BRPI0621746A2

BRPI0621746A2 - sistema para impedir a ruptura de tanque de transformador

Info

Publication number: BRPI0621746A2
Application number: BRPI0621746-0A
Authority: BR
Inventors: Jae-Cheol Yang; Jan-Kwan Kim; Heung-Seog Seo
Original assignee: Hyun Dai Heavy Ind Co Ltd
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2011-12-20
Also published as: CN101432826B; US20090072940A1; BRPI0621746B1; EP2022065A4; AT506207B1; CN101432826A; WO2007139252A1; DE112006003886T5; ZA200809424B; AT506207A1; EP2022065B1; JP4714785B2; SE0850143L; TR200809054T1; MX2008015013A; CA2651750A1; RU2383981C1; US7902950B2; DE112006003886B4; CA2651750C

Abstract

SISTEMA PARA IMPEDIR A RUPTURA DE TANQUE DE TRANSFORMADOR. A presente invenção refere-se a um sistema de prevenção de ruptura que aumenta um limite da deformação de um tanque de transformador, impedindo principalmente assim uma elevação repentina na pressão, e que aumenta o número de discos de ruptura por área unitária, impedindo assim a ruptura do tanque toda vez que um arco for gerado no tanque. O sistema inclui uma peça de suporte instalada no tanque de transformador e que sustenta uma chapa de blindagem de modo que não seja diretamente conectada ao tanque de transformador. Uma pluralidade de discos de ruptura é montada nos tubos se estendendo para fora a partir do tanque de transformador, e será rompida quando uma pressão no tanque de transformador alcançar um nível de pressão predeterminado. Uma pluralidade dos tanques de alívio é verticalmente instalada em uma posição vizinha ao transformador, e é acoplada aos tubos. Além disso, um indicador do nível do óleo é montado em uma posição inferior em cada um dos tanques de alívio, e gera um sinal quando o óleo isolante flui para o tanque de alívio.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA PARA IMPEDIR A RUPTURA DE TANQUE DE TRANSFORMADOR".

Campo Técnico

A presente invenção refere-se, em geral, a um sistema de pre- venção de ruptura e, mais particularmente, a um sistema para impedir que um tanque de transformador se rompa, que aumente o limite da deformação de um tanque que constitui um transformador, reduzindo assim a pressão gerada no transformador, e que aumente o número de discos de ruptura ins- talados por área unitária, eliminando assim a pressão.

Técnica Antecedente

De modo geral, os transformadores são peças de equipamento elétrico que mudam uma tensão para uma tensão maior ou menor. Os trans- formadores são classificados em transformadores imersos em óleo e trans- formadores do tipo seco de acordo com o tipo de material isolante. Um trans- formador imerso em óleo enchido com óleo isolante é amplamente usado. O transformador imerso em óleo inclui um enrolamento de alta tensão, um en- rolamento de baixa tensão, um núcleo de ferro, um óleo isolante, um tanque e outros componentes.

O transformador imerso em óleo é construído de modo que a corrente elétrica seja suprida através de uma bucha montada em uma torre de buchas. Quando ocorre uma ruptura no transformador devido a uma ten- são anormal causada por relâmpago ou um surto de manobra, sendo, por- tanto, gerado um arco, parte do óleo isolante no tanque para isolar ou resfri- ar o transformador é instantaneamente queimado. Devido à combustão do óleo isolante, a pressão interna no transformador é repentinamente aumen- tada. Tal pressão rompe o tanque de transformador, e o ar alimentado atra- vés da porção rompida é suprido para uma peça geradora de arco, de modo que um fogo possa surgir repentinamente. Além disso, o óleo isolante esca- pa do tanque rompido, causando assim uma poluição ambiental.

A fim de impedir que o tanque se rompa, foi amplamente usado o método convencional de interromper o suprimento de eletricidade para o transformador. Contudo, o tanque pode se romper mesmo devido à elevação na pressão que ocorre antes da interrupção do suprimento de eletricidade, sendo, portanto, necessário um dispositivo para mecanicamente eliminar a pressão. Desse modo, foi feita uma tentativa de eliminar a pressão localiza- da usando discos de ruptura. Entretanto, no caso de um transformador gran- de, o ponto de geração de arco pode estar longe dos discos de ruptura. Conseqüentemente, antes de a operação de eliminação de pressão usando os discos de ruptura ser conduzida, o tanque pode se romper. Além disso, o número de discos de ruptura não é suficiente comparado à energia do arco, de modo que o tanque pode se romper antes que a operação de eliminação de pressão seja executada. Descrição da Invenção

Problema Técnico

Conseqüentemente, a presente invenção foi criada tendo-se em mente os problemas acima que ocorriam na técnica anterior, e um objetivo da presente invenção é o de prover um sistema para impedir a ruptura de um tanque de transformado onde quer que o arco seja gerado no tanque, que aumente um limite da deformação de um tanque que constitui um trans- formador, principalmente impedindo assim uma repentina elevação na pres- são, e que aumente o número de discos de ruptura instalados por área unitá- ria, impedindo, por conseguinte, a ruptura do tanque. Solução Técnica

A fim de se atingir o objetivo, a presente invenção apresenta um sistema para impedir a ruptura de um tanque de transformador, que é provi- do em um transformador e que impede a ruptura do tanque de transformador devido a uma elevação repentina na pressão no transformador.

O sistema inclui uma peça de suporte que é instalada no tanque de transformador e que sustenta uma chapa de blindagem para absorver um campo magnético, de modo que a chapa de blindagem não seja diretamente conectada ao tanque de transformador.

Uma pluralidade de discos de ruptura é montada, respectiva- mente, em uma pluralidade de tubos que se estende para fora a partir do tanque de transformador, e será rompida quando a pressão no tanque de transformador alcançar um nível de pressão predeterminado, abrindo assim as passagens.

