Metodologia para medição de resposta em frequência em transformador energizado

Abstract

Resumo: Os transformadores de potência são equipamentos de grande importância para o sistema elétrico. Possuem elevado custo e são fundamentais para confiabilidade do sistema, pois é por estes que passa toda a energia fornecida para os centros de carga. Muitas falhas ocorrem nesses transformadores devido a solicitações do sistema, levando o equipamento a uma redução do seu tempo de vida ou ainda a falhas diretas, culminando muitas vezes com a falta de fornecimento de energia elétrica. Diante desse cenário, diversas técnicas de diagnóstico têm sido desenvolvidas ao longo das últimas décadas. Uma tendência na área de diagnóstico em transformadores são as técnicas que podem ser aplicadas em transformadores de potência energizados (conhecidas como on-line). Nessa dissertação, são avaliadas as técnicas de Análise de Resposta em Frequência, com atenção especial ao método de varredura de frequência, conhecido como SFRA (Sweep Frequency Response Analysis), A principal contribuição deste trabalho é a proposta de uma metodologia para aplicação do FRA on-line com implementação do método de varredura de frequência. Para isso utiliza-se a derivação capacitiva (tap) de buchas condensivas em transformadores de potência considerando vantagens, desvantagem e demais particularidade da ferramenta de diagnóstico. Finalmente são comparadas as configurações de medição de SFRA on-line em diferentes condições de carga do transformador. A metodologia proposta do SFRA on-line é aplicada em um estudo de caso de um transformador de potência de 6 MVA e 72 kV.

Abstract: The power transformers are equipment of great importance for the power system. They have high cost and also are very important to the system reliability; all the energy supplied to the load centers goes through these transformers. However, many problems may occur in the transformers due to the interaction of them with the electrical system leading to a reduction in the equipment lifetime or the direct failure and often culminating with power outages. Up this background several diagnostic techniques have been developed over the past decades. Therefore, a trend in the power system is the diagnosis in transformers which are techniques that can be applied to energized power transformers (known as online techniques). In this dissertation, are evaluated techniques of Frequency Response Analysis with special attention to the frequency's sweeping method known as SFRA (Sweep Frequency Response Analysis). The main contribution of this work is to propose a methodology for application of the FRA on-line with implementation of the frequency's sweeping method. For this application we use the capacitive shunt (tap) of capacitive bushings for power transformers considering advantages, disadvantage and other particularity from the diagnostic tool. Finally the measurement settings of SFRA online are compared at different load conditions of the transformer. The proposed methodology SFRA online is applied in a case study of a 6 MVA - 72 kV power transformer.