É possível alterar a posição do tap de um transformador de 35 kV enquanto ele está energizado?

Uma leitura de tensão está se desviando da faixa de operação preferencial, a produção está em andamento e desligar o transformador interromperia as atividades no local. É possível alterar a posição de tap de um transformador de 35 kV enquanto ele está energizado? Somente se ele tiver um comutador de derivações em carga projetado para operação energizada e se a alteração proposta for permitida pelas instruções do fabricante e pelos procedimentos operacionais do local.

Para um transformador de 35 kV equipado com um comutador de derivações desenergizado, a resposta é não — mesmo quando a carga secundária foi desconectada. A tensão nominal, por si só, não determina se é permitido comutar derivações com o transformador energizado. O que importa é o equipamento de comutação de derivações instalado, seu estado e a configuração operacional do transformador.

Vale a pena verificar essa distinção antes que alguém pegue uma manivela ou envie um comando remoto. Confundir os dois tipos de comutador de derivações pode transformar um ajuste rotineiro de tensão em uma falha interna, danos ao equipamento ou ferimentos graves.

O fator decisivo é o comutador de derivações — não “35 kV”

Os transformadores ajustam sua relação de tensão selecionando diferentes pontos de conexão dos enrolamentos, chamados derivações. No entanto, os mecanismos usados para selecionar essas derivações não têm todos a mesma capacidade de comutação.

O termo “comutador de derivações sem carga” exige especial cautela. Às vezes, é usado informalmente para se referir a um comutador de derivações desenergizado, mas pode dar a impressão de que basta abrir o disjuntor secundário. Ausência de carga e ausência de tensão são condições diferentes. Use a definição do fabricante em vez de confiar em terminologia informal.

Por que um comutador de derivações desenergizado não pode ser operado com o transformador energizado

Um comutador de derivações desenergizado foi projetado para selecionar uma conexão do enrolamento quando o transformador está eletricamente isolado e em condições seguras para intervenção. Ele não possui o sistema de comutação necessário para gerenciar uma transição energizada entre derivações.

Mover seus contatos com tensão presente pode interromper a corrente ou criar uma conexão não intencional entre seções do enrolamento. Dependendo do projeto e do movimento dos contatos, isso pode causar arcos elétricos, danos aos contatos, espiras em curto-circuito ou uma falha interna do transformador. Em equipamentos a óleo, um arco interno também pode gerar gás e pressão.

A abertura do disjuntor secundário não elimina esses riscos. Se o primário continuar energizado, o transformador ainda terá tensão nos enrolamentos e consumirá corrente de excitação. Outras conexões também podem permitir alimentação de retorno, especialmente em instalações com geradores, geração renovável, barramentos interligados ou fontes auxiliares.

Não considere o desligamento da alimentação do motor do comutador de derivações como isolamento do transformador. A alimentação de controle e o circuito elétrico principal são coisas distintas. Mesmo parado, o mecanismo ainda pode estar conectado a enrolamentos energizados.

Como um OLTC possibilita o ajuste com o transformador energizado

Um comutador de derivações em carga é projetado especificamente para comutar entre derivações adjacentes mantendo o serviço. Dependendo do projeto, ele utiliza resistores ou reatores de transição, juntamente com uma sequência de comutação coordenada, para controlar a conexão temporária entre derivações. Alguns projetos interrompem a corrente de comutação em interruptores a vácuo.

Essa capacidade é incorporada ao conjunto completo. Não se pode deduzi-la pela presença de um acionamento motorizado, de um painel de controle remoto ou de um indicador de posição numerado. A designação OLTC tampouco significa que toda intervenção no mecanismo seja segura enquanto ele estiver energizado.

A operação elétrica normal a partir de um ponto de controle aprovado é diferente de abrir um gabinete de acionamento, contornar um intertravamento, inspecionar peças internas ou manipular um mecanismo manualmente. Essas atividades podem exigir controles separados de isolamento e manutenção.

