Artigo Técnico
Jorge Filipe Martins jorgefilipe.martins@ren.pt Pedro Monteiro pedro.monteiro@ren.pt REN- Rede Eléctrica Nacional, S. A. Divisão de Exploração Tel.: +351 220 011 600 · Tlm.: +351 968 573 565
Técnicas para o prolongamento da vida útil de transformadores de potência Resumo – O presente artigo apresenta numa primeira parte o resumo das técnicas aplicadas para o recondicionamento de transformadores de potência, incidindo detalhadamente sobre os critérios de selecção de transformadores para recondicionamento, apresentando a experiência da REN nesta matéria nos últimos 10 anos. Numa segunda parte, apresenta-se uma aplicação prática desta estratégia de manutenção, reportando o caso do recondicionamento de dois transformadores 150/60 kV, 126 MVA, com degradação elevada e sobreaquecimentos na cuba principal devido a problemas relacionados com o circuito magnético. Este caso prático inclui a aplicação dos critérios de selecção, restrições locais e de rede, diagnóstico completo para estimativa da vida útil restante e análise técnico-económica para suporte à decisão de recondicionamento e reparação. Palavras-chave: Transformador de Potência – prolongamento da vida útil – recondicionamento – experiência em 10 anos – estimativa da vida útil restante – monitorização – avaliação de estado – análise de criticidade – reparação do circuito magnético – eliminação de pontos quentes na cuba principal.
1. Introdução Recentemente, as questões relacionadas com a extensão da vida útil dos equipamentos de alta tensão têm estimulado interesse elevado, resultante do número crescente de equipamentos que atingem hoje o final da sua vida útil (‘design life’). Esta preocupação surge num contexto de pressão económica sobre os custos de manutenção, especialmente para transformadores de potência, uma vez que se tratam dos equipamentos com o maior custo de aquisição e de maior importância para a rede. Algumas actividades de manutenção são realizadas com base no seu estado (CBM – Condition Based Maintenance). Nestes casos, as actividades de monitorização assumem uma maior importância, uma vez que possibilitam a prevenção de falhas maiores, suportam o adiamento de algumas intervenções e permitem a selecção de transformadores que necessitam de uma intervenção mais profunda, nomeadamente o recondicionamento. Através do recondicionamento é possível prolongar a vida útil de cada unidade por alguns anos. No entanto, em casos onde a degradação dos isolantes sólidos é mais avançada, verifica-se a necessidade de avaliar o seu estado com maior rigor através da realização de ensaios adicionais, pois o recondicionamento poderá não ser tecnicamente viável ou eficaz. No âmbito do presente artigo apresentam-se ainda as etapas principais do recondicionamento de dois transformadores instalados na Subestação de Fernão Ferro, que estiveram em serviço durante vários anos com sobreaquecimentos na cuba principal e um regime de carga elevado. Estas condições aceleraram a degradação do papel isolante e foi possível verificar a influência no envelhecimento dos transformadores através dos ensaios realizados ao papel
14 · MANUTENÇÃO
isolante. Estas análises foram determinantes para validar a viabilidade económica do recondicionamento.
2. Estratégias e técnicas de manutenção em transformadores de potência 2.1. Técnicas e Métodos para a Manutenção 2.1.1. Inspecções e Actividades de Monitorização No âmbito da gestão da manutenção, a REN assumiu um conjunto de métodos e técnicas que são aplicadas a todos os transformadores de potência durante o seu ciclo de vida, de forma a avaliar o seu estado. Estas actividades podem ser resumidas nos seguintes itens, para cada transformador: inspecções visuais, pequenas actividades de manutenção, manutenção do ruptor, análises laboratoriais ao óleo, termografia e ensaios dieléctricos. Paralelamente a esta avaliação de estado dos transformadores, a REN introduziu recentemente vários sistemas de monitorização online. Na situação actual, estes sistemas encontram-se instalados numa base experimental de forma a analisar a sua capacidade e fiabilidade, o que permitirá à REN a elaboração de procedimentos estratégicos e técnicos para este tipo de aplicação no futuro. Considera-se que os sistemas de monitorização online são relevantes na gestão de risco de um conjunto de transformadores que podem ser genericamente classificados em três grupos: Transformadores ‘Degradados’, Transformadores ‘Envelhecidos’ e Auto-Transformadores Desfasadores. O objectivo da aplicação de um sistema de monitorização é diferente consoante o grupo que é monitorizado [2].