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Universidade Federal do Rio de Janeiro
ENSAIOS DE COMISSIONAMENTO DE
TRANSFORMADOR - UMA PROPOSTA DE
PADRONIZAÇÃO DE PROCEDIMENTO
Soni Endlich Leite
2017
ENSAIOS DE COMISSIONAMENTO DE
TRANSFORMADOR - UMA PROPOSTA DE
PADRONIZAÇÃO DE PROCEDIMENTO
Soni Endlich Leite
Projeto de Graduação apresentado ao Curso de
Engenharia Elétrica da Escola Politécnica,
Universidade Federal do Rio de Janeiro, como
parte dos requisitos necessários à obtenção do
título de Engenheiro.
Orientador: Prof. Jorge Nemésio Sousa, M.Sc.
Rio de Janeiro
Fevereiro de 2017
ii
ENSAIOS DE COMISSIONAMENTO DE TRANSFORMADOR - UMA
PROPOSTA DE PADRONIZAÇÃO DE PROCEDIMENTO
Soni Endlich Leite
PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA DA ESCOLA POLITÉCNICA DA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS
REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE
ENGENHEIRO ELETRICISTA.
Examinado por:
________________________________________
Prof. Jorge Nemésio Sousa, M.Sc.
(Orientador)
________________________________________
Prof. Sebastião Ércules Melo de Oliveira, D.Sc.
________________________________________
Eng. Augusto Cesar Santos Barreto
RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL
FEVEREIRO DE 2017
iii
Endlich Leite, Soni
Ensaios de Comissionamento de Transformador - Uma
Proposta de Padronização de Procedimento/ Endlich Leite, Soni. -
Rio de Janeiro: UFRJ/ Escola Politécnica, 2017.
xiv, 86 p.: il.; 29,7 cm.
Orientador: Jorge Nemésio Sousa, M.Sc.
Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/ Curso de
Engenharia Elétrica, 2017.
Referências Bibliográficas: p. 84-86.
1. Comissionamento. 2. Transformador Elevador. 3.
Instrução Técnica de Comissionamento.
I. Nemésio Sousa, Jorge et al. II. Universidade Federal do
Rio de Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Elétrica.
III. Título.
iv
Dedico aos meus pais e a minha tia Marlene
que estiveram ao meu lado
em todos os momentos.
v
AGRADECIMENTOS
Primeiramente à minha mãe Miriam Fraga Endlich e ao meu pai Sonivaldo
Vieira Leite, que me educaram e apoiaram me dando toda estrutura para que eu
realizasse o sonho de estudar na UFRJ. Agradeço aos excelentes exemplos de bom
caráter, honestidade e amor incondicional. Obrigado!
À minha tia Marlene Fraga Endlich por todo amor, apoio e confiança dedicados
a mim, e ao meu tio Octávio Quintana pelo incentivo e inspiração para me tornar
engenheiro eletricista.
Ao meu irmão Toni Endlich Leite que sempre esteve ao meu lado, sendo além
de irmão, o meu melhor amigo.
À Isadora Nascimento de Aquino Leite, minha grande companheira, à sua
dedicação, compreensão, carinho, amor, apoio e por ter me dado toda a força e
inspiração para realização deste trabalho.
À Eng. Eletricista Renata Correia, que me acompanhou nos primeiros passos
profissionais na área de comissionamento, e cujos ensinamentos foram essenciais para o
desenvolvimento deste trabalho.
Aos professores e funcionários do DEE, em especial ao professor Jorge Nemésio
Sousa, que de imediato aceitou me orientar e tornar esse projeto possível.
vi
Resumo do Projeto Final apresentado ao Departamento de Engenharia Elétrica como
parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Eletricista.
ENSAIOS DE COMISSIONAMENTO DE TRANSFORMADOR - UMA PROPOSTA
DE PADRONIZAÇÃO DE PROCEDIMENTO
Soni Endlich Leite
Fevereiro/2017
Orientador: Jorge Nemésio Sousa, M.Sc.
Curso: Engenharia Elétrica
Este trabalho foi motivado pela escassez de material específico sobre o tema
comissionamento, tendo como objetivo propor uma instrução técnica para o
comissionamento de um transformador elevador, através do estudo de caso do
equipamento instalado na Usina Hidrelétrica de Santo Antônio.
Primeiramente foi estudado o projeto de geração da usina, os fundamentos
teóricos relacionados à construção, funcionamento e ensaios de transformadores
elevadores e as melhores práticas de comissionamento, segundo a bibliografia
pesquisada.
Em seguida, foi apresentada a estrutura de tópicos proposta para a instrução
técnica de comissionamento e o seu desenvolvimento aplicado ao transformador
elevador.
Por fim, este trabalho apresenta um roteiro de comissionamento que pode ser
utilizado como referência para novas atividades em transformadores elevadores ou
como base para diferentes equipamentos.
Palavras-chave: Comissionamento, Transformador elevador, Instrução técnica
de comissionamento.
vii
Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of
the requirements for the degree of Electrical Engineer.
TRANSFORMER COMMISSIONING TESTS - A PROCEDURAL
STANDARDIZATION PROPOSAL
Soni Endlich Leite
February/2017
Advisor: Jorge Nemésio Sousa, M.Sc.
Course: Electrical Engineering
This work was motivated by the scarcity of commissioning specific material,
aiming to propose a technical instruction for the commissioning of a step-up
transformer, through the case study of the equipment installed in the Santo Antônio
Hydroelectric Plant.
First, the plant generation project, the theoretical foundations about construction,
operation and testing of step-up transformers and the best commissioning practices, was
studied according to the bibliography researched.
Next, the outline proposed for the commissioning technical instruction and its
development applied to the step-up transformer was presented.
Finally, this work presents a commissioning script that can be used as a
reference for new activities in step-up transformers or as a basis for different equipment.
Keywords: Commissioning, Step-up Transformer, Technical commissioning
instruction.
viii
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 1
1.1 APRESENTAÇÃO ................................................................................................. 1
1.2 PROPOSTA .......................................................................................................... 1
1.3 MOTIVAÇÃO ...................................................................................................... 1
1.4 OBJETIVOS DO ESTUDO ...................................................................................... 2
1.5 RELEVÂNCIA / IMPORTÂNCIA DO ESTUDO .......................................................... 2
1.6 LIMITAÇÕES DO ESTUDO .................................................................................... 3
1.7 ORGANIZAÇÃO / DESCRIÇÃO DO TRABALHO ...................................................... 3
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................. 4
2.1 UHE SANTO ANTÔNIO ....................................................................................... 4
2.2 TRANSFORMADORES .......................................................................................... 8
2.2.1 Definição ....................................................................................................... 8
2.2.2 Transformador Elevador ............................................................................. 10
2.2.3 Descrição do Transformador Elevador UHE Santo Antônio ...................... 13
2.2.3.1 Núcleo e Armaduras .............................................................................. 14
2.2.3.2 Enrolamentos ......................................................................................... 15
2.2.3.3 Comutador de Derivações ...................................................................... 17
2.2.3.4 Tanque, Tampa e Conservador .............................................................. 18
2.2.3.5 Sistema de Resfriamento ....................................................................... 20
2.2.3.6 Terminais de Linha ................................................................................ 23
2.2.3.7 Circuitos Auxiliares ............................................................................... 23
2.2.3.8 Relés de Proteção ................................................................................... 24
2.2.4 Funcionamento do Transformador Elevador UHE Santo Antônio ............. 26
2.2.4.1 Comutação de Derivações sem Tensão (CST) ...................................... 26
2.2.4.2 Sistema de Arrefecimento Forçado ........................................................ 26
2.2.4.3 Monitor de Temperatura do Óleo .......................................................... 27
2.2.4.4 Monitor de Temperatura dos Enrolamentos .......................................... 28
2.2.4.5 Indicador Magnético de Nível de Óleo .................................................. 29
2.2.4.6 Relé Buchholz ........................................................................................ 30
ix
2.2.4.7 Secador de Ar ......................................................................................... 32
2.2.4.8 Válvula de Alívio de Pressão ................................................................. 34
2.2.4.9 Transformador de Corrente .................................................................... 35
2.2.5 Ensaios Realizados Durante o Comissionamento do Transformador
Elevador da UHE Santo Antônio ...................................................................................... 37
2.2.5.1 Ensaio de Relação de Transformação .................................................... 37
2.2.5.2 Ensaio de Resistência Ôhmica do Enrolamento .................................... 40
2.2.5.3 Conceitos Sobre Isolamento de Equipamentos Elétricos ...................... 42
2.2.5.4 Ensaio de Resistência de Isolamento ..................................................... 48
2.2.5.5 Ensaio do Fator de Potência do Isolamento ........................................... 50
2.2.5.6 Ensaio de Resposta em Frequência de Transformadores – FRA ........... 53
2.3 COMISSIONAMENTO ......................................................................................... 55
2.3.1 Melhor Prática de Comissionamento .......................................................... 56
2.3.2 A Metodologia do Comissionamento ......................................................... 57
2.3.2.1 Processo de Comissionamento - Etapas e Terminologia ....................... 57
2.3.2.2 Estratégia do Planejamento .................................................................... 61
2.3.2.3 Sistema Informatizado de Gerenciamento para Suportar os
Trabalhos do Final de Montagem e Comissionamento ................................................. 62
2.3.3 Considerações sobre Comissionamento ...................................................... 63
3. METODOLOGIA DA PESQUISA ....................................................................... 64
3.1 DEFINIÇÃO DE PESQUISA ................................................................................. 64
3.2 CLASSIFICAÇÃO E TIPOS DE PESQUISAS ........................................................... 64
4. DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO ........................................................... 68
4.1 ITC DO TRANSFORMADOR ELEVADOR UHE SANTO ANTÔNIO ILHA 1 ............. 69
4.1.1 Objetivo ....................................................................................................... 69
4.1.2 Documentos de Referência ......................................................................... 70
4.1.3 Instruções de Segurança .............................................................................. 71
4.1.4 Registros das Inspeções e Testes ................................................................ 71
4.1.5 Registros de Pendências .............................................................................. 71
4.1.6 Descrição do Equipamento ......................................................................... 73
4.1.7 Funcionamento do Equipamento ................................................................ 73
4.1.8 Visão Geral do Sistema ............................................................................... 73
4.1.9 Sequência de Atividades no Transformador Elevador da UHESA ............. 75
x
4.1.9.1 Pré-requisitos ......................................................................................... 75
4.1.9.2 Ensaios Pré-operacionais ....................................................................... 83
4.1.9.3 Ensaios Operacionais ............................................................................. 86
4.1.9.4 Pré-energização ...................................................................................... 93
4.1.9.5 Conclusão do comissionamento ............................................................. 93
5. CONCLUSÃO ....................................................................................................... 94
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 95
xi
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 - Localização da UHE Santo Antônio ............................................................. 4
Figura 2.2 - Arranjo Geral UHE Santo Antônio .............................................................. 5
Figura 2.3 - Diagrama Unifilar Ilha 1 UHE Santo Antônio - Geradores até
Transformador Elevador ................................................................................................... 6
Figura 2.4 - Diagramas Esquemáticos Básicos de Transformadores Monofásicos e
Trifásicos .......................................................................................................................... 8
Figura 2.5 - Resumo Esquemático do SEP - Sistema Elétrico de Potência.................... 10
Figura 2.6 - Transformador Elevador da UHESA .......................................................... 11
Figura 2.7 - Transformador Elevador da UHESA .......................................................... 13
Figura 2.8 - Núcleo Transformador Trifásico ................................................................ 15
Figura 2.9 - Enrolamentos de um Transformador Trifásico ........................................... 16
Figura 2.10 - Comutador de Derivações sem Tensão ..................................................... 17
Figura 2.11 - Transformador Elevador com Destaque em seu Conservador.................. 18
Figura 2.12 - Trocador de Calor ..................................................................................... 20
Figura 2.13 - Exemplo de Cubículo de Comando ......................................................... 23
Figura 2.14 - Trocador de Calor do Transformador Elevador da UHESA..................... 26
Figura 2.15 - Exemplo de Monitor de Temperatura de Óleo Instalado em um Cubículo
........................................................................................................................................ 27
Figura 2.16 - Monitor de Temperatura de Óleo e Enrolamento da UHESA .................. 28
Figura 2.17 - Indicador Magnético de Nível de Óleo .................................................... 29
Figura 2.18 - Boia e Contato do Relé Buchholz ............................................................. 30
Figura 2.19 - Destaque Relé Buchholz .......................................................................... 31
Figura 2.20 - Bolsa de Borracha para Conservador de Transformador .......................... 32
Figura 2.21 - Secador de Ar à Sílica-gel Utilizado no Transformador da UHESA ....... 33
Figura 2.22 - Válvula de Alívio de Pressão .................................................................... 34
Figura 2.23 - Transformador de Corrente do Tipo Bucha .............................................. 36
Figura 2.24 - Medidor de Relação de Transformação CPC100 da OMICRON
Electronics ...................................................................................................................... 38
Figura 2.25 - Medidores Digitais de Relação de Transformação série TTR 2000 ......... 39
Figura 2.26 - Esquema de Ligação do Método da Queda de Tensão ............................. 40
Figura 2.27 - Representação da Isolação Elétrica .......................................................... 45
Figura 2.28 - Representação das Correntes na Isolação ................................................ 46
xii
Figura 2.29 - Medidor de Fator de Potência M4100 – Doble......................................... 50
Figura 2.30 - Exemplo de Curva de Resposta em Frequência ........................................ 53
Figura 2.31 - Esquema do processo do ensaio de FRA .................................................. 54
Figura 2.32 - Etapas para Funcionalidade Total da Planta ............................................. 55
Figura 2.33 - Pontos Principais para o Comissionamento .............................................. 58
Figura 2.34 - Exemplo de Sinalização de Equipamento com Cadeado .......................... 59
Figura 4.1 - Exemplo de Lista de Pendência .................................................................. 72
Figura 4.2 - Diagrama Unifilar Ilha 1 UHE Santo Antônio – dos Geradores até a GIS 74
Figura 4.3 - Exemplo de um Relatório de Ensaio de Óleo ............................................. 76
xiii
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 - Causas das Falhas em Transformadores Elevadores ............................................ 12
Tabela 2.2 - Principais Características Transformador Elevador UHESA ............................... 14
Tabela 2.3 - Classificação dos Transformadores em Relação ao Método de
Arrefecimento. .......................................................................................................................... 22
Tabela 4.1 - Exemplo Tabela Preenchimento da Verificação .................................................. 77
xiv
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
A Ampère – unidade de corrente elétrica ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ANSI American National Standards Institute CA Diferença de Potencial Alternada CC Diferença de Potencial Contínua CCM Certificados de Conclusão de Montagem CDG Cubículo do Disjuntor do Gerador CSC CST
Comutador Sob Carga Comutador Sem Tensão
DDP Diferença de Potencial FRA Frequency Response Analysis - Análise de Resposta em Frequência GIS Gas Insulated Substation - Subestação Isolada a Gás IEC International Electrotechnical Commission IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers ITC Instrução Técnica de Comissionamento MCI Manual de Comissionamento Integrado MIE Material Isolante Elétrico NBR Sigla de norma brasileira aprovada pela ABNT OIP Oil Impregnated Paper - Tipo de bucha para transformador com
isolamento a base de papel impregnado a óleo PAC Programa de Aceleração do Crescimento do Governo Federal Brasileiro PVC Policloreto de Polivinila, Cloreto de Vinila ou Policloreto de Vinil RIP
Resin Impregnated Paper - Tipo de bucha para transformador com isolamento a base de papel impregnado a resina
RLC Resistência, Indutância e Capacitância SEP Sistema Elétrico de Potência SF6 Hexafluoreto de Enxofre SIE Sistema Isolante Elétrico TC Transformador de Corrente TP Transformador de Potencial TTR Transformer Turn Ratio - Relação de Transformação de Transformadores UHESA Usina Hidrelétrica Santo Antônio S.A. VA VoltAmpère – unidade de potência elétrica V Volt – unidade de tensão elétrica W Watt – unidade de potência elétrica oC Grau Celsius – unidade de temperatura Ω Ohm – unidade de resistência elétrica
1
1. INTRODUÇÃO
1.1 Apresentação
De acordo com BENDIKSEN (2005) [1] e HORSLEY (1998) [2], comissionamento1 é
o processo de assegurar que sistemas e componentes estejam projetados, instalados,
ensaiados, operados e mantidos de acordo com as necessidades e requisitos operacionais das
normas, do setor e do proprietário. Segundo FARES e PRATES (2010) [3], pode-se dizer que,
na prática, o processo de comissionamento consiste na aplicação integrada de um conjunto de
técnicas e procedimentos de engenharia para verificar, inspecionar, e testar cada componente
físico do empreendimento, desde os individuais, como equipamentos, até os mais complexos,
como módulos, sistemas e subsistemas.
