BRPI0608718A2 - método e dispositvo para prevenção e proteção de transformador elétrico contra explosão e incêndio - Google Patents
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Abstract
MéTODO E DISPOSITIVO PARA PREVENçáO E PROTEçãO DE TRANSFORMADOR ELéTRICO CONTRA EXPLOSãO E INCENDIO. A presente invenção refere-se a sistema e método para proteção, prevenção e ou detecção da explosão e ou incêndio resultante em transformadores elétricos antecipadamente, isto é, antes da decomposição do fluido refrigerante combustível/óleo dielétrico.
Description
"MÉTODO E DISPOSITIVO PARA PREVENÇÃO E PROTEÇÃO DE TRANSFORMADOR ELÉTRICO CONTRA EXPLOSÃO E INCÊNDIO" CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se ao campo da preven-5 ção, proteção e/ou detecção de uma explosão e/ou incêndio resultante em transformadores elétricos. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um sistema/dispositivo, que impede e detecta a possibilidade de uma explosão e/ou incêndio resultante antecipadamente, a saber, antes da de-10 composição do fluido refrigerante combustível/óleo dielétrico .
ANTECEDENTES E DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR Transformadores elétricos exibem perdas nos enro-lamentos e no núcleo, por cuja razão o calor produzido pre-
cisa ser dissipado. Transformadores de alta potência são assim geralmente resfriados usando um fluido tal como óleo. Os óleos usados são dielétricos e podem inflamar acima de uma temperatura da ordem de 140 graus C. Desde que transformadores são muito caros, atenção particular deve ser tomada para
protegê-los. Uma falha de isolamento gera, em primeiro lugar, um forte arco elétrico, que incita a ação pelo sistema de proteção elétrico, que dispara o relê de suprimento do transformador (disjuntor). 0 arco elétrico também causa a dissipação conseqüente da energia, que gera a liberação de
gás da decomposição do óleo dielétrico, em particular hidrogênio e acetileno. Depois que o gás foi liberado, a pressão dentro do invólucro do transformador aumenta muito rapidamente, por isso uma deflagração freqüentemente muito violen-ta. A deflagração resulta na ruptura extensiva das conexões mecânicas no invólucro (parafusos, soldas) do transformador, o que coloca os ditos gases em contato com o oxigênio no ar circundante. Desde que o acetileno pode inflamar espontaneamente na presença do oxigênio, a combustão inicia imediatamente e faz com que o incêndio se espalhe para outros equipamentos no local, que podem também conter grandes quantidades de produtos combustíveis. As explosões são devido aos curto-circuitos gerados por sobrecargas, surtos de tensão, deterioração progressiva do isolamento e nivel de óleo insuficiente, a aparição de água ou umidade ou a falha de um componente isolante. Os sistemas de proteção contra incêndio para transformadores elétricos são conhecidos na técnica anterior, e detectores de combustão ou de incêndio acionam esses . Entretanto, esses sistemas são implementados com um retardo de tempo significativo, quando o óleo do transformador j á está queimando. Então é necessário limitar a combustão para o equipamento em questão, e impedir que o incêndio se espalhe para a instalação vizinha. De modo a tornar mais lenta a decomposição do fluido dielétricô devido a um arco elétrico, óleos de silicone podem ser usados ao invés dos óleos minerais convencionais. Entretanto, a explosão do invólucro do transformador devido ao aumento na pressão interna é retardada somente por um tempo extremamente curto, da ordem de uns poucos milissegundos. Essa duração de tempo realmente torna possível dedicar-se a um dispositivo que possa impedir a explosão.
0 documento WO-A-97/12379 revela um método paraprevenção, proteção e/ou detecção contra explosão e/ou incêndio resultante em um transformador elétrico provido com um invólucro cheio com fluido refrigerante combustível, detectando um circuito aberto no isolamento elétrico do trans-5 formador usando um sensor de pressão, despressurizando o refrigerante contido no invólucro, usando uma válvula e resfriando as partes quentes do refrigerante injetando um gás inerte pressurizado no fundo do invólucro de modo a agitar o dito refrigerante e impedir que o oxigênio entre no invólu-
cro do transformador. Esse método é satisfatório e torna possível impedir que o invólucro do transformador exploda até alguma extensão. Entretanto, o dito método não prove uma indicação antecipada para adotar medidas corretivas. Também, até que a ação corretiva aconteça, uma quantidade significa-
tiva de isolamento elétrico falha.
Um transformador elétrico exibe perdas inerentes de enrolamento e núcleo, gerando calor que precisa ser dissipado, pelo resfriamento com ar natural ou resfriamento com óleo natural ou resfriamento com ar forçado ou resfriamento
com óleo forçado. Transformadores elétricos maiores são res-friados geralmente usando óleo, que é um fluido refrigerante combustível. Transformadores elétricos maiores têm um dispositivo para detectar e liberar a pressão desenvolvida devido à expansão do fluido refrigerante combustível dentro do tan-
que do transformador e dessa maneira impedir a explosão.
