Manual de Instruções para Transformadores a Seco WEG: Transporte, Instalação e Manutenção, Esquemas de Eletricidade Básica

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MANUAL

TRANSFORMADORES SECO

ÍNDICE

 - WEG Equipamentos Elétricos S/A – Transmissão e DistribuiçãoManual - 2 de 

• 1. INTRODUÇÃO .........................................................................................................
• 2. INSTRUÇÕES BÁSICAS .........................................................................................
  • 2.1. Instruções Gerais ......................................................................................................
  • 2.2. Fornecimento.............................................................................................................
    • 2.2.1. Local de recebimento .....
    • 2.2.2. Descarregamento e manuseio
    • 2.2.3. Inspeção de recebimento
  • 2.3. Armazenagem ............
• 3. INSTALAÇÃO DE TRANSFORMADORES A SECO ..............................................
  • 3.1. Considerações Gerais...............................................................................................
  • 3.2. Condições Especiais.................................................................................................
  • 3.3. Requisitos Básicos para Instalação .........................................................................
  • 3.4. Altitudes de Operação ............................................................
  • 3.5. Distâncias Necessárias para Operação.
  • 3.6. Ligações................................ ...................
  • 3.7. Proteção e Equipamento de Manobra ...................................................................
  • 3.8. Monitor de Temperatura .........................................................................................
• 4. ENERGIZAÇÃO .....................................................................................................
  • 4.1. Energização de T ransformador para Retificador após Falha do Sistema ..........
• 5. MANUTENÇÃO......................................................................................................
  • 5.1. Inspeções Periódicas..............................................................................................
    • 5.1.1. Registros operacionais................................ ..
    • 5.1.2. Inspeção termográfica ..
    • 5.1.3. Inspeções visuais .........
• ANEXO A – RELE CONTROLADOR TEMPERATURA PCPT 3..................................
• ANEXO B – RELE CONTROLADOR TEMPERATURA PCPT 4..................................
• ANEXO C – RELÉ CONTROLADOR TEMPERATURA PCPU 8 .................................

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2. INSTRUÇÕES BÁSICAS

2.1. Instruções Gerais

Todos que trabalham em instalações elétricas, seja na montagem, operação ou manutenção, deverão ser permanentemente informados e atualizados sobre as normas e prescrições de segurança que regem o serviço, e aconselhados a segui-las. Cabe ao responsável certificar-se, antes do início do trabalho, de que tudo foi devidamente observado e alertar seu pessoal para os perigos inerentes à tarefa proposta. Recomenda-se que estes serviços sejam efetuados por pessoal qualificado. O local de trabalho deve contar com equipamento para combate a incêndios e avisos sobre primeiros socorros, em lugares bem visíveis e acessíveis.

2.2. Fornecimento

Os transformadores depois de testados e liberados, são embalados na fábrica de forma adequada ao seu transporte, garantindo assim o seu perfeito funcionamento. Além disso, devem estar protegidos durante o transporte evitando sua exposição a intempéries. Sua amarração e fixação para o transporte são de responsabilidade do transportador. No recebimento, recomendamos cuidadosa inspeção, verificando se o transformador está devidamente protegido e também a existência de eventuais danos provocados pelo transporte. Caso eles tenham ocorrido, notificar imediatamente o representante WEG mais próximo e a empresa transportadora para que não haja problemas com a empresa seguradora.

Atenção! Indispensável a observação da NR 10 – SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES E SERVIÇOS EM ELETRICIDADE.

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2.2.1. Local de recebimento

Sempre que possível, o transformador deve ser descarregado diretamente sobre sua base definitiva, quando for necessário o descarregamento em local provisório, deve ser verificado se o terreno oferece plenas condições de segurança e distribuição de esforço, bem como se o local é o mais nivelado e limpo possível. É conveniente não retirar a proteção de plástico até que o transformador esteja em seu lugar definitivo, bem como armazená-lo em local abrigado.

2.2.2. Descarregamento e manuseio

Todos os serviços de descarregamento e locomoção do transformador devem ser executados e supervisionados por pessoal especializado e atendendo os cuidados que uma carga de peso significativo requer, obedecendo-se as normas de segurança e utilizando-se os pontos de apoio apropriados. O levantamento ou tração deve ser feito pelos pontos indicados nos desenhos, não devendo utilizar-se outros pontos que, se usados, podem acarretar graves danos ao transformador. Em caso de deslocamento por arraste, o mesmo deverá ser feito sobre as rodas, fornecidas com o transformador, ou base de arraste. A movimentação do transformador com empilhadeira não é recomendada, caso necessário deverá ser feito com os devidos cuidados com relação ao seu posicionamento. Para direcionar o transformador, fazer esforços somente sobre as vigas de prensagem do núcleo ou da base. Importante: Transformadores providos de cubículos (caixas de proteção) não devem ser suspensos por eventuais olhais neles existentes. Remover a tampa do cubículo e içar o transformador sempre pelos olhais das vigas superiores do transformador (internamente ao cubículo). Todos os cuidados devem ser tomados para que não existam esforços em locais inadequados, como nos barramentos e nas bobinas, o que pode causar dano irreversível e comprometer o funcionamento do transformador.

