PT1949392E - Método e dispositivo para a prevenção e protecção de um transformador eléctrico face a uma explosão e incêndio - Google Patents
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Description
1
DESCRIÇÃO "MÉTODO E DISPOSITIVO PARA A PREVENÇÃO E PROTECÇÃO DE UM TRANSFORMADOR ELÉCTRICO FACE A UMA EXPLOSÃO E INCÊNDIO"
CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se ao campo da prevenção, protecção e detecção de uma explosão e o incêndio resultante num transformador eléctrico. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um sistema que previne e detecta a possibilidade de uma explosão e um incêndio resultante com antecedência, concretamente antes da decomposição do fluido refrigerante inflamável ou óleo dieléctrico.
ANTECEDENTES E DESCRIÇÃO DO MÉTODO ANTERIOR
Os transformadores eléctricos apresentam perdas tanto nos enrolamentos como no núcleo, por isso o calor produzido necessita de dissipar-se. Portanto, os transformadores de alta potência geralmente são arrefecidos utilizando um fluido, como óleo. Os óleos utilizados são dieléctricos e podem inflamar-se acima de uma temperatura aproximada de 140 °C. Dado que os transformadores são muito caros, deve dar-se especial atenção à sua protecção. Uma falha no isolamento cria em primeiro lugar um forte arco eléctrico, o que provoca a acção do sistema eléctrico de protecção, que faz disparar o relé de fornecimento do transformador (corta-circuitos). 0 arco eléctrico também provoca a consequente dissipação de energia, o que gera uma fuga de gás da decomposição do óleo dieléctrico, em particular hidrogénio e acetileno. Após a fuga do gás, a pressão dentro da carcaça do transformador aumenta muito rapidamente, dai uma frequente deflagração muito violenta. A deflagração tem como resultado uma extensa rotura das ligações mecânicas na carcaça (parafusos, soldaduras) do 2 transformador, o que coloca esses gases em contacto com o oxigénio no ar circundante. Dado que o acetileno pode inflamar-se espontaneamente na presença do oxigénio, a combustão inicia-se imediatamente e causa a propagação do fogo a outros equipamentos no mesmo local, que também podem conter grandes quantidades de produtos inflamáveis. As explosões são devidas a curto-circuitos causados por sobrecargas, picos de tensão, degradação progressiva do isolamento, nivel insuficiente de óleo, aparecimento de água ou humidade ou a falha de um componente isolador. Os sistemas de protecção de incêndios para transformadores eléctricos são conhecidos no método anterior, e são accionados pela combustão ou por detectores de incêndios. No entanto, estes sistemas estão implementados com um atraso de tempo significativo, quando o óleo do transformador já está a arder. É então necessário limitar a combustão ao equipamento em questão, e prevenir que o fogo se propague para a instalação vizinha. Com a finalidade de desacelerar a decomposição do fluido dieléctrico devido a um arco eléctrico, podem utilizar-se óleos de silicone em lugar de óleos minerais convencionais. No entanto, a explosão da carcaça do transformador devido ao aumento da pressão interna é retardada apenas por um curto espaço de tempo, da ordem de alguns milisegundos. Este espaço de tempo torna possivel captar meios, que podem prevenir a explosão. 0 documento WO-A-97/12379 revela um método para a prevenção, protecção e detecção face a uma explosão e o incêndio resultante num transformador eléctrico provido de uma carcaça cheia de fluido refrigerante inflamável, detectando uma quebra no isolamento eléctrico do transformador utilizando um sensor de pressão, despressurizando o refrigerante contido na carcaça, utilizando uma válvula, e arrefecendo as partes quentes do 3 refrigerante injectando um gás inerte pressurizado no fundo da carcaça com a finalidade de agitar esse refrigerante e prevenir que o oxigénio entre na carcaça do transformador. Este método é satisfatório e torna possível prevenir a explosão da carcaça do transformador até determinado limite. No entanto, esse método não proporciona uma indicação com antecedência para tomar medidas correctivas. Igualmente, quando ocorrer a acção correctiva, terá havido uma significativa quebra no isolamento eléctrico..
