XXII Seminário Nacional de Distribuição de Energia Elétri SENDI 2016-07 a 10 de novembro Curitiba - PR - Brasil AVILEZ BATISTA DE OLIVEIRA LIMA FRANCISCO WALDEMAR RODRIGUES NETO Companhia Energética do Ceará Companhia Energética do Ceará avilez.lima@enel.com fwaldemar.neto@enel.com TRANSFORMADOR DE FORÇA DIDÁTICO Palavras-chave DIDÁTICO INTRÍNSECAS PROTEÇÃO TRANSFORMADOR TREINAMENTO Resumo O Transformador de Força Didático constitui-se numa réplica em escala reduzida de um transformador de força real, totalmente desenvolvido pela Coelce, que possibilita demonstrar de forma interativa e prática durante os treinamentos de seu corpo técnico, o princípio de operação de um transformado e o funcionamento de suas proteções intrínsecas, como por exemplo: relé de gás, válvula de alívio de pressão relé de pressão súbita do comutador de taps sistema de ventilação forçada indicador de nível de óleo do tanque principal e do comutador de taps sistema de secagem, etc 1. Introdução Como política de formação técnica dos colaboradores das áreas de manutenção regionais e operadores de subestações, a Coelce proporciona treinamentos internos abordando os mais diversos temas, sendo um dos principais, 1/8
o treinamento intitulado Transformadores de Potência Aspectos Práticos e Operacionais. Originalmente, este treinamento foi idealizado para instruir teoricamente o corpo técnico da empresa sobre as características operacionais dos transformadores utilizados nas subestações da concessionária. Entretanto, havia a necessidade de sair do campo teórico e partir para uma demonstração prática sobre as funcionalidades deste equipamento. É muito comum observar que, em treinamentos com apenas aulas teóricas, há momentos que não atraem a atenção total da turma de colaboradores por se tornar cansativo com o decorrer do tempo. Já as aulas teóricas associadas com aulas práticas se identificam mais com a aspiração dos colaboradores que estão diariamente na linha de frente das atividades de campo. Diante destas constatações, foi idealizado o Transformador de Força Didático, o qual possibilita a simulação do real funcionamento de todos os acessórios de proteção de um transformador de força. Salientamos que esta réplica em escala reduzida foi montada utilizando os componentes responsáveis pelas proteções intrínsecas em tamanho real a fim de proporcionar a mais otimizada interação dos treinandos através de simulações de operação, tornando os treinamentos mais proveitosos e atrativos, pois, do ponto de vista didático, o que se constata nos centros técnicos de formação ou nas universidades é que a aula prática ministrada em laboratórios contribui de forma decisiva para uma boa absorção de conhecimento por parte dos alunos. A ferramenta em pauta agrega valores substanciais de conhecimento e como conseqüência, uma maior segurança dos técnicos de campo na interpretação e no auxílio da solução de uma diversidade de tipos de ocorrências no sistema elétrico envolvendo transformadores de força. A seguir, temos mostrado nas figuras 1, 2 e 3, imagens do Transformador de Força Didático: FIGURA 1 FIGURA 2 FIGURA 3 2/8
2. Desenvolvimento Para a concepção do Transformador de Força Didático, foi, inicialmente, estudada a melhor escala de redução com referência ao transformador de força real, de modo que suas dimensões proporcionassem o máximo de conforto visual e de operação, requisitos estes de extrema importância durante as simulações das proteções intrínsecas e do sistema de ventilação forçada, visto que, todos os componentes de proteção teriam o tamanho real. A seguir, são mostradas imagens da etapa de fabricação do transformador, com detalhes da válvula de alívio de pressão do tanque principal na figura 4, do relé de gás na figura 5 e do tanque de expansão do comutador de taps na figura 6. FIGURA 4 FIGURA 5 FIGURA 6 Após definição da escala de construção, conforme os requisitos definidos, a próxima etapa foi a definição de quais e como seriam feitas as simulações, além de como o resultado das mesmas seriam plenamente absorvidas pelos técnicos em treinamento. Desta forma, o Transformador Didático foi finalizado e os detalhes de acessórios são os mostrados a seguir nas figuras 7, 8 e 9: 3/8