O processo de comissionamento a ser estudado será de um transformador elevador da
UHE Santo Antônio (UHESA), um equipamento muito importante dentro do sistema e que,
mal manuseado, pode trazer grandes prejuízos ou graves acidentes.
1.2 Proposta
Este trabalho visa propor uma Instrução Técnica de Comissionamento (ITC) para tal
equipamento. O ITC seria um roteiro de ensaios para o comissionamento deste transformador,
que garanta, assim, sua confiabilidade e a do sistema. Desse modo, pode se tornar uma opção
de roteiro para outros comissionamentos de equipamento desse tipo.
1.3 Motivação
O trabalho foi motivado pela falta de material específico disponível sobre o assunto e
pela necessidade de produzir um Manual de Comissionamento Integrado (MCI) para este
equipamento para ser utilizado na obra da UHE Santo Antônio.
1 Comissionamento: denominação dos ensaios e verificações dinâmicas de funcionamento das instalações de um
empreendimento. Trata-se da ação de uma ‘comissão’ composta por especialistas de várias formações, para realizar as atividades sobre um determinado equipamento, sistema ou instalação para colocá-lo em operação.
2
Foi motivado também pelo interesse pessoal do autor sobre o assunto e pela sua
necessidade observada durante a prática profissional, em projetos nos quais é preciso produzir
roteiros de comissionamento para equipamentos e sistemas.
1.4 Objetivos do Estudo
Com a falta de material específico sobre o assunto, o objetivo principal do trabalho é a
consolidação de um roteiro que possa ser utilizado em outros comissionamentos de
transformadores elevadores ou até mesmo um ponto de partida para elaboração de roteiros de
ensaios para outros equipamentos, fornecendo informações básicas para poder iniciar o
processo.
Outro objetivo é o incentivo à realização do mesmo tipo de trabalho, isto é, roteiros de
comissionamento para outros tipos de equipamentos, assim, aumentando o material disponível
para pesquisa do assunto.
1.5 Relevância / Importância do Estudo
Com a escassez de material com conteúdo específico sobre comissionamento, ele se
torna relevante por ser uma fonte de pesquisa e incentivo a outros trabalhos sobre o assunto.
Além disso, mostra o objetivo principal do comissionamento que é assegurar a transferência
de forma ordenada e segura do produto para o cliente, garantindo a sua operabilidade,
desempenho e confiabilidade. Sendo executado de forma eficaz, planejada e estruturada, o
comissionamento tende a se configurar como um elemento essencial para o atendimento aos
requisitos de qualidade, segurança, custos e prazos do empreendimento.
Tem como relevância também mostrar que, dada a complexidade de um
empreendimento de grande porte como UHE Santo Antônio, o comissionamento da obra
mostra-se uma atividade multidisciplinar que envolve o trabalho de várias equipes, incluindo
fornecedores, fabricantes, projetistas, construtores e comissionadores.
3
1.6 Limitações do Estudo
Diversas informações e dados, como resultados de testes de óleo e dos ensaios de
comissionamento são de uso exclusivo dos contratantes, assim não puderam ser utilizados
nesse trabalho, o que nos permitiria aprofundar o estudo realizado. Desta forma, foram
utilizadas informações contidas em normas, catálogos e na bibliografia utilizada.
1.7 Organização / Descrição do trabalho
O trabalho será composto por 5 capítulos, distribuídos da seguinte maneira:
Capítulo 1 – INTRODUÇÃO: apresenta os aspectos gerais dos assuntos
contemplados no estudo, apresentando o tema, proposta, motivação, objetivos,
relevância/importância e limitações.
Capítulo 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA: apresenta o conteúdo teórico que serve
para compreensão e fundamentação do trabalho como um todo, tendo como referência a
literatura vigente sobre o assunto.
Capítulo 3 – METODOLOGIA DE PESQUISA: fundamenta e descreve os aspectos
metodológicos utilizados no estudo, classificando a pesquisa quanto aos fins e aos meios de
investigação.
Capítulo 4 – DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO: é o resultado da pesquisa
desenvolvida e as principais propostas sobre todo o estudo realizado.
Capítulo 5 – CONCLUSÃO: apresenta uma análise conclusiva, os comentários sobre
o trabalho, e recomendações para realização de futuras pesquisas.
4
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 UHE Santo Antônio
O SEP - Sistema Elétrico de Potência brasileiro é considerado hidrotérmico de grande
porte devido à natureza de sua geração, potência instalada e dimensões do país. Com o
crescimento econômico brasileiro, investimentos no setor de energia se tornaram necessários
para suprir a demanda gerada pelo mercado.
Considerando que cerca de 40% do potencial hidrelétrico nacional encontra-se na
Região Norte/Amazônica, e que grande parcela ainda não foi aproveitada, o Programa de
Aceleração do Crescimento (PAC) levou a construção de usinas hidrelétricas nos rios da
Região Norte. Empreendimentos nos rios Madeira e Xingu já estão ocorrendo e, futuramente,
no Tapajós.
A UHE Santo Antônio está situada na cachoeira homônima, no Rio Madeira, cerca de
6 km medidos ao longo do rio, a montante (referente à direção da sua nascente) de Porto
Velho, capital do estado de Rondônia. A Figura 2.1 mostra um mapa com a localização
geográfica da UHESA.
Figura 2.1 - Localização da UHE Santo Antônio
Fonte: Cartilha de Boas Vindas, UHESA (2009) [4].
5
Com obras iniciadas em 2008, a UHESA, quando completamente pronta, terá potência
instalada de 3.580 MW, sendo esta capacidade de geração propiciada por 50 unidades de
turbinas tipo Kaplan Bulbo, com potência unitária de 71,6 MW.
As 44 unidades de geração estão distribuídas em 4 conjuntos. O primeiro conjunto de
unidades - GG1 (1 a 8) se situa na margem direita, à esquerda do vertedouro complementar. O
segundo GG2 (9 a 20) e o terceiro GG3 (21 a 32), na margem esquerda, sendo que o GG3 está
na extremidade esquerda do aproveitamento. No leito do rio, se encontra o quarto conjunto
que compreende as unidades 33 a 44 (GG4). As unidades 45 a 50 serão um complemento
junto ao leito do rio. A Figura 2.2 mostra o arranjo geral dos conjuntos das unidades
geradoras da UHESA.
Figura 2.2 - Arranjo Geral UHE Santo Antônio [4]
6
Dentro de cada conjunto, as unidades são divididas em ilhas de geração, cada uma
formada por 4 unidades geradoras. Assim, dentro do primeiro grupo (GG1), temos a Ilha 1
(unidades 1 a 4) e Ilha 2 (unidades 5 a 8), seguindo consecutivamente para os outros
conjuntos. A Figura 2.3 mostra o diagrama unifilar da Ilha 1, isto é, do gerador até o
transformador elevador.
Figura 2.3 - Diagrama Unifilar Ilha 1 UHE Santo Antônio - Geradores até Transformador Elevador
Fonte: Diagrama Unifilar Ilha 1 - UHESA (2009) [5].
Neste diagrama podemos observar os diversos tipos de equipamentos instalados na
Ilha 1 de geração. Esses equipamentos passam por um processo, desde seu armazenamento até
seu funcionamento, que é acompanhado a fim de evitar qualquer problema que interfira no
cronograma e planejamento da obra.
7
Uma parte importante desse processo, e objeto de foco desse trabalho, é o
comissionamento, que consiste na aplicação de técnicas e procedimentos especiais de
engenharia, a fim de assegurar que os sistemas e componentes sejam projetados e instalados
de acordo com as necessidades e requisitos operacionais especificados. A instalação de um
equipamento que demonstra essa atividade é o Transformador Elevador da Casa de Força.
8
2.2 Transformadores
2.2.1 Definição
Transformadores são dispositivos utilizados para transferir energia de um lado do
circuito para o outro, isolado eletricamente, através de um fluxo magnético comum a ambos
os lados, com exceção do autotransformador que possui um trecho do enrolamento comum a
ambos os lados. Ele realiza mudança dos valores de tensão e corrente, mantendo a mesma
frequência através da ação de um campo magnético.
Um transformador é basicamente formado de bobinas, de dois ou mais enrolamentos, e
um núcleo. Enrolamentos são fios ou cabos condutores enrolados, por exemplo, de cobre
eletrolítico, recebendo uma camada de verniz isolante. O núcleo geralmente é feito de um
material ferromagnético, e quem transfere a corrente induzida de um enrolamento para o
outro. A Figura 2.4 apresenta o esquema básico de um transformador.
Figura 2.4 - Diagramas Esquemáticos Básicos de Transformadores Monofásicos e Trifásicos
Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAS-cAC/apostila-transformadores. Acesso em 16/01/2017 [6].
Transformadores podem ser classificados de acordo com vários critérios. Por exemplo:
quanto ao número de fases: monofásico, trifásico, polifásico; quanto ao tipo: dois ou mais
enrolamentos ou autotransformador; quanto ao material do núcleo: ferromagnético ou ar;
quanto à finalidade: transformadores de distribuição, corrente, potencial e potência.
9
De acordo com a norma IEEE-C57.105:1978 [7], classificam-se os transformadores
em duas categorias, quanto ao serviço:
• Transformadores de Distribuição – são aqueles cuja tensão primária é menor que
34,5 kV e tensão secundária, em geral, menor que 1.000 V e que alimentam os
consumidores finais, abaixando a tensão para o nível de utilização dos usuários.
Normalmente utilizados no final da cadeia do sistema;
• Transformadores de Potência – são aqueles que têm tensão e potência bem
elevadas. Em geral estão presentes no início do sistema, elevando a tensão de saída
dos geradores das usinas para níveis viáveis de transmissão. Este transformador
também é conhecido como transformador elevador.
Sendo o transformador elevador o objeto do contexto desse trabalho, estudaremos as
características que devem ser consideradas para realizar o roteiro de seu comissionamento.
10
2.2.2 Transformador Elevador
No sistema de potência, os transformadores elevadores são conectados diretamente ao
gerador, e tem a função de elevar a sua tensão de saída (na faixa de 13,8 kV a 24 kV), para
níveis de transmissão (valores que podem ser superiores a 800 kV). Assim fornecendo
potência suficiente para a linha de transmissão, que faz a ligação entre a planta de geração e o
centro de carga, normalmente localizado a grandes distâncias de onde a energia é gerada. A
Figura 2.5 mostra o resumo esquemático de um sistema de potência de geração hidrelétrica.
Figura 2.5 - Resumo Esquemático do SEP - Sistema Elétrico de Potência
Fonte: AMARAL, 2007, p. 06 [8].
Em sua maioria, os transformadores elevadores possuem apenas dois enrolamentos,
não necessitando de CSC - Comutador Sob Carga2. Isto ocorre uma vez que não há
necessidade de se prever um enrolamento terciário, sendo, do ponto de vista construtivo, o
transformador mais simples dentre os de elevada potência presentes no sistema elétrico.
Porém, essa facilidade de construção não implica em um transformador simples, pois há de se
considerar os problemas decorrentes da circulação de altas correntes, controle de pontos
quentes, dissipação das altas perdas, correto dimensionamento dos enrolamentos, dificuldades
eventuais de transporte de um equipamento de grande porte e muitas vezes a limitação do 2 Comutador Sob Carga: equipamento utilizado como acessório de transformadores de tensão para variar a sua
relação de transformação sem que seja necessário o seu desligamento.
11
espaço físico para sua instalação e outros aspectos. Todos esses fatores deverão ser
consideração em seu projeto e construção. A Figura 2.6 mostra o transformador elevador
instalado na UHESA.
Figura 2.6 - Transformador Elevador da UHESA
Fonte: acervo do autor.
Podemos destacar algumas características dos transformadores elevadores:
• Baixa tensão conectada em delta e alta tensão em estrela;
• Sua carga se mantém uniforme e opera em condições nominais a maior parte do
tempo;
• Possui valores de impedância na faixa de 10 a 15% na maioria dos casos;
• Os custos das perdas em uma planta de geração normalmente não são relevantes,
assim, não possuem severos requisitos em relação a rendimento;
• Em geral, são instalados longe dos centros urbanos, assim, não possuem severos
requisitos em relação ao nível de ruído;
• Na maioria dos casos não possuem enrolamento de regulação3, uma vez que a
tensão é regulada pelo campo do gerador.
3 Enrolamento de regulação: enrolamento auxiliar que complementa o enrolamento de saída, aumentando ou
diminuindo sua tensão, sendo acionado automaticamente.
12
Na prática, observa-se que os transformadores elevadores possuem elevadas taxas de
falhas. Estatísticas mostram que a maior parte das falhas são problemas com os projetos,
fabricação e materiais utilizados no transformador. Um resumo das principais falhas foi
gerado pelo IEEE em 1998, através de alguns dados coletados sobre causas de falhas em
transformadores elevadores nos Estados Unidos. A Tabela 2.1 apresenta as principais causas
das falhas em transformadores elevadores e seus percentuais de ocorrência.
Causa Percentual (%) Projeto, fabricação e material 45,1
Inapropriado armazenamento, instalação, aplicação e proteção
11,1
Inadequada suportabilidade a curto-circuito 9,1 Surto atmosférico 6,1 Erro operacional 5,5
Esforços excessivos de curto-circuito 2,4 Outros 9,1
Causas desconhecidas 11,6
Tabela 2.1 - Causas das Falhas em Transformadores Elevadores [8]
Algumas dessas falhas podem ser evitadas realizando-se pré-testes e os ensaios de
comissionamento do equipamento já instalado, antes de colocá-lo em operação.
13
2.2.3 Descrição do Transformador Elevador UHE Santo Antônio
O transformador elevador que iremos abordar nesse trabalho é utilizado na Usina
Hidrelétrica de Santo Antônio, em Rondônia, e é um transformador trifásico, de tensão 525-
13,8-13,8 kV fabricado pela Andritz-Hydro, composto por 3 enrolamentos denominados,
primário, secundário e terciário. Para facilitar a identificação destes nos transformadores em
que a potência flui em ambas as direções, a literatura se refere aos terminais do transformador
de potência como terminais ou lado de alta tensão; e terminais ou lado de baixa tensão. A
Figura 2.7 mostra a chegada do transformador elevador no canteiro de obras da UHESA.
Figura 2.7 - Transformador Elevador da UHESA
Fonte: http://www.gentedeopiniao.com.br/mobile/energia/noticia/primeiro-transformador-chega-a-usina-de-santo-antonio-ro/80136. Acesso em 16/01/2017 [9]
14
Como vimos, na UHE Santo Antônio quatro unidades geradoras são conectadas a um
único transformador elevador, formando uma Ilha de Geração. A Tabela 2.2 mostra as
principais características do equipamento.