Um transformador eléctrico apresenta perdas inerentes nos enrolamentos e no núcleo, o que gera calor que necessita de se dissipar mediante arrefecimento natural de ar, arrefecimento natural de óleo, arrefecimento forçado de ar ou arrefecimento forçado de óleo. Os transformadores eléctricos maiores geralmente arrefecem-se utilizando óleo, que é um fluido refrigerante inflamável. Os transformadores eléctricos maiores têm um dispositivo para detectar e libertar a pressão desenvolvida devido à expansão do fluído refrigerante inflamável dentro do tanque transformador e deste modo prevenir a explosão. 0 Pedido de Patente Indiana IN189089 apresenta um método e um dispositivo para a prevenção, protecção e detecção de um transformador face a uma explosão e o incêndio resultante. A patente proporciona um método de prevenção, protecção e detecção de um transformador eléctrico da deterioração mediante a protecção, prevenção e detecção desse transformador eléctrico face à explosão e o incêndio resultante, tendo esse transformador eléctrico uma carcaça cheia de um fluido refrigerante inflamável e compreendendo esse método as etapas de detectar uma quebra no isolamento eléctrico do transformador, por meio de sensor de pressão; extrair parcialmente o refrigerante contido na carcaça utilizando uma válvula e; arrefecer as partes quentes do refrigerante injectando um gás inerte 4 pressurizado no fundo da carcaça com a finalidade de agitar o refrigerante e fazer sair o oxigénio localizado perto. Essa patente refere-se particularmente a uns meios de pressão para a prevenção, protecção e detecção do transformador face à explosão e o incêndio resultante, que é diferente da presente invenção. A patente falha ao mencionar claramente a natureza dos meios de pressão. 0 documento de Patente dos Estados Unidos 6.804.092 revela um dispositivo para a prevenção, protecção e detecção face a uma explosão e o incêndio resultante de um transformador eléctrico que compreende uma carcaça cheia de um fluido refrigerante inflamável, e uns meios para descomprimir a carcaça do transformador. Os meios de descompressão compreendem um elemento de ruptura com um detector de explosão integrado provido de uma peça de retenção que inclui primeiras zonas que têm um espessura reduzida em comparação com o resto da peça de retenção e que são capazes de se desgarrar sem se fragmentar quando esse elemento se rompe, e segundas zonas que têm uma espessura reduzida em comparação com o resto da peça de retenção e que são capazes de dobrar-se sem rasgar-se quando esse elemento se rompe. Esse elemento de ruptura é capaz de romper-se quando a pressão dentro da carcaça excede um limite predeterminado. O sinal de um detector de explosão integrado no disco de ruptura activa um sistema de refrigeração e previne que o oxigénio entre em contacto com os gases explosivos gerados pelo arco eléctrico em contacto com o óleo. 0 documento de Patente de Estados Unidos 6804092 refere-se brevemente a "Descompressão/Meios" nos quais um elemento de ruptura rasga-se com um acréscimo na pressão no tanque transformador além de um limite predeterminado, o que não é um sistema infalível para detectar e prevenir uma explosão num transformador eléctrico. 5
Ambos os sistemas do método anterior analisam a pressão desenvolvida e as posteriores medidas de prevenção através de um disco de ruptura ou "Meios de Pressão". Em ambos os sistemas do método anterior, concretamente nos documentos IN189089 e US6804092 existem desvantagens inerentes como a ruptura que ocorre após um significativo atraso da incidência do arco eléctrico interno.
Portanto, é possível que tenham lugar o atraso na detecção da pressão desenvolvida, a explosão e/ou o incêndio resultante num transformador eléctrico. Nenhuma das técnicas anteriores apresenta o sistema ou o método que detectará ou prevenirá que ocorra a ruptura sem atraso.
Assim, é necessário ultrapassar os referidos inconvenientes de ambos os métodos anteriores e inventar um dispositivo e um método para a prevenção, protecção e/ou detecção de um transformador eléctrico da explosão e o incêndio resultante que tome medidas preventivas e protectoras com o mínimo atraso.
OBJECTIVO DA INVENÇÃO 0 objectivo da presente invenção é proporcionar um sistema que elimine os inconvenientes anteriormente mencionados associados com o sistema anterior. 0 principal objectivo da presente invenção é proporcionar um sistema que previna e detecte a possibilidade de explosão e o incêndio resultante com antecedência, isto é, antes da decomposição de fluido refrigerante inflamável ou óleo dieléctrico.
Um outro objectivo da presente invenção é proporcionar um sistema infalível e um método para a prevenção, protecção e detecção de um transformador eléctrico face a uma explosão e o incêndio resultante com o mínimo atraso.
Um outro objectivo da presente invenção é proporcionar um sistema para prevenir, proteger e detectar uma explosão e o incêndio resultante a um transformador elevador ou 6 redutor, que tem uma tensão de entrada e uma tensão de saída.
Um outro objectivo da presente invenção é proporcionar um sistema desprovido de meios sensores de pressão, sensores de temperatura ou sensores de vapor.
Um outro objectivo da presente invenção é proporcionar um sistema que seja económico e que tenha as mínimas complexidades envolvidas durante o seu funcionamento.
