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IEC TS 60076-23: os dispositivos para a supressão de polarização magnética cd de transformadores de potência

Essa norma, editada em 2018 pela International Electrotechnical Commission (IEC), especifica os requisitos para os dispositivos para a supressão de polarização magnética cd de transformadores de potência e transformadores de conversão. Inclui os requisitos para condições de serviço, estruturas, ensaios, embalagem, transporte e armazenamento.

21/02/2018 - Equipe Target

Os conceitos da supressão magnética em transformadores de potência

A IEC TS 60076-23:2018 - Power transformers - Part 23: DC magnetic bias suppression devices especifica os requisitos para os dispositivos para a supressão de polarização magnética cd de transformadores de potência e transformadores de conversão. Inclui os requisitos para condições de serviço, estruturas, ensaios, embalagem, transporte e armazenamento.

Os dispositivos estão conectados a pontos neutros de transformadores de potência e transformadores de conversão para suprimir a corrente de polarização cd no caso de um sistema high-voltage direct current (HVDC) operar em modo de retorno de terra monopolar ou modo desequilibrado bipolar. No caso do sistema HVDC de retorno metálico dedicado, os dispositivos são úteis para mitigar a corrente dispersa de cc que flui através de transformadores de energia e transformadores de conversão durante condições transitórias, como a falha da linha cd. Este documento aplica-se aos dispositivos de supressão de polarização magnética cd para operação em frequências de 50 Hz e 60 Hz em sistemas de potência com tensões acima de 110 kV.

