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WORKSHOP SOBRE INTERAÇÃO TRANSFORMADOR-SISTEMA

CE A2 e C4. WORKSHOP SOBRE INTERAÇÃO TRANSFORMADOR-SISTEMA. GT INTERAÇÃO ELÉTRICA TRANSFORMADOR / SISTEMA DE POTÊNCIA. JWG CIGRE A2/C4.3. 22 de Outubro de 2009, CEPEL, Rio de Janeiro, RJ. 22 de Outubro de 2009, CEPEL, Rio de Janeiro, RJ.

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WORKSHOP SOBRE INTERAÇÃO TRANSFORMADOR-SISTEMA

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  1. CE A2 e C4 • WORKSHOP SOBRE INTERAÇÃO TRANSFORMADOR-SISTEMA GT INTERAÇÃO ELÉTRICA TRANSFORMADOR / SISTEMA DE POTÊNCIA • JWG CIGRE A2/C4.3 22 de Outubro de 2009, CEPEL, Rio de Janeiro, RJ 22 de Outubro de 2009, CEPEL, Rio de Janeiro, RJ

  2. GT INTERAÇÃO ELÉTRICA TRANSFORMADOR / SISTEMA DE POTÊNCIA • Comitê C4 de Desempenho de Sistema Elétricos C4.3 - Coordenação do Isolamento Comitê A2 de Transformadores do Cigré-Brasil • Início dos trabalhos em Maio/2005. • Participação Ativa : CEPEL, ELETROSUL, FURNAS, CEMIG, CHESF, ELETRONORTE, AREVA, WEG, SIEMENS, ONS. • Contribuições: UFMG, PUC-PR, TOSHIBA, ABB, AES/ELETROPAULO, CTEEP, COPEL, ITAIPU, LACTEC, FURB

  3. GT INTERAÇÃO ELÉTRICA TRANSFORMADOR / SISTEMA DE POTÊNCIA • MOTIVAÇÃO • Percentual elevado de falhas de origem dielétrica, de difícil diagnóstico, em transformadores do Sistema Interligado Nacional. Determinadas condições de operação do sistema poderiam estar produzindo solicitações para as quais os transformadores não foram testados ou projetados ?

  4. ALTERAÇÕES SIGNIFICATIVAS NA TOPOLOGIA DO SISTEMA ( NOVOS ACESSANTES, NOVAS INTERLIGAÇÕES) AUMENTO DE MANOBRAS NO SISTEMA PARA OBEDECER ÀS NECESSIDADES OPERACIONAIS, ENERGÉTICAS E DE SEGURANÇA EMPREGOS DE NOVAS TECNOLOGIAS: POSSÍVEIS GERADORAS DE DISTÚRBIOS GERAÇÃO DISTRIBUIDA: TIPO DE CONEXÃO CONVERSÃO CA/CC/CA ASPECTOS SISTÊMICOS EFEITO NOS TRANSFORMADORES OPERAÇÃO PLANEJAMENTO

  5. ASPECTOS RELACIONADOS AO EQUIPAMENTO • NÚMERO EXPRESSIVO DE TRANSFORMADORES COM MAIS DE 20 DE ANOS EM OPERAÇÃO. • AMBIENTE COMPETITIVO: PROJETOS OTIMIZADOS • INFORMAÇÃO INSUFICIENTE SOBRE O AMBIENTE ELÉTRICO AO QUAL O TRANSFORMADOR ESTÁ SUBMETIDO. • NECESSIDADE DE UMA MAIOR AVALIAÇÃO DO EFEITO CUMULATIVO DAS SOLICITAÇÕES ELÉTRICAS NA ISOLAÇÃO.

  6. GT INTERAÇÃO ELÉTRICA TRANSFORMADOR / SISTEMA DE POTÊNCIA Victor Sokolov ZTZ-Service,Ukraine

  7. Mais da metade das falhas estão relacionadas à suportabilidade da isolação , a problemasrelacionados à fabricaçãoe causas desconhecidas.