RESUMO DA INVENÇÃO
Assim, a presente invenção refere-se a um sistema e a um método para prevenir, proteger e detectar uma explosão e/ou o incêndio resultante de um transformador eléctrico com antecedência, compreendendo esse sistema: um ou mais relés eléctricos que detectam a corrente diferencial para calcular a diferença de corrente de entrada e corrente de saída com o nível limite e proporcionar uma primeira entrada à unidade de controlo, se a proporção de corrente de entrada com corrente de saída exceder um limite predeterminado, um ou mais relés de Buchholz para detectar a subida excessiva de óleo no transformador e proporcionar uma segunda entrada à unidade de controlo, um ou mais corta-circuitos para obter sinais de entrada desde o relé de Buchholz e/ou outros meios de detecção e proporcionar uma terceira entrada à unidade de controlo, uma ou mais unidades de controlo que obtêm primeiros, segundos e terceiros sinais de entrada a partir desse relé eléctrico, relé de Buchholz e corta-circuitos, gerando um sinal de controlo para energizar um íman elevador para extrair o fluido refrigerante inflamável através de uma válvula de extracção e posteriormente injectar gás inerte desde o fundo do tanque do transformador eléctrico através de uma válvula de libertação de azoto para remover o refrigerante e reduzir os conteúdos de oxigénio para medidas preventivas 7 face à explosão e o incêndio resultante no transformador eléctrico.
EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO
Um sistema para prevenir, proteger e detectar uma explosão e/ou o incêndio resultante de um transformador eléctrico com antecedência antes da decomposição do fluido refrigerante inflamável ou óleo dieléctrico, compreendendo esse sistema: um ou mais relês eléctricos que detectam a corrente diferencial para calcular a diferença de corrente de entrada e corrente de saida com o nivel limite e proporcionar deste modo uma primeira entrada a uma unidade de controlo, se uma proporção de corrente de entrada com corrente de saida excede um limite predeterminado; em que essa corrente de entrada e corrente de saida são as correntes de um condutor de alta tensão e um condutor de baixa tensão do transformador eléctrico respectivamente; um ou mais relês de Buchholz para detectar a subida excessiva de óleo no transformador e proporcionar deste modo uma segunda entrada à unidade de controlo, um ou mais corta-circuitos para obter sinais de entrada a partir do relê eléctrico que detecta a corrente e o relé de Buchholz e proporcionar deste modo um terceiro sinal de entrada à unidade de controlo, uma ou mais unidades de controlo para receber os primeiros, segundos e terceiros sinais de entrada a partir desse relé eléctrico que detecta a corrente diferencial, relé de Buchholz e corta-circuitos respectivamente, e gerar deste modo um sinal de controlo para energizar um iman elevador para extrair o fluido refrigerante inflamável através de uma válvula de extracção e posteriormente injectar gás inerte desde o fundo do tanque do transformador eléctrico através de uma válvula de libertação de azoto para remover o fluido refrigerante inflamável e reduzir a temperatura e os conteúdos de oxigénio para medidas preventivas face à explosão e/ou o incêndio resultante no transformador eléctrico.
Um método para proteger, prevenir e detectar uma explosão e/ou o incêndio resultante de um transformador eléctrico com antecedência (antes da geração do arco eléctrico) utilizando um sistema como o reivindicado na reivindicação 1, compreendendo esse método as etapas de: a) calcular a diferença de corrente de entrada e corrente de saida através do transformador eléctrico com o nível limite utilizando um ou mais relés eléctricos que detectam a corrente diferencial e proporcionar deste modo um primeiro sinal de entrada à unidade de controlo, se uma proporção de corrente de entrada com corrente de saída exceder o limite predeterminado; em que essa corrente de entrada e corrente de saída são as correntes de um condutor de alta tensão e um condutor de baixo tensão do transformador eléctrico respectivamente; b) sentir ou detectar uma excessiva subida de óleo nesse transformador utilizando um relé de Buchholz e proporcionar deste modo um segundo sinal de entrada à unidade de controlo, c) proporcionar um terceiro sinal de entrada à unidade de controlo através de corta-circuitos enquanto esse corta-circuitos está a receber sinais de entrada do relé de Buchholz e um relé eléctrico que detecta a corrente, d) gerar um sinal de controlo com base nos primeiros, segundos e terceiros sinais desse relé eléctrico que detecta a corrente diferencial, relé de Buchholz e corta-circuitos que se transmitem para a unidade de controlo, e energizar deste modo um íman elevador para extrair o fluido refrigerante inflamável através de uma válvula de extracção e posteriormente injectar gás inerte desde o fundo do tanque do transformador eléctrico através de uma válvula de libertação de azoto para remover o refrigerante e reduzir 9 os conteúdos de oxigénio para medidas preventivas face à explosão e/ou o incêndio resultante no transformador eléctrico.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A Figura 1 representa a vista geral do sistema para a prevenção, protecção e detecção do transformador eléctrico face a uma explosão e/ou o incêndio resultante. A Figura 2 apresenta uma vista esquemática que representa a lógica do método do funcionamento do dispositivo de acordo com a invenção.
