Estratégias de Manutenção para Transformadores de Potência: Uma Abordagem Abrangente

Os transformadores de potência são componentes essenciais das redes elétricas, exigindo manutenção eficaz para garantir confiabilidade e longevidade. Este artigo descreve as estratégias de manutenção detalhadas no "Guia para Manutenção de Transformadores" pelo Grupo de Trabalho A2.34 da CIGRE e propõe um plano de estratégia recomendado para desempenho otimizado dos transformadores.

Estratégias de Manutenção para Transformadores de Potência

O guia identifica várias filosofias de manutenção para equilibrar confiabilidade, custo e necessidades operacionais. Essas estratégias aplicam-se principalmente a transformadores imersos em líquido classificados em 69 kV e acima e maiores que 25 MVA, embora seus princípios sejam amplamente aplicáveis.

1. Manutenção Baseada no Tempo (TBM)

• Definição: Manutenção realizada em intervalos predeterminados para evitar falhas de equipamento, também conhecida como manutenção preventiva sistemática.

• Características Principais:

  • Inclui ações como trocas de óleo, lubrificação e substituições preventivas de peças.

  • Intervalos são fixos, independentemente da condição do equipamento.

• Vantagens:

  • Fácil de planejar e agendar, especialmente para paradas.

  • Alta cobertura de risco ao seguir as recomendações do fabricante (OEM).

• Desvantagens:

  • Pode resultar em manutenção excessiva ou ignorar problemas específicos de condição.

  • Não é a abordagem mais econômica.

    
    

2. Manutenção Baseada na Condição (CBM)

• Definição: Manutenção acionada pela condição real do transformador, avaliada por meio de monitoramento e diagnósticos.

• Características Principais:

  • Baseia-se em técnicas como Análise de Gases Dissolvidos (DGA), testes de óleo e medições elétricas.

  • Ações são tomadas apenas quando os dados de condição ultrapassam limites predefinidos (por exemplo, IEC 60422, IEEE C57.106).

• Vantagens:

  • Econômica ao evitar manutenção desnecessária.

  • Foca em problemas específicos com base em dados em tempo real.

• Desvantagens:

  • Requer ferramentas de monitoramento sofisticadas e expertise.

  • Planejamento mais complexo devido a intervalos variáveis.

    
    

3. Manutenção Centrada na Confiabilidade (RCM)

• Definição: Uma estratégia otimizada que prioriza a confiabilidade com base no papel do transformador na rede e nas consequências de falhas.

• Características Principais:

  • Considera fatores de criticidade (segurança, ambiental, operacional) e atribui um índice de criticidade.

  • Combina com índices de saúde para priorizar a manutenção.

• Vantagens:

  • Foca recursos em componentes críticos e unidades de alto risco.

  • Equilibra confiabilidade e custo de forma eficaz.

• Desvantagens:

  • Implementação complexa que requer análise detalhada de modos de falha.

  • Intensiva em recursos no setup inicial.

    
    

4. Manutenção Corretiva

• Definição: Ações para restaurar um transformador após falha ou degradação significativa.

• Características Principais:

  • Inclui reparos menores (por exemplo, processamento de óleo, reparos de vazamentos) e reparos maiores (por exemplo, substituição de enrolamentos).

  • Acionada por anormalidades detectadas, não por cronogramas de rotina.

• Vantagens:

  • Aborda problemas imediatos para evitar falhas maiores.

• Desvantagens:

  • Reativa, potencialmente levando a tempo de inatividade.

    
    

5. Monitoramento Contínuo On-Line

• Definição: Rastreamento em tempo real da condição do transformador usando dispositivos eletrônicos inteligentes (IEDs).

• Características Principais:

  • Inclui DGA contínuo, monitoramento de buchas e comutador sob carga (OLTC).

  • Fornece alertas precoces de falhas incipientes.

• Vantagens:

  • Reduz o risco de falhas inesperadas.

  • Minimiza os custos de testes periódicos.

• Desvantagens:

  • Alto investimento inicial em sistemas de monitoramento.

  • Requer integração nos fluxos de trabalho de manutenção.