Número de Fases 3 Tipo TOV – FFA Potência 330/165/165 MVA Tensão 525 – 13,8 – 13,8 kV Frequência 60 Hz Ligações Estrela – Triângulo – Triângulo Tipo de resfriamento OFAF Tipo de comutação Comutador Sem Tensão (CST) Normas de referência ABNT/NBR 5356/2007 Massa total (Com Óleo) 256.300 kg Massa para transporte sem óleo 199.000 kg Massa de óleo 55.000 kg Volume de óleo 61.800 litros
Tabela 2.2 - Principais Características Transformador Elevador UHESA
Fonte: Manual do Transformador Elevador 13.8-13.8/525 kV, Andritz-Hydro [10].
2.2.3.1 Núcleo e Armaduras
O núcleo é formado por chapas de aço silício de grãos orientados AISI M4
revestimento ASTM C5 (Carlite) laminados a frio, possuindo como características principais,
alta permeabilidade e baixas perdas específicas. Cada lâmina está recoberta por uma película
isolante resistente ao calor e não afetada pelo óleo isolante usado nos transformadores. As
características físicas bem como o processo de aplicação do isolamento das lâminas são
definidas pelo seu fabricante. Após o corte contínuo longitudinal, as lâminas são cortadas
transversalmente no comprimento exigido pelo projeto, em ângulo de 45º.
Ao serem empilhadas, as lâminas das colunas e dos jugos (componentes formadores
do núcleo) são montadas de topo, ficando uma sobreposição entre as várias camadas. Tal
sistema, além de dar excelente resistência mecânica ao conjunto, proporciona o melhor
aproveitamento das características magnéticas das lâminas, no que se refere a perdas, corrente
de excitação e ruído. Paralelamente às considerações de caráter magnético, o núcleo é
projetado para ser eficientemente resfriado por canais internos de circulação do óleo,
formados por distanciadores entre pacotes.
15
Após o empilhamento do núcleo, o mesmo é finalmente amarrado por armaduras de
aço (armadura), tirantes e cintamentos (nas colunas) com interposição de partes isolantes que
garantem a separação elétrica entre os mesmos. Para evitar a formação de cargas eletrostáticas
induzidas, as armaduras e o núcleo são firmemente aterrados no tanque em um único ponto,
por meio de conexão aparafusada de forma que possa ser aberta por ocasião de controles ou
da retirada do tanque. Após a introdução da parte ativa no tanque, o posicionamento do núcleo
é assegurado por meio de pinos de guia e suportes evitando deformações do conjunto ou
deslizamentos por solicitações causadas pelo transporte. A Figura 2.8 mostra o núcleo de um
transformador trifásico.
Figura 2.8 - Núcleo Transformador Trifásico
Fonte: https://sc01.alicdn.com/kf/HTB1UcUKJFXXXXb5XpXXq6xXFXXXt/Stacked-Transformer-Core.jpg. Acesso em 25/01/2017 [11].
2.2.3.2 Enrolamentos
São utilizados condutores de cobre eletrolítico trefilado com cantos arredondados. Em
função das necessidades definidas pelos valores das solicitações eletrodinâmicas calculadas
nas condições de curto-circuito, podem ser usados condutores com vários graus de dureza e,
consequentemente, com diferentes características mecânicas.
O isolamento dos condutores é obtido pelo seu recobrimento com fitas de papel Kraft
termoestabilizado em função da isolação requerida. Nos cabos transpostos os condutores
16
elementares são recobertos com resina polyvinyl formal (PVC) mais epóxi, enquanto o
conjunto é amarrado com fita plástica (cordex).
Os isolamentos principais entre enrolamentos e entre os mesmos e massa, são obtidos
com conjuntos de cilindros, anéis e capas flangeadas ou barreiras executadas com papelão de
alta densidade para uso elétrico.
As características dielétricas finais são conferidas ao conjunto dos isolantes através
dos tratamentos térmicos que proporcionam a retirada da umidade e posteriormente a sua
impregnação com óleo isolante sob vácuo.
As juntas dos condutores nos enrolamentos são realizadas por solda forte. Nas
ligações, as juntas e conexões podem ser feitas por solda, grampeamento ou união parafusada
em função do seu tipo e posição.
O resfriamento dos enrolamentos é garantido por meio da previsão adequada de
distanciadores radiais combinados com distanciadores axiais que formam canais de circulação
do óleo nas suas superfícies internas e externas.
Os distanciadores são feitos de materiais isolantes, normalmente de papelão. A Figura 2.9 ilustra os enrolamentos de um transformador.
Figura 2.9 - Enrolamentos de um Transformador Trifásico
Fonte: PINHEIRO, A.C.N., p. 44, 2016 [12].
17
2.2.3.3 Comutador de Derivações
Durante a operação do transformador pode se tornar necessário modificar a sua relação
de tensão, e para isso contamos com o comutador, que é um acessório utilizado para mudar as
ligações de derivações de um enrolamento, alterando a quantidade de espiras, o que modifica
a relação de transformação, possibilitando obter diferentes níveis de tensão.
Existem dois tipos de comutadores: o comutador de derivação sob carga (CSC), que é
adequado para operação com transformador energizado, em vazio ou em carga; e o comutador
de derivações sem tensão (CST), adequado somente em operações com o transformador
desenergizado. Esse segundo tipo é o utilizado no transformador elevador da UHESA. Assim,
sua operação deve ser feita com a unidade desligada da rede - comutação sem tensão.
O acionamento manual tem um dispositivo (mecânico) para impedir operações
indevidas do comutador que possam causar danos irreparáveis ao equipamento, bem como
danos físicos ao próprio operador. Portanto, antes de qualquer operação de comutação ou de
manutenção, é indispensável consultar as instruções pertinentes fornecidas pelo fabricante do
equipamento.
A identificação da posição do comutador é feita no próprio acionamento e a tensão do
enrolamento regulado correspondente é indicada no desenho da placa de identificação do
transformador. A Figura 2.10 mostra um comutador de derivações sem tensão.
Figura 2.10 - Comutador de Derivações sem Tensão
Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgGtsAK/tfc-manutencao-se-puc-goias. Acesso em 25/01/2017[13]
18
2.2.3.4 Tanque, Tampa e Conservador
Na construção do tanque e conservador são usadas chapas de aço ASTM-A36 com
exceção de partes onde se torna necessário o uso de aço não magnético, para limitar
sobreaquecimentos localizados em presença de condutores com alta corrente.
A Figura 2.11 mostra o transformador com seu conservador instalado. Este acessório
serve para compensar as variações do volume de óleo decorrentes das oscilações de
temperatura e pressão.
Figura 2.11 - Transformador Elevador com Destaque em seu Conservador
Fonte: acervo do autor.
As várias chapas cortadas nas dimensões indicadas pelo projeto, bem como os reforços
externos, são soldados com métodos que garantam a maior uniformidade e a melhor qualidade
da solda sendo que, as juntas em contato com o óleo são soldadas em ambos os lados. Todas
as soldas são contínuas4.
4 Solda contínua: processo de solda por resistência, diretamente proveniente da solda por pontos. Os pontos de
solda são gerados através de impulsos de corrente. Quanto mais alta a frequência do impulso (com o mesmo avanço) menor a
Conservador
19
A tampa é projetada de maneira a evitar depósitos de água sobre ela e a permitir que
bolhas de gás, formadas no interior do tanque, dirijam-se até o conservador.
O tanque e a tampa são providos de aberturas de inspeção, com tampas parafusadas,
que permitem fácil acesso às extremidades inferiores dos isoladores, a eventuais terminais de
ligação, painéis ou comutadores. O conservador é provido de tampa para acesso à parte
interna.
Todas as partes do tanque que podem ser removidas são providas de adequados olhais
acessíveis de modo que a colocação dos cabos de içamento não seja dificultada pela presença
de outros acessórios.
As conexões entre partes em contato com óleo são do tipo flangeado, providas de
guarnições resistentes ao óleo nas condições de temperatura máxima de operação do
transformador.
Os terminais de aterramento são formados por placas de aço inoxidável, soldadas
diretamente no tanque em posição visível e de fácil acesso.
O conservador é equipado com um indicador de nível do óleo (Figura 2.17) e é
montado acima do ponto mais alto do sistema de resfriamento do óleo ou de adaptadores para
buchas e transformadores de corrente, por meio de um conjunto de tubos de conexão com o
tanque principal. A sua dimensão é adequada para permitir a expansão do volume total do
óleo em todo o possível campo de variação da temperatura durante a operação.
No tubo principal de conexão entre conservador e tanque do transformador está
montado o relé de proteção Buchholz, descrito na seção 2.2.4.6.
Todas as partes externas do tanque e do conservador são protegidas com um processo
de pintura específico e aprovado pelo usuário. As superfícies internas são revestidas com
pintura resistente ao óleo quente. Antes da aplicação de qualquer ciclo de acabamento, todas
as superfícies são jateadas ao metal branco.
distância entre os pontos de solda. Com a corrente de solda fluindo sem interrupção, também é possível realizar costuras vedantes.
20
2.2.3.5 Sistema de Resfriamento
A rápida deterioração dos isolantes celulósicos, devido às altas temperaturas que
podem se desenvolver em transformadores, é evitada através do correto dimensionamento e
funcionamento dos meios de resfriamento do óleo isolante.
Se for necessário, há o uso de bombas para circulação de óleo, que permitem reduzir a
diferença de temperatura do óleo entre entrada e saída dos trocadores de calor - radiadores. A
Figura 2.12 apresenta um trocador de calor.
Figura 2.12 - Trocador de Calor
Fonte: http://www.apema.com.br/index.php/produtos-detalhes/resfriadores-de-oleo-de-transformador-a-ar/. Acesso em 10/01/2017 [14].
Trocadores de calor/radiadores são instalados na parte externa do tanque, fazendo a
circulação do óleo isolante através de aletas que, em contato com o ar ambiente, diminuem a
temperatura do óleo.
21
De acordo com a NBR 5356-2:2007 [15], os transformadores são classificados através
do método de resfriamento utilizado. Para transformadores imersos em óleo, esta
nomenclatura é feita através de um código de 4 letras. A primeira letra descreve a natureza do
meio de resfriamento interno em contato com os enrolamentos e podem ser:
• O – Mineral ou líquido isolante sintético de ponto de combustão ≤ 300 ºC.
• K – Líquido isolante com ponto de combustão > 300 ºC.
• L – Líquido isolante com ponto de combustão não mensurável.
A segunda letra descreve a natureza da circulação do meio de resfriamento interno:
• N – Circulação natural por convecção através do sistema de resfriamento e dos
enrolamentos.
• F – Circulação forçada através do sistema de resfriamento e circulação por
convecção dentro dos enrolamentos.
• D – Circulação forçada através do sistema de resfriamento e dirigida do sistema de
resfriamento, pelo menos até os enrolamentos principais.
A terceira letra descreve o meio de resfriamento externo:
• A – Ar.
• W – Água.
A quarta letra descreve a natureza da circulação do meio de resfriamento externo:
• N – Convecção natural.
• F – Circulação forçada (ventiladores, bombas).
Dessa forma, a circulação pode ser do tipo natural (ONAN – Óleo Natural, Ar
Natural); com ar forçado através de motoventiladores nos radiadores (ONAF – Óleo Natural,
Ar Forçado); com motobombas para aumentar o fluxo de óleo (OFAF – Óleo Forçado, Ar
Forçado); com sistema de óleo dirigido nas bobinas (ODAF – Óleo Dirigido, Ar Forçado); ou
mesmo com trocadores de calor que utilizam água como meio refrigerante ao invés do ar
ambiente (OFWF – Óleo Forcado, Agua Forçada).
22
A Tabela 2.3 mostra as nomenclaturas adotadas pelas normas ABNT, IEC e ANSI
para os métodos de arrefecimento.
Nomenclatura Adotada Normas
Descrição ABNT/IEC ANSI
ONAN AO Óleo natural, ar natural. ONAF FA Óleo natural, ar forçado.
ONAN/ONAF/ONAF OA/FA/FOA Óleo natural, ar forçado, sendo o ar forçado com 2 estágios.
ONAN/ODAF OA/FOA
Óleo natural, ar natural num primeiro estágio e com aumento de temperatura entra o óleo direcional forçado e ar forçado.
ONAN/ODAF/ODAF OA/FOA/FOA Óleo natural, ar natural num primeiro estágio em e nos dois estágios seguintes óleo direcional forçado e ar forçado.
OFAF FOA Óleo forçado, ar forçado. OFWF FOW Óleo forçado, água forçada. ODAF FOA Óleo direcional forçado, ar forçado, ar
forçado. ODWF FOW Óleo direcional forçado, água forçada.
Tabela 2.3 - Classificação dos Transformadores em Relação ao Método de Arrefecimento.
Como consequência, é possível aumentar a potência do transformador, dentro de
limites pré-estabelecidos, mantendo o valor do ‘ponto mais quente’ nos limites das normas
adotadas.
Quando não há necessidade de garantir um valor mínimo de potência do transformador
com bombas paradas, são usados trocadores compactos5 que permitem uma redução sensível
das dimensões totais do equipamento em relação do sistema com radiadores.
O tipo de resfriamento usado no caso específico deste fornecimento é OFAF.
O dimensionamento dos meios de resfriamento é feito em função das mais severas
condições de carregamento solicitadas. Portanto, a operação em condições de temperatura
ambiental acima do previsto ou em condições fora dos limites fixados pelas normas ou guias
de carga de referência, implica em uma redução da vida útil do transformador.
5 Trocadores compactos: trocadores de calor com área superficial de transferência de calor por unidade de volume
muito grande (maior ou igual à 700 m2/m3).
23
2.2.3.6 Terminais de Linha
No transformador estudado os enrolamentos H1, H2 e H3 referem-se ao lado de alta
tensão, enquanto X1, X2, X3, Y1, Y2 e Y3 ao lado de baixa tensão. As buchas de Alta Tensão
são capacitivas, do tipo RIP - núcleo formado de papel e folhas metálicas, impregnado com
resina. As de Baixa Tensão são capacitivas do tipo OIP - isolamento a base de papel
impregnado a óleo. Na tensão de neutro (H0), a bucha é do tipo porcelana/sólida.
2.2.3.7 Circuitos Auxiliares
Todos os terminais dos circuitos elétricos de comando, controle e proteção do
transformador bem como a aparelhagem pertinente são instalados em um cubículo montado
no transformador. O armário é fabricado de chapa de aço galvanizado a quente, estanque à
água da chuva, com forração interna para proteção térmica, através de placas de poliuretano
expandido, espessura 20 mm, com forro plástico aluminizado para proteção das placas e
facilitar a visualização dos componentes no interior e com lâmpada de iluminação interna. A
Figura 2.13 mostra o cubículo instalado ao transformador.
Figura 2.13 - Exemplo de Cubículo de Comando [10]
Cubículo de Comando
24
Fazem sempre parte do sistema de controle do transformador, os seguintes acessórios:
• Indicadores de nível do óleo.
• Monitor de temperatura dos enrolamentos.
• Monitor de temperatura do óleo.
• Relé Buchholz.
• Válvulas de segurança.
Os sinais de alarme e desligamento são fornecidos nas condições seguintes:
• Operação indevida do comutador de derivações.
• Nível baixo de óleo no conservador.
• Nível alto de óleo no conservador.
• Falha no sistema de resfriamento forçado.
• Alta temperatura nos enrolamentos.
• Alta temperatura no óleo.
• Atuação do relé Buchholz por súbito movimento do óleo ou acúmulo de gás.
• Atuação da válvula de segurança.
2.2.3.8 Relés de Proteção
Conforme ELMORE (2003) [38] relés eletromecânicos são dispositivos que operam
quando uma corrente elétrica passa por uma bobina que provoca uma força mecânica no
núcleo, forçando a comutação dos contatos relacionados causando modificações súbitas e pré-
determinadas nos circuitos elétricos de saída, já que as condições de entrada controlam o
dispositivo.
Relés de proteção operam sob correntes elétricas que provocam as mudanças dos
contatos para ligar ou desligar o equipamento. Eles conseguem responder a condições de
entrada de grandezas, por exemplo, de tensão, isolamento, temperatura.
