PRINCÍPIOS GERAIS DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA DE POSTOS DE TRANSFORMAÇÃO

 

  1. INTRODUÇÃO

A existência de um plano de manutenção preventiva das instalações eléctricas, com tarefas bem definidas, e o seu cumprimento rigoroso, designadamente dos Postos de Transformação MT/BT[1] (PT), tema que constitui o objectivo deste documento, quer sejam de serviço público quer sejam do Cliente ou privados, é uma ferramenta indispensável para os concessionários das redes de distribuição de energia eléctrica e para os proprietários dos PT para garantir que a vida útil dos equipamentos não diminua e para minimizar falhas imprevistas nesses equipamentos.

O problema da manutenção dos PT será abordado não só de forma global, mas também serão analisadas as especificidades de alguns equipamentos e sistemas, designadamente os transformador de potência.

Relembre-se que os pricipais equipamentos que constituem um PT são:

  • Equipamento de Média Tensão (disjuntores, seccionadores, interruptores, que podem ser associados a fusíveis, transformadores de medida e descarregadores de sobretensões – estes apenas nos PT aéreos e de cabina alta), com isolamento e corte no ar ou instalados num Quadro de Média Tensão (QMT).
  • Transformadores de potência MT/BT.
  • Quadro Geral de Baixa Tensão (QGBT).
  • Terras de serviço e de protecção.
  1. FREQUÊNCIA DAS OPERAÇÕES DE MANUTENÇÃO

De acordo com o Anexo B da Norma ANSI/NETA[2] MTS-2007, a frequência das operações de manutenção é determinada pelo estado do equipamento e pelos requisitos de confiabilidade dos equipamentos

Na Tabela 1 representa-se o coeficiente a aplicar à frequência standard de manutenção aconselhadas pela norma referida.

Tabela 1 – Matriz de frequência de manutenção

Tabela 2 – Valores standard da frequência de inspecção e manutenção, em meses, dos equipamentos do PT

3. PRÁTICA CORRENTE DE MANUTENÇÃO DOS PT DE SERVIÇO PÚBLICO

A frequência da manutenção dos PT de serviço público é definida pelas concessionárias da distribuição de energia eléctrica BT, em função do grau de criticidade de cada PT.

Algumas concessionárias consideram três graus de criticidadeA, B e C (por ordem decrescente) – e dois tipos de intervenção – Inspecção Geral (PT em cabina e aéreos) e Manutenção Integrada (apenas para PT em cabina), que integram o que a EDP designa por Manutenção Preventiva Sistemática (MPS).

Recorde-se que a construção de PT de cabina alta e de cabina baixa com equipamento MT de isolamento no ar foi abandonada, construindo-se actualmente apenas PT de cabina baixa ou pré-fabricados, com QMT, constituídos por celas blindadas modulares, de fabrico normalizado, com isolamento no ar, ou isolamento integral em SF6, dos tipos “Metal-Enclosed” e RMU (“Ring Main Unit”), sendo este tipo de QMT uma unidade compacta e totalmente isolada a SF6.

Relembre-se também que as potências máximas instaladas nos PT de serviço público são habitualmente:

  • PT em cabina alta e PT em cabina baixa com equipamento MT de isolamento no ar: 1×400 kVA ou 1×630 kVA.
  • PT em cabina baixa ou pré-fabricado: 1×630-800 kVA ou 2×630-800 kVA.
  • PT aéreos do tipo AI-1: 1×250 kVA.
  • PT aéreos dos tipos A e AS: 1×100 kVA.

Postos estes considerandos, na Tabela 3 indica-se a frequência das operações de manutenção de serviço público, em anos, de acordo com o grau de criticidade do PT.

Tabela 3 – Frequência de manutenção dos PT de serviço público

Como se pode constatar esta frequência das operações de manutenção é superior à indicada na referida Norma ANSI/NETA.

Pode considerar-se que esta frequência das operações de manutenção, sem prejuízo das vistorias obrigatórias referidas anteriormente, pode ser utilizada para PT Cliente e/ou Privados com potência até 800-1250 kVA. Para potências superiores é recomendável que a manutenção geral do PT seja feita pelo menos uma vez por ano.

A Inspecção Geral dos PT inclui observações visuais, inspecções termográficas e medições, que sem recursos especiais e sem isolamento do PT, visa identificar anomalias e situações anti-regulamentares.

