Média tensão (MT) transformadores de potência são os cavalos de batalha silenciosos das redes de distribuição eléctrica. Operando na gama de 10 kV a 35 kV, servem como ligações críticas entre os sistemas de transmissão de alta tensão e as redes de distribuição de baixa tensão. Embora tenham sido concebidos para décadas de serviço, a sua fiabilidade depende de uma monitorização proactiva, de testes rigorosos e de uma gestão adequada dos activos.
Os testes de rotina não são apenas um requisito regulamentar - são um investimento na continuidade operacional, na longevidade do equipamento e na eficiência do sistema. Um programa de diagnóstico aprofundado ajuda a descobrir defeitos ocultos, a comparar o desempenho com os dados de fábrica e a criar um registo de saúde digital que suporta a manutenção preditiva. Este guia fornece uma estrutura passo-a-passo para engenheiros e técnicos na América do Norte, Europa e outros países, oferecendo as melhores práticas para transformador de média tensão diagnósticos, metodologia de ensaio e registo de dados estruturados.
1. Estabelecimento da base: Configuração do teste do transformador de média tensão
Qualquer programa de diagnóstico bem sucedido começa com uma preparação minuciosa. Uma configuração incorrecta ou um planeamento incompleto podem comprometer a segurança e a precisão do teste.
Tipos essenciais de transformadores
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Monofásico (10-167 kVA): Frequentemente utilizado nas redes de distribuição rurais.
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Trifásico (50-1000 kVA): Norma em sistemas de distribuição industriais e urbanos.
Instrumentos de teste de precisão
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Multi-metro digital (DMM): Verificações de tensão, continuidade e resistência.
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Amperímetro de pinça: Medições de corrente em tempo real sem interromper o circuito.
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Analisador de potência digital: Tensão, corrente, potência real (kW), potência aparente (kVA), fator de potência e distorção harmónica.
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Testador de resistência de isolamento (Megger): Tipicamente classificado a 2,5 kV ou 5 kV para verificações da integridade do isolamento.
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Medidor de resistência do enrolamento: Para avaliar a resistência DC do enrolamento.
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Verificador de ligação à terra: Verifica a conformidade e a segurança da ligação à terra.
Ferramentas de medição térmica e de carga
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Banco de carga resistiva variável: Simula condições de carga controlada.
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Termómetro de infravermelhos / Câmara térmica: Detecta pontos quentes em enrolamentos, casquilhos e terminações.
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Termopares: Monitoriza com precisão as temperaturas do enrolamento e do óleo.
Equipamento de segurança (EPI)
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Vestuário resistente ao arco elétrico, luvas isoladas, botas dieléctricas, protecções faciais e tapetes isolados. Efetuar sempre o teste com a presença de, pelo menos, duas pessoas qualificadas.
2. Teste sem carga (circuito aberto) - Medição das perdas do núcleo
O ensaio em vazio avalia as perdas no ferro (núcleo) devido a histerese e correntes parasitas. Como essas perdas são constantes sempre que o transformador de média tensão é energizado, valores anormais podem indicar problemas como deterioração da laminação ou curtos-circuitos parciais no enrolamento.
Procedimento
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Os enrolamentos secundários permanecem abertos.
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A tensão nominal é aplicada ao enrolamento HV.
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Registar a tensão de entrada, a corrente e a potência com um analisador de potência digital.
Exemplo de registo de dados
| ID do transformador | Data do teste | HV nominal (V) | Tensão nominal (V) | HV medido (V) | Corrente (A) | Potência sem carga (W) | Observações |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ET-500kVA-13,8kV | 2025/8/21 | 13,800 | 480 | 13,800 | 0.55 | 150 | Leitura estável, baixo PF confirma a magnetização do núcleo |
Análise:
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Um aumento súbito das perdas em vazio em comparação com os dados de teste de fábrica indica uma degradação do núcleo ou falhas no isolamento do enrolamento.
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O baixo fator de potência confirma o domínio da magnetização.
3. Teste de carga (curto-circuito) - Avaliação das perdas de cobre e regulação
O ensaio de carga simula condições do mundo real para medir as perdas de cobre (I²R) e a regulação da tensão.
Procedimento
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Ligar o secundário a um banco de cargas resistivas.
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Carregar gradualmente a partir de 25% → 100% de capacidade.
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Em cada incremento, registe a tensão, a corrente e a potência de entrada/saída.