Relé de proteção de subtensão atua quando a tensão do sistema cai para um valor
abaixo do necessário para a operação do equipamento.
25
Relé de proteção de sobretensão atua quando a tensão do sistema estiver acima do
valor considerado para a operação do equipamento.
Relé de proteção de sobrecorrente atua quando a corrente do equipamento estiver
acima do valor considerado para a operação.
Relé de proteção diferencial é utilizado contra as faltas entre fases e fase terra nos
enrolamentos, ou conexões internas ou externas.
26
2.2.4 Funcionamento do Transformador Elevador UHE Santo Antônio
2.2.4.1 Comutação de Derivações sem Tensão (CST)
A regulação de tensão é realizada por meio de um CST de acionamento externo. Tal
acionamento tem um dispositivo mecânico que impede operações indevidas do comutador,
que possam causar danos tanto ao operador quanto ao equipamento.
2.2.4.2 Sistema de Arrefecimento Forçado
Cada trocador de calor é montado por meio de válvulas de seccionamento para
permitir a sua desmontagem, sem que seja necessário retirar o óleo do tanque principal do
transformador. O uso de bombas para circulação de óleo permite reduzir a diferença de
temperatura do óleo entre a entrada e a saída dos trocadores de calor. Consequentemente, é
possível aumentar a potência do transformador, dentro dos limites pré-estabelecido. O
comando das bombas pode ser feito manualmente ou de forma automática, liga ou desliga os
motores em função dos critérios estabelecidos durante a definição do esquema de operação.
Um sistema de ventilação, formado por ventiladores, é utilizado para propiciar a passagem do
ar entre as aletas do radiador para a redução da temperatura do óleo. E é comandado da
mesma maneira que as bombas. A Figura 2.14 exemplifica o trocador de calor para o
transformador da UHESA.
Figura 2.14 - Trocador de Calor do Transformador Elevador da UHESA
Fonte: acervo do autor.
Trocador de calor
27
2.2.4.3 Monitor de Temperatura do Óleo
As temperaturas do óleo na parte mais alta do tanque e do enrolamento de alta tensão
H2 são controladas através de monitores de temperatura, instalados no interior do cubículo de
controle6 do transformador, conforme Figura 2.15. O monitor TM1 controla a temperatura do
óleo e do enrolamento H2. O circuito do monitor TM1 faz com que seja simulada uma
indicação de temperatura igual à dos enrolamentos do transformador. A Figura 2.16 mostra
um monitor de temperatura de óleo e do enrolamento.
Figura 2.15 - Exemplo de Monitor de Temperatura de Óleo Instalado em um Cubículo
Fonte: http://electron.com.br/wp/arquivos/1921. Acesso em 25/01/2017 [16].
6 Cubículo de controle (ou de comando): local onde são instalados os equipamentos de comando do transformador.
28
2.2.4.4 Monitor de Temperatura dos Enrolamentos
As temperaturas dos enrolamentos de baixa tensão X2 e Y2, são controladas através de
monitores de temperatura instalados no interior do alojamento de comando do transformador.
O monitor TM2 controla a temperatura do óleo e dos enrolamentos X2 e Y2. Sendo um
instrumento baseado em microprocessador, ele recebe uma tensão e imediatamente translada
para a unidade de temperatura, de acordo com a configuração realizada pelo fabricante.
Assim, o circuito do monitor TM2 faz com que seja simulada uma indicação de temperatura
igual à dos enrolamentos do transformador, gerando uma tensão correspondente à temperatura
desejada para o ensaio. A Figura 2.16 mostra o monitor de temperatura de enrolamento.
Figura 2.16 - Monitor de Temperatura de Óleo e Enrolamento da UHESA
Fonte: http://treetech.com.br/wp-content/uploads/2016/01/Cat%C3%A1logo-TM1-TM2-5.25-pt.pdf. Acesso em 26/01/2017 [17].
29
2.2.4.5 Indicador Magnético de Nível de Óleo
O transformador possui um indicador magnético do nível do óleo montado no
conservador. Este acessório possui um contato de nível mínimo e máximo. Ao atuar o alarme
devem ser tomadas imediatas providências para correção do nível de óleo e das eventuais
perdas que causaram a não conformidade. O conservador possui uma bolsa para evitar o
contato do óleo com o ar atmosférico à correção do nível de óleo deve ser feita com todo o
cuidado necessário para evitar a entrada de ar no conservador. A Figura 2.17 mostra um
indicador magnético de nível de óleo.
Figura 2.17 - Indicador Magnético de Nível de Óleo [10]
30
2.2.4.6 Relé Buchholz
O relé Buchholz é um dos principais acessórios de segurança e proteção utilizados em
transformadores isolados a óleo e dotados de conservador. Tem por finalidade supervisionar o
transformador, visando detectar situações anormais de formação de gases e de fluxo de óleo
isolante.
Ele é constituído por duas boias dotadas de contatos sólidos do tipo magnético, se a
instalação está sujeita a vibrações, choques, abalos sísmicos. E contatos de mercúrio para
instalação em locais onde existem fortes campos magnéticos. A boia superior atua quando há
produção lenta de gás. A boia inferior atua quando há grandes bolhas de gás. A Figura 2.18
mostra as boias e o contato.
Figura 2.18 - Boia e Contato do Relé Buchholz
Fonte: http://www.lorencinibrasil.com.br/blog/rele-de-buchholz-funcionamento-e-constituicao/. Acesso em 28/01/2017 [18].
O relé Buchholz está instalado na tubulação entre o conservador e o tanque principal
do transformador. Um defeito no transformador pode provocar uma formação de gás que pode
ser lenta ou violenta em função do tipo e natureza desse defeito. Se a formação de gás for
gradual, ele vai se depositar na parte superior do relé e, ao atingir certo volume, acionará um
contato de alarme. Se a formação de gás for violenta ou então se o volume acumulado
aumentar, vai atuar um contato de desligamento. No caso de alarme devem ser tomadas
31
providências imediatas para detectar o tipo e origem do gás e no caso de desligamento o
transformador somente poderá ser religado após realização de todos os ensaios necessários a
determinação da causa.
Existe uma válvula de purga, que permite recolher o gás acumulado para ensaio. Se o
gás for inflamável é um sinal de que houve falhas internas, como sobreaquecimento ou
produção de arco interno. Se for ar, pode ser que o nível do óleo esteja abaixo, ou que exista
uma pequena perda. A Figura 2.19 mostra um relé Buchholz.
Figura 2.19 - Destaque Relé Buchholz [10]
32
2.2.4.7 Secador de Ar
Nos conservadores de óleo dos transformadores é utilizada, como acessório, uma bolsa
de borracha, como mostra a Figura 2.20, que tem como objetivo evitar o contato do líquido
isolante com a atmosfera, preservando-o da umidade e oxidação. A ligação da bolsa com a
atmosfera é feita através do secador de ar com sílica-gel, que mantém o ar seco em seu
interior, permitindo que a bolsa se encha e esvazie com as variações de volume do líquido
isolante.
Figura 2.20 - Bolsa de Borracha para Conservador de Transformador
Fonte: http://www.musthane.com/our-solutions/inflatable-bladders-to-compensate-volume-variations/inflatable-bladders/air-cell-conservator-bladders/. Acesso 27/01/2016 [19].
O secador de ar é composto de um recipiente metálico, no qual está contido o agente
secador (sílica-gel), e uma câmara para óleo, colocada diante do recipiente que contém o
dessecante, isolando-o da atmosfera.
A sílica-gel é um produto sintético, produzido pela reação de silicato de sódio e ácido
sulfúrico. Normalmente em seu estado ativado tem a cor azul de aspecto cristalino, sendo
capaz de absorver água até 40% do seu próprio peso.
33
De acordo com o projeto, o tanque principal precisa de 21 kg de sílica-gel, e o secador
de ar utilizado tem capacidade para 7 kg, assim o conservador possui três secadores de ar à
sílica-gel. É importante que o ar em contato com a bolsa de borracha do conservador
permaneça seco, sem que se detecte qualquer indício de umidade. A Figura 2.21 mostra um
secador de ar.
Figura 2.21 - Secador de Ar à Sílica-gel Utilizado no Transformador da UHESA
Fonte: http://www2.celectra.com.br/products/secador-de-ar. Acesso 08/01/2017 [20].
34
2.2.4.8 Válvula de Alívio de Pressão
A válvula de alívio de pressão, montada na tampa do transformador, vai atuar por
ocasião de uma sobre pressão repentina no interior do tanque. Com a sua abertura, prevista
para ocorrer com uma pressão de 0,7 kgf/cm², ocorre um alívio da pressão interna do tanque,
evitando assim a sua deformação quando a onda de pressão não for excessivamente rápida, e
ao mesmo tempo o acionamento de um contato destinado ao desligamento do transformador.
Caso este contato venha a atuar, não se deve religar o transformador sem antes realizar todos
os testes necessários à comprovação da viabilidade desta operação. A válvula de alívio de
pressão possui ainda um pino de reposição manual que sinaliza a sua atuação. A Figura 2.22
mostra uma válvula de alívio de pressão.
Figura 2.22 - Válvula de Alívio de Pressão
Fonte: http://www.qualitrolcorp.com/products/pressure-controls-gauges-and-relays/pressure-relief-devices/qualitrol-lprd/. Acesso em 25/01/2017 [21].
35
2.2.4.9 Transformador de Corrente
Segundo NEMÉSIO SOUSA (2016) [22], “a grande expansão dos sistemas elétricos
exige o uso de correntes e tensões cada vez mais elevadas. Para controlar e proteger esses
sistemas é necessário que as informações sobre os valores de corrente e tensão sejam
conhecidas. Com a impossibilidade dispormos de instrumentos que meçam diretamente essas
grandezas, utilizamos transformadores de instrumentos, para obter valores de tensão e
corrente que se adaptem aos instrumentos disponíveis. No casa da medida de tensão
utilizamos os transformadores de potencial (TP) e para corrente temos os transformadores de
corrente (TC)”.
Os TCs têm a função de alimentar os circuitos de proteção e medição do equipamento
com tensão proporcional aos circuitos de potência, porém, reduzidas o suficiente para que
esses equipamentos sejam produzidos de forma compacta, do ponto de vista se deu
isolamento. Esses TCs apresentam impedância, vista pelo lado de alta tensão, desprezível,
comparada com a do sistema em que está instalado, mesmo levando em consideração a carga
no lado de baixa tensão. Portanto a corrente que circula no lado de alta tensão dos TCs é
definida pelo circuito de potência.
Existem vários tipos de construção mecânica para TCs, mas a utilizada no
transformador elevador é a do tipo Bucha. Possui o enrolamento secundário totalmente
isolado e permanentemente montado no núcleo, mas não possui enrolamento primário ou
isolamento para o enrolamento primário, sendo este um condutor completamente isolado
oriundo normalmente de um equipamento como um TP.
36
Esses TCs são montados em canecos sobre a tampa ou na lateral do equipamento,
permitindo a sua remoção sem que seja necessário abrir a tampa principal do equipamento. A
Figura 2.23 mostra exemplos de transformadores de corrente tipo bucha.
Figura 2.23 - Transformador de Corrente do Tipo Bucha
Fonte: NEMÉSIO SOUSA, 2016, p. 09 [22].
37
2.2.5 Ensaios Realizados Durante o Comissionamento do
Transformador Elevador da UHE Santo Antônio
Ensaios são utilizados para determinar parâmetros e especificar os requisitos para o
funcionamento do transformador em condições nominais de operação, atestando o estado em
que ele se encontra. Assim, esses ensaios tornam-se padrões em testes básicos de
comissionamento ou na rotina de programas de manutenção preventiva de unidades.
2.2.5.1 Ensaio de Relação de Transformação
O ensaio tem como objetivo determinar a relação de transformação de um
transformador a partir da medição da relação de tensão em vazio.
Os métodos mais frequentes realizados para obtenção desse parâmetro são:
• Método do voltímetro – medida da relação de tensões entre os enrolamentos de AT
e BT, obedecendo ao fechamento do transformador;
• Método do TTR (Transformer Turn Ratio)7– medida da relação de espiras por meio
de um instrumento específico para este fim.
O método do voltímetro tem por princípio alimentar o transformador com certa tensão
e medi-la juntamente com a tensão induzida no secundário. A leitura deve ser feita de forma
simultânea com dois voltímetros. Recomenda-se que faça um grupo de leituras, visando
compensar eventuais erros, assim, a média das relações obtidas desta forma é considerada
como a do transformador.
Geralmente, por motivos de segurança, a alimentação do transformador é feita pelo
lado de AT com níveis reduzidos de tensão em relação ao nominal da derivação.
O método do TTR utiliza um instrumento chamado medidor de relação de
transformação (conhecido como TTR). Em transformadores trifásicos deve-se levar em
consideração o seu tipo de ligação.
No caso da medição direta, o enrolamento de baixa tensão é excitado, sendo que o
valor da leitura da relação de transformação sempre maior que a unidade. Dessa maneira,
7 TTR: Teste de relação de transformação em transformadores.
38
temos sempre que conectar os terminais X1 e X2 do TTR ao enrolamento de baixa tensão do
transformador, e os terminais H1 e H2 do TTR ao enrolamento de alta tensão, sendo H1
terminal correspondente a X1 e H2 ao X2.
Hoje, instrumentos microprocessados oferecem soluções adequadas para o ensaio,
com tensões estabilizadas e medidas precisas. A Figura 2.24 mostra a utilização de um
instrumento microprocessado.
Figura 2.24 - Medidor de Relação de Transformação CPC100 da OMICRON Electronics
Fonte: https://www.omicronenergy.com/en/products/all/primary-testing-monitoring/cpc-100/. Acesso em 25/01/2017 [24].
39
A sigla TTR tornou-se sinônimo de instrumentos para medição da relação de
transformação de transformadores. Ele é exemplificado na Figura 2.25.
Figura 2.25 - Medidores Digitais de Relação de Transformação série TTR 2000
Fonte: http://www.thermkal.com.br/produtos/detalhe/Medidor-Digital-de-Relacao-de-Transformacao---TTR. Acesso em 03/02/2017 [25].
40
2.2.5.2 Ensaio de Resistência Ôhmica do Enrolamento
Este é um dos procedimentos mais usuais. Consiste em determinar a resistividade
elétrica de determinado enrolamento utilizando corrente contínua a uma determinada
temperatura.
O método mais utilizado e sugerido por diversas normas é o da queda de tensão.
Consiste na medida da resistência através da corrente que passa por ela e da tensão que ela
está submetida durante o teste. Essa corrente e tensão são medidas respectivamente por um
amperímetro e um voltímetro. A Figura 2.26 mostra o esquema de ligações do método.
Figura 2.26 - Esquema de Ligação do Método da Queda de Tensão
Fonte: http://www.osetoreletrico.com.br/web/documentos/fasciculos/ed-99_Fasciculo_Cap-IV-Manutencao-de-transformadores.pdf. Acesso em: 25/12/2016 [26].
Com uma fonte de corrente contínua, aplica-se por não mais que 1 minuto, uma tensão
correspondente a uma corrente medida no amperímetro menor que 15% do valor nominal do
objeto testado.
41
As medidas devem estar estabilizadas e as leituras dos instrumentos devem ser
realizadas simultaneamente. Assim, utilizando a lei de ohm calcula-se a resistência.
= − ( )
Onde:
E – Tensão medida no voltímetro
I – Corrente medida no amperímetro
– Resistência interna do voltímetro
A resistência elétrica dos enrolamentos varia com a temperatura, assim, para que se
tenha uma base comparativa, a resistência deve ser referida a certa temperatura. Para
transformadores a referência recomendada pela ABNT é 75ºC. Assim utilizando a expressão
seguinte podemos ter a comparação correta.