A Manutenção Integrada recorre ao isolamento do PT, permitindo além das acções previstas na Inspecção Geral as revisões e ensaios de funcionamento dos dispositivos de manobra.

A Tabela 4 resume as tarefas a realizar para a MPS.

Tabela 4 – Tarefas da MPS

4. OPERAÇÕES BÁSICAS DE MANUTENÇÃO

Para além de alguns equipamentos e sistemas, que serão objecto de análise mais detalhada, consideram-se operações básicas de manutenção:

  • Inspecção visual de todos os equipamentos, materiais e outros componentes do PT
  • Limpeza geral
  • Verificação de todos os apertos, designadamente das ligações eléctricas
  • Ensaios de isolamento e de rigidez dieléctrica dos quadros BT e MT

A inspecção visual permite detectar quaisquer danos visíveis que um equipamento eventualmente terá sofrido, permitindo a decisão sobre a necessidade de se efectuarem testes particulares (mecânicos e/ou eléctricos) para uma melhor avaliação daqueles danos e das medidas correctivas a aplicar.

Em instalações com equipamento com isolamento e corte no ar, muito particularmente nos PT aéreos, que estão permanentemente expostos a agentes atmosféricos e poluentes, a falta de limpeza e de remoção de poeiras ou outros elementos contaminantes pode conduzir à diminuição da distância de isolamento.

Esta diminuição pode originar um arco eléctrico entre fases ou entre uma fase e a terra, e consequentemente um curto-circuito.

A limpeza geral do PT inclui barramentos, órgãos de corte e/ou protecção, transformador de potência e quadros eléctricos MT e BT.

A diminuição da força do aperto de ligadores e outros materiais com funções semelhantes origina um aumento da resistência de contacto, o que provoca sobreaquecimento (por efeito de Joule) nos equipamentos, diminuindo a sua vida útil.

5. ÓRGÃOS DE CORTE E MANOBRA

A manutenção dos órgãos de corte e manobra (disjuntores, seccionadores e interruptores) incluem as afinações, lubrificações e ensaios de funcionamento não só dos equipamentos, mas também dos respectivos comandos.

Nos equipamentos com comando motorizado o motor deve ser igualmente alvo de inspecção (medida da resistência de isolamento, verificação do seu funcionamento e das ligações e confirmação do sentido de rotação).

As molas de fecho e abertura do disjuntor devem merecer um cuidado especial, visto que devem ter a energia suficiente para que a última manobra do disjuntor seja sempre uma manobra de fecho. É necessário, por isso, verificar o estado de carga das molas.

Uma particular atenção deve ser prestada ao alinhamento dos contactos móveis de interruptores e seccionadores de corte e isolamento no ar, para garantir um contacto perfeito com os terminais fixos. Se tal não acontecer haverá um aumento da resistência de contacto, com as consequências já referidas no ponto 4 deste documento.

6. TERRAS DE SERVIÇO E DE PROTECÇÃO

A manutenção das terras de serviço e de protecção, para além da inspecção visual, para garantir que todos as partes metálicas do PT normalmente sem tensão, incluindo as celas de rede, as tampas das caleiras e os invólucros metálicos dos quadros eléctricos se encontram efectivamente ligados à terra de protecção, a medição da resistência de terra dos respectivos eléctrodos, que não devem ultrapassar 20 Ω (terra de protecção) e 10 Ω (terra de serviço).

Nas operações de Inspecção Geral essa medição deve ser realizada com recurso a processo expedito (pinça para medição de terras sem necessidade de interrupção do circuito de terra e sem necessidade de montagem de eléctrodos auxiliares).

No caso em a rede de terras do PT seja um sistema de terra único, constituída por uma malha de cabo de cobre nu enterrada e eléctrodos do tipo vareta devem ser igualmente medidas as tensões de passo e de contacto e a resistência de terra não deve ser superior a 1 Ω.

7. TRANSFORMADORES DE MEDIDA

A manutenção dos transformadores de medida compreende a verificação da relação de transformação, polaridade, curva de magnetização e classe e erro de medida, por injecção de corrente (Transformadores de Intensidade – TI) ou tensão (Transformadores de Tensão – TT) primária.