O Pedido de Patente Indiano IN189089 ensina um método e dispositivo para prevenção, proteção e/ou detecção de transformador contra explosão e/ou incêndio resultante. Apatente prove um método de prevenção, proteção e/ou detecção de um transformador elétrico contra a deterioração por meio da proteção, prevenção e/ou detecção do dito transformador elétrico contra explosão e/ou incêndio resultante, o dito transformador elétrico tendo um invólucro cheio com um fluido refrigerante combustível, o dito método compreendendo as etapas de detectar um circuito aberto no isolamento elétrico do transformador, usando um dispositivo sensor de pressão; escoar parcialmente o refrigerante contido no invólucro u-sando uma válvula e resfriar as partes quentes do refrigerante inj etando um gás inerte pressurizado no fundo do invólucro de modo a agitar o refrigerante e descarregar o oxigênio localizado na proximidade. A dita patente se refere particularmente a um dispositivo de pressão para prevenção, proteção e/ou detecção do transformador contra explosão e/ou incêndio resultante, que é diferente dessa invenção. A patente falha em mencionar claramente sobre a natureza do dispositivo de pressão.
A Patente US 6.804.092 revela um dispositivo para prevenção, proteção e detecção contra explosão e/ou incêndio resultante de um transformador elétrico compreendendo um invólucro cheio com fluido refrigerante combustível e um dispositivo para descomprimir o invólucro do transformador. 0 dispositivo de descompressão compreende um elemento de ruptura com detector de explosão integrado provido com uma parte de retenção incluindo primeiras zonas que têm uma espessura reduzida em comparação com o resto da parte de retenção e são capazes de romper sem fragmentar quando o dito elemen-to rompe, e segunda zonas que têm espessura reduzida em comparação com o resto da parte de retenção e são capazes de ceder sem romper quando o dito elemento rompe. 0 dito elemento de ruptura é capaz de abrir quando a pressão dentro do invólucro excede um máximo predeterminado. 0 sinal de um de-tector de explosão integrado com o disco de ruptura dispara um sistema de resfriamento e impede que o oxigênio entre em contato com os gases explosivos gerados pelo arco elétrico em contato com o óleo.
A Patente US 6804092 esclarece brevemente com relação a "descompressão/dispositivo" onde um elemento de ruptura rompe com um aumento na pressão no tanque do transformador além de um máximo predeterminado, que não é um sistema à prova de uso indevido para detectar e impedir uma explosão em um transformador elétrico.
Ambos os sistemas da técnica anterior discutem pressão desenvolvida e medidas de prevenção subseqüentes a-través de um disco de ruptura ou "dispositivo de pressão". Em ambos os sistemas da técnica anterior, a saber, INI89089 e US6804092 existem desvantagens inerentes tal como a ocorrência da ruptura depois de retardo significante da ocorrência do arco elétrico interno. Portanto, é provável que o retardo na detecção da pressão desenvolvida, explosão e do incêndio resultante em um transformador elétrico aconteça. Nenhuma das técnicas anteriores ensina o sistema ou método que detectará ou impedirá a ocorrência da ruptura sem retardo..
Portanto, é necessário superar as desvantagens a-cima de ambas as técnicas anteriores e inventar um dispôsi-tivo e método para prevenção, proteção e ou detecção de um transformador elétrico contra explosão e/ou incêndio resultante que tomam medidas preventivas e protetoras com menos retardo.
OBJETIVO DA INVENÇÃO.
0 obj etivo da presente invenção é prover um sistema que elimina as desvantagens acima mencionadas associadas com o sistema anterior.
0 objetivo primário da presente invenção é prover um sistema que impede e detecta a possibilidade de explosão e/ou incêndio resultante antecipadamente, isto é, antes da decomposição do fluido refrigerante combustível/óleo dielé-trico.
Ainda um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema à prova de uso indevido e método para a prevenção, proteção e/ou detecção de um transformador elétrico contra explosão e/ou incêndio resultante com menos retardo .
Ainda um outro obj etivo da presente invenção é prover um sistema para prevenir, proteger e/ou detectar explosão e/ou incêndio resultante para um transformador elevador ou redutor, que tem uma tensão de entrada e uma tensão de saida.
Ainda um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema, que é desprovido de sensores de pressão, sensores de temperatura ou dispositivos sensores de vapor.