Para os operadores, é útil comparar visualmente a identificação do equipamento, o mecanismo externo e o diagrama de controle aprovado. A aparência, por si só, não é uma forma confiável de classificar o comutador de derivações.

Antes de autorizar uma comutação energizada em um transformador de 35 kV

As verificações a seguir ajudam a embasar uma decisão operacional; não são instruções de comutação. A operação efetiva deve seguir o manual do equipamento, os procedimentos do local e a autorização da autoridade elétrica responsável.

Confirme a identificação do equipamento

Confira o número patrimonial do transformador em sua placa de identificação, na placa do comutador de derivações, nos desenhos e no manual de operação. Verifique se há uma declaração explícita de que o dispositivo instalado é um comutador de derivações em carga. Um manual genérico de um transformador semelhante não é suficiente, especialmente se a unidade tiver sido recondicionada ou se seus controles tiverem sido modificados.

Verifique também a faixa de derivações, o número de posições, o passo e qual enrolamento contém as derivações. Se as placas de identificação estiverem ilegíveis ou houver divergências nos documentos, suspenda o ajuste e solicite esclarecimentos.

Verifique se a operação é permitida no momento

Um OLTC pode ser adequado para uso energizado, mas estar indisponível para operação em seu estado atual. Entre as verificações pertinentes estão:

• Alarmes do transformador e do comutador de derivações, indicações de proteção e defeitos pendentes.
• Corrente de carga e outras condições operacionais em relação aos limites do fabricante.
• Estado do acionamento, indicação de posição e qualquer sinal de operação incompleta.
• Modo de controle, seleção local/remoto e estado da regulação automática de tensão.
• Restrições de manutenção aplicáveis, limites de número de operações ou restrições de serviço.

Não ignore um alarme de proteção nem uma indicação de posição inconsistente só porque a tensão de saída precisa ser corrigida. Investigue a condição antes de prosseguir.

Entenda o que o comando de tensão realmente fará

Não presuma que um número de tap mais alto aumentará a tensão secundária. A numeração das derivações e o significado de “elevar” ou “reduzir” dependem do transformador e do esquema de controle.

Por exemplo, com tensão primária fixa e derivações no enrolamento de alta tensão, selecionar um número maior de espiras primárias efetivas geralmente reduz a tensão secundária. Mesmo assim, um painel de controle pode identificar os comandos de acordo com a resposta do barramento regulado, e não com o número de espiras do enrolamento. A tabela de derivações e a documentação de controle aprovadas esclarecem a questão.

Se os transformadores operarem em paralelo, uma comutação de derivações também afetará a divisão de carga e a corrente circulante. A lógica de controle em paralelo, as configurações mestre/seguidor ou outros requisitos de coordenação devem ser verificados antes de ajustar uma unidade individualmente.

A tensão está baixa: mudar a derivação é realmente a resposta certa?

Uma leitura baixa gera uma pressão compreensível para agir rapidamente, sobretudo quando os motores estão com dificuldade ou equipamentos sensíveis estão emitindo alarmes. Mas a mudança de derivação corrige uma relação de tensão; não conserta uma conexão frouxa, um alimentador sobrecarregado, um circuito de medição defeituoso nem todos os problemas de alimentação a montante.

Antes de alterar o ajuste de um transformador de 35 kV, determine se a leitura é confiável e onde ocorre o desvio de tensão. Compare os pontos de medição aprovados, avalie se a condição afeta todas as fases e analise a carga e as tendências da tensão a montante. Um desequilíbrio súbito entre fases ou uma alteração abrupta da tensão exige investigação, não uma correção automática por mudança de derivação.

Considere também o que acontecerá quando a demanda diminuir. Elevar a tensão durante um pico temporário pode deixá-la alta demais no sistema a jusante mais tarde. A regulação automática de tensão deve usar valores de referência, bandas mortas e temporizações apropriados, para que o comutador de derivações não reaja repetidamente a flutuações passageiras.

A “caça” repetida entre posições é um problema de controle ou do sistema que deve ser investigado, não um motivo para continuar enviando comandos manuais.

