Por Rafael Bruns
Mestre em Engenharia Elétrica com foco em Sistemas Elétricos de Potência | Engenheiro Eletricista | Técnico em Investigação de Incêndios IAAI-FIT
As análises de Gases Dissolvidos em Óleo Isolante são amplamente utilizadas para análise de falhas em transformadores isolados a óleo. Tendo em vista que por meio de ensaios não invasivos, onde é coleta uma pequena parcela do óleo isolante e comparada com a amostra anterior, é possível analisar a saúde do equipamento.
Neste campo há vários métodos propostos para análise critica dos gases gerados dentro dos equipamentos elétricos, sendo os principais elencados a seguir:
Comparativo entre os métodos de análise de falhas em transformadores por meio da análise de óleo isolante
É importante ressaltar que há diferentes gases gerados em diferentes temperaturas no óleo isolante dos transformadores, por este motivo a análise da geração de gases é uma análise tecnicamente eficaz, conforme demonstramos a seguir
Temperatura em que os gases são gerados no óleo isolante e tipos de danos
Portanto, o autor elaborou uma planilha com interface amigável e de fácil preenchimento no intuito de facilitar a análise dos gases, onde o usuário apenas preenche os dados das duas últimas análises cromatográficas e por fim realiza a análise técnica dos resultados detalhados na planilha, conforme detalhamos a seguir:
Interface de preenchimento da planilha eletrônica
CIGRE Analisys
A planilha apresenta duas análises distintas aos usuários, inicialmente é apresentada a análise dos gases por meio gráfico do CIGRE Analisys, onde indica qual o estado do equipamento testado, mas não há detalhamento do tipo de danos, conforme detalhado a seguir:
Limites pré-estabelecidos
Detalhamento gráfico da quantidade de Etileno
Detalhamento gráfico da quantidade de Etano
Detalhamento gráfico da quantidade de Metano
Detalhamento gráfico da quantidade de Acetileno
Detalhamento gráfico da quantidade de Hidrogênio
Detalhamento gráfico da quantidade Monóxido de Carbono
Detalhamento gráfico da quantidade de Dióxido de Carbono
Triângulos e pentágonos de Duval
A planilha também apresenta a análise mais refinada, indicando as possíveis falhas, por meio dos triângulos e pentágonos de Duval, onde é necessário que exista uma taxa mínima de crescimento de gases entre uma análise e outra para o método de Duval ser satisfeito, conforme detalhamos.
Para utilizar o triângulo de Duval: Existem limites mínimos para que o método seja aplicado. A concentração de gases gerados pelas falhas incipientes, deve ser, para pelo menos um dos gases, igual ou superior aos limites L1 e a taxa de geração de gás ser igual ou superior a G1 (ppm/mês), conforme detalhado a seguir:
Taxa mínima de geração para análise pelo método de Duval
Se o interesse for apenas nos seis tipos básicos de falhas em C.1 e por falhas simples, a exibição dos pontos DGA seria feita usando o Pentágono 1 ou Triângulo 1, conforme segue:
Triângulo 1
Pentágono 1
Se também houver interesse nos subtipos adicionais de falhas em C.2, o Pentágono 2 e os Triângulos 4 ou 5 devem ser usados, conforme segue:
Triângulo 4
Triângulo 5
Pentágono 2
Quando a detecção de misturas de falhas é desejada, o diagnóstico fornecido pelos pentágonos e pelos triângulos pode ser comparado. Se eles não concordarem, isso pode ser uma indicação de múltiplas falhas. Use valores subtraídos (delta) conforme indicado em D.6 para identificar melhor essas falhas múltiplas.
Triângulo 2 é utilizado para análise de falhas de comutadores sob carga, conforme segue:
Triângulo 2
Já os Triângulos 3 são para análise em outros tipos de óleo sendo eles:
– Óleo de silicone
– Midel
– Éster Sintético;
– FR3 – Óleo Vegetal
– BioTemp – Óleo Vegetal.
A seguir, detalhamos os vários triângulos 3:
Triângulo 3 para Silicone
Triângulo 3 para Midel
Triângulo 3 para FR3
Triângulo 3 para Biotemp
Desta forma, por meio do posicionamento automático no ponto vermelho dentro das formas geométricas nomeadas, é possível analisar a tabela de resultados e extrair boas conclusões, conforme detalhamos a seguir:
Tabela para análise dos dados colhidos por meio do posicionamento do ponto de análises dentro das formas geométricas propostas por Duval
Portanto, a presente planilha apresenta uma metodologia rápida análise preliminar de danos em transformadores por meio da Análise dos Gases Dissolvidos no Óleo Isolante.
Caso você tenha interesse em receber a planilha eletrônica por meio de cortesia profissional, por gentileza deixar o e-mail nos comentários que iremos lhe enviar.
Bibliografia:
IEEE Guide for the Interpretation of Gases Generated in Mineral Oil-Immersed Transformers, in IEEE Std C57.104-2019 (Revision of IEEE Std C57.104-2008) , vol., no., pp.1-98, 1 Nov. 2019, doi: 10.1109/IEEESTD.2019.8890040.
Advances in DGA interpretation, D1/A2 Tecnical Brochure, Refenre 771, 2019
DUVAL, Michel; LAMARRE, Laurent. The duval pentagon-a new complementary tool for the interpretation of dissolved gas analysis in transformers. IEEE Electrical Insulation Magazine, v. 30, n. 6, p. 9-12, 2014.
Duval, Michael. “Dissolved Gas Analysis and the Duval Triangle By.” (2006).
DUVAL, Michel. The duval triangle for load tap changers, non-mineral oils and low temperature faults in transformers. IEEE Electrical Insulation Magazine, v. 24, n. 6, p. 22-29, 2008.
DUVAL, Michel. A review of faults detectable by gas-in-oil analysis in transformers. IEEE Electrical Insulation Magazine, v. 18, n. 3, p. 8-17, 2002.
Bhaba P. Das. Demystifying online DGA monitor specification. 2020. Transformers Magazine, Special Edition: Digitalization, 2020.
BUSTAMANTE, Sergio et al. A Methodology for the Calculation of Typical Gas Concentration Values and Sampling Intervals in the Power Transformers of a Distribution System Operator. Energies, v. 13, n. 22, p. 5891, 2020.
ANTUNES, Harison Araujo et al. Metodologia de acompanhamento e identificação de falha em transformadores (MAIFT): contribuição da identificação da causa raiz aliada à manutenção preditiva. 2020.
CAMPOS FILHO, José Siqueira. Método do triângulo de Duval para análise dos óleos isolantes silicone e éster natural. 2017. Trabalho de Conclusão de Curso. Universidade Tecnológica Federal do Paraná.
BARBOSA, Thales Mendes. Desenvolvimento de aplicativo baseado no método de Duval para análise de gases em transformadores. 2016. Trabalho de Conclusão de Curso. Universidade Tecnológica Federal do Paraná.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7274: Interpretação da análise dos gases de transformadores em serviço. Rio de Janeiro, 2012.