Ainda um outro obj etivo da presente invenção é prover um sistema que é econômico e tendo minimas complica-ções durante a operação.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Dessa maneira, a presente invenção refere-se a um sistema e método para impedir, proteger e/ou detectar a expiosão e/ou incêndio resultante de transformador elétrico antecipadamente, o dito sistema compreendendo: um ou mais relês elétricos de leitura de corrente diferencial para calcular a diferença da corrente de entrada e corrente de saida com o nivel máximo e prover primeira entrada para a unidade de controle, se a relação da corrente de entrada para a corrente de saida excede mais do que o limite predeterminado, um ou mais relês buchholz para sentir o surto do óleo excessivo no transformador e prover segunda entrada para a unidade de controle, um ou mais disjuntores para obter os sinais de entrada do relê buchholz e/ou outro dispositivo de leitura e prover terceira entrada para a unidade de controle, uma ou mais unidades de controle obtendo primeiro, segundo e terceiro sinais de entrada do dito relê elétrico, relê buchholz e disjuntores, gerar sinal de controle para energizar o imã de suspensão para escoamento do fluido refrigerante combustível através da válvula de escoamento e subseqüentemente injetar gás inerte do fundo do tanque do transformador elétrico através de uma válvula de descarga de nitrogênio para agitar o refrigerante e reduzir os conteúdos de oxigênio para medidas preventivas contra a explosão e/ou incêndio resultante no transformador elétrico. DECLARAÇÃO DA INVENÇÃO
Um sistema para prevenir, proteger e/ou detectar aexplosão e/ou incêndio resultante do transformador elétrico 30 antecipadamente antes da decomposição do fluido refrigerante combustível/óleo dielétricô, o dito sistema compreendendo: um ou mais relês elétricos de leitura de corrente diferencial 26 para calcular a diferença da corrente de entrada e corrente de saida com o nivel máximo e dessa maneira prover primeira entrada para a unidade de controle 1, se a relação da corrente de entrada para a corrente de saida excede mais do que o limite predeterminado; onde a dita corrente de entrada e corrente de saida são as correntes do condutor de alta tensão 22 e condutor de baixa tensão 23 do transformador elétrico 30 respectivamente;
um ou mais relês buchholz 18 para sentir o surto de óleo excessivo no transformador e dessa maneira prover segunda entrada para a unidade de controle 1,
um ou mais disjuntores para obter sinais de entrada do relê elétrico de leitura de corrente 26 e relê buchholz 18 e dessa maneira prover terceiro sinal de entrada para a unidade de controle 1,
uma ou mais unidades de controle 1 para receber primeiro, segundo e terceiro sinais de entrada do dito relê elétrico de leitura de corrente diferencial 26, relê buchholz 18 e disjuntores 24, 28, respectivamente, e dessa maneira gerar o sinal de controle para energizar o imã de suspensão 5 para escoamento do fluido refrigerante combustível 11 através da válvula de escoamento 4 e subseqüentemente injetar o gás inerte do fundo do tanque do transformador elétrico 14 através de uma válvula de descarga de nitrogênio 6para agitar o fluido refrigerante combustível 11 e reduzir a temperatura e os conteúdos de oxigênio para medidas preventivas contra a explosão e/ou incêndio resultante no transformador elétrico 30.
Um método para proteger, prevenir e/ou detectar a explosão e/ou incêndio resultante do transformador elétrico 30 antecipadamente (antes da geração do arco elétrico) usando sistema como reivindicado na reivindicação 1, onde o dito método compreende as etapas de:
a) calcular a diferença da corrente de entrada e corrente de saida através do transformador elétrico 30 com o nivel máximo usando um ou mais relês elétricos de leitura de corrente diferencial 2 6 e dessa maneira provendo o primeiro sinal de entrada para a unidade de controle 1, se a relação da corrente de entrada para a corrente de saida excede mais do que o limite predeterminado; onde a dita corrente de entrada e corrente de saida são as correntes do condutor de alta tensão 22 e condutor de baixa tensão 23 do transformador elétrico 30 respectivamente;
b) sentir/detectar o surto de óleo excessivo no dito transformador usando o relê buchholz 18 e dessa maneira provendo o segundo sinal de entrada para a unidade de controle 1,.
c) prover o terceiro sinal de entrada para a unidade de controle 1 através dos disjuntores 24,28 enquanto o dito disjuntor recebe sinais deentrada do relê buchholz 18 e relê elétrico de leitura de corrente 26,
d) gerar um sinal de controle com base nos
primeiro, segundo e terceiro sinais de entrada do dito relê elétrico de leitura de corrente diferencial 26, relê buchholz 18 e disjuntores que são dados para a unidade de controle 1, e dessa maneira ene r giz ar um imã de suspensão 5 para escoamento do fluido refrigerante combustível 11 através da válvula de escoamento 4 e subseqüentemente inj etar o gás inerte do fundo do tanque do transformador elétrico 14 através de uma válvula de descarga de nitrogênio 6 para agitar o refrigerante e reduzir os conteúdos de oxigênio para medidas preventivas contra a explosão e/ou incêndio resultante no transformador elétrico 30. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figura 1 está representando a visão geral do sistema para prevenção, proteção e/ou detecção do transformador elétrico contra explosão e/ou incêndio resultante.
A Figura 2 está mostrando uma vista esquemática representando a lógica do método de operação do dispositivo de acordo com a invenção.