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3. INSTALAÇÃO DE TRANSFORMADORES A SECO

3.1. Considerações Gerais

Os transformadores a seco WEG são projetados de forma a operarem a temperatura ambiente máxima de 40°C e altitude máxima de 1000m.s.n.m, exceto quando diferentemente solicitado. O ambiente de instalação deve ser em um local abrigado com ventilação necessária para a sua correta refrigeração. Embora resistentes, transformadores secos não podem ser diretamente expostos a intempéries (exceto quando há aplicações especiais como por exemplo com caixa IP54). Antes de qualquer providência para montagem do transformador, deve ser verificada a disponibilidade de pessoal qualificado, assim como de equipamentos e ferramentas adequadas. A montagem deve ser executada em conformidade com as normas técnicas específicas para transformadores a seco. Antes da montagem do transformador, deve ser feita uma verificação constando de:

• Inspeção visual quanto ao correto nivelamento da base e a fim de certificar que não ocorreram danos durante o manuseio;
• Fixação correta do transformador à base definitiva;
• Confirmação de que os dados de placa estão compatíveis com a especificação técnica do equipamento;
• Avaliação das conexões de aterramento do transformador.

Atenção! Para o reaperto das conexões elétricas e mecânicas, seguir os passos descritos abaixo. Desta forma, estará garantida a prensagem do núcleo de ferro magnético e o contato das conexões elétricas.

• Reaperto de todas as conexões (ver figura 2):
  1. Afrouxar as porcas internas dos tirantes horizontais superiores;
  2. Reapertar as porcas dos tirantes verticais na armadura superior;
  3. Reapertar as porcas externas e internas dos tirantes horizontais superiores;

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4. Afrouxar as porcas internas dos tirantes horizontais inferiores;
5. Reapertar as porcas externas e internas dos tirantes horizontais inferiores;
6. Reapertar as demais conexões mecânicas (cubículo, rodas, aterramento, etc.);
7. Reapertar todas as conexões elétricas.

Figura 2

Tabela 1 – Torque em parafusos de barramentos para conexão Barramentos de baixa tensão Barramentos de alta tensão BITOLA Classe 5.6 Inox Latão M8 24.0 12 - M10 48.0 (^25 ) M12 84.0 (^42 ) M16 200.0 (^102 ) M20 390.0 (^200 )

Tabela 2 – Torque em parafusos da estrutura do transformador Demais parafusos (fixação da parte -ativa) BITOLA Classe 5.6 Classe 8.8 Inox M8 8 15 12 M10 16 30 25 M12 30 60 42 M16 70 140 102 M20 140 275 200

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transformadores forem dotados de rodas, confirmar que o equipamento esteja apoiado por igual nos pontos de base, a fim de garantir sua estabilidade e evitar deformações. Nas instalações dos transformadores, devem ser considerados cuidadosamente os seguintes fatores:

• Deve haver um espaçamento mínimo de 0,5m entre transformadores e entre estes e paredes ou muros, proporcionando facilidade de acesso para inspeção e ventilação, dependendo, entretanto, das dimensões de projeto e das tensões do transformador;
• O local onde será colocado o transformador deve ser bem ventilado, de maneira a ser assegurada uma ventilação natural apropriada, visto que este é um parâmetro fundamental ao correto funcionamento do transformador a seco. Neste sentido, é importante que as entradas de ar estejam localizadas na parte inferior e as saídas na parede oposta na parte superior com aberturas suficientes para circulação de aproximadamente 2,5m³ de ar por minuto/kW de perda (ver cálculo exemplificado a seguir).

A ventilação adequada na sala do transformador confere ao equipamento vida útil e estabilidade esperadas. Em regime contínuo ou em eventuais sobrecargas momentâneas.

Figura 3

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Como geralmente a ventilação natural não é suficiente, podem-se instalar ventiladores a fim de aumentar o fluxo de ar na sala conforme Figura 4, ou preferencialmente, adotar a climatização da sala onde irá operar o transformador.