Registo de dados de amostra
| Carga (%) | V_sec (V) | I_sec (A) | Potência de entrada (kW) | Potência de saída (kW) | Eficiência (%) | Regulação da tensão (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 25% | 479 | 240 | 126 | 125 | 99.2 | - |
| 50% | 477 | 480 | 252 | 250 | 99.2 | - |
| 75% | 475 | 720 | 378 | 375 | 99.2 | - |
| 100% | 473 | 960 | 504 | 500 | 99.2 | 1.46 |
Análise:
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Valores de regulação elevados = impedância excessiva.
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Baixa eficiência = potencial curto-circuito, ligações soltas ou má conceção.
Ler mais：Como os transformadores regulam a tensão: Das subestações à sua infraestrutura de energia
4. Teste de resistência de isolamento (IR) e índice de polarização (PI)
A degradação do isolamento é a principal causa de avaria dos transformadores de média tensão. Os testes IR e PI medem a resistência do isolamento e a sua capacidade de polarização ao longo do tempo.
Procedimento
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Desenergizar e ligar à terra todos os enrolamentos.
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Aplicar uma tensão de ensaio de 2,5-5 kV CC com um Megger.
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Registar a resistência a 1 min e a 10 min.
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Calcular PI = R10min / R1min.
Interpretação:
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PI > 2.0: Excelente estado.
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PI 1.0-2.0: Possível contaminação por humidade.
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PI < 1.0: Fraqueza grave do isolamento.
5. Ensaio do rácio de transformação (TTR)
Confirma que o rácio de espiras está de acordo com os dados da placa de identificação e que não existem espiras em curto-circuito ou abertas.
Fórmula:
Desvio >0,5% em relação à placa de identificação = defeito no enrolamento ou ligação incorrecta.
6. Teste de resistência do enrolamento
O teste de resistência DC detecta fios partidos, juntas soltas ou problemas de aquecimento local.
Procedimento
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Utilizar um ohmímetro de baixa resistência.
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Medir cada fase.
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Comparar com os valores de referência da fábrica.
Aviso: Desvio significativo = condutor danificado ou soldadura deficiente.
7. Ensaio de aumento de temperatura - Saúde térmica a longo prazo
Os transformadores de média tensão falham prematuramente quando os sistemas de arrefecimento não funcionam corretamente. Este ensaio valida a conformidade com ANSI/IEEE C57.12 e IEC 60076 normas.
Procedimento
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Operar o transformador de média tensão a plena carga durante ≥6 horas.
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Monitorizar as temperaturas do top-oil e do enrolamento com termopares e imagens IR.
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Assegurar que a subida acima da temperatura ambiente não excede os limites normalizados.
8. Análise de gases dissolvidos (DGA) - Monitorização avançada da condição
Embora nem sempre faça parte dos testes de rotina, o DGA é essencial para transformadores de média tensão em aplicações críticas. Detecta os gases produzidos pela decomposição do óleo devido a arco elétrico, sobreaquecimento ou rutura do isolamento.
Principais gases monitorizados:
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Hidrogénio (H₂): Descargas parciais.
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Metano (CH₄), Etano (C₂H₆), Etileno (C₂H₄): Sobreaquecimento.
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Acetileno (C₂H₂): Arco voltaico severo.
A análise de tendências fornece avisos precoces antes de uma falha catastrófica.
Leia mais:O que acontece quando um transformador explode
9. Registo de dados e gestão de activos digitais
Os ensaios modernos estão incompletos sem um registo de dados estruturado. Os resultados dos ensaios devem ser digitalizados para um software de gestão de activos ou exportados para Folhas de cálculo do Google / Excel para análise de tendências.
Benefícios do registo de dados:
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Cria um impressão digital de cada transformador.
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Permite diagnóstico baseado em tendências em vez de avaliações isoladas.
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Apoios estratégias de manutenção preditiva.
Conclusão - Do diagnóstico à gestão proactiva de activos
Os transformadores de média tensão são activos de elevado valor que exigem cuidados proactivos. Ao combinar testes de rotina, diagnósticos avançados e registo de dados estruturados, as organizações podem:
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Evitar interrupções: Detecte as falhas antes que elas ocorram.
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Otimizar a eficiência: Manter uma eficiência elevada para reduzir as perdas.
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Prolongar a vida útil: Preservar a saúde do transformador de média tensão com a manutenção preditiva.
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Garantir a conformidade: Cumprir os regulamentos de segurança ANSI/IEEE, IEC e locais.
Os nossos produtos de transformadores de energia são concebidos com estes princípios de diagnóstico em mente, sendo submetidos a rigorosos testes de aceitação na fábrica (FAT) e a uma monitorização de rotina das condições para garantir um desempenho fiável em diversos ambientes de rede na América do Norte, Europa e não só.