A Figura 3 apresenta uma vista esquemática que representa o desenho e a lógica da unidade de controlo. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS A Figura 1 é a vista geral do dispositivo da invenção para a prevenção, protecção e detecção do transformador eléctrico face a uma explosão e/ou o incêndio resultante. Relativamente à Figura 1: o transformador eléctrico (30) compreende um tanque do transformador eléctrico (14) com condutores eléctricos conduzindo alta ou baixa tensão (22) ligados a um mancai do transformador de alta ou baixa tensão (15). Um outro condutor de alta ou baixa tensão (23) está ligado a um outro mancai do transformador de alta ou baixa tensão (16) segundo o caso. O tanque do transformador eléctrico (14) está cheio de fluido refrigerante inflamável (11). O transformador eléctrico (30) está ligado a um conservador do transformador eléctrico (21) que comunica com o tanque do transformador eléctrico (14) através de um tubo ou conduto (19). O tubo ou conduto (19) provido de uma Válvula de Isolamento do Conservador do Transformador Eléctrico (VACT) fecha o tubo ou conduto (19) logo como se observe o rápido movimento do fluido refrigerante inflamável (11) a partir do conservador do transformador eléctrico (21) para o tanque do transformador eléctrico 10 (14) . O tubo ou conduto (19) também está equipado com um relé de Buchholz (18) para detectar a geração de gás e/ou um aumento repentino observado no fluido refrigerante inflamável (11) do tanque do transformador eléctrico (14) para o conservador do transformador eléctrico (21). 0 condutor eléctrico que tem alta ou baixa tensão (22) e o condutor eléctrico que tem alta ou baixa tensão (23) segundo seja o caso através dos quais a corrente passa para o transformador para aumentar ou reduzir a tensão e inverter a corrente, o relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26) para medir a corrente diferencial entre o condutor eléctrico de Alta ou Baixa Tensão de entrada (22) e o condutor eléctrico de Alta ou Baixa Tensão de saída (23) segundo o caso. Estabelece um limite de diferença predeterminado no nível de corrente do relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26). Quando a diferença predeterminada no nível de corrente se exceder, o relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26) activará o transformador eléctrico (30) através do corta-circuitos ou os corta-circuitos. O relé de Buchholz também é activado quando existe um aumento repentino do fluido refrigerante inflamável (11). Um sinal de saída do relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26) ou o relé de Buchholz activará o corta-circuitos ou os corta-circuitos sobre as entradas (e se ligado em paralelo, as ligações em saída como mancai do transformador de alta e baixa tensão (15) e (16)), dando simultaneamente um sinal à unidade de controlo (1) . Esta unidade de controlo (1) só gera um sinal de controlo à válvula de extracção de óleo (4) se se receberem os sinais do relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26) que isolam o transformador eléctrico (30) e um sinal do relé de Buchholz que isola o transformador eléctrico (30). A acção da válvula de extracção (4) do fluido refrigerante inflamável (11) ocorre 11 após a recepção de um sinal de controlo gerada pela unidade de controlo (1) que energiza o íman elevador (5) para começar a extracção, e a posterior injecção de gás de azoto a partir do fundo do tanque através da válvula de libertação de azoto (6) assegurando deste modo que se remova o óleo e se reduza a presença de oxigénio no espaço por cima do fluido refrigerante inflamável (11) no tanque e desta forma prevê e protege o fluido refrigerante inflamável (11) dentro do tanque do transformador eléctrico (14) . No caso de arrebentar qualquer um dos mancais do transformador de alta ou baixa tensão, o gás de azoto ascende para cima através de qualquer rotura ou abertura causada pela explosão e cria uma cobertura em torno da abertura para reduzir a presença de oxigénio. 0 gás de azoto é armazenado num cilindro de azoto pressurizado (7). A injecção de gás de azoto também é determinada pelo sinal de controlo gerado pela unidade de controlo (1). Proporciona-se um sistema adicional como o apresentado na figura 1 com outras partes construtivas como detectores de incêndios (17) para assegurar a prevenção, protecção e detecção de um transformador eléctrico face a uma explosão e/ou incêndio resultante.
