de aplicação SE Juiz de Fora 1 TC de Medição de Fronteira T4 138kV - Fase BR 2009/2010

20 Inspeção termográfica em transformadores de corrente Metodologia atual - Exemplo de aplicação SE Juiz de Fora 1 TC de Medição de Fronteira T4 138kV - Fase BR Dados de placa do TC Fabricante: AREVA. Modelo: QDR 145. Fabricação: Tensão máx.: 145kV. N.I.:230/550/-kV. Norma/ano: NBR-6856/02. Fator térmico: Medição (1,5xIn) e Proteção (1,0xIn). It/t: 40/1kA. Id: 100kAcr. Relação: Medição (800-5A) e Proteção (1200-5A). Exatidão: Medição (0,3C100) e Proteção (10B800). Tipo/massa do óleo: Naftenico Nytro/4000A/60kg. Massa total: 445kg.

21 Metodologia atual - Exemplo de aplicação SE Juiz de Fora 1 TC de Medição de Fronteira Transformador T4 138kV - Fase BR 160 A 13,33% da nominal (1200 A) t de 12,6ºC (adjacente) e de 18ºC (ambiente)

22 Metodologia atual - Exemplo de aplicação SE Juiz de Fora 1 TC de Medição de Fronteira - Transformador T4 138kV - Fase BR 2009/2010 Investigação junto ao fabricante

23 Investigação junto ao fabricante NBR-6856 Transformador de corrente Especificação

24 Ensaio de tipo do fabricante (elevação de temperatura) jun2005 Ref. NBR 6821 Transformador de Corrente - Método de ensaio 1993 Corrente aplicada: 1200A.

25 Ensaio de elevação de temperatura: Fabricante x CEMIG (jan2010) Configurações para ensaio Corrente aplicada: 1200A. Medição (1S1-1S A): 7,5A.

26 Ensaio de elevação de temperatura: Fabricante x CEMIG Medição direta de temperatura Inspeção termografica

27 Ensaio de elevação de temperatura: Fabricante x CEMIG

28 Ensaio de elevação de temperatura: Fabricante x CEMIG

29 Ensaio de elevação de temperatura: Fabricante x CEMIG

30 Ensaio de elevação de temperatura: Fabricante x CEMIG Problema encontrado: Mau contato nas chapas de religação

31 Ensaio de elevação de temperatura: Fabricante x CEMIG Problema encontrado: Mau contato nas chapas de religação

32 Solução proposta pelo fabricante Estanhagem de todas as lâminas?????

33 Ensaio de elevação de temperatura: Fabricante x CEMIG Ensaio de elevação de temperatura - Conclusões TC com mau contato: Apresentou elevação de temperatura inferior ao limite de norma (79,9 30,23 = 49,67ºC) contra 65ºC. No entanto, superior ao maior valor encontrado no ensaio de tipo 49,67ºC contra (52 15 = 37ºC); segundo o fabricante se esse TC fosse novo o ensaio não estaria aprovado. TC após intervenção (limpeza e torque de 5kgf.m): Apresentou elevação temperatura inferior aos ensaios de tipo, portanto, liberado para a energização. Termografia: Ficou comprovado que a metodologia proposta, com base no exemplo apresentado, t de 12,6ºC (160A - 13,33% da carga nominal), é capaz de indicar problemas de má conexão em TCs, com forte correlação com os valores encontrados nos Ensaios de Tipo do Modelo sob análise e Referencias da Norma NBR Com relação a identificação do ponto mais quente do TC, durante o ensaio de elevação, a termografia se mostrou mais eficiente que o método convencional de medição.

34 Ensaio de elevação de temperatura: Fabricante x CEMIG Ensaio de elevação de temperatura - Conclusões A inspeção termográfica de equipamentos de subestações como Pára-raios, Transformadores, Transformadores de Corrente, Transformadores de Potencial, Disjuntores, etc.; exige o conhecimento da construção, funcionamento e limites de operacionais de projeto (normas) desses equipamentos, porque permite entender o comportamento térmico e identificar anomalias. A termografia infravermelha quando utilizada por profissionais qualificados, com equipamentos adequados e também com procedimentos e metodologias consistentes, permite o diagnóstico seguro das condições dos sistemas e equipamentos, de forma a maximizar a utilização dos ativos com segurança. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS E/OU BIBLIOGRAFIA AREVA, Manual de instruções nº , Transformador de Corrente Tipo QDR. ABNT, NBR-6856 Transformador de corrente Especificação. ABNT, NBR 6821 Transformador de Corrente - Método de ensaio. CEMIG, Recomendação Técnica TR/MN-088c, critérios de inspeção e avaliação por termografia. CEMIG, Recomendação Técnica EN/MT-0401 Critérios de inspeção e avaliação por termografia em Transformadores de corrente.

35 Outro caso Metodologia de análise de elevação de temperatura em Transformador de Corrente

36 Outro caso TC ASEA (IMBA A3) SE Ipatinga 1 Março/ kv, 100 A, Temperatura ambiente 23 ºC t 6,2 ºC (adjacente) e 12,5 ºC (ambiente) Fase VM Fase AZ Fase BR

37 Outro caso TC ASEA (IMBA A3) SE Ipatinga 1 Ensaio de Descargas Parciais (50pC) P&D 059

38 Outro caso TC ASEA (IMBA A3) SE Ipatinga 1 - Inspeção

39 Outro caso TC ASEA (IMBA A3) SE Ipatinga 1 - Inspeção

40 Desafios para aqueles que trabalham com a termografia: Maior participação das concessionárias de energia na construção das normas da ABNT para a termografia. Inserir nas normas nacionais (ABNT) e também nas especificações de equipamentos das empresas a Termografia Infravermelha como método de ensaio de elevação de temperatura, principalmente porque temos normas nacionais específicas para a termografia.

41 Obrigado! Agradeço muito também por Perguntas, Sugestões e Críticas ao Trabalho! Alexsandro Teixeira Gomes alexsandro.teixeira@cemig.com.br (31) fax (31) (31) Engenheiro Sistema Elétrico PN/MT - Gerência de Planejamento e Engenharia de Manutenção da Transmissão av. Barbacena, º andar - ala B2, Santo Agostinho, BH - MG,