Se o transformador tiver um comutador de derivações desenergizado

Nesse caso, a solução é uma interrupção programada — não uma forma mais rápida de mover o seletor. O pessoal qualificado precisa de um plano aprovado de manobra e de trabalho que considere todas as possíveis fontes de energização e os requisitos de segurança elétrica do local.

Esse plano normalmente abrange o isolamento das fontes, a prevenção de reenergização, a verificação da ausência de tensão e o aterramento, conforme necessário. Os limites de trabalho, as permissões e as medidas de proteção adequados devem ser estabelecidos antes do acesso ao mecanismo de comutação. A sequência específica depende da instalação e não deve ser improvisada com base em um artigo genérico.

Depois que o transformador estiver em condições seguras, o ajuste deverá seguir as instruções do fabricante, incluindo o engate e o travamento corretos da posição selecionada. As verificações necessárias antes da reenergização podem incluir a confirmação da posição e os ensaios elétricos adequados ao trabalho realizado.

Registre a posição original, a nova posição, o motivo do ajuste e as verificações autorizadas para o retorno ao serviço. Um registro claro evita que o turno seguinte tenha de tentar explicar uma mudança de tensão sem saber o que foi alterado.

O que observar após uma operação autorizada do OLTC

Após uma comutação de derivação energizada permitida, confirme que o equipamento atingiu uma posição válida e que a resposta da tensão medida corresponde à direção e à magnitude aproximada esperadas. Siga a indicação de conclusão do fabricante, em vez de presumir que o mecanismo terminou após um período fixo de espera.

Monitore a tensão pertinente, a carga, os alarmes e — no caso de unidades em paralelo — a divisão de carga. Se o acionamento parar, as indicações divergirem, surgir um alarme anormal ou a tensão se comportar de forma inesperada, interrompa os comandos e siga o procedimento do local para operação anormal.

Não acione repetidamente o mecanismo em pequenos movimentos, não force uma manivela nem inverta os comandos na tentativa de resolver uma condição incerta. Uma transição incompleta exige uma avaliação específica do equipamento.

Especifique o requisito de comutação de derivações antes da compra

Para equipamentos de reposição ou novos projetos, “é necessário ajustar a tensão” não é uma especificação completa. Informe se o ajuste deverá ocorrer durante a operação, a variação de alimentação esperada, a tensão regulada desejada e quaisquer requisitos de operação em paralelo. Um transformador destinado a ajustes sazonais ocasionais pode exigir uma configuração diferente daquela de uma unidade alimentada por uma rede cuja tensão varia frequentemente.

A Jinshida Electric Power Technology Co., Ltd. desenvolve e fabrica equipamentos de transmissão e distribuição de energia. Ao discutir uma aplicação de transformador, informe o tipo de comutador de derivações e a filosofia de controle necessários, além da potência, da relação de tensão e das condições de instalação.

Para uma aplicação distinta de distribuição em 20 kV, oTransformador de distribuição de potência imerso em óleo de 20 kV/0,4 kV atende a um requisito de conversão de tensão diferente daquele de uma unidade de 35 kV. A capacidade de comutação de derivações deve ser confirmada na configuração especificada; nem o nome do produto nem sua construção imersa em óleo autorizam o ajuste com o transformador energizado.

A resposta a levar para a sala de controle

A posição de tap de um transformador de 35 kV só pode ser alterada enquanto ele estiver energizado se o comutador de derivações instalado tiver sido projetado para esse serviço e todas as condições operacionais aplicáveis forem atendidas. Um comutador de derivações desenergizado não deve ser movido com o transformador energizado, mesmo que a carga secundária esteja desconectada.

Se houver dúvidas sobre o tipo de comutador de derivações, o estado do equipamento ou a autorização operacional, mantenha a posição inalterada até que esses pontos sejam verificados. Preservar a continuidade do fornecimento é importante — mas não à custa de transformar um problema de tensão administrável em uma falha do transformador.