Os números de referência utilizados nas figuras são os seguintes: 1. unidade de controlo 2. dispositivo de fornecimento 3. FEC (Forward error correction) 4. Válvula de extracção 5. íman elevador 6. Válvula de libertação de azoto 7. Cilindro de azoto 8. Poço de óleo 9. Válvula de extracção de óleo do transformador 10. Caixa de sinal 12 11. Fluido refrigerante inflamável 12. Nivel do solo 13. Rodas 14. Tanque do transformador eléctrico 15. Mancai do transformador de alta tensão (ou vice-versa) 16. Mancai do transformador de baixa tensão (ou vice-versa). 17. Detectores de incêndios 18. Relê de Buchholz 19. Tubo ou conduto 20. Válvula de Isolamento do Conservador do Transformador Eléctrico (VACT) 21. Conservador do Transformador Eléctrico 22. Condutor eléctrico que tem alta tensão (ou vice-versa) . 23. Condutor eléctrico que tem baixa tensão (ou vice-versa) 24. corta-circuitos de entrada 25. Linha de entrada 26. Relé eléctrico que detecta a corrente diferencial 27. Linea de saída 28. corta-circuitos de saída 29. Cabos 30. Transformador eléctrico. A Figura 3 representa uma unidade de controlo que consiste numa fonte de alimentação (301), um interruptor selector (302), para a mudança do sistema, um contactor de fecho mecânico (303) para o sinal de relé que detecta a corrente diferencial, um contactor (304) para um sinal do relé de Buchholz, um contactor (305) para o sinal de activação do corta-circuitos ou os corta-circuitos, um contactor (306) para um sinal de activação do detector de incêndios, um sistema que controla o cabo (307) e um 13 relé/contactor (308) para activar os dispositivos próximos. Quando o contactor de fecho mecânico (303), o contactor (304) e o contactor (305) se energizam, é dado o sinal de controlo ao iman elevador (5) para iniciar a extracção do fluido refrigerante inflamável e posteriormente para injectar o gás de azoto desde o fundo do tanque do transformador eléctrico. Quando os contactores (306), (304) e (305) se energizam, é dado o sinal de controlo ao iman ou imanes elevadores para iniciar a extracção do fluido refrigerante inflamável e posteriormente para injectar o gás de azoto desde o fundo do tanque do transformador eléctrico.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Desta forma, a presente invenção refere-se a um sistema para a prevenção, protecção e detecção de uma explosão e/ou o incêndio resultante de um transformador eléctrico (30) com antecedência, compreendendo esse sistema: um ou mais relés eléctricos que detectam a corrente diferencial (26) para calcular a diferença de corrente de entrada e corrente de saída com o nível limite e proporcionar uma primeira entrada à unidade de controlo (1), se a proporção de corrente de entrada com corrente de salda exceder o limite predeterminado, um ou mais relés de Buchholz (18) para detectar a subida excessiva de óleo no transformador (30) e proporcionar uns segundos sinais de entrada à unidade de controlo (1), um ou mais corta-circuitos (24, 28) para obter sinais de entrada à unidade de controlo (1), um ou mais corta-circuitos (24, 28) para obter os sinais de entrada a partir do relé de Buchholz (18) e/ou outros meios detectores e proporcionar uma terceira entrada à unidade (1), uma ou mais unidades de controlo (1) que obtêm os primeiros, segundos e terceiros sinais de entrada a partir desse relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26), o relé de Buchholz e os corta- 14 circuitos (24, 28), gerando o sinal de controlo para energizar um iman elevador (5) para extrair o fluido refrigerante inflamável (11) através da válvula de extracção (4) e posteriormente injectar gás inerte desde o fundo do tanque do transformador eléctrico (14) através de uma válvula de libertação de azoto (6) para remover o fluido refrigerante inflamável (11) e reduzir a temperatura e os conteúdos de oxigénio para medidas preventivas face a explosão e/ou o incêndio resultante no transformador eléctrico (30).
Numa realização da presente invenção refere-se a um sistema em que a corrente de entrada e a corrente de saída do relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26) são a corrente do condutor de alta tensão (22) e a corrente do condutor de baixa tensão (23) respectivamente.
Numa outra realização da presente invenção refere-se a um sistema em que esse transformador eléctrico (30) tem um tanque de transformador eléctrico (14) cheio de fluido refrigerante inflamável (11).
Uma outra realização mais da presente invenção refere-se a um sistema em que a válvula de libertação de azoto (6) injecta gás de azoto para remover o refrigerante (11) r reduzir o conteúdo de oxigénio.
Inclusive uma outra realização da presente invenção refere-se a um sistema em que o relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26) proporciona um primeiro sinal de entrada à unidade de controlo (1), se a proporção da corrente de entrada e a corrente de saída exceder 1:40.
Uma outra realização mais da presente invenção refere-se a um sistema em que a geração do sinal de controlo desde a unidade de controlo (1) e a extracção do fluido refrigerante inflamável (11) através da válvula de extracção (4) e a posterior injecção de gás inerte desde o fundo do tanque do transformador eléctrico (14) realiza-se 15 dentro de um período de tempo na ordem de 50 a 700 milisegundos.
Inclusive uma outra realização da presente invenção refere-se a um sistema em que o transformador eléctrico (30) está ligado a uma válvula de isolamento do conservador do transformador eléctrico (VACT) (20) e a um conservador do transformador eléctrico (21) através de um conduto ou tubo (19) para realizar o isolamento do transformador eléctrico (30) quando se detecta um movimento rápido do fluido refrigerante inflamável (11) a partir do conservador do transformador eléctrico (21) para o tanque do transformador eléctrico (14).