A Figura 3 está mostrando uma vista esquemática representando o leiaute e a lógica da unidade de controle.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS
A Figura 1 é a vista geral do dispositivo para prevenção, proteção e/ou detecção do transformador elétrico.contra explosão e/ou incêndio resultante. Com referência à figura 1: o transformador elétrico 30 compreende um tanque de transformador elétrico 14 com condutores elétricos transportando alta ou baixa voltagem de tensão 22 conectado na bucha do transformador de alta ou baixa tensão 15, um outro condutor de alta ou baixa tensão 23 é conectado na outra bucha do transformador de alta ou baixa tensão 16 conforme o caso possa ser. O tanque do transformador elétrico 14 está cheio com fluido refrigerante combustível 11. O transformador elétrico 30 é conectado em um conservador de transformador elétrico 21 que se comunica com o tanque do transformador elétrico 14 através de um tubo ou conduto 19. O tubo ou conduto 19 provido com a válvula de isolamento do conservador do transformador elétrico (TCIV) 20 fecha o tubo ou conduto 19 tão logo o movimento rápido do fluido refrigerante combustível 11 do conservador do transformador elétrico 21 para o tanque de transformador elétrico 14 seja observado. O tubo ou conduto 19 é também adaptado com um relê buchholz 18 para sentir a geração do gás e/ou um surto observado no fluido refrigerante combustível 11 do tanque do transformador elétrico 14 para o conservador do transformador elétrico 21. O condutor elétrico transporta alta ou baixa tensão 22 e o condutor elétrico transporta alta ou baixa tensão 23 conforme o caso possa ser através dos quais a corrente passa para o transformador para elevar ou reduzir a voltagem e o inverso para a corrente, o relê elétrico de leitura de corrente diferencial 26 medindo a corrente diferencial entre o condutor elétrico de alta ou baixa tensão que chega 22 e ocondutor elétrico de alta ou baixa tensão que sai 23 confor-me o caso possa ser. Um limite de diferença predeterminado éajustado no nivel de corrente do relê elétrico de leitura decorrente diferencial 26. Quando a diferença predeterminadano nivel de corrente é excedida, o relê elétrico de leiturade corrente diferencial 26 desengatará o transformador elé-trico 30 através do(s) disjuntor(es). O relê buchholz tambémdesengata quando existe surto repentino do fluido refrige-rante combustível 11. Um sinal de saida do relê elétrico deleitura de corrente diferencial 26 ou do relê buchholz de-sengatará o (s) disjuntor(es) na entrada (e se conectado emparalelo, as conexões de saida com a bucha do transformadorde alta e baixa tensão 15 e 16) , simultaneamente dando umsinal para a unidade de controle 1. Essa unidade de controle1 gera somente um sinal de controle para a válvula de escoa-mento do óleo 4 se os sinais do relê elétrico de leitura decorrente diferencial 26 isolando o transformador elétrico 30e um sinal do relê buchholz isolando o transformador elétri-co 30 são ambos recebidos. A atuação da válvula de escoamen-to 4 do fluido refrigerante combustível 11 ocorre com a re-cepção de um sinal de controle gerado pela unidade de con-trole 1 que energiza o imã de suspensão 5 para começar o es-coamento e a inj eção subseqüente do gás de nitrogênio dofundo do tanque através da válvula de descarga de nitrogênio6, dessa maneira garantindo a agitação do óleo e reduzindo apresença do oxigênio no espaço acima do fluido refrigerantecombustível 11 no tanque e dessa maneira impedindo e prote-gendo o fluido refrigerante combustível 11 dentro do tanquedo transformador elétrico 14. No caso de estouro de qualqueruma das buchas do transformador de alta ou baixa tensão, ogás de nitrogênio se eleva através de qualquer ruptura ouabertura causada pela explosão e cria um envelope ao redor da abertura para reduzir a presença do oxigênio. 0 gás denitrogênio é armazenado em um cilindro de nitrogênio pressu-rizado 7. A injeção do gás de nitrogênio é também comandadapelo sinal de controle gerado pela unidade de controle 1. 0sistema adicional como mostrado na figura 1 é provido com_0 outras partes de construção como detectores de incêndio 17para garantir a prevenção, proteção e/ou detecção do trans-formador elétrico contra explosão e/ou incêndio resultante.
Numerais de referência usados na figura são como
segue:
1. unidade de controle
2. dispositivo de suprimento
3. FEC
4. válvula de escoamento
5. imã de suspensão
6. válvula de descarga de nitrogênio
7. cilindro de nitrogênio
8. reservatório de óleo
9. válvula de escoamento de óleo do transformador
10. caixa de sinal
25 11. Fluido refrigerante combustível
12. nivel do solo
13. Rodas
14. Tanque do transformador elétrico15. Bucha do transformador de alta tensão (ou vi-ce-versa)
16. Bucha de do transformador de baixa tensão (ouvice-versa)
17. Detectores de incêndio
18. Relê buchholz
19. Tubo ou conduto
20. Válvula de isolamento do conservador do trans-formador elétrico (TCIV)
21. Conservador do transformador elétrico
22. Condutor elétrico transportando alta tensão(ou vice-versa)
23. Condutor elétrico transportando baixa tensão(ou vice-versa)
24. Chegada do disjuntor
25. Linha de chegada
26. Relê elétrico de leitura de corrente diferen-cial
27. Linha de saida 28. Saida do disjuntor
29. Cabos
30. Transformador elétrico.
A Figura 3 está representando a unidade de contro-le que consiste da fonte de potência 301, chave seletora 302 para a mudança, contator de lingüeta mecânico 303 para sinaldo relê de leitura de corrente diferencial, contator 304 pa-ra sinal do relê buchholz, contator 305 para sinal de desen-gate do(s) disjuntor (es), contator 306 para sinal de desen-gate do detector de incêndio, sistema de monitoramento decabo 307, relé/contator 308 para desengate de dispositivos,equipamentos próximos. Quando o contator de lingüeta mecâni-co 303, contator 304 e contator 305 ficam energizados, o si-nal de controle é passado para o imã de suspensão 5 para i-niciar o escoamento do fluido refrigerante combustível esubseqüentemente inj etar o gás de nitrogênio do fundo dotanque do transformador elétrico. Quando os contatores306,304 e 305 ficam energizados, o sinal de controle é for-necido para o(s) imã(s) de suspensão para iniciar o escoa-mento do fluido refrigerante combustível e subseqüentementein j et ar o gás de nitrogênio do fundo do tanque do transfor-mador elétrico.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Dessa maneira, a presente invenção refere-se asistema para prevenção, proteção e/ou detecção de explosãoe/ou incêndio resultante do transformador elétrico 30 ante-cipadamente, o dito sistema compreendendo: um ou mais relêselétricos de leitura de corrente diferencial 26 para calcu-lar a diferença da corrente de entrada e corrente de saidacom o nivel máximo e prover primeira entrada para a unidadede controle 1, se a relação da corrente de entrada para acorrente de saida excede mais do que o limite predetermina-do, um ou mais relês buchholz 18 para sentir o surto de óleoexcessivo no transformador e prover segundos sinais de en-trada para a unidade de controle 1, um ou mais disjuntorespara obter sinais de entrada do relê buchholz 18 e/ou outrodispositivo de leitura e prover terceira entrada para a uni-dade de controle 1, uma ou mais unidades de controle obtendoprimeiro, segundo e terceiro sinais de entrada do dito relêelétrico de leitura de corrente diferencial 26, relê buc-hholz 18 e disjuntores 24, 28, gerando sinal de controle para energizar o imã de suspensão 5 para escoamento do fluidorefrigerante combustível 11 através da válvula de escoamento4 e subseqüentemente injetar o gás inerte do fundo do tanquedo transformador elétrico 14 através de uma válvula de des-carga de nitrogênio 6 para agitar o fluido refrigerante combustivel 11 e reduzir a temperatura e os conteúdos de oxigê-nio para medidas preventivas contra a explosão e ou incêndioresultante no transformador elétrico 30.
Em uma modalidade, a presente invenção refere-se aum sistema onde a corrente de entrada e a corrente de saida do relê elétrico de leitura de corrente diferencial 26 são acorrente do condutor de alta tensão 22 e do condutor de bai-xa tensão 23, respectivamente -
Em uma outra modalidade, a presente invenção refe-re-se a um sistema onde o dito transformador elétrico 30 tem um tanque de transformador elétrico 14 cheio com um fluidorefrigerante combustível 11.
Ainda uma outra modalidade da presente invençãorefere-se a um sistema onde a válvula de descarga de nitro-gênio 6 injeta o gás de nitrogênio para agitar o refrigerante e reduzir o conteúdo de oxigênio.
Ainda uma outra modalidade da presente invençãorefere-se a um sistema onde o relê elétrico de leitura decorrente diferencial 26 prove primeiro sinal de entrada paraa unidade de controle 1, se a relação da corrente de entradae corrente de saida excede mais do que 1:40.
Ainda uma outra modalidade da presente invençãorefere-se a um sistema onde a geração do sinal de controleda unidade de controle 1 e o escoamento o fluido refrigeran-te combustível 11 através da válvula de escoamento 4 e sub-seqüentemente a injeção do gás inerte do fundo do tanque dotransformador elétrico 14 são executados dentro de um perío-do de tempo na faixa de 50 a 700 milissegundos.
Ainda uma outra modalidade da presente invençãorefere-se a um sistema onde o transformador elétrico 30 éconectado com a válvula de isolamento do conservador dotransformador elétrico (TCIV) 20 e conservador do transfor-mador elétrico 21 através de um conduto ou tubo 19 para exe-cutar o isolamento do transformador elétrico 30 durante orápido movimento do fluido refrigerante combustível 11 doconservador do transformador elétrico 21 para o tanque dotransformador elétrico 14.
