Solução de Transformador de Potência: Estratégia de Dupla Melhoria Baseada na Otimização do Material de Isolamento e Gestão da Qualidade do Óleo

I. Desafios e Objetivos Principais

• Desafios: Durante a operação a longo prazo, os transformadores de transmissão enfrentam dois problemas principais: o envelhecimento do material de isolamento (que leva a uma redução da resistência ao isolamento e à diminuição da resistência térmica) e a degradação do óleo do transformador (aumento do teor de umidade, acúmulo de impurezas, aumento do número ácido, etc.), que ameaçam a segurança e a vida útil do equipamento.
• Objetivos: Através da atualização de materiais e do reforço da gestão, melhorar significativamente a estabilidade do desempenho do isolamento, inibir o processo de degradação do óleo e, em última análise, alcançar uma maior confiabilidade operacional do transformador, reduzir os custos de manutenção e prolongar a vida útil.

II. Descrição Detalhada da Solução

1. Otimização do Desempenho do Material de Isolamento
• Adoção de Materiais Base de Alta Performance:
• Papelão: Selecionar novos papéis isolantes à base de celulose (como o T-UPS otimizado) ou materiais isolantes de fibras sintéticas (por exemplo, fibras de poliarilamida como Nomex) com excelente estabilidade térmica (por exemplo, classificação térmica H ou superior) e capacidades anti-envelhecimento. Em comparação com os materiais tradicionais, eles mantêm melhor a força mecânica e o desempenho elétrico sob impactos de corrente de curto-circuito e condições de operação de alta temperatura.
• Óleo Isolante: Utilizar óleos minerais refinados de alta performance ou óleos isolantes de ésteres sintéticos. Os óleos refinados apresentam menor teor de enxofre e maior resistência à oxidação; os ésteres sintéticos oferecem vantagens significativas, incluindo excelente biodegradabilidade, ponto de fulgor ultra-alto e baixa higroscopicidade, tornando-os particularmente adequados para ambientes rigorosos ou cenários com requisitos elevados de segurança contra incêndios.
• Melhoria no Design Estrutural:
• Otimização Estrutural: Realizar um design refinado (por exemplo, simulação para otimizar a distribuição do campo elétrico) para componentes-chave, como barreiras de isolamento, anéis de ângulo e espaçadores, garantindo uma espessura uniforme da camada de isolamento sem pontos fracos ou concentrações de tensões estruturais.
• Controle de Processo: Implementar rigorosamente processos de impregnação a vácuo durante a fabricação e montagem para garantir a saturação completa do papel isolante, eliminando defeitos internos como bolhas e vazios, melhorando assim a força total do isolamento e a consistência do desempenho dielétrico.
2. Melhoria na Gestão Compreensiva da Qualidade do Óleo
• Monitorização e Manutenção Dinâmicas:
• Testes Regulares de Óleo: Estabelecer procedimentos de teste offline científicos (por exemplo, conforme GB/T 7595/IEC 60422), monitorizando parâmetros rotineiros, incluindo tensão de ruptura, teor de água microscópico, fator de dissipação dielétrica (tan δ), número ácido, análise de gases dissolvidos (DGA), etc. Implementar uma resposta rápida a indicadores anormais.
• Tecnologia de Monitorização Online: Implementar dispositivos de monitorização online para parâmetros como teor de umidade do óleo, gases dissolvidos e contagem de micropartículas, permitindo a visualização em tempo real da condição do óleo e a transição de manutenção baseada no tempo para manutenção baseada na condição.
• Estratégias de Manutenção Eficientes:
• Purificação e Regeneração: Utilizar unidades de processamento de óleo a vácuo (incorporando módulos eficientes de desidratação, degaseificação e filtração precisa) para filtragem periódica do óleo, removendo umidade, gases e contaminantes sólidos. Para óleos com número ácido ou tan δ excessivo, mas envelhecimento relativamente leve, utilizar regeneração por adsorção (por exemplo, tratamento com peneira molecular, gel de sílica) ou tecnologia de purificador de óleo termossifão para restaurar o desempenho e prolongar os intervalos de troca de óleo.
• Substituição Científica de Óleo: Executar rigorosamente os procedimentos de substituição de óleo conforme as especificações quando a degradação do óleo for severa ou os subprodutos do envelhecimento não puderem ser removidos efetivamente. Garantir que o novo óleo atenda aos padrões antes da injeção e controlar rigorosamente a poeira e a umidade durante o processo de substituição.
• Selagem do Óleo e Proteção Ambiental:
• Atualização da Selagem: Substituir materiais tradicionais por vedantes resistentes ao envelhecimento, como EPDM (Etileno Propileno Diene Monômero) ou fluoroelastômeros, otimizando o design da estrutura de vedação para interfaces como flanges, válvulas e terminais. Para transformadores grandes, equipar com tanques conservadores tipo sino (com tecnologia de dupla vedação) para compensar as mudanças no volume de óleo, manter pressão positiva e isolar completamente contra a intrusão de ar e umidade externa.
• Controle Ambiental: Instalar respiradores dessecantes de alta eficiência (utilizando gel de sílica/alumina ativada) nos bocais dos tanques e inspecionar/substituir regularmente o dessecante para garantir que não haja entrada de umidade durante a respiração. Manter as salas de transformadores/poços de óleo secos e limpos.

III. Benefícios e Vantagens da Implementação

• Benefícios Diretos: Reduzir significativamente a taxa de envelhecimento do sistema de isolamento, mantendo uma resistência de isolamento alta e estável; reduzir drasticamente as perdas dielétricas e os riscos de superaquecimento local causados pela degradação do óleo; suprimir eficazmente o desenvolvimento de falhas latentes internas (por exemplo, infiltração de umidade, descargas de impurezas).
• Valor a Longo Prazo:
• Confiabilidade Aumentada: Reduzir substancialmente as taxas de interrupções não planejadas causadas por problemas de isolamento ou qualidade do óleo, garantindo a capacidade contínua de fornecimento de energia à rede.
• Eficiência Econômica Otimizada: Prolongar os intervalos de grande manutenção e troca de óleo, reduzindo o consumo de recursos de manutenção; adiar significativamente a necessidade de grandes reformas ou substituições (aumentando o valor do ciclo de vida).
• Vida Útil Prolongada: Medidas abrangentes retardam eficazmente o envelhecimento de componentes críticos, permitindo que os transformadores atinjam ou excedam a vida útil projetada (prolongando a vida útil em 5 a 15 anos, dependendo das condições de operação).
• Conformidade com Segurança: Atender aos requisitos obrigatórios de desempenho do isolamento e gestão da qualidade do óleo estipulados nas regulamentações de testes preventivos de equipamentos elétricos e leis ambientais.

IV. Garantia de Qualidade e Implementação

• Seleção Rígida de Fornecedores: Adquirir materiais-chave (papel isolante, óleo, vedantes) de marcas de topo que possuam certificações autoritárias (UL, VDE, CESI, etc.).
• Procedimentos Operacionais Padrão (SOP): Desenvolver especificações operacionais detalhadas para o manuseio do isolamento, enchimento a vácuo do óleo, instalação de vedantes e amostragem/teste de óleo, com aplicação obrigatória de treinamento.
• Suporte de Plataforma Digital: Utilizar sistemas de gestão de dados de monitorização de condições para análise de tendências, possibilitando o suporte à tomada de decisões de manutenção preditiva.
• Consultoria de Especialistas: Oferecer serviços técnicos profissionais de ciclo completo, desde a personalização da solução até a orientação no local.