= x 234,5 + 234,5 +
Onde:
Rr – Resistência na temperatura de referência
Re – Resistência na temperatura do ensaio
Tr – Temperatura de referência
Te – Temperatura nas condições do ensaio
*Se enrolamento for de alumínio deve-se mudar o 234,5 por 225.
A resistência na temperatura de referência e essa temperatura são fornecidas pelos
fabricantes dos transformadores.
42
2.2.5.3 Conceitos Sobre Isolamento de Equipamentos Elétricos
Antes de apresentar os ensaios de comissionamento de avaliação da isolação do
transformador (resistência de isolamento e perdas dielétricas), é importante conhecer e
compreender o comportamento de uma isolação elétrica. Nesse aspecto, vamos relacionar os
principais fenômenos e conceitos associados, tomando como fonte NEMÉSIO SOUSA (2016)
[27].
1. Termos e Definições
Segundo a NBR 7034 [39], Material Isolante Elétrico (MIE) é um sólido com baixa
condutividade elétrica, ou uma simples combinação desses materiais8, usado para separar
partes condutoras de diferentes potenciais elétricos em equipamentos elétricos. O termo
‘material isolante’ pode ser usado, de forma mais ampla, para também designar os líquidos e
gases isolantes. Ainda conforme a NBR 7034, Sistema Isolante Elétrico (SIE) é um sistema
isolante contendo um ou mais MIE e/ou suas combinações simples, associados com partes
condutoras, utilizado em equipamentos elétricos.
2. Material Dielétrico
Experiências da física verificam a existência de material através da qual o campo
elétrico pode se manifestar, isto é, pode ser observada a ação de um corpo eletrizado sobre
outros corpos, que são denominados dielétricos. Por outro lado, há materiais capazes de
impedir a manifestação do campo elétrico e que são chamados de não dielétricos. Todos os
materiais dielétricos são isolantes e os não dielétricos são condutores de eletricidade.
Portanto, dielétrico é um conceito eletrostático que deve ser usado quando estiver
relacionado com um campo elétrico. E isolante, um conceito eletrocinético - deve ser usado
quando estiver relacionado com o impedimento à passagem da corrente elétrica.
8 Combinação simples de materiais isolantes elétricos: estrutura de dois ou mais materiais isolantes elétricos (MIE)
fisicamente unidos, utilizados em sistemas isolantes elétricos (SIE).
43
3. Rigidez Dielétrica
É o valor da diferença de potencial (ddp) para a qual um dielétrico, que esteja sujeito a
uma ddp crescente progressivamente entre suas placas, deixa de funcionar como isolante
sendo atravessada por uma corrente elétrica. Esse valor deve ser referido à unidade de
espessura do dielétrico, pode ser chamado de resistência dielétrica ou rigidez dielétrica e, para
determinada substância isolante, depende de vários fatores, dentre os quais se destaca a
temperatura.
4. Resistência de Isolamento
É a resistência elétrica oferecida à circulação de uma corrente que surge quando dois
condutores são separados por um material isolante e é aplicada entre eles uma diferença de
potencial. Chamamos esta corrente de ‘corrente de fuga’.
Podemos distinguir dois tipos de resistência de isolamento, de acordo com os
percursos que a corrente de fuga, em geral, pode seguir: volumétrica - quando a corrente de
fuga atravessa a massa isolante; e superficial - quando a corrente de fuga seque pela superfície
do corpo isolante.
A resistividade superficial do isolamento depende, dentre outros fatores, da
condutibilidade de uma camada de umidade, por vezes contendo sólidos que se depositam
sobre a superfície isolante. Para os isolantes, a resistividade diminui com a temperatura, isto é,
o coeficiente de temperatura para a resistência é negativo.
5. Perdas Dielétricas
Os dielétricos, especialmente os sólidos, que estão submetidos à diferença de potencial
contínua (CC), apresentam perdas que correspondem, sob forma de aquecimento, ao efeito
Joule, isto é, RI2.
Por sua vez, quando esses dielétricos são submetidos a uma ddp alternada (CA),
apresentam perdas internas, que também geram aquecimento e que são muito maiores que
aquelas correspondentes ao efeito Joule sob uma ddp contínua (CC), para uma dada
44
resistência de isolamento R, que são denominadas de perdas dielétricas. Elas aumentam,
dentre outros fatores, com a temperatura, a frequência, o teor de umidade, as impurezas e
contaminações do isolante, e com a ddp.
45
6. Representação Esquemática de uma Isolação Elétrica
Um sistema de isolação ideal comporta-se como um capacitor sem perdas,
significando que ligado a uma fonte CA, será percorrido por uma corrente IC, chamada
corrente de carga, que está adiantada de 90° em relação à tensão aplicada. Em um isolante real
aparece também uma corrente IR, em fase com a tensão, originando perda de potência ativa
através de isolação, que se manifesta produzindo aquecimento devido ao efeito Joule, o que é
indesejável para materiais isolantes.
A Figura 2.27 mostra a representação esquemática da isolação elétrica, onde se
observa a corrente da parte resistiva (IR2) e a corrente do ramo capacitivo (IC = Ir1), que tem
extrema importância na análise de dielétricos, pois, a razão IR2 / IC representa o Fator de
Perdas Dielétricas ou Fator de Dissipação.
Figura 2.27 - Representação da Isolação Elétrica [27]
De acordo com Figura 2.27 temos:
C – Representa a capacitância da isolação
R1 – Resistência correspondente às perdas dielétricas da isolação - I2R1 x R1
R2 – Resistência de isolamento
IR1 – Corrente de carga que atravessa a resistência R1
IC - Corrente de carga que atravessa a capacitância C
IR2 – Corrente de fuga da isolação que atravessa a resistência R2
I t – Corrente total
V – Tensão aplicada
46
Para um dielétrico ideal, R1 seria nula e R2 seria infinita. Desta forma, quando aplicada
uma tensão alternada, como IR2 seria nula, a relação IR2 / IR1 = 0. No entanto, nas isolações
reais, a resistência R2 não é infinita e IR2 não é nulo.
Quando os dielétricos estão em bom estado, R1 é desprezível e a corrente IC pode ser
considerada totalmente capacitiva, isto é, defasada 90º de V, tendo apenas IC. A Figura 2.28
representa as correntes na isolação.
Figura 2.28 - Representação das Correntes na Isolação [27]
A grandeza IR / IC é denominada por Fator de Perdas Dielétricas ou Fator de
Dissipação, e de acordo com a Figura 2.28, tem-se:
• A corrente capacitiva (IC) é defasada de 90º em relação à tensão V e a corrente
resistiva ou de fuga (IR) está em fase (defasada de 0º) com ela.
• O ângulo entre a tensão V e a corrente total It é φ.
• O ângulo entre a corrente total (It) e a corrente capacitiva (IC) é δ.
Assim, como o ângulo δ será muito pequeno (<5°), podemos afirmar que sen δ = tg δ
= IR / IC que, por definição, é o fator de perdas da isolação.
No entanto, sabemos que o fator de potência de uma instalação elétrica é, por
definição, cos φ = IC / V. Porém, pela trigonometria, seno de um ângulo é igual a sua tangente
47
quando o ângulo for muito pequeno (menor que 5º) e que cos φ = sen (90º - φ) = sen δ. Logo,
se conclui que cos φ = sen δ = tg δ.
Portanto, o fator de potência do isolamento (cos φ) é aproximadamente igual ao fator
de perdas da isolação (tg δ). O erro dessa aproximação é muito baixo, estando na ordem da 5ª
ou 6ª casa decimal. A análise desses fatores, por meio de ensaios, permite verificar a
qualidade da isolação e gera informações para realizar um acompanhamento mais detalhado
do equipamento durante sua vida útil, através das variações ocorridas em seu isolamento.
48
2.2.5.4 Ensaio de Resistência de Isolamento
O ensaio de resistência de isolamento, que serve para a detecção/prevenção de defeitos
e falhas, determina as condições da isolação por meio da análise das características do
material isolante com aplicação de tensão contínua (CC).
É a medida da dificuldade oferecida à passagem de corrente pelos materiais isolantes.
Portanto, a resistência fornecida por um material isolante, que tem a função de impedir a
circulação dessa corrente, é chamada de resistência de isolamento.
Para medição dessa resistência é utilizado um instrumento chamado megôhmetro,
mais comumente conhecido como Megger. Por meio desse instrumento, aplica-se no
isolamento uma tensão CC com valores entre 500 e 10.000 V, que provocará uma circulação
de uma pequena corrente, chamada de corrente de fuga pela isolação. A análise da corrente de
fuga mostrará a qualidade da isolação.
De acordo com NEMÉSIO SOUSA (2016) [27], o caminho que a corrente de fuga
percorre pode ser de dois tipos: volumétrica - quando a corrente de fuga atravessa a massa do
isolante; e, a superficial, quando ela segue pela superfície do isolante. As duas são de
diferentes relevâncias de acordo com o tipo de equipamento.
Há algumas referências internacionais para orientar quanto aos valores mínimos de
resistência de isolamento de transformadores. Pela norma da ABNT NBR 7036:1990 [29], a
resistência mínima de isolamento de um transformador, em MΩ, deve ser referenciada à 75ºC
segundo a seguinte fórmula:
= 2,65
Onde:
Rmin (75ºC) - Resistência mínima de isolamento a 75ºC, em MΩ
V – Tensão nominal do enrolamento sob ensaio, em kV
P – Potência nominal do transformador, em kVA
f – Frequência nominal, em Hz
k (constante) – Para transformadores trifásicos é igual a 1; para transformadores monofásicos
é igual a 3.
49
Os materiais isolantes estão sujeitos à temperatura do ambiente no qual estejam
imersos, de modo que as características gerais do material estão suscetíveis às alterações da
temperatura. Assim sendo, o resultado das medidas deve ser corrigido para uma temperatura
de referência.
O importante é medir a temperatura do isolamento para que o resultado das medidas
seja corrigido para a temperatura de referência. De acordo com a ABNT a correção é
calculada por meio da fórmula:
°! = "2#
$ = 75 − 10
Onde:
()*°+ – Resistência de isolamento na temperatura de 75ºC
(, – Resistência de isolamento na temperatura de ensaio
T – Temperatura do ensaio
50
2.2.5.5 Ensaio do Fator de Potência do Isolamento
O ensaio de medição das perdas dielétricas (fator de potência do isolamento)
determina as condições da isolação por meio da análise das características do material isolante
com aplicação de tensão alternada (CA).
O objetivo do ensaio é verificar a variação dessas características. Esta variação está
relacionada com o efeito dos agentes destrutivos do meio isolante, principalmente, água
(umidade), calor, ionização (corona) e impurezas, que reduz a sua rigidez dielétrica.
Segundo NEMÉSIO SOUSA (2016) [27], para medição do fator de potência do
isolamento, é utilizado um instrumento especial comumente chamado de Doble (Figura 2.29).
O ensaio consiste basicamente em se aplicar uma tensão AC, de 2 a 12 kV, ao isolamento e
efetuar as medidas da corrente total de carga pela isolação (em mA ou µA) e das perdas
dielétricas em forma de potência ativa, que se manifestam por aquecimento devido ao efeito
Joule, em mW ou mVA.
Figura 2.29 - Medidor de Fator de Potência M4100 – Doble
Fonte: http://www.mecmanutencao.com.br/comissionamento-ensaios-eletricos-de-subestacoes. Acessado em: 04/02/2017 [23].
Com estes valores podemos obter as correntes de fuga e capacitiva, os fatores de
perdas dielétricas ou de dissipação (tg δ), e o fator de potência da isolação (cos φ), os ângulos
das perdas dielétricas e do fator de potência, a capacitância entre enrolamentos condutores ou
dos elementos condutores (bobinas) para a terra, além das perdas de potência total e ativa.
Como sabemos, algumas destas grandezas variam com a temperatura e os valores de
referência de algumas normas são relacionados a determinadas temperaturas padrão. Portanto,
51
devemos converter os resultados dos ensaios a uma mesma temperatura de referência. Desta
forma, eliminamos esta influência e podemos comparar, para efeito de diagnóstico, os
resultados de ensaios realizados em épocas diferentes, sob temperaturas distintas.
A temperatura recomendada pela Doble, empresa fabricante do medidor de perdas
dielétricas, como padrão de referência das temperaturas dos ensaios é 20ºC.
Sabe-se que o fator de potência do isolamento de um transformador é igual à razão
entre as perdas ativas, em Watts, e o produto da tensão de ensaio pela corrente do espécime,
isto é, a potência total aplicada à isolação, em VA.
( ) 100%.. ×=VA
Wpf
Para uma tensão de ensaio de 10 kV e correntes expressas em miliamperes, tem-se:
( ) 10010000.10
%.. 3 ××
=AV
Wpf
Logo,
( )I
Wpf
10%..
×=
Onde:
W - Perdas ativas na isolação
I - Corrente da isolação sob ensaio
Conforme NEMÉSIO SOUSA (2016) [27], os transformadores devem possuir um
valor baixo de fator de potência. Quando maior for esse valor, maior é o indício da
deterioração da isolação. Se o fator de potência aumentar, com relação às medidas realizadas
em anos anteriores, mais de 25%, as causas devem ser investigadas.
De modo geral, nos transformadores novos, não energizados, em aceitação, cheios
com óleo novo e tratado, o valor do fator de potência fica em torno de 0,5%, referidos a 20ºC.
52
Para transformadores em serviço, aceitam-se como valores normais àqueles em torno
de 1%, também a 20ºC. Há de se consultar informações de normas, fabricantes e da Doble,
para se obter as tabelas de conversão para a temperatura de referência.
A exatidão destas medidas, segundo o fabricante do Doble, corresponde ao valor
calculado, em porcentagem, ± 0,2 ou uma variação de ± 5% do valor calculado. Por sua vez, a
IEEE estabelece como exatidão para medição de fator de potência, o maior valor entre o
calculado, em porcentagem, ± 0,2 ou uma variação de ± 10% deste valor.
A capacitância poderá ser calculada, em Faraday, com o auxílio das seguintes
fórmulas:
C
IcIcXcV
×=×=
ω
Logo,
Vf
Ic
V
IcC
×××=
×=
πω 2
Para uma tensão de ensaio de 10 kV e leituras de corrente da ordem de miliamperes,
temos:
Sendo,
ϕsenItIc ×=
Onde,
Ic - Componente em quadratura da corrente da isolação (Figura 2.28)
O erro desta leitura é da ordem de 1 a 5%.
Um aumento no valor da capacitância deverá estar, provavelmente, associado a um
curto circuito entre seções capacitivas da isolação. Quedas no valor da capacitância
corresponderão a circuitos abertos.
)(000265,0 FIcC µ×= )(10265 6 FIC c µ××= − )(265 FmAC ρ×=
53
2.2.5.6 Ensaio de Resposta em Frequência de Transformadores – FRA
A FRA - Frequency Response Analysis (Análise de Resposta em Frequência) é uma
técnica utilizada para detectar alterações nas caraterísticas da estrutura de transformadores,
principalmente deformações nas bobinas que, por exemplo, podem ter sido causadas durante o
transporte ou esforços mecânicos causados por curto-circuito.
Segundo PINHEIRO (2016) [12], “A teoria na qual se baseiam os ensaios de FRA se
baseia [sic] no fato de que a impedância de qualquer rede complexa RLC, ou inversamente,
sua admitância, é variante com a frequência de excitação. Além disso, mudanças ocorridas em
elementos dessa rede refletem mudanças nas respostas obtidas para variadas frequências”.
Um transformador pode ter seu circuito equivalente representado em forma de uma
rede RLC (Resistência, Indutância e Capacitância). A grande vantagem que podemos associar
os parâmetros elétricos com as grandezas físicas do transformador na modelagem.
Variações ocorridas nos valores originais da modelagem podem ser detectadas através
de mudanças nas curvas de resposta em frequência. A Figura 2.30 exemplifica o que é uma
curva de resposta em frequência.