Uma realização adicional da presente invenção refere-se a um método para a prevenção, protecção e detecção de uma explosão e/ou o incêndio resultante de uma transformador eléctrico (30) com antecedência utilizando um sistema, em que esse método compreende as etapas de: a) calcular a diferença da corrente de entrada e a corrente de saída através do transformador eléctrico (30) com o nível limite utilizando um ou mais relés eléctricos que detectam a corrente diferencial (26) e proporcionar um primeiro sinal de entrada à unidade de controlo (1), se a proporção de corrente de entrada com corrente de saída excede o limite predeterminado, b) sentir/detectar a excessiva subida de óleo nesse transformador utilizando um relé de Buchholz (18) e proporcionar um segundo sinal de entrada à unidade de controlo (1), c) proporcionar um terceiro sinal de entrada à unidade de controlo (1) através de curto-circuitos (24, 28) enquanto esse curto-circuitos (24) recebe sinais de entrada do relé de Buchholz (18) e/ou os meios detectores, d) gerar um sinal de controlo enquanto se obtêm os primeiros, segundos e terceiros sinais de entrada desse relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26), relé de Buchholz (18) e curto-circuitos (24, 28) na 16 unidade de controlo (1), energizando um íman elevador (5) para extrair o fluido refrigerante inflamável (11) através da válvula de extracção (11) e posteriormente injectar gás inerte desde o fundo do tanque do transformador eléctrico (14) através de uma válvula de libertação de azoto (16) para remover o refrigerante (11) e reduzir o conteúdo de oxigénio para medidas preventivas face a uma explosão e/ou o incêndio resultante no transformador eléctrico (30) .
Uma outra realização mais da presente invenção em que na etapa (a), a corrente de entrada e a corrente de saída do relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26) são a corrente do condutor de alta tensão (22) e do condutor de baixa tensão (23) respectivamente.
Uma outra realização mais da presente invenção em que na etapa (a), o relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26) proporciona um primeiro sinal de entrada à unidade de controlo (1), se a proporção de corrente de entrada e corrente de saída excede 1:40.
Inclusive uma outra realização da presente invenção em que a geração do sinal de controlo a partir da unidade de controlo (1) e a extracção do fluido refrigerante inflamável (11) através da válvula de extracção (4) e a posterior injecção de gás inerte a partir do fundo do tanque do transformador eléctrico (14) realiza-se dentro de um período de tempo na ordem de 50 a 700 milisegundos.
Inclusive uma outra realização da presente invenção em que na etapa (d) a válvula de libertação de azoto (6) injecta gás de azoto para remover o refrigerante (11) e reduzir o conteúdo de oxigénio.
Inclusive uma outra realização da presente invenção em que na etapa (d) o transformador eléctrico (30) está isolado utilizando uma válvula de isolamento do conservador do transformador eléctrico (VACT) (20), quando se detecta um movimento rápido de fluido refrigerante inflamável (11) 17 a partir do conservador do transformador eléctrico (21) para o tanque do transformador eléctrico (14).
As experiências demonstraram que o desequilíbrio de corrente de entrada e corrente de saida num transformador eléctrico (30) é medido mediante um relé eléctrico que detecta a corrente diferencial que detecta a diferença entre corrente de entrada e corrente de saida. Assim que se exceda um limite predeterminado de desequilíbrio em corrente de entrada e de saída ou vice-versa, o relé eléctrico que detecta a corrente diferencial será activada dando um sinal aos corta-circuitos de entrada e de saída ligados ao transformador eléctrico (30) a activar e o transformador eléctrico será isolada da fonte de entrada (e também da fonte de saída, no caso em que o transformador eléctrico de saída estiver ligado a outro transformador eléctrico de saída em paralelo). Também, se existe um aumento no fluido refrigerante inflamável devido a uma repentina acumulação de turbulência, detecta-se mediante o relé de Buchholz. 0 relé de Buchholz também dará um sinal aos corta-circuitos de entrada e de saída do transformador eléctrico a activar e o transformador eléctrico será isolado. O método para a prevenção, protecção e detecção de um transformador eléctrico face a uma explosão e/ou incêndio resultante, em que o transformador eléctrico tem uma carcaça cheia de fluido refrigerante inflamável, compreende as seguintes etapas: detectar uma situação anormal sentindo a diferença entre a corrente de entrada e de saída do transformador utilizando um relé eléctrico que detecta a corrente diferencial; ii. Detectar um excessivo aumento de óleo utilizando um relé de Buchholz; iii. Comunicar os sinais de saída tanto do relé eléctrico que detecta a corrente diferencial como do relé de Buchholz à unidade de controlo para gerar um sinal de controlo; iv. Extrair o fluido refrigerante inflamável utilizando uma 18 válvula que se activa mediante um sinal de controlo gerada pela unidade de controlo; v. Injectar gás de azoto desde o fundo do tanque do transformador para