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Visando eliminar ou minimizar impactos ambientais, novos fluidos isolantes vem sendo desenvolvidos e utilizados em substituição ao óleo mineral isolante (OMI), principalmente em locais desprovidos de sistemas de proteção (bacias de contenção). Os materiais que, sob este aspecto, estão apresentando maior incidência de utilização são os fluidos à base de óleos vegetais. Estes fluidos possuem características biodegradáveis e renováveis sendo denominados de fluidos ecologicamente corretos . Apesar dessa característica favorável, a utilização dos fluidos à base de óleo vegetal no setor elétrico é limitada por vários fatores, sendo os principais o custo, a insuficiência de conhecimento técnico quanto ao seu desempenho em campo e a indefinição de critérios para acompanhamento do seu desempenho em campo (manutenção preditiva). O principal objetivo deste trabalho consistiu na avaliação do desempenho de óleo vegetal isolante (OVI) em transformadores de distribuição e reguladores de tensão, visando aprimorar seu uso no setor elétrico. Para tanto, foram avaliados três transformadores de distribuição monofásicos idênticos, de tensão nominal 13.200 – 254 / 127 V, 25 kVA, sendo um deles preenchido com OMI AV 58 (fornecedor: Petrobrás) um segundo com óleo vegetal Envirotemp® FR3T (fornecedor: COOPER POWER SYSTEMS) e o último com óleo vegetal Biotemp® (fornecedor: ABB). Adicionalmente, foram avaliados três reguladores de tensão novos, monofásicos, de tensão nominal 19.920 V ± 10 %, 400 kVA, sendo um preenchido com OMI e dois com óleo vegetal Envirotemp® FR3T. Tanto os transformadores de distribuição quanto os reguladores de tensão foram avaliados por meio de ensaios elétricos e por análises físico-químicas e de gás-cromatografia no líquido isolante. As atividades realizadas neste estudo permitiram identificar pontos fortes e fracos na utilização de OVI em equipamentos de alta tensão. Os equipamentos isolados com óleos vegetais apresentaram maior elevação de temperatura dos enrolamentos e, portanto, requerem a adoção de critérios de projeto específicos para sua refrigeração. Os ensaios dielétricos mostraram que há necessidade de melhorar a isolação com margens de segurança superiores aos dos equipamentos projetados para OMI, a fim de evitar falhas em ensaios laboratoriais ou de reduzir sua vida útil em campo. A substituição do OMI por OVI, em equipamentos de alta tensão, ainda que recomendada como altamente vantajosa pelos fabricantes deste fluido, somente deve ser realizada com critério e apenas com a prévia aprovação do projetista do transformador. Os resultados obtidos neste estudo foram suficientes para alterar a política de comercialização de OVI no mercado brasileiro, que passou a considerar como fundamental a aprovação do projeto do transformador no caso da simples substituição do OMI pelo OVI. Este estudo contribuiu para que as concessionárias de energia, fabricantes de equipamentos e de OVI tivessem em mãos dados, obtidos em laboratório, quanto à utilização do OVI em transformadores de distribuição e reguladores de tensão projetados para utilização de OMI.
Nowadays many new insulating fluids are being developed and proposed to substitute the mineral insulating oil (MIO), with the aim to eliminate or at least minimize environmental impacts, mainly at sites with no protection systems like oil pools. In this way, the most used materials are the vegetal oil base fluids. Because of the renewable and biodegradable features, they are called ecological fluids. Although this material has many good environmental aspects, its application as an electrical fluid is still limited due to the small amount of publications and the few knowledge about its performance inside the equipments. Another point with limitations is the way of following the quality of this material during its usage. The main aim of this project is to evaluate the performance of vegetal insulating oil inside distribution transformers and also voltage regulators, looking forward to settle the fluid application in this filed. For that, three single-phase transformers (13.200 – 254 / 127 V, 25 kVA) were evaluated. The first filled with mineral insulating oil, the second with vegetal oil Envirotemp® FR3T (supplier: COOPER POWER SYSTEMS), and the last one with vegetal oil Biotemp® (supplier: ABB). Apart of this study, three single-phase voltage regulators (19.920 V ± 10 %, 400 kVA) were also evaluated. One of them with MOI and the other two filled with Envirotemp® FR3T. All six equipments were submitted to dielectric analysis and temperature elevation tests, besides the physicochemical and dissolved gas analysis within the insulating oil. The activity schedule allowed the identification of the strong and the weak points during the utilization of vegetal insulating oil (VIO) inside high-tension equipments. For the equipments insulated with VIO, it was observed a higher winding temperature, forcing a project review of the refrigerating system. The dielectric essays showed the need for a better insulation, reaching a higher security level, to avoid faults during the test applications and the possibility to reduce the equipment lifetime. The direct substitution of MIO for VIO inside high-tension equipments, although recommended by the VIO suppliers, must be technically evaluated and only under the transformer project manager approval. This consideration was commercially absorbed by the market, and can be held as one of the best results from this project.
Data da defesa: 06/07/2007
Banca Examinadora
Orientadora: Helena Maria Wilhelm (Institutos Lactec)
Membro da Banca: Eduardo Marques Trindade (Institutos Lactec)
Membro da Banca: Edemir Luiz Kowalski (RADIAL)
Palavra(s)-Chave: Óleo Vegetal; Transformador; Regulador de Tensão; Óleo Isolante.
Keywords: Vegetable oil; Transformer; Voltage regulator; Insulating Oil.