Figura 2.30 - Exemplo de Curva de Resposta em Frequência
Fonte: http://www.electricservice.com.br/medicao-de-resposta-em-frequencia-em-transformadores. Acesso em 27/01/2017 [29].
54
Por menores que sejam as mudanças ocorridas no transformador, elas são
intensificadas em suas curvas de medição, pois está técnica acentua as características dos
parâmetros RLC do equipamento.
O ensaio de FRA é fundamentado na comparação das medições atuais com resultados
obtidos no passado (comparação de assinaturas), do mesmo enrolamento, enrolamentos com
mesmas especificações no mesmo transformador ou por enrolamentos distintos, mas que
sejam do mesmo modelo de transformador. Os desvios encontrados são sempre tomados em
relação a outro resultado tido como referência.
O teste consiste na medida da função de transferência e da impedância terminal vista
pelo sistema de medição. A medição é feita em uma ampla gama de frequências. Os
resultados são comparados com a referência (resultados de testes anteriores). Após a análise,
se emite um relatório considerando o transformador sem danos ou recomendando a realização
se algum outro ensaio para confirmar a suspeita encontrada no FRA. A Figura 2.31 mostra o
esquema do processo da realização de um ensaio de FRA.
Figura 2.31 - Esquema do processo do ensaio de FRA
Fonte: ARAUJO, D. apud PINHEIRO, A.C.N [12]
55
2.3 Comissionamento
Comissionamento é um termo derivado de comissionar, que significa colocar em
serviço, isto é, testar e verificar dinamicamente o funcionamento das instalações de um
projeto.
Teoricamente o comissionamento é considerado uma atividade relativamente simples,
porém na prática a grande interdependência das atividades faz com que falhas no
sequenciamento do projeto resultem em atrasos advindos das conclusões de montagem e
soluções de pendência, impactando diretamente as atividades de comissionamento.
O comissionamento requer uma metodologia, para assegurar que os sistemas sejam
instalados e testados de modo a possibilitar sua operação com: segurança, desempenho,
confiabilidade, previsibilidade e rastreabilidade das informações. A Figura 2.32 mostra que a
funcionalidade total da planta depende de estágios consistentes do Comissionamento.
Figura 2.32 - Etapas para Funcionalidade Total da Planta
Fonte: BUZZETI, R. P. COUTINHO, I. (2013) [30]
FuncionalidadeTotal da planta
Fase de Pós-AceiteManual de sistemas finais
Reunião de lições aprendidas
Fase de AceitaçãoTestes de desempenho funcional
Treinamento do proprietário / Contratante nos sistemas de operação
Fase de ConstruçãoReuniões da equipe de comissionamento
Inspeções no local/On-site/Revisões
Fase de EngenhariaVerificação da Engenharia
Especificação do Comissionamento
Fase de Planejamento do EmpreendimentoDocumentação da Engenharia/Comissionamento
Plano Inicial de Comissionamento
56
2.3.1 Melhor Prática de Comissionamento
Modelo desenvolvido tendo como filosofia a norma Z-CR-007 da Norsok Standard
[31], Norueguesa. Esse modelo antecipa o startup9 da unidade de 2 a 12 meses, entre o
programado e os atrasos que normalmente ocorreriam pelo modelo mais tradicional, em que o
comissionamento assumia a responsabilidade por realizar as verificações e levantar as
pendências e os testes do final da montagem eletromecânica.
O método estabelece que a data do final da montagem eletromecânica será a mesma do
final do comissionamento, isto é, a montagem eletromecânica termina e logo se inicia o
startup da unidade, alcançando a produção plena, assim como o aprendizado necessário pelas
equipes de operação.
O modelo é estruturado nas seguintes premissas:
• Uma metodologia de comissionamento que facilite o entendimento do escopo e
responsabilidades.
• Os passos para a realização de um plano e planejamento exequível para o
comissionamento.
• Medidas de avaliação da eficiência e eficácia do planejamento do
comissionamento.
9 Startup: data de início da operação integrada, com geração de produto ou serviço, dentro da especificação
comercial - início das atividades operacionais.
57
2.3.2 A Metodologia do Comissionamento
A metodologia de comissionamento está fundamentada nos tópicos:
2.3.2.1 Processo de Comissionamento - Etapas e Terminologia
1. Planejamento
Podemos dividir, mas não se limitando às mesmas, nas seguintes etapas:
• Desenvolvimento e revisão dos procedimentos e normas aplicáveis ao processo de
comissionamento.
• Definição dos pacotes de comissionamento.
• Elaboração do check-list de completação mecânica, pré-comissionamento e
comissionamento.
• Integração do masterplan do empreendimento com cronograma de
comissionamento.
• Elaboração e atualização dos cronogramas detalhados de cada etapa do processo de
comissionamento.
• Implantação do software de gerenciamento do comissionamento.
2. Completação Mecânica
Para ser mecanicamente completo, as atividades de construção em uma parcela
específica do projeto devem ter sido concluídas e aceitas pelas partes apropriadas envolvidas.
A completação mecânica é parte integrante da transição da construção para a fase de pré-
comissionamento. Ela possui atributos específicos que se prestam a serem planejados e
conduzidos separadamente.
Completação mecânica, como a fase final da construção, é realizada principalmente
por área ou por disciplina e é realizada por pessoal de construção com a participação de
fornecedores de equipamentos especializados, a empresa de engenharia e outros envolvidos,
58
conforme necessário. Trata-se de fabricação, montagem e teste não-funcionais para confirmar
a integridade da construção e instalação.
Para verificar se uma instalação está mecanicamente concluída, a inspeção ou uma
equipe de supervisão deve assegurar que a construção final esteja de acordo com os desenhos
do projeto, especificações, padrões da indústria e todos os requisitos regulatórios das
autoridades competentes. Para tal, deverão ser avaliadas por equipe dedicada as seguintes
atividades:
• A correta montagem das instalações conforme projeto.
• Acompanhamento dos testes específicos de cada equipamento, conforme
especificação do fabricante e normas.
Ao final deverão ser registrados, por meio de protocolos, a observação da montagem e
os resultados dos testes divididos pelas disciplinas, isto é, determinadas áreas de
conhecimento.
Após a realização dos testes, preenchimento e validação dos protocolos, é feita a
passagem de custódia ou handover10. A Figura 2.33 mostra os pontos principais para o
comissionamento.
Figura 2.33 - Pontos Principais para o Comissionamento
Fonte: BUZZETI, R. P. COUTINHO, I. (2013) [30].
10 Handover: é a transferência do conhecimento adquirido naquela atividade, assim como toda a responsabilidade
sobre o equipamento para a próxima etapa que será realizada pelo grupo de comissionamento.
59
3. Pré-Comissionamento
É uma série de testes energizados e estáticos sobre o equipamento que verificam se ele
e/ou seus componentes foram fabricados, instalados, limpos e testados de acordo com o
projeto e estão prontos para o comissionamento.
São realizados os testes das malhas de controle, intertravamento, motores elétricos e
unidades hidráulicas ou lubrificação.
No pré-comissionamento, as seguintes atividades deverão ser avaliadas por equipe
dedicada:
• A sinalização por etiquetas e cadeados que indiquem e proteja os equipamentos em
teste, energizados e em término de montagem, conforme Figura 2.34.
• A energização e testes dos equipamentos de forma individual conforme
especificações dos fabricantes e normas.
Figura 2.34 - Exemplo de Sinalização de Equipamento com Cadeado
Fonte: http://blog.seton.com.br/wp-content/uploads/2015/04/Captureloto.jpg. Acesso em 29/01/2017 [32].
60
A verificação do perfeito funcionamento e resultados dos testes dos equipamentos e
linhas deverão ser formalizados por meio de protocolos, divididos pelas disciplinas.
Após a realização dos testes, preenchimento e validação dos protocolos é feito o
handover do equipamento para a próxima etapa.
4. Comissionamento
As seguintes atividades deverão ser avaliadas por equipe dedicada:
• Verificar se as sinalizações realizadas pelo pré-comissionamento são suficientes
para as atividades de comissionamento, caso necessário, deverá ser providenciado o
complemento;
• Testes em grupos de equipamentos pré-definidos, de acordo com condições
oferecidas pelo processo de produção, em conformidade com especificações e
normas.
Primeiro os grupos deverão ser testados em vazio e, na sequência, com carga.
A verificação do perfeito funcionamento e resultado dos testes dos grupos de
equipamentos, linhas e sistemas devem ser formalizados por meio de protocolos.
Após a realização dos testes e preenchimento e validação dos protocolos é feito o
handover do equipamento para a próxima etapa.
Com o comissionamento encerrado, a operação assistida estabiliza o processo de
produção, monitorando os parâmetros de funcionamento dos equipamentos, realizando os
ajustes finais do sistema e averiguando a aderência ao plano de produção.
61
2.3.2.2 Estratégia do Planejamento
De acordo com VAZ (2010) [33], “O planejamento do comissionamento deverá ser
elaborado a partir do planejamento da construção, montagem e completação mecânica, sendo
esta última, o ponto de partida para a passagem de custódia para a fase de comissionamento”.
As estratégias do planejamento são descritas a seguir:
• Haverá dois processos de handover:
O primeiro da construção para o comissionamento: neste caso deve ser por
pacote de comissionamento - denominação do subsistema integrado agrupado
por equipamentos, instrumentos e componentes que permitem a realização de
testes sem e com carga.
O segundo deve ser transferido por sistema de comissionamento - agrupamento
de pacotes de comissionamento, normalmente considerando a área e subárea do
projeto, do grupo de comissionamento para operação.
• O responsável pelos testes dos pacotes de comissionamento é o grupo de
comissionamento.
• O responsável pelo startup e ramp-up11 dos sistemas de comissionamento é o grupo
de operação.
• O handover será realizado com formalização, devidamente assinada pelos
coordenadores das etapas do processo de comissionamento;
• A estrutura organizacional do empreendimento deve contemplar um coordenador,
supervisor ou gerente de comissionamento, que deve ser responsável pelos
trabalhos de pré-comissionamento e comissionamento.
• Executar os trabalhos de completação mecânica, pré-comissioanmento e
comissionamento em sequência, por pacote de comissionamento e por profissionais
diferentes entre as etapas.
• Realização completa dos testes durante as etapas do processo de comissionamento,
conforme procedimentos e boas técnicas, sem deixar de cumprir etapas.
• Estabelecer, no cronograma, os níveis da hierarquia por sistema de
comissionamento (área ou sistema), pacotes de comissionamento, pacotes de
completação mecânica e itens tagueados12;
11 Ramp-up: processo gradual de introdução de produtos de processo até atingir a capacidade plena de produção
62
• Todos os itens tagueados das instalações eletromecânicas do projeto deverão estar
conforme especificação, testados, inspecionados, validados com protocolos de
verificação e de registro de testes, assinados por profissionais distintos.
• Estabelecer, no cronograma, a programação por pacote de comissionamento.
2.3.2.3 Sistema Informatizado de Gerenciamento para Suportar os
Trabalhos do Final de Montagem e Comissionamento
Durante o período de execução do comissionamento, é gerada uma quantidade
significativa de documentos, tais como, diagramas unifilares, protocolos e manuais. Assim,
uma maior velocidade nesse fluxo de documentos faz-se necessária para manter a qualidade e
a confiabilidade das informações necessárias para execução do comissionamento. O uso de
um sistema informatizado para gerenciamento desses documentos se torna indispensável.
De acordo com VAZ (2010) [33], sistema informatizado de gerenciamento tem como
objetivo suportar os trabalhos das etapas de final de montagem e comissionamento, como:
• Todos os itens tagueados das instalações eletromecânicas do projeto deverão
estar associados à pelo menos um protocolo de verificação.
• Controle dos itens tagueados x protocolos aplicáveis, associados por sistemas e
pacotes de comissionamento.
• Relatórios confiáveis, apresentados online com a situação dos itens tagueados
com componentes ou acessórios pendentes ou ainda não montados.
• Controle único da lista de pendências a partir do início das atividades de
completação mecânica com acompanhamento e atualização diária.
• Relatórios confiáveis com curvas de avanço do comissionamento que indicam
o realizado x planejado e a tendência a realizar.
• Controle do status dos sistemas e pacotes de comissionamento, para emissão
dos certificados de transferência de custódia (handover).
12 Itens tagueados: identificação do equipamento, instrumento, variável do processo, cabo, circuito de tubulação,
malha, válvula e componente.
63
2.3.3 Considerações sobre Comissionamento
O comissionamento não deve ser considerado uma válvula de escape para recuperação
dos atrasos decorrentes das demais etapas da obra. A participação da equipe é fundamental
desde a fase de Engenharia e Planejamento, e integralmente na Construção e Montagem. A
facilidade de ajustes se torna mais fácil de serem realizados, assim como problemas de
fabricação e conservação serão constados com maior antecedência.
O handover entre a equipe de Implantação e a de Operação e Manutenção deve ser
feito de forma estruturada, englobando toda a documentação dos testes, especificidades do
funcionamento dos equipamentos e formalização de eventuais pendências.
64
3. METODOLOGIA DA PESQUISA
Este capítulo apresenta a metodologia escolhida pelo pesquisador para abordar o
objeto de estudo e os métodos de pesquisa utilizados em seu desenvolvimento. Os aspectos
metodológicos empregados serão fundamentados e descritos, classificando a pesquisa quanto
aos fins e aos meios de investigação.
3.1 Definição de Pesquisa
Segundo GIL, apud NEMÉSIO SOUSA [34], pesquisa é o procedimento racional e
sistemático de desenvolvimento do método científico cujo principal objetivo é descobrir
respostas para os problemas propostos mediante o emprego de procedimentos científicos
estruturados.
O projeto de pesquisa inicia-se com a formulação de uma pergunta ou uma dúvida
para qual se busca uma resposta. Desta forma, pode-se dizer que pesquisar é procurar resposta
para algo.
3.2 Classificação e Tipos de Pesquisas
Dentre os métodos para classificação de pesquisas apresentados por SILVA e
MENEZES, apud NEMÉSIO SOUSA [34], destacam-se as perspectivas quanto à natureza e à
forma de abordagem do problema.
Do ponto de vista da sua natureza, temos:
• Pesquisa Básica: objetiva gerar conhecimentos novos úteis para o avanço da
ciência sem comprometer-se com a aplicação prática. Envolve verdades e
interesses universais.
• Pesquisa Aplicada: objetiva gerar conhecimentos para aplicação prática e
dirigidos à solução de problemas específicos. Envolve verdades e interesses
locais.
65
Do ponto de vista da forma de abordagem do problema, temos:
• Pesquisa Quantitativa: traduz numericamente opiniões e informações para
classifica-las e analisa-las. Utiliza-se de métodos estruturados para a coleta de
dados, como questionários, e aplicação de ferramentas estatísticas para análise.
• Pesquisa Qualitativa: visa compreender e interpretar os fenômenos
atribuindo-lhe significado. O ambiente natural é a fonte direta para a coleta de
dados e o pesquisador é o instrumento-chave. Os pesquisadores tendem a
analisar seus dados indutivamente, não querendo o uso de métodos e técnicas
estatísticas. O processo e seu significado são os focos principais de abordagem.
Desta forma, pode-se concluir que a pesquisa realizada nesse estudo, quanto à sua
natureza, pode ser classificada como aplicada, uma vez que apresenta aproveitamento prático
no contexto do comissionamento de equipamentos elétricos; e qualitativa do ponto de vista
da abordagem dos problemas.
Adicionalmente, VERGARA (2013) [35] sugere dois critérios básicos para definir e
classificar as pesquisas: quanto aos fins e quanto aos meios. Vale ressaltar que os tipos de
pesquisa não são mutuamente excludentes, isto é, um estudo pode ser enquadrado em mais de
uma classificação ao mesmo tempo.
Quanto aos fins, uma pesquisa pode ser:
• Exploratória: investigação realizada em área na qual há pouco conhecimento
disponível. Possui uma natureza de sondagem, ou seja, hipóteses poderão
surgir durante ao final da pesquisa.