FIGURA 7 FIGURA 8 4/8
FIGURA 9 A seguir, será mostrado o detalhamento de como são feitas as diversas simulações: 1. RELÉ DE GÁS (BUCHHOLZ) Para a demonstração do princípio de operação desta proteção, foi utilizado um cilindro de oxigênio e injetado a quantidade necessária deste gás, de forma que a câmara do relé seja preenchida lentamente, possibilitando a visualização da atuação dos contatos de alarme e de trip no próprio relé e pela visualização luminosa/som no quadro anunciador de eventos. Observar que o tubo de ligação do tanque de expansão para o relé de gás é feito em vidro transparente, o que possibilita a visualização do deslocamento das bolhas de gás, conforme mostrado abaixo nas figuras 10, 11 (bolhas), 12 (nível de óleo sendo substituído pelo gás) e 13: FIGURA 10 FIGURA 11 5/8
FIGURA 12 FIGURA 13 Adicionalmente ao oxigênio, é injetada uma determinada quantidade de gás acetileno, cujo objetivo é mostrar aos colaboradores o procedimento a ser utilizado para a verificação da presença do referido gás quando de ocorrências devidas a atuação desta proteção. Na figura 14, a seguir, é mostrado o momento no qual o procedimento é realizado durante a parte prática do treinamento. FIGURA 14 2. VÁLVULA DE ALÍVIO DE PRESSÃO A operação desta proteção intrínseca do transformador é simulada através da aplicação de pressão no tanque principal do Transformador de Força Didático e a confirmação do trip desta proteção é comprovada pelo barulho emitido inerente a atuação da mesma e pela visualização luminosa/som no quadro anunciador de eventos. A seguir, é mostrado na figura 15, a referida proteção simulada: 6/8
FIGURA 15 3. RELÉ DE PRESSÃO SÚBITA DO COMUTADOR DE TAPS A simulação desta proteção é realizada de forma semelhante aquela da válvula de alívio de pressão, apenas ressaltando as particularidades que diferenciam estas duas proteções. A confirmação do trip desta proteção é comprovada pela visualização luminosa/som no quadro anunciador de eventos. A seguir, é mostrado na figura 16, a referida proteção no Transformador de Força Didático: FIGURA 16 4. SISTEMA DE VENTILAÇÃO FORÇADA Para a demonstração do sistema de ventilação forçada foram utilizadas resistências de aquecimento mergulhadas no óleo do tanque principal para simular a operação do trafo a vazio, figura 17, e sob carga, figura 18, fazendo com as temperaturas de enrolamento e de óleo variem e permitam a entrada dos estágios de ventilação acoplados nos radiadores. Foi utilizado um monitor de temperatura e um PT-100. 7/8
FIGURA 17 FIGURA 18 FIGURA 19 Além das simulações mostradas, o Transformador de Força Didático torna possível a explanação prática sobre outras funcionalidade presentes nos transformadores de força reais, tais como o sistema de secagem à sílica-gel, a verificação do nível de óleo através do indicador de nível, tanto do transformador quanto do comutador de taps e o relé de fluxo do comutador de taps. 3. Conclusões A Coelce mais uma vez aposta na inovação para proporcionar ao seu corpo técnico absorver o máximo de conhecimento utilizando ferramentas de treinamento exclusivas e que possibilitam o entendimento prático e segurança na tomada de decisão frente a situações reais de campo. O Transformador de Força Didático é, sem dúvidas, um marco importante para a formação técnica de colaboradores e, que em um estágio posterior, poderá ser utilizado para demonstrações aos alunos de nossas universidades das situações que não tem como serem simuladas nos transformadores em operação. Como próximos passos, será incluído nos próximos treinamentos a realização de ensaios como Resistência dos Enrolamentos (Ponte), Relação de Transformação (TTR) e Resistência de Isolamento (Megger) utilizando esta importante ferramenta. 4. Referências bibliográficas Milan Milasch, Manutenção de Transformadores em Líquido Isolante 8/8