remover o refrigerante descendendo deste modo a temperatura do fluido refrigerante inflamável e também reduzindo o conteúdo de oxigénio, em que esse relé eléctrico que detecta a corrente diferencial detecta a diferença entre a corrente de entrada e de saida com um limite predeterminado e mal o limite predeterminado se exceder, o relé eléctrico que detecta a corrente diferencial activa os corta-circuitos de entrada e de saida do transformador eléctrico e o isola. Além disso, a presente invenção proporciona um método e dispositivo para a prevenção, protecção e detecção de um transformador eléctrico face a uma explosão e/ou incêndio resultante, compreendendo esse dispositivo: i. 0 relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26) para detectar a diferença entre corrente de entrada e corrente de saida com o nível predeterminado; ii. 0 relé de Buchholz (18) para detectar um excessivo aumento de óleo; iii. Os corta-circuitos (24, 28) para obter sinais de entrada do relé de Buchholz e/ou outros meios detectores; A unidade de controlo (1) gera um sinal de controlo para energizar um íman elevador (5) para extrair o fluido refrigerante inflamável (11) e posteriormente injecta gás de azoto desde o fundo do transformador eléctrico (30) através de uma válvula para remover o fluido refrigerante inflamável (11) e reduzir a presença de oxigénio; iv. Quando os sinais de saída do relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26), o relé de Buchholz (18) e do corta-circuitos ou os corta-circuitos (24, 28) comunicam-se com a unidade de controlo (1), então a unidade de controlo (1) gera um sinal de controlo que activa a extracção de fluido refrigerante inflamável (11) e a 19 injecção de gás de azoto para começar as medidas preventivas, protectoras e detectoras perante a possível explosão e/ou incêndio resultante num transformador eléctrico (30).
Além disso, de acordo com a presente invenção o gás de azoto é armazenado num cilindro pressurizado (7) e a injecção do mesmo é realizada a uma velocidade predeterminada e está controlado por uma válvula, que se acciona com o sinal de controlo gerada pela unidade de controlo (1).
Vantagem da invenção 1. A presente invenção é capaz de prevenir e detectar a possibilidade de explosão e/ou incêndio resultante com antecedência, isto é, antes da decomposição do fluido refrigerante inflamável (11)/óleo dieléctrico. 2. Uma outra vantagem da presente invenção refere-se a proporcionar um sistema e um método infalível para a prevenção, protecção e detecção de um transformador eléctrico (30) face a uma explosão e/ou incêndio resultante com o mínimo atraso. 3. Uma outra vantagem mais da presente invenção é para um transformador elevador ou redutor, que tem uma tensão de entrada e uma tensão de saída. 4. Uma outra vantagem mais da presente invenção é que o sistema está desprovido de sensores de pressão, sensores de temperatura ou sensores de vapor. 20
DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO
Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente solicitação de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.
Documentos de patente referidos na descrição • WO 9712379 A [0003] • IN 189089 [0005] [0008] • US 6804092 B [0006] [0007] [0008]
Claims (12)
1 REIVINDICAÇÕES 1. Um sistema para prevenir, proteger e detectar uma explosão e/ou o incêndio resultante de um transformador eléctrico (30) com antecedência antes da decomposição do fluido refrigerante inflamável (11) ou o óleo dieléctrico, compreendendo esse sistema: um ou mais relés eléctricos que detectam a corrente diferencial (26) para calcular a diferença de corrente de entrada e corrente de saída com o nível limite e proporcionar deste modo uma primeira entrada à unidade de controlo (1), se uma proporção de corrente de entrada com corrente de saída exceder um limite predeterminado; em que essa corrente de entrada e corrente de saída são as correntes de um condutor de alta tensão (22) e um condutor de baixa tensão (23) do transformador eléctrico (30) respectivamente; Um ou mais relés de Buchholz (18) para detectar a subida excessiva de óleo no transformador (30) e proporcionar deste modo uma segunda entrada à unidade de controlo (1), um ou mais corta-circuitos (24) para obter sinais de entrada desde o relé eléctrico que detecta a corrente (26) e o relé de Buchholz (18) e proporcionar deste modo um terceiro sinal de entrada à unidade de controlo (1), uma ou mais unidades de controlo (1) para receber os primeiros, segundos e terceiros sinais de entrada a partir desse relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26), relé de Buchholz (18) e os corta-circuitos (24, 28), respectivamente, e gerar deste modo um sinal de controlo para energizar um íman elevador (5) para extrair o fluido refrigerante inflamável (11) através de uma válvula de extracção (4) e posteriormente injectar gás inerte desde o fundo do tanque do transformador eléctrico (14) através de uma válvula de libertação de azoto (6) para remover o fluido refrigerante inflamável (11) e reduzir a temperatura 2 e o conteúdo de oxigénio para medidas preventivas face a explosão e/ou o incêndio resultante no transformador eléctrico (30).