• Descritiva: a pesquisa que expõe características de determinada população ou
fenômeno, não possuindo compromisso de explicar os fenômenos que
descreve, embora sirva de base para tal explicação.
• Explicativa: tem como principal objetivo explicar um fato ou fenômeno,
justificando os motivos e fatores que influenciam sua ocorrência.
• Metodológica: é aquela que se refere aos instrumentos, ou métodos de
captação ou de manipulação da realidade e está, portanto, associada a
caminhos, formas e maneiras utilizadas para se atingir um determinado fim.
• Aplicada: é motivada pela necessidade de resolver problemas concretos tendo,
portanto, finalidades práticas, diferentes da pesquisa pura, a qual é basicamente
66
motivada pela curiosidade intelectual do pesquisador, tendo caráter
especulativo.
• Intervencionista: tem como principal objetivo interpor e interferir na
realidade estudada, de forma a modificá-la. Este tipo de pesquisa possui o
compromisso de não apenas propor a resolução de problemas, como também
implementá-la efetivamente.
Assim, quanto aos fins, esta pesquisa pode ser considerada: exploratória, tendo em
vista que existem poucos estudos realizados na área de comissionamento; metodológica, uma
vez que sugere um roteiro para a realização da Instrução Técnica de Comissionamento de um
transformador elevador; e aplicada, uma vez que seu conteúdo possui aplicação prática no
contexto do processo de comissionamento.
Quanto aos meios de investigação, a autora afirma que a pesquisa pode ser:
• Pesquisa de Campo: caracteriza-se pela investigação empírica realizada no
local em que o fenômeno ocorreu ou que dispõe de elementos para explica-lo.
• Pesquisa de Laboratório: é aquela realizada em local circunscrito,
normalmente envolvendo simulações.
• Telematizada: busca informações em meios que combinam o uso do
computador e as telecomunicações.
• Documental: aquela na qual a investigação é realizada com base no conteúdo
doe documentos como registros, anais, regulamentos e manuais.
• Bibliográfica: é o estudo sistematizado desenvolvido com base nos materiais
publicados por outros pesquisadores.
• Experimental: investigação empírica na qual o pesquisador manipula e
controla as variáveis independentes e observa as mudanças nas variáveis
dependentes.
• Expost-facto: refere-se a um fato já ocorrido e aplica-se quando o pesquisador
não pode controlar ou manipular as variáveis em estudo, porque elas já
ocorreram ou porque não são controláveis.
• Participante: pesquisa que não se esgota na figura do pesquisador e da qual
tomam parte pessoas implicadas no problema, tornando tênue a fronteira entre
pesquisador e pesquisado.
67
• Pesquisa ação: é um tipo específico de pesquisa participante que supõe
intervenção participativa na realidade social, apresentando caráter
intervencionista quando aos fins.
• Estudo de caso: é o circunscrito a uma ou poucas unidades, com caráter de
profundidade e detalhamento, podendo ou não ser realizado em campo.
Quanto aos meios de investigação, classifica-se a pesquisa desse estudo como:
documental, uma vez que se utiliza de conteúdo documental relacionado à construção do
empreendimento e aos equipamentos envolvidos; bibliográfica , uma vez que se baseia em
fundamentação teórica para a definição dos testes e ensaios propostos; e, estudo de caso, uma
vez que se utiliza de um caso específico para o desenvolvimento do estudo.
Em resumo, pode-se afirmar que a pesquisa para esse estudo, quanto à sua natureza,
deve ser considerada aplicada; e qualitativa , do ponto de vista da abordagem dos problemas.
Quanto aos fins, esse trabalho foi desenvolvido por meio de pesquisa exploratória e
metodológica. Quanto aos meios de investigação, foram utilizados procedimentos teóricos de
característica bibliográfica , documental e estudo de caso.
68
4. DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO
Este capítulo irá detalhar uma Instrução Técnica de Comissionamento (ITC) para o
transformador elevador da Ilha 1 da UHE Santo Antônio.
De acordo com VAZ (2010) [33], um book de comissionamento deve ser produzido
pelo grupo de completação mecânica e comissionamento. Este book deverá ser composto de
um conjunto de documentos tais como: procedimentos de comissionamento, certificados de
passagem de custódia, protocolos de inspeção e de registros de testes das etapas de
completação mecânica, pré-comissionamento e comissionamento.
Como procedimento de comissionamento tem-se a ITC, que é o roteiro que deve ir à
equipe de campo para ser utilizado na realização dos ensaios no equipamento.
69
4.1 ITC do Transformador Elevador UHE Santo Antônio Ilha 1
4.1.1 Objetivo
Tem como objetivo estabelecer um roteiro para a execução dos testes e ensaios de
campo para o comissionamento do transformador elevador da casa de força – grupo 1,
abrangendo os seguintes aspectos:
• Organizar os testes de forma a assegurar que todos os itens do sistema sejam
comissionados.
• Facilitar o registro das verificações, ajustes, pendências e resultados de ensaios
do sistema, de forma a prover uma base de consulta para a operação e a sua
manutenção.
• Confirmar que o sistema estará funcionando de acordo com os requisitos de
projeto para o qual foi concebido.
• Compor o book, possibilitando a consolidação entre os manuais de cada painel
e/ou equipamento fornecido permitindo assim que a comissionadora13 disponha
de uma visão abrangente e estruturada do sistema e da sequência de ensaios e
testes.
13 Comissionadora: empresa que realizará o comissionamento.
70
4.1.2 Documentos de Referência
Documentos como, cronograma, desenhos, especificação técnica, normas técnicas,
manual do equipamento, que foram utilizados para realização da ITC devem estar listados no
procedimento e disponíveis a equipe que realizará o comissionamento.
Para produzir a ITC do transformador elevador da Ilha 1 devem-se utilizar os
seguintes documentos:
• Cronograma de comissionamento da Ilha 1
• Diagrama unifilar geral simplificado da Ilha 1
• Manual de montagem, armazenamento, operação transporte e montagem do
transformador
• Documentos detalhados das seguintes equipamentos e acessórios:
Transformador elevador
Sistema de monitoramento
Placa de identificação
Bucha de alta tensão
Bucha de baixa tensão
Bucha de neutro
Conector para a bucha de neutro
Conector para terminal de aterramento
Esquema elétrico do transformador
Plano de inspeção e testes
71
4.1.3 Instruções de Segurança
A coordenação geral de comissionamento deverá convocar para participar das reuniões
do comissionamento e antes do início de cada trabalho, o responsável pela segurança do local,
com o objetivo de analisar os requisitos básicos de segurança necessários à execução dos
testes de campo e providenciar que eles sejam cumpridos. Adicionalmente deverão ser
considerados os requisitos particulares indicados pelo fabricante do equipamento –
transformador.
4.1.4 Registros das Inspeções e Testes
O registro das inspeções e dos resultados dos testes realizados deverá ser feito nos
protocolos padronizados enviados pelo fabricante do equipamento.
Esses protocolos serão anexados ao ITC e deverão ser assinados pelo comissionador14,
supervisor e cliente. Isso tem por objetivo manter a integridade do book e preservá-los para
fins de registro, contribuindo assim para a etapa de operação e manutenção da UHESA.
4.1.5 Registros de Pendências
No ato da reunião inicial de comissionamento, todos os envolvidos nos testes/ensaios
deverão assegurar que não existirão pendências impeditivas, adequações de projetos
concebidos durante a montagem ou não conformidades que impeçam as atividades de
comissionamento. Nesta reunião, Certificados de Conclusão de Montagem (CCM) deverão
ser entregues, assim, como a lista de pendência de montagem, quando aplicável, dando por
concluída a etapa de montagem.
A comissionadora deverá avaliar com a gestão de comissionamento as pendências e as
mesmas deverão ser convenientemente tratadas por ações estabelecidas neste ambiente, de
forma conjunta e integrada.
Ao fim do comissionamento todas as pendências deverão ser registradas nas listas de
pendências de comissionamento, que estarão disponíveis junto ao ITC, que deverão ser
14 Comissionador: profissional que realiza os ensaios do equipamento.
72
assinadas pela comissionadora, supervisor e cliente. A Figura 4.1 exemplifica uma lista de
pendência.
Figura 4.1 - Exemplo de Lista de Pendência
Fonte: elaborado pelo autor.
Havendo uma pendência, a comissionadora deverá informar ao supervisor do
fabricante e caso ele concorde, informará à gestão e à coordenação geral de comissionamento
os impactos na conclusão ou a necessidade de se refazer algum teste.
As pendências deverão ser levantadas sempre em conjunto, entre a comissionadora e
supervisor do fabricante no momento em que forem constatadas e as sugestões de melhorias
deverão ser anotadas na ata de fechamento de comissionamento, não sendo pertinente colocá-
las na lista de pendências.
73
4.1.6 Descrição do Equipamento
O ITC deverá contemplar uma parte de descrição do equipamento, detalhando suas
especificações, características e partes importantes, da mesma maneira como foi descrito para
o transformador elevador da Ilha 1 no item 2.2.3.
4.1.7 Funcionamento do Equipamento
O ITC deverá contemplar uma parte sobre o funcionamento do equipamento,
detalhando os pontos principais de sua operação, da mesma maneira como foi descrito o
transformador elevador da Ilha 1 no item 2.2.4.
4.1.8 Visão Geral do Sistema
Deve-se apresentar um diagrama unifilar ilustrando a interoperação do equipamento.
A Figura 4.2 é um diagrama que apresenta essa visão entre o transformador elevador, GIS15
(Subestação Isolada a Gás) e os serviços auxiliares da UHESA.
15 GIS - Gas-Insulated Switchgear - Subestação isolada a gás SF6 - Sulfur Hexafluoride (Hexafluoreto de Enxofre)
74
Figura 4.2 - Diagrama Unifilar Ilha 1 UHE Santo Antônio – dos Geradores até a GIS
Fonte: Diagrama Unifilar Ilha 1, UHESA (2009) [5].
75
4.1.9 Sequência de Atividades no Transformador Elevador da UHESA
Os ensaios só poderão ser iniciados com a presença do grupo de comissionamento, a
disponibilidade dos equipamentos necessários para sua realização e os instrumentos aferidos e
com certificados de calibração.
4.1.9.1 Pré-requisitos
Os equipamentos/sistemas mencionados a seguir devem estar instalados/prontos para o
funcionamento e em condições de operação, antes do início das atividades de
comissionamento.
• Transformador e seus acessórios - completamente montados.
• Operação de enchimento de óleo isolante do transformador – finalizado.
• Resultados dos ensaios físico-químicos do óleo isolante do transformador e do
comutador com valores aceitáveis. A Figura 4.3 exemplifica como seria um
relatório de ensaio de óleo, contemplando as características, métodos e normas
e valores esperados.
76
Figura 4.3 - Exemplo de um Relatório de Ensaio de Óleo
Fonte: elaborado pelo autor.
• Resultados dos ensaios de gases dissolvidos (cromatografia) no óleo isolante
do equipamento com valores aceitáveis.
• Sistema de monitoramento do transformador – instalado.
• Sistema de malha de terra – pronto.
• Sistema de proteção contra incêndio – pronto.
77
Uma maneira de apresentar os itens das atividades no ITC é mostrada na Tabela 4.1,
pois facilita a verificação.
Tabela 4.1 - Exemplo Tabela Preenchimento da Verificação
Fonte: elaborado pelo autor.
78
4.1.9.1.1 Condição Inicial
Neste item serão abordados os requisitos necessários para que as atividades se iniciem
no equipamento a ser ensaiado.
De acordo com o item 4.1.3, o responsável pela segurança participa das reuniões antes
do início do comissionamento. Esse profissional é a pessoa capacitada para estabelecer as
medidas necessárias para que as atividades sejam realizadas. Durante as reuniões as ações
deverão ser estabelecidas de acordo com o tipo de equipamento, a área do empreendimento, e
a fase de execução do cronograma.
O comissionador deverá verificar se as medidas estabelecidas na reunião e
relacionadas em ata foram providenciadas pela equipe de segurança.
Sinalizações de advertências são, sem dúvidas, umas das principais medidas de
prevenção para os riscos profissionais, uma vez que expõe os perigos e estimula a atenção do
trabalhador. O comissionador deverá verificar se todas elas foram providenciadas.
Proteções contra contatos diretos e indiretos devem ser instaladas, e tem a função de
inibir o contato direto (contado de pessoas ou animais diretamente com parte energizadas de
uma instalação elétrica) e o contato indireto (contato de pessoas ou animais com estruturas
metálicas ou condutores que, acidentalmente tornaram-se energizadas), mantendo a segurança
das pessoas que transitam pelo local ou que não tem acesso autorizado a entrar em uma área
confinada e/ou energizada. O comissionador deverá verificar se elas foram providenciadas.
Outra medida importante antes de começar os testes é a desenergização do
equipamento. Na Figura 4.2 se observa as interligações do transformador TE1 com a GIS e
com os CDG - cubículos dos disjuntores dos geradores 1, 2, 3 e 4. O comissionador deverá
desconectar e aterrar essas conexões para garantir a segurança e evitar as influências
indesejadas, como por exemplo, de cargas armazenadas, que promovam desvios nos
resultados dos ensaios interferindo na realização da atividade.
79
4.1.9.1.2 Inspeção Visual
É uma verificação em um equipamento/sistema buscando checar o seu perfeito estado
de conservação e se a montagem está de acordo com o projeto. É um procedimento que
detecta rapidamente possíveis erros, que poderiam restringir seu funcionamento adequado e a
segurança, normalmente utilizando os sentidos humanos, isto é, sem utilizar instrumentos.
Cada parte deve ser verificada e estar conforme para poder seguir as atividades.
1. Tanque
A inspeção visual do tanque deve contemplar as seguintes atividades:
• Verificar o estado geral da pintura quanto a estragos no transporte e pontos de
oxidação.
• Inspecionar se existem vazamentos de óleo isolante no tanque.
• Verificar se o aterramento foi instalado e se está bem conectado.
• Verificar o funcionamento da válvula de alívio de pressão.
• Inspecionar o funcionamento da válvula de entrada de óleo isolante.
• Verificar o nível de óleo isolante do tanque.
2. Secador de Ar
A inspeção visual do secador de ar deve contemplar as seguintes tarefas:
• Inspecionar se a fixação está firme e correta.
• Verificar a quantidade e o estado da sílica gel.
80
3. Trocador de Calor
A inspeção visual do trocador de calor deve contemplar as seguintes tarefas:
• Verificar o estado geral da pintura quanto a estragos no transporte e pontos de
oxidação.
• Inspecionar se existem vazamentos de óleo isolante nos trocadores de calor.
• Verificar o funcionamento das principais válvulas.
4. Buchas
A inspeção visual das buchas deve contemplar as seguintes atividades:
• Inspecionar o estado das porcelanas, quanto às trincas, fissuras e danos.
• Verificar o aperto das conexões.
• Verificar a derivação capacitiva quanto à oxidação.
5. Comutador de Derivações Sem Tensão (CST)
A inspeção visual do CST deve contemplar as seguintes atividades:
• Verificar a lubrificação do mecanismo de comutação.
• Verificar o funcionamento do indicador de posição.
• Verificar a operação manual do acionamento, principalmente os encaixes dos
contatos fixos e móveis
• Verificar o nível de óleo da caixa de engrenagens
81
6. Cubículo de controle
A inspeção visual do cubículo de controle deve contemplar as seguintes verificações:
• Analisar o estado geral da pintura quanto a estragos no transporte e pontos de
oxidação.
• Inspecionar a vedação das portas.
• Verificar a fixação e estado geral dos componentes.
• Avaliar a identificação dos componentes.
• Verificar o funcionamento do aquecimento interno.
• Inspecionar o funcionamento da iluminação interna.
• Analisar o estado das réguas terminais, da fiação e dos cabos de controle.