  8.    Transformer Reliability Survey WG A2.37 • Pesquisa sobre práticas internacionais relacionadas a confiabilidade de transformadores • Resultados preliminares apontam para um número significativo de falhas com causa indeterminada.

  9. Electrical Transient Interaction between Transformersand the Power System CIGRÉ JWG A2/C4.39   POWER TRANSFORMER Análise de Transitórios Universidade de Manchester

  10. INTERAÇÃO ELÉTRICA TRANSFORMADOR / SISTEMA DE POTÊNCIA LITERATURA • Transformer Design and Optimization: A Literature Survey • Necessidade de aprimoraramento dos • programas de transitórios quanto aos • modelos de transformadores Número insignificante de trabalhos sobre “Interação transformador/ sistema: análise de ocorrências e especificações IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, VOL. 24, NO. 4, OCTOBER 2009

  11. GT INTERAÇÃO ELÉTRICA TRANSFORMADOR / SISTEMA DE POTÊNCIA EXPERIÊNCIA DAS EMPRESAS • CEMIG, CHESF, FURNAS, ELETRONORTE, ITAIPU, COPEL. • NATIONAL GRID, HEP (CROÁCIA)

  12. EXEMPLOS DE FALHAS TRANSFORMADORES CHESF TRANSFORMADORES ELEVADORES 16-16-500kV-555MVA UHE LUIZ GONZAGA

  13. Companhia Hidro Elétrica do São Francisco (CHESF) SE Campina Grande II 230kV 128m 20m

  14. 210kHz 340kHz Companhia Hidro Elétrica do São Francisco (CHESF) SE Campina Grande II 230kV

  15. Fator de amplificação entre o 230kV e o terciário SE Campina Grande II 230kV 158kHz / 257pu

  16. EXEMPLOS DE FALHAS TRANSFORMADORES FURNAS Autotransformadores 765/345-20 kV – 500MVA SE Tijuco Preto • Histórico significativo de falhas desde a década de 90 . Seis unidades falhadas entre 2005 e 2008. • Fabricantes diferentes, bom histórico de manutenção, diversos tempos de operação. • Causa das falhas ainda em investigação : Efeito dos transitórios de manobras na SE

  17. EXEMPLOS DE FALHAS TRANSFORMADORES CEMIG GT Autotransformadores T1, T2 500/345-13,8 kV 400 MVA AUTOTRAFO T1 • Falha em 31/01/1995 • Dois anos em operação • Atuação proteções diferenciais e relé de gás AUTOTRAFO T2 • 07/02/1995, dois anos e meio em operação • Falha com explosão, deformação tanque, atuação proteções

  18. EXEMPLOS DE FALHAS DE TRANSFORMADORES CEMIG GT Autotransformadores T1, T2 500/345-13,8 kV 400 MVA • Medições de resposta em frequência, simulações digitais, avaliações em conjunto com o fabricante responsável pela reforma • Causa mais provável : Ressonância interna ao • Enrolamento? Manobra de chaves secionadoras?

  19. T4 CARATINGA 1 IPATINGA 3 IPATINGA 2 225/225-75 MVA B-Nº3-138kV USIMINAS BARRA-Nº2-T-138kV BARRA-Nº2-T-138kV BARRA -Nº2-T-161kV MESQUITA - LT1 PORTO ESTRELA MESQUITA - LT2 T4 2L6 1K6 1L6 2K6 4K6 2L5 1L5 1K5 2K5 4K5 2L4 1K4 2K4 4K4 2L3 1K3 2K3 3K3 4K3 BARRA-Nº-P-161kV BARRA-Nº1-P-138kV 4KT2 SERV.AUX. T2 T1 T2 3x50/50-16,66 MVA 3x40/40-16,5 MVA 2M0 1M0 BARRA-Nº1-P-230kV-S3 S2 BARRA-Nº1-P-230kV-S1 1OM3 3M3 4M3 2M3 6M3 7M3 8M3 5M3 1M3 9M3 1OM4 3M4 2M4 1M4 6M4 8M4 9M4 7M4 5M4 2M5 3M5 6M5 8M5 1OM5 7M5 9M5 1M5 6M6 2M6 3M6 5M6 1OM6 8M6 9M6 1M6 4M6 7M6 BARRA-Nº2-T-230kV AMORIM ACESITA GUILMAN T3 13,8 kV IPATINGA 1 Nº.:

  20. Enrolamento 13,8KV SE Ipatinga 1 Autotransformador 230/161-13,8 kV

  21. 230kV - Terra RESULTADO MANOBRA DE CHAVE TRANSFERÊNCIA DO 230 kV PARA O 13,8kV AUTOTRAFO T1 SURTO DE ENTRADA Vmax 2,5pu Frequência 400 kHz a 1Mh Ponto 8 - Terra Interno Enrolamento 13,8kV Vmax 11,5pu Frequencias: centenas de kHz

  22. EXEMPLOS DE FALHAS DE TRANSFORMADORES CEMIG GT • FALHAS EM ANÁLISE ● Dois autotransformadores elevadores 345-13,8kV, da UHE Três Marias : Falhas da isolação dos primeiros discos da bobina de 345kV • ● Autotransformadores 500/345 - 13,8kV e 500/230 -13,8kV, 400MVA • Problemas da isolação do núcleo, centelhamento terminais da bobina de alta.

  23. Curto circuito da terminação de saída do enrolamento para o grampo através do suporte de fixação. SE OURO PRETO 2 SE OURO PRETO 2 SE JAGUARA

  24. UHE TUCURUÍ- 1a Etapa: CONEXÃO TRANSFORMADOR – SE BLINDADA

  25. Conexão Transformador – GISGrupo de dois geradores Manobras de Secionadores em SF6 Restrição Operativa na SE Blindada Tucuruí 1a etapa. Transitórios de Alta-Freqûência Provável causa da falha de um dos Transformadores elevadores 13,8-550 kV, 378 MVA, da 1a etapa da UHE Tucuruí

  26. Very Fast Transients – Cálculo com ATP

  27. Histórico de falhas de Trafos 550 kVCOPEL Unidade 1C – 28 de Novembro de 2007 Unidade 4C – 04 de Dezembro de 2007 Unidade 3C – 15 de Fevereiro de 2008

  28. GBM – SF6 – 525 kV - UNIFILAR 28

  29. CONCLUSÃO CAUSA FUNDAMENTAL FALHA POR SOLICITAÇÕES SUPERIORES À SUPORTABILIDADE SUGESTÕES CONTINUAR OS ESTUDOS (P&D – modelagem e ensaios de campo para validar modelagem). REDUZIR AS MANOBRAS RECONHECIDAS E SUSPEITAS COMO FONTES DE TENSÕES TRANSITÓRIAS/RESSONANTES REAVALIAR A COORDENAÇÃO DE ISOLAMENTO DAS INSTALAÇÕES 30

  30. Experiência ITAIPU RESTRIÇÃO DE MANOBRAS DE SECIONADORAS FALHAS DE DOIS TRANSFORMADORES ELEVADORES NÃO ESCLARECIDAS ( CURTO ENTRE ESPIRAS)

  31. EXPERIÊNCIA INTERNACIONALNATIONAL GRID 32

  32. EXPERIÊNCIA INTERNACIONALNATIONAL GRID 33

  33. EXPERIÊNCIA INTERNACIONALHEP (Croácia) Queima dos pára-raios internos do enrolamento terciário Curto–circuito no barramento de 110kv ( Explosão bucha do disjuntor) Ref : Switching Surges in Transformer Provoked by Sequential Tripping of Circuit Breakers I. Uglešić, I. Ivanković, V. Milardić IPST’07

  34. CONCLUSÃO Importância da Análise do AmbienteElétrico AtivosNovosProjeto da IsolaçãoOtimizada AMBIENTE ÉLETRICO AtivosemoperaçãoIsolaçãopossíveldegradação CLIENTE FABRICANTES NovosProjetosAnálise de Falhas

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