Cuidado! Caso seja adotada a climatização da sala elétrica onde se encontra o transformador, não direcionar o equipamento utilizado para climatização diretamente sobre o transformador, evitando desta forma a condensação de água sobre o mesmo. Este contato com a água pode causar a queima do transformador.

Figura 4

Para um cálculo aproximado do tamanho das aberturas ou o fluxo de ar necessário na sala podem-se utilizar as expressões abaixo, tomando como diferença de 15oC de temperatura entre o ar que entra e o ar que sai:

t

t

V P

S S

H

S P

= ×

= ×

= ×

onde:

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Cuidado! Caso o transformador possua cubículo de proteção, não substituir esta caixa por outra, a ventilação pode não ser suficiente para o funcionamento adequado do equipamento.

3.4. Altitudes de Operação

Os transformadores são projetados e construídos conforme as normas aplicáveis, para instalações até 1.000m.s.n.m acima do nível do mar. Em altitudes superiores a 1.000m.s.n.m, o transformador terá sua capacidade reduzida ou necessitará de um sistema de refrigeração mais eficaz. Assim teremos um fator de correção, tendo em vista a redução da rigidez dielétrica do ar com a altitude, conforme tabela a seguir:

Tabela 3 – Correções de rigidez dielétrica do ar para altitudes de 1000m.s.n.m. Altitude (m) Fator de Correção 1000 1, 1200 0, 1500 0, 1800 0, 2100 0, 2400 0, 2700 0, 3000 0, 3600 0, 4200 0, 4500 0, Fonte: NBR - Tabela 5

3.5. Distâncias Necessárias para Operação

Os transformadores devem ser instalados e seus cabos conectados, observando-se as distâncias dielétricas necessárias previstas por norma para cada classe de tensão. Devem estar afastados de paredes, grades, eletrodutos, cabos e

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outros dispositivos conforme os valores especificados na tabela a seguir. Estas distâncias também são importantes a fim de obtermos a ventilação adequada:

Tabela 4 – Espaçamentos externos mínimos para transformadores a seco Classe de Tensão do Equipamento kV

Tensão de Impulso Atmosférico [kV]

Espaçamento Mínimo FASE-TERRA [mm]

Espaçamento Mínimo FASE-FASE [mm] 0,6 ---- 25 25 1,2 ---- 25 25 7,2 40 45 60 60 65 90 15 95 130 160 110 150 200 24,2 125 170 220 150 200 280 150 200 280 36,2 170 240 320 200 300 380

3.6. Ligações

As ligações do transformador devem ser realizadas de acordo com o diagrama de ligações de sua placa de identificação. É importante que se verifique se os dados da placa de identificação estão coerentes com o sistema ao qual o transformador será instalado. As terminações devem ser suficientemente flexíveis a fim de evitar esforços mecânicos causados pela expansão e contração que poderão quebrar os isoladores, quando existentes. Estas terminações admitem consideráveis pesos de condutores, mas devem ser evitadas longas distâncias sem suportes. Os cabos ou barras devem estar corretamente dimensionados e as conexões devidamente apertadas a fim de evitar sobreaquecimento. Transformadores a seco WEG possuem marcação dos terminais conforme normas aplicáveis.

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o Superfície do condutor de cobre: § Cobre nu: limpar, § Cobre com recobrimento de prata, estanho ou níquel: limpar ou limpar e colocar placa de cobre nu ou Cupal. Após limpeza, untar com inibidor.

• Material empregado para a conexão: Todas as peças, porcas, parafusos e arruelas lisas devem ser protegidos contra corrosão.
• Pressão de contato: Os parafusos devem de preferência, ser apertados com uma chave com um dinamômetro ou chave limitadora de torque, para se obter uma distribuição uniforme de pressão contato. É recomendado realizar um reaperto dos parafusos após algumas semanas de uso, a fim de equalizar eventuais acomodações (ver Tabela 1 deste manual).

3.7. Proteção e Equipamento de Manobra

Os transformadores devem ser protegidos contra sobrecargas, curto-circuito e surtos de tensão através de chaves fusíveis, disjuntores, seccionadores, pára-raios, etc., que deverão ser adequadamente dimensionados para serem coordenados com o transformador e testados antes de fazer as conexões.

3.8. Monitor de Temperatura

Caso a alimentação do monitor de temperatura seja feita com uma das próprias fases do transformador, deve-se utilizar a fase adjacente ao monitor, ou seja, se o monitor está instalado ao lado da fase 1, a alimentação deverá ser com a fase 1 do transformador. Caso contrário, ocorrerá a queima do monitor de temperatura.

O sistema de proteção térmica protegerá o transformador quando este estiver por qualquer razão superaquecendo. Verifique a alimentação e o funcionamento antes da energização.