Uma modalidade adicional da presente invenção re-fere-se a um método para prevenção, proteção e/ou detecçãode explosão e/ou resultante do transformador elétrico 30 an-tecipadamente usando o sistema, onde o dito método compreen-de as etapas de: a) calcular a diferença da corrente de en-trada e da corrente de saida através do transformador elé-trico 30 com o nivel máximo usando um ou mais relês elétri-cos de leitura de corrente diferencial 26 e provendo primei-ro sinal de entrada para a unidade de controle 1, se a rela-ção de corrente de entrada para a corrente de saida excedemais do que o limite predeterminado, b) sentir/detectar osurto de óleo excessivo no dito transformador usando o relêbuchholz 18 e provendo o segundo sinal de entrada para a u-nidade de controle 1, c) prover terceiro sinal de entradapara a unidade de controle 1 através dos disjuntores 24,28enquanto o dito disjuntor recebe os sinais de entrada do re-lê buchholz 18 e/ou do dispositivo de leitura, d) gerar umsinal de controle enquanto obtendo o primeiro, o segundo e oterceiro sinais de entrada do dito relê elétrico de leiturade corrente diferencial 26, relê buchholz 18 e disjuntoresna unidade de controle 1, energizar um imã de suspensão 5para escoamento do fluido refrigerante combustível 11 atra-vés da válvula de escoamento 4 e subseqüentemente injetar ogás inerte do fundo do tanque do transformador elétrico 14através de uma válvula de descarga de nitrogênio 6 para agi-tar o refrigerante e reduzir os conteúdos de oxigênio paramedidas preventivas contra a explosão e/ou incêndio resul-tante no transformador elétrico 30.
Ainda uma outra modalidade da presente invençãoonde na etapa (a) a corrente de entrada e a corrente de sal-da do relê elétrico de leitura de corrente diferencial 2 6são a corrente do condutor de alta tensão 22 e do condutorde baixa tensão 23, respectivamente.
Ainda uma outra modalidade da presente invençãoonde na etapa (a) o relê elétrico de leitura de corrente di-ferencial 26 prove primeiro sinal de entrada para a unidadede controle 1 se a relação da corrente de entrada e correntede saida excede mais do que 1:40.Ainda uma outra modalidade da presente invençãoonde a geração do sinal de controle da unidade de controle 1e o escoamento do fluido refrigerante combustível 11 atravésda válvula de escoamento 4 e subseqüentemente a inj eção do gás inerte do fundo do tanque do transformador elétrico 14são executados dentro de um periodo de tempo na faixa de 50~a 700 milissegundos.
Ainda uma outra modalidade da presente invençãoonde na etapa (d) a válvula de descarga do nitrogênio 6 in- jeta o gás de nitrogênio para agitar o refrigerante e redu-zir os conteúdos de oxigênio.
Ainda uma outra modalidade da presente invençãoonde na etapa (d) o transformador elétrico 30 é isolado u-sando a válvula de isolamento do conservador do transforma- dor elétrico (TCIV) 20, durante o movimento rápido do fluidorefrigerante combustível 11 do conservador do transformadorelétrico 21 para o tanque do transformador elétrico 14 de-tectado .
Os experimentos mostraram que o desequilíbrio da corrente que chega e da corrente que sai em um transformadorelétrico 30 é medido por um relê elétrico de leitura de cor-rente diferencial que detecta a diferença entre a correnteque chega e a que sai. Tão logo um limite predeterminado dedesequilíbrio na corrente que chega e que sai ou vice-versa é excedido, o relê elétrico de leitura de corrente diferen-cial desengatará produzindo um sinal para os disjuntores dechegada e de saida conectados no transformador elétrico 30para desengatar e o transformador elétrico será isolado dafonte de chegada (e também da fonte de saida, no caso da sa-ída do transformador elétrico estar conectada em uma outrasaída de transformador elétrico em paralelo). Também, se e-xiste um surto no fluido refrigerante combustível devido auma formação repentina de turbulência, ele é detectado pelorelê buchholz. O relê buchholz também produzirá um sinal pa-ra os disjuntores de chegada e de saída do transformador e-létricô para desengatar e o transformador elétrico será iso-lado. 0 método para prevenção, proteção e/ou detecção de umtransformador elétrico contra a explosão e/ou incêndio re-sultante, onde o transformador elétrico tem um invólucrocheio com um fluido refrigerante combustível compreende asseguintes etapas: detectar uma situação anormal sentindo adiferença entre a corrente do transformador que chega e quesai usando um relê elétrico de leitura de corrente diferen-cial, ii. detectar um surto de óleo excessivo usando um relêbuchholz, iii. comunicar sinais de saída tanto do relê elé-trico de leitura de corrente diferencial quanto do relê buc-hholz para a unidade de controle para gerar um sinal de con-trole, iv. escoar o fluido refrigerante combustível usandouma válvula que é ativada por um sinal de controle geradopela unidade de controle, v. injetar o gás de nitrogênio dofundo do tanque do transformador para agitar o refrigerante,dessa maneira abaixando a temperatura do fluido refrigerantecombustível e também reduzindo o conteúdo de oxigênio, ondeo dito relê elétrico de leitura de corrente diferencial de-tecta a diferença entre a corrente que chega e a que sai comum limite predeterminado e tão logo o limite predeterminadoseja excedido, o relê elétrico de leitura de corrente dife-rencial desengata os disjuntores de chegada e de saida dotransformador elétrico e o isola. Além disso, a presente in-venção prove um método e dispositivo para a prevenção, proteção e detecção de um transformador elétrico contra a ex-plosão e/ou incêndio resultante, o dito dispositivo compre-endido de:
