O que são transformadores e para que são utilizados
Transformadores são dispositivos usados para abaixar ou aumentar a tensão e a corrente elétricas. Os transformadores consistem em dois enrolamentos de fios, primário e secundário, envolvidos em um núcleo metálico. A passagem de uma corrente elétrica alternada no enrolamento primário induz à formação de uma corrente elétrica alternada no enrolamento secundário. A proporção entre as correntes primária e secundária depende da relação entre o número de voltas em cada um dos enrolamentos.
Como, para uma mesma potência num circuito, a corrente é inversamente proporcional a tensão, eleva-se a tensão na transmissão a fim de se diminuir a corrente na mesma, diminuindo assim perdas inerentes ao sistema. Dessa forma, transformadores são fundamentais na vida humana, por possibilitar uma transmissão energética eficiente entre longas distâncias, descentralizando a matriz energética de uma nação.
Recentemente, em novembro de 2020, pudemos observar a criticidade desses equipamentos quando do incêndio do transformador da principal subestação distribuidora do estado do Amapá, que causou um “apagão” em quase todo o estado por cerca de 10 dias.
Riscos em transformadores
Devido às altas correntes fluindo através dos enrolamentos dos transformadores, uma grande quantidade de calor é gerada durante esse processo. Esse calor precisa ser dissipado para garantir a segurança da operação. O jeito mais comum de se refrigerar transformadores em operação é através da circulação de óleo mineral entre os enrolamentos internos e radiadores externos. Para grandes transformadores de alta potência, a quantidade de óleo necessária a refrigeração pode chegar às dezenas de milhares de litros, o que, juntamente com as altas temperaturas de operação de um transformador e a grande quantidade de energia que circula pelo mesmo, causa um risco inerente operacional significativo a esse equipamento, tanto de fogo como até de explosão de grandes proporções.
Normas de proteção
Devido a esse grande risco, existem diversas normas nacionais e internacionais que norteiam as medidas de segurança que devem ser adotadas quando da instalação de transformadores de potência. Destacamos a seguir as principais normas aplicáveis:
- ABNT NBR 13231:2015 – Proteção contra incêndio em subestações elétricas
- NFPA 850 – Recommended Practice for Fire Protection for Electric Generating Plants and High Voltage Direct Current Converter Stations
- IEEE P979 – Guide for Substation Fire Protection
Proteção passiva
Primeiramente, o tamanho do risco deve ser estudado, baseando-se em:
Magnitude de um possível incêndio (função da quantidade de óleo no equipamento);
- A consequência de possíveis perdas (tanto da perda do próprio equipamento na distribuição de energia elétrica, quanto no possível impacto que uma explosão pode causar em estruturas vizinhas);
- A probabilidade da ocorrência de um evento ao longo do tempo (ou seja, o risco em si).
Baseado nesses estudos e levantamentos, diversas medidas devem ser tomadas quanto a:
Localização e afastamento do transformador banhado a óleo de outras estruturas, casas e prédios;
- Utilização de paredes à prova de fogo;
- Instalação de bacias coletoras de óleo.
Proteção Ativa
Além das medidas passivas mencionadas acima, cada vez mais se é requerido também a instalação de sistemas de combate ativos para proteção de transformadores, visto que um pequeno evento pode vir a se tornar catastrófico devido a grande quantidade de óleo armazenado.
Os principais sistemas utilizados para o combate a incêndio em transformadores são:
Sistemas de proteção por aspersores de água (Dilúvio de água)
- Sistemas de proteção por névoa de água (Water-Mist)
- Sistemas de proteção por CO2 (para transformadores enclausurados)
Conclusão
Transformadores são equipamentos essenciais a atividade humana, porém apresentam grandes riscos operacionais inerentes. No entanto, esses riscos são conhecidos e bem estudados e, com a aplicação das normas aplicáveis por empresas competentes e experientes, podem ser muito bem mitigados e administrados, provendo uma operação segura.
A MI Fire conta com uma vasta experiência na proteção de transformadores, podendo fornecer desde a engenharia básica para a proteção dos mesmos, bem como o detalhamento de projeto, fornecimento de sistemas, instalação, testes e aprovação de sistemas.