2. O sistema como o reivindicado na reivindicação 1, em que esse transformador eléctrico (30) tem um tanque de transformador eléctrico (14) cheio de um fluido refrigerante inflamável (11).
3. O sistema como o reivindicado na reivindicação 1, em que a válvula de libertação de azoto (6) injecta gás de azoto para remover o refrigerante (11) e reduzir a temperatura e os conteúdos de oxigénio.
4. O sistema como o reivindicado na reivindicação 1, em que o relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26) proporciona um primeiro sinal de entrada à unidade de controlo (1), se uma proporção de corrente de entrada e corrente de saída exceder 1:40.
5. 0 sistema como o reivindicado na reivindicação 1, em que a geração do sinal de controlo desde a unidade de controlo (1) e a extracção do fluido refrigerante inflamável (11) através da válvula de extracção (4) e a posterior injecção de gás inerte desde o fundo do tanque do transformador eléctrico (14) é realizado dentro de um período de tempo na ordem de 50 a 700 milisegundos.
6. 0 sistema como o reivindicado na reivindicação 1, em que o transformador eléctrico (30) está ligado a uma válvula de isolamento do conservador do transformador eléctrico (VACT) (20) e a um conservador do transformador eléctrico (21) através de um tubo ou conduto (19) para realizar o isolamento do transformador eléctrico (30) 3 quando se detecta um movimento rápido de fluido refrigerante inflamável (11) a partir do conservador do transformador eléctrico (21) para o tanque do transformador eléctrico (14).
7. Um método para proteger, prevenir e detectar uma explosão e/ou o incêndio resultante do transformador eléctrico (30) com antecedência, isto é, antes da geração de um arco eléctrico, utilizando o sistema como o reivindicado na reivindicação 1, compreendendo esse método as etapas de: a) calcular a diferença da corrente de entrada e a corrente de saída através do transformador eléctrico (30) com o nível limite utilizando um ou mais relés eléctricos que detectam a corrente diferencial (26) e proporcionar deste modo um primeiro sinal de entrada à unidade de controlo (1), se a proporção de corrente de entrada com corrente de saída exceder o limite predeterminado; em que essa corrente de entrada e corrente de saída são as correntes do condutor de alta tensão (22) e condutor de baixa tensão (23) do transformador eléctrico (30) respectivamente; b) sentir/detectar o excessivo aumento de óleo nesse transformador (30) utilizando o relé de Buchholz (18) e proporcionar desta forma um segundo sinal de entrada à unidade de controlo (1), c) proporcionar um terceiro sinal de entrada à unidade de controlo (1) através de corta-circuitos (24, 28) enquanto esse corta-circuitos (24) recebe sinais de entrada a partir do relé de Buchholz (18) e o relé eléctrico que detecta a corrente (26), d) gerar um sinal de controlo com base nos primeiros, segundos e terceiros sinais de entrada desse relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26), relé de Buchholz (18) e curto-circuitos (24, 28) que se transmitem para a 4 unidade de controlo (1), e energizar deste modo um íman elevador (5) para extrair o fluido refrigerante inflamável (11) através da válvula de extracção (4) e posteriormente injectar gás inerte a partir do fundo do tanque do transformador eléctrico (14) através de uma válvula de libertação de azoto (6) para remover o refrigerante (11) e reduzir os conteúdos de oxigénio para medidas preventivas face a explosão e/ou o incêndio resultante no transformador eléctrico (30).
8. O método como o reivindicado na reivindicação 8, em que na etapa (a) , o relé eléctrico que detecta a corrente diferencial (26) proporciona um primeiro sinal de entrada à unidade de controlo (1), se a proporção de corrente de entrada e corrente de saida exceder 1:40.
9. O método como o reivindicado na reivindicação 8, em que na etapa (d) a geração do sinal de controlo a partir da unidade de controlo (1) e a extracção do fluido refrigerante inflamável (11) através da válvula de extracção (4) e a posterior injecção de gás inerte desde o fundo do tanque do transformador eléctrico (14) realiza-se dentro de um período de tempo na ordem de 50 a 700 milisegundos.
10. O método como o reivindicado na reivindicação 8, em que na etapa (d) a válvula de libertação de azoto (6) injecta gás de azoto para remover o refrigerante (11) e reduzir os conteúdos de oxigénio.
11. O método como o reivindicado na reivindicação 8, em que na etapa (d) o transformador eléctrico (30) está isolado utilizando uma válvula de isolamento do conservador do transformador eléctrico (VACT) (20), quando se detecta 5 um movimento rápido de fluido refrigerante inflamável (11) desde um conservador do transformador eléctrico (21) ao tanque do transformador eléctrico (14).
12. Um transformador eléctrico (30) que compreende um sistema como o reivindicado na reivindicação 1 para prevenir, proteger e detectar uma explosão e/ou o incêndio resultante de um transformador eléctrico (30).
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