Manutenção profunda

Podem caracterizar-se como actividades de manutenção profunda aquelas que obriguem à abertura do transformador e retirada de quantidade significativa do óleo isolante. Assim, podem enquadrar-se nesse grupo:

• Reparações de avarias internas.

• Substituição de componentes de relevo, como: travessias, regulador em carga, conservador, óleo isolante.

• Operações de tratamento aplicadas ao sistema de isolamento, tais como: secagem dos enrolamentos e filtragem ou regeneração do óleo isolante.

Dado que as avarias são normalmente situações imprevistas, analisadas caso a caso em termos de solução e viabilidade, serão analisadas com maior destaque as actividade que visam o prolongamento da vida útil do equipamento.

4.4.1

Recondicionamento geral

A estratégia de manutenção da REN prevê como medida de prolongamento de vida útil dos transformadores que se encontrem mais degradados e que constituam elementos mais importantes para a rede, a realização de acções de recondicionamento geral, cujas principais operações com impacto no sistema papel-óleo envelhecido são:

• Substituição integral do óleo isolante.

• Secagem da parte activa, por aplicação do método de “hot-oil-spray” sob vácuo.

A par destas operações é realizada uma beneficiação geral da máquina e upgrade de alguns componentes, que envolve nomeadamente [39]:

• Ensaios e/ou substituição de travessias.

• Substituição de conservador por outro com balão, resistente a vácuo.

• Substituição de chaminés com membrana de descarga por válvulas de sobrepressão, termómetros de óleo e enrolamentos obsoletos, relés Buchholz, protecção do regulador e outros acessórios.

• Substituição geral de juntas e válvulas.

• Revisão ou substituição dos armários de comando.

• Tratamento anticorrosivo da cuba.

• Revisão completa do regulador em carga (selector e comutador).

Durante a última década (2001-2010) foram realizados recondicionamentos mais ou menos profundos, com substituição do óleo isolante e secagem da parte activa pelo método de “hot- oil spray” sob vácuo em 40 máquinas, das quais 19 constituem pólos monofásicos (4 deles pólos de reserva). A idade média destes transformadores recondicionados é de cerca 30 anos (o valor mais frequente é de 29 anos).

Os resultados verificados em termos de estabilidade após intervenção são positivos, apresentando-se no próximo capítulo alguns casos exemplificativos da evolução do estado de transformadores recondicionados há 5 ou mais anos, através dos resultados das análises ao óleo isolante.

A estabilidade à oxidação verificada para o óleo novo, após reenchimento, é potenciada pela opção de montagem simultânea de conservador balão e pelo efeito benéfico da secagem na remoção de contaminantes e compostos ácidos presentes nos enrolamentos.

4.4.2

Avaliação de estado

As necessidades de aplicação de processos de manutenção profunda são normalmente detectadas através da avaliação do estado dos materiais isolantes do transformador e da velocidade da sua degradação. De acordo com a experiência verificada na REN, a detecção de

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níveis de envelhecimento verificados a partir de ensaios ao óleo antecede qualquer efeito sob a forma de anomalia detectada por ensaios eléctricos.

Assim, salvo em situações de presença de defeitos eléctricos ou térmicos, os primeiros sinais de envelhecimento, que surgem no transformador, manifestam-se pela degradação do óleo isolante, com sintomas como; cor escura, redução da IFT, aumento da acidez, aumento do teor de água e aumento do factor de dissipação dieléctrica. Através da análise de compostos furânicos é também estimado o envelhecimento do papel isolante.

Estes resultados despertam a necessidade de tomada de decisões a que se associam custos significativos, pelo que se devem direccionar os meios de forma eficiente. Para tal, é essencial ter uma perspectiva global da população, para identificar as unidades mais críticas. Por outro lado, os resultados dos ensaios não podem ser analisados de forma isolada, devendo ser colocados em perspectiva com a tendência verificada, quer na unidade (análise de tendência), quer no conjunto global (análise estatística).

Um diagrama de apoio à decisão de acções de manutenção condicionada, com base nos ensaios ao óleo, de acordo com o proposto em [8], apresenta-se na Fig. 4.22.

Fig. 4.22 Processo de decisão de manutenção condicionada com base em ensaios ao óleo Verifica-se que o processo de recondicionamento, atrás descrito, dá uma resposta abrangente aos problemas detectados no óleo, uma vez que inclui a secagem e substituição do óleo isolante. No entanto, são aqui referidos outros processos de manutenção do óleo

isolante importantes e que devem ser considerados como medidas possíveis complementares aos recondicionamentos descritos.

4.4.3

Tratamento / filtragem do óleo isolante

Normalmente, este processo é realizado com estações de tratamento, que realizam desgaseificação, desumidificação e filtragem do óleo isolante (tratamento físico). Permitem retirar contaminantes do óleo, mantendo-o em boas condições, embora não seja eficaz para reverter efeitos da oxidação e certa contaminação química.

Para que o tratamento de purificação do óleo do transformador seja eficaz é recomendável prever um mínimo de 3 passagens de todo o volume de óleo pela estação de tratamento.

4.4.4

Regeneração do óleo isolante

A regeneração é um processo de tratamento físico-químico do óleo isolante, em que para além dos efeitos referidos para o processo de filtragem, se aplicam reagentes que permitem extrair contaminantes polares e compostos resultantes da degradação do óleo, recuperando as suas propriedades físico-químicas para níveis adequados. Este processo encontra-se descrito detalhadamente nas normas [17] e [40].

É importante ter em consideração que o processo de regeneração também elimina os inibidores antioxidantes do óleo, sejam eles naturais (óleo não inibido) ou sintéticos (óleo inibido), pelo que após aplicação deste processo deve ser prevista a adição de inibidor antioxidante.

Este processo encontra-se amadurecido em diversos países, sendo uma boa opção alternativa à substituição do óleo isolante, mais económica e com ganhos ambientais, minimizando a emissão de resíduos.

4.4.5

Considerações económicas

Uma análise de custo-benefício para acções de recondicionamento, ou outras actividades de manutenção profunda, pode ser baseada numa estimativa da vida útil restante e no do prolongamento desta obtido com tal recondicionamento.

Podem assim ser comparados os valores actuais do capital necessário para substituição do equipamento ao fim de ‘R’ anos (tempo de vida restante) ou ao fim de ‘R+P’ anos (tempo de vida restante, caso seja realizada a intervenção para prolongamento da vida útil) acrescido do valor do recondicionamento, conforme proposto em [41]. Aplicando a fórmula do valor actual, e considerando uma dada taxa de juro, tem-se a seguinte condição de viabilidade do recondicionamento:

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H

+_{1 + M}H

< ∙_{1 + M}H

CRec – custo do recondicionamento

Cnovo – custo da substituição por transformador novo

j – taxa de juros para o período R – tempo de vida restante

P – prolongamento de vida útil devido ao recondicionamento

k – factor de segurança (<1), para compensar aproximações e simplificações do método.

Trata-se de uma forma simplificada, mas prática, de analisar a viabilidade do investimento. Outros factores podem ser introduzidos, nomeadamente a consideração de eventuais diferenças nas perdas do transformador a recondicionar face ao novo.

O efeito provocado pelo recondicionamento num dado instante, em termos de prolongamento da vida útil restante, pode ser observado a partir de um gráfico de relação de DP com o tempo em serviço, como se mostra na Fig. 4.23.

Fig. 4.23 Efeito da manutenção no tempo de vida útil [7]