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Nossas Soluções

A HV Assets tem soluções completas para monitoramento de transformadores usando sensores avançados como o que mede água, hidrogênio, temperatura e pressão, Sensor Basic Care e o que mede hidrogênio e temperatura, Sensor Early Warning. Clique aqui para verificar os dados técnicos.

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Sensor Early Warning

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Técnicas de Diagnóstico: A Base da Manutenção

A manutenção eficaz depende de ferramentas de diagnóstico para avaliar a saúde do transformador:

• Análise de Gases Dissolvidos (DGA): Detecta falhas incipientes analisando níveis de gases no óleo (IEC 60599, IEEE C57.104).

• Análise da Qualidade do Óleo (OQA): Monitora umidade, acidez e contaminantes (IEC 60422, IEEE C57.106).

• Testes Elétricos: Mede resistência de isolamento, fator de potência e integridade dos enrolamentos.

• Termografia: Identifica pontos quentes que indicam possíveis problemas.

• Análise de Resposta em Frequência (FRA): Avalia a condição mecânica dos enrolamentos.

  
  

Manutenção Específica por Componente

O guia detalha a manutenção para componentes-chave do transformador:

• Buchas: Inspeção regular para rachaduras e níveis de óleo.

• Comutadores Sob Carga (OLTC): Manutenção com base na contagem de operações ou condição (por exemplo, intervalos de 4-12 anos).

• Sistemas de Refrigeração: Garantir o funcionamento correto de ventiladores e bombas.

• Sistemas de Preservação de Óleo: Verificar vedações e respiradores para manter a qualidade do óleo.

  
  

Gerenciamento de Dados: A Chave para Otimização

• Registro: Registrar todas as atividades de manutenção e resultados de testes sistematicamente.

• Análise: Usar dados históricos para prever necessidades de manutenção e refinar estratégias.

• Sistemas de Gerenciamento de Manutenção (MMS): Facilitam o planejamento, execução e otimização para grandes frotas de transformadores.

Plano Estratégico Recomendado

Com base no guia, uma estratégia de manutenção híbrida é recomendada para aproveitar as vantagens de cada abordagem:

• TBM:

  • Realizar inspeções regulares (por exemplo, visitas mensais, DGA anual) para detectar problemas evidentes.

  • Seguir intervalos típicos: 1-2 anos para testes de óleo, 6-8 anos para verificação de acessórios.

• CBM:

  • Implementar para buchas, sistemas de refrigeração e enrolamento (qualidade do óleo), usando diagnósticos como DGA e termografia.

  • Adiar a manutenção para a próxima parada se a condição permitir.

• RCM:

  • Aplicar a ativos de alto risco em que a falha afeta a segurança ou a confiabilidade do sistema.

  • Usar índices de criticidade (Criticality Index) e saúde (Health Index) para priorizar tarefas.

• Monitoramento Contínuo On-Line:

  • Instalar em transformadores críticos para detectar falhas precocemente (por exemplo, DGA contínuo para o transformador principal posicionado no ponto de entrada principal do circuito elétrico ou unidades de transmissão).

  • Integrar dados no MMS para tomada de decisão em tempo real.

Melhoria Contínua

• Ciclo de Feedback: Revisar regularmente os resultados da manutenção e ajustar intervalos ou métodos com base em dados.

• Integração de Tecnologia: Adotar ferramentas avançadas como DGA on-line e monitores de buchas para melhorar a avaliação da condição.

Conclusão

Esta abordagem híbrida garante confiabilidade e eficiência do transformador, combinando verificações de rotina proativas, intervenções orientadas pela condição e priorização focada na confiabilidade. Ao adaptar a manutenção à criticidade e condição do transformador, as concessionárias e indústrias podem minimizar o tempo de inatividade, reduzir custos e estender a vida útil dos ativos, alinhando-se às melhores práticas delineadas no guia da CIGRE.

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Nossas Soluções

A Plataforma HV Assets Care é uma solução completa para análise e diagnóstico de dados. Inclui todos os métodos recomendados pela padrão do IEEE, incluindo o Triângulo de Duval e o avançado Pentágono de Duval Combinado, integrados em um painel de Gerenciamento de Ativos. Possibilita a geração do Health Index e do Criticality Index com pontuações individuais para classificação de ativos. Para mais informações, clique aqui.

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Referências

1. CIGRE, "Guide for transformer maintenance" (445), 2011.