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4. ENERGIZAÇÃO

A energização do transformador deverá ser feita após a verificação dos itens relacionados a seguir:

• Verificar se as tensões informadas na placa de identificação estão de acordo com as previstas para o local;
• Para a operação de transformadores em paralelo, verificar se a ligação está com a polaridade correta;
• Verificar se as conexões dos cabos ou barras estão corretamente ligadas e posicionadas de forma adequada;
• Verificar as ligações no painel de mudança de derivações. Devem estar firmes e na mesma posição nas três fases;
• Se o aterramento está corretamente conectado ao parafuso previsto para esta finalidade, além de verificar se o aterramento foi executado em local previsto no projeto e mostrado no desenho;
• Para transformadores com dispositivo de proteção térmica, conferir a ligação do circuito, notando se a tensão está de acordo e se os contatos de alarme e desligamento estão ligados aos respectivos circuitos;
• Verificar se não existe materiais, equipamentos ou outras impurezas sobre o transformador, entre as bobinas ou impedindo a ventilação nos canais de resfriamento. A limpeza deverá ser feita conforme item 5.2 deste manual;
• Sempre é recomendável fazer uma verificação da resistência do isolamento, fazendo medições entre os enrolamentos de alta e baixa tensão e dos enrolamentos contra a terra. Feitas estas verificações, o transformador deve ser conectado ao sistema. A tensão deverá ser aplicada com o transformador à vazio e medida no secundário para checar a correspondente saída. Operações em tensões acima da nominal podem causar a saturação e aumento significativo das perdas. Podendo resultar em superaquecimento e níveis de ruído acima do normalizado. A carga deve ser aplicada progressivamente até a potência nominal.

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5. MANUTENÇÃO

Sendo uma das grandes vantagens deste tipo de transformador, os transformadores a seco WEG necessitam de pouca manutenção. Contudo, é necessário fazer um acompanhamento constante a fim de se evitar problemas como acúmulo de poeira e outras impurezas, (o que pode causar perda na capacidade de refrigeração e consequente perda de potência), deformações de sua estrutura e condições das conexões elétricas, entre outras. Itens de manutenção recomendados pela WEG:

1. Inspeção visual do local;
2. Limpeza conforme especificado a seguir no item 5.2, verificação de entradas e saídas de ar;
3. Verificar se não houve sobreaquecimento nos terminais de ligação;
4. Verificar o funcionamento do conjunto de proteção térmica;
5. Verificação da pressão nos contatos dos terminais e painel de comutação;
6. Verificar se o aterramento está corretamente conectado aos terminais previstos.

A limpeza do transformador e do ambiente onde este se encontra são indispensáveis para o correto funcionamento do mesmo, devendo fazer parte dos itens de verificação durante a manutenção periódica.

5.1. Inspeções Periódicas

5.1.1. Registros operacionais

Os registros operacionais devem ser obtidos através das leituras dos instrumentos indicadores, das ocorrências extraordinári as relacionadas com o transformador, bem como todo evento relacionado, ou não, com a operação do sistema elétrico que possa afetar o desempenho e/ou características intrínsecas do transformador. É recomendável a leitura diária dos indicadores de temperatura (anotar

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temperatura ambiente), carga e tensão do transformador a seco enquanto este estiver energizado.

5.1.2. Inspeção termográfica

Estas inspeções devem ser realizadas periodicamente nas instalações, objetivando, principalmente, detectar aquecimento anormal nos conectores.

5.1.3. Inspeções visuais

Devem ser feitas inspeções visuais periódicas, seguindo-se um roteiro previamente estabelecido, que deve abranger todos os pontos a serem observados. Alguns defeitos normalmente ocorridos podem ser relacionados com sua sugerida solução.

Tabela 5 – Causas de defeitos e correções ITEM ANORMALIDADES CAUSA PROVÁVE L CORREÇÃO

1

Sobreaquecimento nos terminais AT, BT e pontos de conexão e painel de comutação.

Mau contato. Limpeza de áreas de contatos.Reapertar porcas e parafusos.

Sobrecarga acima do previsto. Diminuir carga. Aumentar a refrigeração.

Circulação de ar de refrigeração insuficiente.

Limpar canais de ar de refrigeração do transformador. Verificar dutos e aberturas para circulação de ar de refrigeração quanto ao dimensionamento e às obstruções.

2 Sobreaquecimento dotransformador

Temperatura do ar de refrigeração acima da temperatura prevista.

Diminuir carga. Aumentar a circ ulação de ar da refrigeração. 3 Atuação do relé deproteção (alarme e/ou Sobreaquecimento doTransformador. Conforme item 2.