Conteúdo da norma

INTRODUÇÃO.................. 7

1 Escopo......................... 8

2 Referências normativas..... 8

3 Termos e definições........ 8

4 Condições de serviço.......... 9

4.1 Geral........ ................. 9

4.2 Condições sísmicas....... 10

4.3 Condições incomuns.......... 10

5 Princípio de seleção............ ... 10

5.1 Classificação e características dos dispositivos............. 10

5.2 Princípio de seleção para dispositivos de limitação de corrente cd............................. 10

5.3 Princípio de seleção para o dispositivo de bloqueio de corrente cd........................11

5.4 Cálculo e verificação......................... 11

6 Dispositivo de limitação de corrente cd................ 11

6.1 Requisitos funcionais...................................... 11

6.1.1 Geral................................... ....... 11

6.1.2 Resistência........................... .... 11

6.1.3 Proteção contra sobretensão....... 12

6.1.4 Estrutura............................. ....... 12

6.2 Capacidade de suportar os efeitos da corrente de curto-circuito............. ....... 12

6.2.1 Capacidade de suportar efeitos térmicos da corrente de curto-circuito.................. 12

6.2.2 Capacidade de suportar efeitos dinâmicos da corrente de curto-circuito......................... 12

6.3 Aumento de temperatura....................... .13

6.3.1 Resistores de chips de metal................................... 13

6.3.2 Resistores isolados de resina epóxi não indutivos seco...................... 13

6.3.3 Outros tipos de resistências..................... 13

6.4 Nível de isolamento.................... ..... 13

7 Dispositivo de bloqueio de corrente cd................. 13

7.1 Requisitos funcionais.................. 13

7.1.1 Geral................................. ......... 13

7.1.2 Capacitância........................... ..13

7.1.3 Interruptores de derivação........................ 14

7.1.4 Função do dispositivo.......................................... 14

7.1.5 Estrutura............................. ....... 14

7.2 Capacidade de suportar os efeitos da corrente de curto-circuito........ 15

7.2.1 Capacidade de suportar efeitos térmicos da corrente de curto-circuito............................ 15

7.2.2 Capacidade de suportar efeitos dinâmicos da corrente de curto-circuito.......................... 15

7.3 Aumento da temperatura........................ .15

7.4 Nível de isolamento....................... ..... 15

8 Ensaios...................................... 15

8.1 Classificação do ensaio...... 15

8.2 Ensaios de rotina............... 16

8.2.1 Geral............................... 16

8.2.2 Inspeção visual................ 16

8.2.3 Medição da resistência cd............... 16

8.2.4 Medição de capacitância................... 16

8.2.5 Medição da resistência do isolamento....... 16

8.2.6 Ensaio de tensão de suporte................ 16

8.2.7 Ensaio de descarga da lacuna................ 17

8.2.8 Verificação de função de dispositivos de bloqueio de corrente contínua............ 17

8.3 Ensaios de tipo..... ............ 17

8.3.1 Geral...................... ......... 17

8.3.2 Ensaio de aumento de temperatura do dispositivo de limitação de corrente cd........................... .17

8.3.3 Ensaio de estabilidade térmica................. 18

8.3.4 Ensaio de estabilidade dinâmica..................... 18

8.3.5 Ensaio de impulso de relâmpago................................... 18

8.3.6 Ensaio de proteção contra ingresso......................... 18

9 Requisitos de embalagem, transporte e armazenamento............. 18

10 Especificação da placa de identificação....................... 18

11 Requisitos de documentação técnica........................ 19

Anexo A (informativo) Mecanismo de geração da polarização cd em transformadores de potência causados pelo sistema HVDC............................. 20

Anexo B (informativo) Exemplos de efeitos nocivos da tendência de polarização cc.................... 21

Anexo C (informativo) Dispositivo de limitação de corrente cd........ .......................... 24

Anexo D (informativo) Dispositivo de bloqueio de corrente cd.................................... ......... 25

Anexo E (informativo) Informações necessárias para calcular a corrente de polarização cd de transformadores............... 26

E.1 Geral...................... .................. 26

E.2 Informação do eletrodo de aterramento do sistema HVDC................................... 26

E.3 Parâmetros de equipamentos em estações de subestações e conversores ............................ 26

E.4 Parâmetros das linhas de transmissão de energia..................... 26

Anexo F (informativo) Métodos de cálculo da corrente de polarização cd............... ... 27

F.1 Método baseado na modelagem do campo elétrico subterrâneo................................ 27

F.2 Método baseado no modelo de cálculo da rede de resistência com equivalente fontes de tensão........................... ... 28

Anexo G (informativo) Exemplos de aplicação........... 30

Em alguns casos, a corrente direta anormal (cd) é introduzida na rede de alimentação ca e tem efeitos adversos sobre aparelhos neutros de energia aterrada, como transformadores de potência. Por exemplo, em caso 1, a corrente direta flui para a rede de energia ca através de pontos neutros aterrados de transformadores quando um sistema de transmissão HVDC opera em retorno aterrado ou no modo bipolar desbalanceado.

No caso 2, uma cd é induzida na rede de energia ca por corrente induzida geomagnética (geo-magnetically induced current - GIC) durante o período de uma tempestade magnética solar. Em um caso 3, locomotivas de tração elétrica e alguns equipamentos eletrônicos de grande capacidade podem causar uma corrente cd na rede de alimentação ca.

A corrente cc que flui através dos enrolamentos do transformador pode causar polarização magnética cd dos transformadores, apresentando um risco de segurança tanto para os equipamentos quanto para o sistema de energia. O mecanismo e os efeitos nocivos do viés cd são apresentados no Anexo A e no Anexo B.

Duas técnicas para suprimir a corrente de polarização do transformador são apresentadas neste documento, respectivamente, para limitar ou bloquear a corrente de polarização do transformador produzida pelo HVDC do sistema de transmissão. As duas técnicas também podem ser usadas para suprimir a polarização cd do transformador causada pelo GIC, por locomotivas de tração elétrica e alguns equipamentos eletrônicos de grande capacidade.

Contudo, essas questões não estão incluídas neste documento devido à sua complexidade. Este documento define os requisitos técnicos para os dois tipos de supressão de corrente cd: os dispositivos que estão conectados a pontos neutros de transformadores de potência e em transformadores de conversão.

FONTE: Equipe Target

Baseado nos documentos visitados

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