i. relê elétrico de leitura de corrente diferenci-al para detectar a diferença entre a corrente de entrada e a corrente de saida com o nivel predeterminado,
ii. relê buchholz para detectar um surto de óleo
excessivo,
iii. disjuntores para obter os sinais de entradado relê buchholz e/ou outro dispositivo de leitura,
iv. a unidade de controle para gerar um sinal de
controle para energizar um imã de suspensão para escoamentodo fluido refrigerante combustível e subseqüentemente inje-tar gás de nitrogênio do fundo do transformador elétrico a-través de uma válvula de modo a agitar o fluido refrigerante combustível e reduzir a pressão do oxigênio,
v. quando os sinais de saida do relê elétrico deleitura de corrente diferencial, do relê buchholz e do(s)disjuntor (es) são comunicados para a unidade de controle,então a unidade de controle gera um sinal de controle que ativa o escoamento do fluido refrigerante combustível e ainjeção do gás de nitrogênio para começar as medidas preven-tivas, protetoras e/ou detectoras contra provável explosãoe/ou incêndio resultante em um transformador elétrico.Além disso, de acordo com a presente invenção, ogás de nitrogênio é armazenado em um cilindro pressurizado ea injeção do mesmo é executada em uma razão predeterminadaque é controlada por uma válvula, que é acionada pelo sinalde controle gerado pela unidade de controle.
VANTAGEM DA INVENÇÃO
1. A presente invenção é capaz de impedir e detec-tar a possibilidade de explosão e/ou incêndio resultante an-tecipadamente, isto é, antes da decomposição do fluido re-frigerante combustível/óleo dielétrico.
2. Uma outra vantagem da presente invenção refere-se a prover um sistema à prova de uso indevido e método paraa prevenção, proteção e/ou detecção de um transformador elé-trico contra explosão e/ou incêndio resultante com o menorretardo.
3. Ainda uma outra vantagem da presente invenção épara um transformador elevador ou redutor, que tem uma ten-são de entrada e uma tensão de saida.
4. Ainda uma outra vantagem da presente invenção éque o sistema é desprovido de sensores de pressão, sensoresde temperatura ou sensores de vapor .
Claims (14)
1. Sistema para prevenir, proteger e/ou detectar aexplosão e/ou incêndio resultante do transformador elétrico(30) antecipadamente antes da decomposição do fluido refri-gerante combustível/óleo dielétricô, o dito sistema sendoCARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um ou mais relêselétricos de leitura de corrente diferencial (26) para cal-cular a diferença da corrente de entrada e corrente de saidacom o nivel máximo e dessa maneira prover primeira entradapara a unidade de controle (1), se a relação da corrente deentrada para a corrente de saida excede mais do que o limitepredeterminado; onde a dita corrente de entrada e correntede saida são as correntes do condutor de alta tensão (22) econdutor de baixa tensão (23) do transformador elétrico (30)respectivamente;um ou mais relês buchholz (18) para sentir o surtode óleo excessivo no transformador e dessa maneira proversegunda entrada para a unidade de controle (1),um ou mais disjuntores para obter sinais de entra-da do relê elétrico de leitura de corrente (26) e relê buc-hholz (18) e dessa maneira prover terceiro sinal de entradapara a unidade de controle (1),uma ou mais unidades de controle (1) para receberprimeiro, segundo e terceiro sinais de entrada do dito relêelétrico de leitura de corrente diferencial (26), relê buc-hholz (18) e disjuntores (24,28), respectivamente, e dessamaneira gerar o sinal de controle para energizar o imã desuspensão (5) para escoamento do fluido refrigerante combus-tivel (11) através da válvula de escoamento (4) e subseqüen-temente injetar o gás inerte do fundo do tanque do transfor-mador elétrico (14) através de uma válvula de descarga denitrogênio (6) para agitar o fluido refrigerante combustível (11) e reduzir a temperatura e os conteúdos de oxigênio paramedidas preventivas contra a explosão e/ou incêndio resul-tante no transformador elétrico (30).
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito transformador elétrico (30) tem um tanque de transformador elétrico (14) cheio comum fluido refrigerante combustível (11)-
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a válvula de descarga de ni-trogênio (6) inj eta o gás de nitrogênio para agitar o refrigerante e reduzir a temperatura e os conteúdos de oxigênio.