7. Ventiladores
A inspeção visual dos ventiladores, seus motores e gaiolas, deve contemplar as
seguintes atividades:
• Verificar o estado geral da pintura quanto a danos no transporte e pontos de
oxidação.
• Inspecionar a fixação e o alinhamento.
• Verificar a lubrificação.
• Analisar a vedação do motor.
• Analisar o estado da fiação do circuito de controle.
• Verificar o aterramento da carcaça do motor.
82
8. Indicador Magnético de Nível de Óleo
A inspeção visual do indicador magnético de nível de óleo deve contemplar as
seguintes atividades:
• Inspecionar a fixação, alinhamento e nivelamento.
• Verificar a vedação.
• Analisar escalas e ponteiros.
• Verificar vidro de proteção.
83
4.1.9.2 Ensaios Pré-operacionais
Com a mesma função da inspeção visual, os ensaios pré-operacionais visam a
detecção de erros a fim de evitar problemas de funcionamento e segurança durante os ensaios
operacionais. Diferentemente da inspeção visual, nesses ensaios é necessário a utilização de
alguns instrumentos para realização das verificações como, por exemplo, o Megger ou o
multímetro.
1. Cabos de Controle – Interligação
Os terminais dos circuitos elétricos de controle do transformador, que estão dentro do
cubículo de controle são interligados ao transformador através de cabos que devem ser
ensaiados, confirmando sua integridade para não ocorrer falhas de funcionamento ou
segurança.
Os ensaios pré-operacionais dos cabos de controle devem contemplar as seguintes
atividades:
• Verificar a continuidade ponto a ponto dos circuitos.
• Verificar a resistência de isolamento.
2. Ventiladores
Os ensaios pré-operacionais dos ventiladores devem contemplar as seguintes tarefas:
• Verificar a resistência de isolamento das bobinas estatoriais dos motores dos
ventiladores.
• Verificar a resistência ôhmica das bobinas dos motores dos ventiladores.
• Verificar o circuito de controle.
• Verificar a presença de ruídos, vibrações e aquecimentos.
84
3. Relés de Proteção (Subtensão, Sobretensão, Sobrecorrente,
Diferencial)
Os ensaios pré-operacionais dos relés de proteção devem contemplar as seguintes
verificações:
• Verificar a calibração e aferição dos relés de proteção.
4. Indicador Magnético de Nível de Óleo, Monitor de temperatura do
Óleo / Enrolamentos e Relé Buchholz
Os ensaios pré-operacionais do indicador magnético de nível de óleo, monitor de
temperatura do óleo e dos enrolamentos e relé Buchholz devem contemplar:
• Analisar a calibração e aferição.
• Verificar o ajuste dos níveis de alarme.
• Constatar a operação dos contatos.
• Verificar os componentes mecânicos.
• Verificar o circuito elétrico.
5. Transformadores de Corrente
Os ensaios pré-operacionais dos TC de bucha devem contemplar as seguintes
atividades:
• Verificar a polaridade.
• Analisar a relação de transformação.
• Avaliar a resistência de isolamento.
• Verificar a resistência ôhmica.
• Levantar a curva de saturação
85
6. Comutadores
Os ensaios pré-operacionais dos comutadores devem contemplar as seguintes
atividades:
• Verificar a operação do comutador de derivações em todas as posições.
• Verificar o dispositivo de bloqueio do mecanismo de acionamento.
• Verificar se os contatos do mecanismo de acionamento e seu dispositivo de
intertravamento se conectam e se desconectam antes de soltar completamente a
trava do dispositivo de bloqueio.
• Inspecionar o circuito de comando elétrico (local e remoto), medindo a resistência
de isolamento da fiação e fazendo um ensaio de operacionalidade. O motor e seu
circuito de alimentação também deverão ser verificados.
86
4.1.9.3 Ensaios Operacionais
Após a conclusão das etapas de inspeção visual e ensaios pré-operacionais, são
iniciados os ensaios operacionais. Esta é uma das principais fases do processo de
comissionamento, na qual se que verifica se os componentes necessários para a operação do
equipamento estão funcionais. Neste item serão detalhados os componentes verificados e seus
respectivos ensaios.
1. Ensaio de Relação de Transformação
Tem como objetivo verificar a relação de transformação do transformador utilizando o
TTR para realizar essas medições.
A medição baseia-se na teoria de que quando um transformador é excitado pelo seu
enrolamento de baixa tensão, a relação de tensão a vazio é, aproximadamente, igual à sua
relação de espiras. O erro da medida, devido apenas à corrente de magnetização, é menor do
que 0,1 %.
O ensaio verifica se houve danos no transporte e confirma que todos os condutores do
comutador de carga, instalados no campo estão conectados corretamente e preencher o
protocolo de teste anexado ao ITC.
Lembrar que o ensaio de relação de transformação deverá ser realizado em todas as
posições do CST. Utilizar como orientação a tabela de conexões do transformador trifásico do
manual do fabricante do transformador.
Deve-se realizar as medições de maneira direta, isto é, com tensão do instrumento
aplicada na média tensão. As ligações dos ensaios são entre a AT e BT1, AT e BT2 e entre
BT1 e BT2, conforme esquema abaixo.
• AT (H1-H2-H3-H0) – BT1 (X1-X2-X3)
• AT (H1-H2-H3-H0) – BT2 (Y1-Y2-Y3)
• BT1 (X1-X2-X3) – BT2 (Y1-Y2-Y3)
87
2. Ensaio de Resistência do Enrolamento
Tem por objetivo verificar a resistência ôhmica dos enrolamentos comparando com os
valores obtidos com os ensaios de aceitação em fábrica a fim de detectar possíveis falhas nos
enrolamentos, e, preencher no protocolo de teste anexado.
Lembrar que ocorre um surto de alta tensão na interrupção da corrente contínua no
final das medições e que, de acordo com a norma IEEE 62:1995 [36], um circuito de descarga
deve ser utilizado.
• Realizar a medição usando uma fonte DC fazendo circular pelo enrolamento uma
corrente < 15% do valor nominal e o sistema de aquisição de dados determina o
valor de tensão e o valor da resistência elétrica do enrolamento.
• AT (H1-H2-H3-H0)
Realizar a medida da resistência entre os terminais H1-H0.
Realizar a medida da resistência entre os terminais H2-H0.
Realizar a medida da resistência entre os terminais H3-H0.
Realizar a medida da resistência média.
Realizar a correção dos valores obtidos para 75ºC.
• BT1 (X1-X2-X3)
Realizar a medida da resistência entre os terminais X1-X2.
Realizar a medida da resistência entre os terminais X2-X3.
Realizar a medida da resistência entre os terminais X3-X1.
Realizar a medida da resistência média.
Realizar a correção dos valores obtidos para 75ºC.
• BT2 (Y1-Y2-Y3)
Realizar a medida da resistência entre os terminais Y1-Y2.
Realizar a medida da resistência entre os terminais Y2-Y3.
Realizar a medida da resistência entre os terminais Y3-Y1.
Realizar a medida da resistência média.
Realizar a correção dos valores obtidos para 75ºC.
88
3. Ensaio de Resistência de Isolamento
Tem por objetivo verificar a integridade da estrutura de isolamento, e, preencher o
protocolo de teste anexado à ITC.
Lembrar que no final de cada teste, todos os terminais devem ser aterrados por um
período suficiente para que a carga acumulada seja reduzida a um nível insignificante. E os
terminais secundários dos transformadores de corrente incorporados (bucha do transformador
de potência) devem ser curto-circuitados e conectados a terra se não estiverem em uso.
• Certificar que as buchas estão limpas e secas.
• Registrar a temperatura do óleo.
• Realizar medições entre os enrolamentos e entre o tanque e os enrolamentos
utilizando o Megger com uma tensão de 5 kV e capacidade de medição de
resistência de isolamento de, no mínimo, 1 MΩ:
H1-H2-H3-H0 – Tanque
X1-X2-X3 – Tanque
Y1-Y2-Y3 – Tanque
H1-H2-H3-H0 – X1-X2-X3 – Tanque
X1-X2-X3 – Y1-Y2-Y3 – Tanque
Y1-Y2-Y3 – H1-H2-H3 – Tanque
H1-H2-H3-H0-X1-X2-X3 – Y1-Y2-Y3
H1-H2-H3-H0-Y1-Y2-Y3 – X1-X2-X3-Tanque
X1-X2-X3-Y1-Y2-Y3 – H1-H2-H3-H0-Tanque
H1-H2-H3-H0-X1-X2-X3-Y1-Y2-Y3 – Tanque
• Realizar medições entre o núcleo e o grampo da bucha do transformador, núcleo e
tanque, grampo da bucha do transformador e tanque utilizando o Megger com uma
tensão de 1 kV e capacidade de medição de resistência de isolamento de, no
mínimo, 1 MΩ.
Núcleo – Grampo16
Núcleo – Tanque
Grampo – Tanque
16 Grampo: acessório que conecta o condutor à bucha.
89
4. Medição do Fator de Potência do Isolamento Elétrico
Tem por objetivo determinar o fator de potência do isolamento do equipamento para
verificar a qualidade do processo de secagem da parte ativa, e, preencher o protocolo de teste
anexado a ITC.
Lembrar que deve ser utilizado instrumento (Doble) com a seleção da tensão adequada
à classe de tensão do enrolamento do transformador que se estiver medindo.
• Calcular o fator de potência entre os enrolamentos e massa, isto é: AT – BT1; AT –
BT2; AT – Terra; BT1 – Terra e BT2 – Terra.
• Calcular o fator de potência das buchas.
• Calcular a capacitância dos isolamentos.
90
5. Ensaio de Resposta em Frequência de Transformadores (FRA)
Tem por objetivo medir a função de transferência e a impedância no terminal das
bobinas, e, preencher o protocolo de testes anexado ao ITC.
Lembrar que o ensaio deve ser realizado antes dos testes com corrente contínua, com o
transformador completamente montado com as buchas e óleo.
• Estabelecer a lista de medições de FRA que serão realizadas.
• Preparar o equipamento de teste para realizar o ensaio (uma prévia calibração é
muito recomendável).
• Instalar as conexões da primeira medição de FRA.
• Verificar as conexões de aterramento do transformador.
• Verificar as instalações de cabeamento.
• Verificar o equipamento de teste.
• Registrar no protocolo a medição da temperatura.
• Definir se os sistemas sob teste estão flutuando ou em curto-circuito.
• Realizar a primeira medição de FRA.
• Verificar nas medições:
A largura da faixa de frequência (recomendada de 10 Hz até 1 MHz).
A forma de onda do sinal injetado (magnitude e fase).
A forma de onda do sinal de resposta (magnitude e fase).
• Iniciar uma nova medição repetindo os passos anteriores de acordo com a lista de
medições estabelecidas.
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6. Ensaio nos Acessórios
Acessórios são partes complementares do transformador que desempenham um papel
relevante nas atividades de controle, comando e operação do equipamento, e seu correto
funcionamento é fundamental para sua segurança e desempenho.
Desta forma devem ser realizados os seguintes ensaios:
• Verificar o funcionamento dos monitores (TM1 e TM2) de temperatura de óleo e
dos enrolamentos.
• Verificar o funcionamento do relé Buchholz.
• Verificar o funcionamento do indicador de nível de óleo.
• Verificar o funcionamento das bombas de circulação de óleo.
Verificar a presença de ruídos, vibrações e aquecimentos
Verificar a resistência de isolamento DC
Verificar o circuito de controle
• Verificar o funcionamento do comutador.
• Verificar o funcionamento dos relés.
• Verificar o funcionamento dos ventiladores.
92
7. Ensaio nos Acessórios de Monitoramento
O ensaio operacional do monitoramento consiste na verificação dos acessórios
responsáveis pelo monitoramento dos parâmetros de operação, comando e controle do
transformador.
Para realizar estes ensaios é necessário simular condições de operação, bem como
eventuais falhas, verificando a resposta dos equipamentos de monitoramento à estes
acontecimentos. Estas simulações são realizadas gerando grandezas que são interpretadas
pelos acessórios de monitoramento acordo com configurações pré-determinadas pelo
fabricante.
Para verificar o monitor de temperatura de enrolamento e óleo, são geradas tensões
simulando os parâmetros que devem ser verificados. São eles:
• Temperatura no tanque na altura do topo do óleo.
• Temperatura no tanque na altura do fundo do óleo.
• Temperatura do ambiente ao sol.
• Temperatura do ambiente à sombra.
• Condição dos trocadores de calor 1, 2, 3, 4 e 5 – ligado.
• Condição dos trocadores de calor 1, 2, 3, 4 e 5 – falha.
• Temperatura do óleo na entrada dos trocadores de calor 1, 2, 3, 4 e 5.
• Temperatura do óleo na saída dos trocadores de calor 1, 2, 3, 4 e 5.
Os seguintes parâmetros são verificados no Relé Buchholz:
• Ensaio de funcionalidade
Verificar se há leitura de Gás
Verificar condição de trip17
Verificar alarme
Os seguintes parâmetros são verificados nas válvulas de alívio de pressão 1 e 2:
• Ensaio de funcionalidade
Verificar condição de trip
Verificar alarme
17 Trip: operação completa de abertura do disjuntor de proteção do transformador por atuação da proteção.
93
• Verificação do circuito elétrico
• Verificação dos componentes mecânicos
Os seguintes parâmetros são verificados no indicador magnético de óleo:
• Ensaio de funcionalidade
• Verificação da operação dos contatos
Nível de óleo – mínimo
Nível de óleo – máximo
4.1.9.4 Pré-energização
Antes da energização do equipamento, é necessário purgar o ar através das válvulas de
sangramento apropriadas, a fim de garantir que não existe ar no transformador e em todos os
compartimentos separados.
4.1.9.5 Conclusão do comissionamento
Após a realização de todas as atividades, devem-se apresentar todos os protocolos de
ensaio devidamente preenchidos e assinados pela comissionadora, supervisor e cliente, assim
como, a lista de pendências devidamente preenchida e assinada por todos.
Se houver alteração, encaminhar os desenhos alterados para a emissão dos desenhos
‘as built’18.
Ao final do comissionamento é realizada uma reunião, com a participação de todos os
envolvidos no processo. Nesta reunião são apresentadas lições aprendidas e eventuais
pendências. Caso existam, estas pendências serão encaminhadas para a equipe responsável.
18 As built: expressão que significa ‘conforme efetivamente executado’.
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5. CONCLUSÃO
O trabalho propôs uma Instrução Técnica de Comissionamento para o transformador
elevador da UHESA, conforme apresentado por VAZ (2010) [33].
Antes do desenvolvimento do trabalho, apresentado no capítulo 4, os fundamentos
teóricos proporcionam, no capítulo 2, uma visão sobre transformadores com um maior
detalhamento sobre o equipamento em estudo, como suas características, construção,
descrição, funcionamento e ensaios utilizados. Dentro do mesmo tópico foi apresentado o
processo de comissionamento, sua definição, as melhores práticas para sua implementação, a
fim de que se obtenha melhores resultados em sua execução.
O objetivo deste trabalho era elaborar um roteiro que pudesse ser utilizado para o
equipamento de estudo, mas que também pudesse ser um ponto de partida para outros
documentos de comissionamento.
Este estudo foi desenvolvido em conformidade com as melhores práticas de
comissionamento, criando um roteiro completo e detalhado para o equipamento de estudo,
mas também apresentando os tópicos de modo que possa ser utilizado como referência para
novas atividades em transformadores elevadores ou como base para construção do roteiro de
diferentes equipamentos. Desta forma, pode-se afirmar que a proposta inicial do trabalho foi
alcançada.
Para trabalhos futuros, indica-se a elaboração de roteiros para outros tipos de
equipamentos, transformadores de corrente, painéis de controle, cubículo de disjuntores por
exemplo, aumentando consideravelmente o número de materiais disponíveis para fontes de
consulta.
95
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