Os transformadores estão entre os equipamentos mais importantes de um sistema elétrico. Presentes desde a geração até a distribuição de energia, eles permitem adequar os níveis de tensão, tornando possível transmitir grandes quantidades de energia por longas distâncias com eficiência e disponibilizá-la nos níveis adequados para indústrias, empresas e consumidores.
Em uma subestação, o transformador de potência representa um ativo de grande importância operacional e financeira. Uma falha inesperada pode resultar em interrupção do fornecimento de energia, perda de produção, elevados custos de manutenção e períodos significativos de indisponibilidade.
Por esse motivo, conhecer a condição do transformador é fundamental para garantir a confiabilidade, disponibilidade e segurança do sistema elétrico.
A importância dos ensaios elétricos
Durante sua vida útil, um transformador é submetido a diferentes solicitações elétricas, térmicas e mecânicas. Sobrecargas, curtos-circuitos, ciclos térmicos, envelhecimento dos materiais, transporte e operações do comutador de taps podem provocar alterações em seus componentes.
Muitas dessas alterações não podem ser identificadas por uma simples inspeção visual.
Os ensaios elétricos permitem avaliar diferentes características do transformador e comparar os resultados obtidos com dados de fábrica, valores de comissionamento, medições anteriores e resultados entre fases.
Entre esses ensaios, dois possuem grande importância para a avaliação do transformador:
- Relação de transformação/relação de espiras (TTR)
- Resistência dos enrolamentos
É justamente nessa aplicação que se destaca o DV Power TWR250B – Turns Ratio and Winding Resistance Analyzer.
Ensaio de relação de espiras – TTR
O princípio de funcionamento do transformador está diretamente relacionado à relação entre o número de espiras de seus enrolamentos.
Em um transformador ideal, a relação entre as tensões está associada à relação entre o número de espiras:
V₁ / V₂ ≈ N₁ / N₂
onde:
V₁ e V₂ representam as tensões dos enrolamentos e
N₁ e N₂ representam seus respectivos números de espiras.
O ensaio de relação de espiras permite verificar se a relação medida está de acordo com o valor esperado para o transformador e para cada posição do comutador de taps.
Diferenças inesperadas na relação podem indicar condições que necessitam de investigação, como problemas associados aos enrolamentos, conexões ou sistema de taps.
Além disso, a análise da relação entre as fases e diferentes posições de tap fornece informações importantes durante o comissionamento, manutenção preventiva e investigação de possíveis falhas.
Resistência dos enrolamentos
Outro ensaio fundamental é a medição da resistência dos enrolamentos.
Os enrolamentos são constituídos por condutores elétricos, normalmente cobre ou alumínio, e apresentam naturalmente uma determinada resistência.
Embora os valores possam ser muito baixos, sua medição fornece informações importantes sobre a integridade do caminho elétrico formado pelos enrolamentos, conexões, terminais e contatos associados.
O princípio básico do ensaio consiste na aplicação de uma corrente contínua conhecida e na medição da queda de tensão resultante.
Alterações nos valores encontrados podem auxiliar na investigação de:
- conexões frouxas ou deterioradas;
- contatos com resistência elevada;
- diferenças anormais entre fases;
- problemas em terminais e conexões internas;
- alterações no circuito dos enrolamentos;
- problemas associados ao comutador de taps;
- alterações ocorridas após transporte, instalação ou eventos de curto-circuito.
Portanto, o resultado não deve ser analisado apenas como um valor isolado de resistência.
Ele deve ser interpretado como parte da avaliação da condição elétrica do transformador.
Relação de espiras + resistência de enrolamento
A combinação desses dois ensaios proporciona uma análise muito mais completa.
Enquanto a relação de espiras verifica o comportamento da relação de transformação, a resistência de enrolamento avalia características relacionadas à continuidade e integridade do caminho elétrico.
Podemos resumir:
Relação de espiras (TTR)
→ A relação de transformação está correta?
Resistência de enrolamento
→ O caminho elétrico dos enrolamentos e suas conexões apresenta comportamento adequado?
Quando os dois resultados são analisados em conjunto, o profissional possui mais informações para avaliar a condição do transformador.
O DV Power TWR250B
O DV Power TWR250B reúne esses dois importantes ensaios em um único equipamento: relação de espiras e resistência dos enrolamentos.
Essa combinação representa uma vantagem importante para atividades de campo, comissionamento e manutenção de transformadores.
Para medição da resistência dos enrolamentos, o equipamento disponibiliza corrente contínua de teste de até 25 A, característica importante para a medição de baixas resistências em transformadores.
Para o ensaio de relação de espiras, o TWR250B utiliza tensão de teste AC de até 250 V.
Além da relação de espiras e resistência de enrolamento, o equipamento oferece recursos complementares que ampliam a avaliação do transformador, como medição de corrente de excitação e ângulo de fase, além da identificação automática do grupo vetorial.
Outro diferencial importante é a possibilidade de realizar testes em seis enrolamentos com uma única conexão dos cabos, reduzindo a necessidade de reconexões durante a sequência de ensaios.
No caso do TWR250B, podemos combinar:
Relação de espiras + resistência dos enrolamentos + corrente de excitação + ângulo de fase + comparação entre fases + posições de tap + histórico de medições.
Quanto mais informações confiáveis estiverem disponíveis, melhores serão as condições para que a equipe de manutenção tome decisões sobre o transformador.
O transformador de potência é um dos ativos mais importantes de um sistema elétrico. Sua falha pode trazer consequências operacionais e financeiras significativas.
Por isso, conhecer sua condição é essencial.
Os ensaios de relação de espiras e resistência dos enrolamentos fornecem informações importantes sobre diferentes aspectos do transformador e são ferramentas relevantes em atividades de comissionamento, manutenção preventiva e investigação de falhas.
Mais do que realizar ensaios, o objetivo é construir conhecimento sobre a condição do ativo.
Porque um transformador confiável começa com uma manutenção bem planejada — e uma manutenção eficiente começa com medições confiáveis.
