中文简体Transformadores imersos de óleo são a espinha dorsal das redes de transmissão e distribuição de energia elétrica em todo o mundo. Enquanto o núcleo e os enrolamentos executam a tarefa fundamental da transformação de tensão, o líquido dielétrico circundante-óleo mineral ou alternativas cada vez mais inflamáveis-desempenha vários papéis indispensáveis críticos para a operação, longevidade e segurança do transformador. A compreensão dessas funções destaca por que o petróleo não é apenas um preenchimento, mas um componente essencial.
Isolamento elétrico:
Função do núcleo: o papel principal do óleo do transformador é atuar como um isolador elétrico. As altas tensões presentes no transformador exigem isolamento robusto entre os próprios enrolamentos, entre os enrolamentos e o núcleo fundamentado e entre os enrolamentos e o tanque do transformador.
Resistência dielétrica: o óleo do transformador possui uma alta resistência dielétrica, significativamente maior que o ar. Essa propriedade impede o arco ou o flowover elétrico entre os componentes que operam em diferentes potenciais, o que pode causar falha catastrófica. O óleo preenche os espaços entre isolamento sólido (papel, prancha de prensa) e condutores, eliminando os bolsos de ar que podem levar a descargas parciais.
Dissipação de calor (resfriamento):
Morto absorvente: durante a operação, as perdas elétricas (perdas de i2R nos enrolamentos, perdas de núcleo) geram calor considerável dentro do transformador.
Transferência de calor: O óleo atua como um líquido de arrefecimento altamente eficaz. Ele circula naturalmente (ou através de bombas em unidades maiores) devido a correntes de convecção. À medida que o óleo flui sobre o núcleo aquecido e os enrolamentos, ele absorve o calor.
Rejeição do calor: O óleo aquecido se move em direção às superfícies de resfriamento do transformador - normalmente radiadores ou barbatanas de resfriamento. Aqui, o calor é dissipado no ar ambiente circundante. Esse ciclo contínuo mantém a temperatura operacional interna do transformador dentro dos limites de projeto seguro, impedindo a degradação térmica do isolamento sólido (que falharia rapidamente se superaquecido). O resfriamento eficiente afeta diretamente a capacidade de carga e a vida útil do transformador.
Proteção contra oxidação e umidade:
Função da barreira: o óleo cria uma barreira entre os componentes internos do transformador (principalmente o isolamento de papel de celulose e os enrolamentos/núcleo de metal) e oxigênio atmosférico.
Prevenção da oxidação: minimizar a exposição ao oxigênio diminui significativamente o processo de oxidação e envelhecimento do próprio óleo e, crucialmente, do isolamento da celulose. A oxidação degrada as propriedades de isolamento ao longo do tempo.
Controle de umidade: Enquanto o petróleo é inerentemente higroscópico (absorve a umidade), um volume de óleo bem conservado ajuda a impedir que a umidade atmosférica se condense e degradasse diretamente o isolamento sólido crítico. A umidade em isolamento sólido reduz drasticamente sua força dielétrica e acelera o envelhecimento.
Supressão de arco (condição de falha):
Mitigação de falhas internas: No evento infeliz de uma falha elétrica interna (por exemplo, um curto -circuito), o óleo desempenha um papel vital na extinção do arco resultante. Enquanto o arco é extremamente prejudicial, o óleo ajuda a desartizar rapidamente o caminho do arco e extingui-lo, impedindo que a falha aumente incontrolavelmente imediatamente. Essa contenção compra tempo crítico para os relés de proteção operarem e isolarem o transformador.
Monitoramento de Condições:
Médio de diagnóstico: o óleo do transformador serve como uma valiosa ferramenta de diagnóstico. Com o tempo, dissolve gases produzidos por processos normais de envelhecimento e, mais importante, por condições anormais, como superaquecimento, descargas parciais ou arco.
Análise de gases dissolvidos (DGA): A amostragem regular e a análise dos gases dissolvidos no óleo (DGA) é um método primário para avaliar a saúde interna de um transformador imerso de óleo. Gases específicos e concentrações podem indicar o tipo e a gravidade do desenvolvimento de problemas, permitindo a manutenção preditiva antes que ocorra uma grande falha.
O óleo em um transformador imerso em óleo está longe de ser inerte. É um fluido de engenharia multifuncional crítico para uma operação segura e confiável. Sua alta resistência dielétrica garante a integridade elétrica, sua capacidade eficiente de transferência de calor impede o superaquecimento perigoso e fornece proteção essencial contra a degradação ambiental. Além disso, atua como uma primeira linha de defesa durante falhas internas e serve como um indicador inestimável da condição interna do transformador. Sem essas funções vitais executadas pelo petróleo, a operação confiável e de longo prazo de transformadores de alta potência que sustentam nossa grade elétrica seria impossível. Alternativas como transformadores do tipo seco existem para aplicações específicas, mas para os requisitos exigentes de transformação de alta capacidade e transformação de potência de alta capacidade, os desenhos imersos de óleo permanecem dominantes, em grande parte devido aos benefícios exclusivos fornecidos pelo óleo dielétrico.
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