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o relê elétrico de leitura decorrente diferencial (2 6) prove primeiro sinal de entradapara a unidade de controle (1), se a relação da corrente de entrada e corrente de saida excede mais do que 1:40.
5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a geração do sinal de contro-le da unidade de controle (1) e o escoamento do fluido re-frigerante combustível (11) através da válvula de escoamento(4) e subseqüentemente a injeção do gás inerte do fundo dotanque do transformador elétrico (14) são executados dentrode um periodo de tempo na faixa de 50 a 700 milissegundos.
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o transformador elétrico (30)é conectado com a válvula de isolamento do conservador dotransformador elétrico (TCIV) (20) e conservador do trans-formador elétrico (21) através de um conduto ou tubo (19)para executar o isolamento do transformador elétrico (30)durante o rápido movimento do. fluido refrigerante combustí-vel (11) do conservador do transformador elétrico (21) parao tanque do transformador elétrico (14).
7. Método para proteção, prevenção e/ou detecçãode explosão e/ou incêndio resultante do transformador elé-trico (30) antecipadamente (antes da geração do arco elétri-co) usando o sistema, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito método compreende asetapas de:a) calcular a diferença da corrente de en-trada e da corrente de saida através do transfor-mador elétrico (30) com o nivel máximo usando umou mais relês elétricos de leitura de correntediferencial (26) e provendo primeiro sinal de en-trada para a unidade de controle (1), se a rela-ção de corrente de entrada para a corrente de sa-ida excede mais do que o limite predeterminado,onde a dita corrente de entrada e a corrente desaida são as correntes do condutor de alta tensão(22) e do condutor de baixa tensão (23) do trans-formador elétrico (30) , respectivamente;b) sentir/detectar o surto de óleo excessi-vo no dito transformador usando o relê buchholz(18) e dessa maneira provendo o segundo sinal deentrada para a unidade de controle (1),c) prover terceiro sinal de entrada para aunidade de controle (1) através dos disjuntores(24,28) enquanto o dito disjuntor recebe os si-nais de entrada do relê buchholz (18) e do relêelétrico de leitura de corrente (26),d) gerar um sinal de controle com base noprimeiro, segundo e terceiro sinais de entrada dodito relê elétrico de leitura de corrente dife-rencial (2 6) , relê buchholz (18) e disjuntoresque são fornecidos para a unidade de controle(1) , e dessa maneira energizar um imã de suspen-são (5) para escoamento do fluido refrigerantecombustível (11) através da válvula de escoamento(4) e subseqüentemente injetar o gás inerte dofundo do tanque do transformador elétrico (14)através de uma válvula de descarga de nitrogênio(6) para agitar o refrigerante e reduzir os con-teúdos de oxigênio para medidas preventivas con-tra a explosão e/ou incêndio resultante no trans-formador elétrico (30).
8. Método, de acordo com a reivindicação 7,CARACTERIZADO pelo fato de que na etapa (a) o relê elétricode leitura de corrente diferencial (26) prove primeiro sinalde entrada para a unidade de controle (1) se a relação dacorrente de entrada e corrente de saida excede mais do que1:40.
9. Método, de acordo com a reivindicação 7,CARACTERIZADO pelo fato de que na etapa (d) a geração do si-nal de controle da unidade de controle (1) e o escoamento dofluido refrigerante combustível (11) através da válvula de escoamento (4) e subseqüentemente a injeção do gás inerte dofundo do tanque do transformador elétrico (14) são executa-dos dentro de um periodo de tempo na faixa de 50 a 700 mi-lissegundos.
10. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que na etapa (d) a válvula dedescarga do nitrogênio (6) inj eta o gás de nitrogênio paraagitar o refrigerante e reduzir os conteúdos de oxigênio.
11. Método, de acordo com a reivindicação 7,CARACTERIZADO pelo fato de que na etapa (d) o transformador elétrico (30) é isolado usando a válvula de isolamento doconservador do transformador elétrico (TCIV) (20), durante omovimento rápido do fluido refrigerante combustível (11) doconservador do transformador elétrico (21) para o tanque dotransformador elétrico (14) detectado.
12. Transformador elétrico, CARACTERIZADO pelo fa-to de que compreende um sistema de acordo com a reivindica-ção 1 para prevenção, proteção e/ou detecção de explosãoe/ou incêndio resultante do transformador elétrico (30) .
13. Sistema para proteção, prevenção e/ou detecção de explosão e/ou incêndio resultante do transformador elé-trico (30) antecipadamente, CARACTERIZADO pelo fato de que ésubstancialmente como aqui descrito com referência aos dese-nhos acompanhantes.
14. Método para proteção, prevenção e/ou detecçãode explosão e/ou incêndio resultante do transformador elé-trico (30) antecipadamente, CARACTERIZADO pelo fato de que ésubstancialmente como aqui descrito com referência aos desenhos acompanhantes.
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