8. UNIDADES DE PROTECÇÃO

A manutenção dos relés e unidades de protecção, electrónicos ou microprocessados, consiste no ensaio para verificação da sua actuação, por injecção de corrente e tensão, utilizando para o efeito um equipamento adequado, como o que se apresenta.

Trata-se de uma fonte programável de injecção de corrente no equipamento a testar, e que nalguns modelos permite também ensaiar as protecções magneto-térmicas e relés de protecção de motores e disjuntores BT.

9. QUADRO GERAL DE BAIXA TENSÃO

Nos casos em que o QGBT dos PT de serviço público que não tenham apenas fusíveis e nos PT Cliente e/ou Privados, para além da inspecção visual, limpeza, verificação dos apertos e ensaios de isolamento e de rigidez dieléctrica, a manutenção destes QGBT compreende a verificação do funcionamento dos aparelhos de manobra e protecção, designadamente os aparelhos dotados de protecção diferencial, e dos órgãos e sistemas de comando e controlo eventualmente existentes.

10. TRANSFORMADORES DE POTÊNCIA MT/BT

Os transformadores dos PT de serviço público são isolados a óleo, do tipo hermético, ou secos, com potência nominal não superior a 630 kVA. Nos PT Cliente os transformadores são geralmente dos mesmos tipos e a sua potência não é, habitualmente, superior a 1250 kVA.

Já nos PT Privados podem existir, designadamente em instalações industriais de grande dimensão, embora com pequena probabilidade, transformadores isolados a óleo, com conservador, e potências superiores a 1250 kVA. Não é habitual que estes transformadores tenham sistema de refrigeração forçada nem comutador de tomadas

As operações de manutenção periódica dos transformadores de potência devem incluir:

  • Inspecção visual do conjunto do transformador e dos seus constituintes, com particular atenção as travessias, nos transformadores isolados a óleo (herméticos e com conservador).
  • Verificação de todos os apertos.
  • Verificação do funcionamento das protecções intrínsecas.
  • Verificação do funcionamento do comutador de tomadas apenas manobrável em vazio.
  • Verificação da ligação do transformador à terra de protecção.

Nos transformadores com isolamento a óleo deverá ainda ser considerado.

  • Verificação do nível do óleo e eventual reposição.
  • Verificação do funcionamento dos aparelhos indicadores de temperatura e pressão do óleo.
  • Recolha de amostra de óleo para análise físico-química e eventual tratamento ou substituição integral.

Nos transformadores isolados a óleo, com conservador, deve também ser prevista a eventual substituição da silicagel.

A análise do óleo deve obedecer ao estipulado na Norma IEC 60296, devendo ser realizados os seguintes testes:

  • Medição da tensão interfacial.
  • Medição da acidez.
  • Verificação da viscosidade.
  • Determinação do ponto de ignição (habitualmente designado por flash point)
  • Determinação do ponto de fulgor (habitualmente designado por fire point)
  • Determinação do ponto de fluidez (habitualmente designado por poor point)
  • Verificação do teor de água.
  • Ensaio de rigidez dieléctrica.
  • Medição das perdas dieléctricas (tg ∂).

A recolha das amostras do óleo deve ser feita com uma seringa própria e deve obedecer a um conjunto de procedimentos, que se descrevem seguidamente:

1 – Não colher a amostral na saída lateral da válvula de descarga

2 – Limpar e descarregar a válvula de drenagem, a tubagem e a seringa

3 – Não puxar o êmbolo da seringa – aplicar uma resistência ligeira e deixar que a pressão do óleo encha a seringa.

4 – Depois de cheia a seringa não deve ter bolhas, mas podem-se formar algumas posteriormente – não eliminar essas bolhas

11. OUTRAS ACÇÕES DE MANUTENÇÃO

Para além do referido nos pontos anteriores na manutenção do estão ainda incluídas as seguintes acções:

  • Verificação e lubrificação de dobradiças, fechaduras e fechos das portas de acesso à instalação.
  • Verificação do bom estado de funcionamento da iluminação do PT, com substituição do material avariado ou danificado.
  • Verificação e ensaios dos mecanismos mecânicos de protecção à acessibilidade das celas de MT e do transformador de potência e sequência de manobras.

[1] MT: média tensão. BT: baixa tensão.

[2] ANSI: American National Standards Institute; NETA: InterNational Electrical Testing Association.

[3] S: potência nominal do transformador.

O Autor não utiliza o Novo Acordo Ortográfico