Uma pluralidade de tanques de alívio é verticalmente instalada em uma posição vizinha ao transformador, e é acoplada aos tubos, provendo assim um espaço para armazenar o óleo isolante.

Além disso, um indicador do nível do óleo é montado em uma posição inferior em cada um dos tanques de alívio, e irá gerar um sinal quando o óleo isolante fluir para o tanque de alívio, informando assim o ad- ministrador da ruptura de cada um dos discos de ruptura e da descarga do óleo isolante.

Adiante, a concretização preferida da presente invenção será descrita em detalhes com referência aos desenhos anexos. Aqui, as descri- ções detalhadas das funções ou construções conhecidas serão omitidas de modo que aqueles versados na técnica poderão claramente entender o pon- to principal da invenção.

A figura 1 é uma vista que mostra a construção de um sistema de prevenção de ruptura, de acordo com a concretização preferida da pre- sente invenção; a figura 2 é uma vista frontal que mostra uma parte de um transformador equipado com o sistema de prevenção de ruptura da figura 1; a figura 3 é uma vista em perspectiva que mostra o transformador equipado com o sistema de prevenção de ruptura da figura 1; a figura 4 é uma vista em perspectiva que mostra o estado onde as chapas de blindagem são ins- taladas por uma peça de suporte da presente invenção; e a figura 5 é uma vista detalhada que mostra a porção 1A1 da figura 4.

Com referência às figuras de 1 a 5, um sistema de prevenção de ruptura, de acordo com a concretização preferida da presente invenção, in- clui uma peça de suporte 110, discos de ruptura 120, tanques de alívio 30, e indicadores do nível do óleo 140. Tal sistema de prevenção de ruptura au- menta o limite de deformação de um tanque de transformador 10 com o uso da peça de suporte 110, e é provido com uma pluralidade de discos de rup- tura 120, impedindo eficientemente assim que o tanque de transformador 10 seja rompido devido a uma elevação repentina da pressão interna. A peça de suporte 110 é montada na superfície interna do tan- que 10 que constitui o transformador, sustentando assim as chapas de blin- dagem 111. Entrementes, as chapas de blindagem 111 são instaladas no tanque de transformador 10 para absorver um campo magnético. Na técnica anterior, as chapas de blindagem 111 são diretamente montadas no tanque 10, aumentando assim a resistência do tanque 10, e reduzindo o limite da deformação do tanque 10 devido à pressão. Contudo, de acordo com a pre- sente invenção, a peça de suporte 110 é montada na superfície interna do tanque 10 de modo a impedir que as chapas de blindagem 111 sejam dire- tamente montadas no tanque 10. A peça de suporte 110 serve para susten- tar a chapas de blindagem 111. Em uma descrição detalhada, as chapas de blindagem 111 são soldadas na superfície frontal da peça de suporte 110. Quatro cantos da peça de suporte 110 são dobrados para trás em um com- primento predeterminado, provendo assim peças de soldagem 113. As pe- ças de soldagem 113 são soldadas na parede interna do transformador. Ori- fícios de transmissão de pressão 112 para transmitir pressão aos discos de pressão 120 são formados nas posições que correspondem aos tubos 121 nos quais são montados os discos de ruptura 120. A peça de suporte 110 define o espaço para fluir o óleo isolante entre as partes soldadas 113 que são dobradas para a parte de trás da peça de suporte e a parede interna do transformador, ajudando assim a resfriar o transformador. A peça de suporte 110 impede que as chapas de blindagem 111 sejam diretamente montadas no tanque 110, permitindo assim que o tanque 10 reaja sensivelmente às variações na pressão interna. Entrementes, quando o efeito do campo mag- nético for insignificante e, portanto, as chapas de blindagem não forem ne- cessárias, as chapas de blindagem e a peça de suporte poderão ser omitidas.

Os discos de ruptura 120 se romperão, quando a pressão inter- na do transformador exceder um nível de pressão predeterminado, eliminado assim a pressão interna. Os discos de ruptura 120 são montados respecti- vamente na pluralidade de tubos 121 que se estende para fora a partir do tanque de transformador 10. Uma vez que os discos de ruptura 120 monta- dos nos respectivos tubos 121 já são conhecidos, a descrição detalhada dos discos de ruptura será omitida. Na técnica anterior, foram instalados de um a três discos de ruptura 120. Contudo, de acordo com a presente invenção, a deformação do tanque de transformador fundamentalmente reduzirá a pres- são interna em 0,08 segundos quando um arco for gerado. A pressão restan- te é secundariamente reduzida pelos discos de ruptura que são quase simul- taneamente operados. Desse modo, o número de discos de ruptura é calcu- lado de modo que a pressão aumentada não alcance a pressão de ruptura do tanque. Isto significa que o número de discos de ruptura é multiplicado por um fato de 5 ou mais, comparado ao número convencional de discos de ruptura por área unitária. Os discos de ruptura são uniformemente instalados por toda a superfície do transformador, de modo que eles sejam operados, não obstante a posição de geração de arco, mesmo no caso em que os dis- cos de ruptura estão distantes da posição de geração de arco. Adicional- mente, o tanque ao qual é aplicada a invenção é formado de uma chapa de aço de alta resistência que apresenta uma pressão limite de ruptura duas vezes tão alta quanto um tanque convencional. Quando as torres de buchas 20 que suprem uma corrente elétrica para o transformador apresentarem um tamanho grande, os discos de ruptura 120 poderão ser instalados para eli- minar a pressão gerada nas torres de buchas 20. Em uma descrição deta- lhada, tubos auxiliares 122 são instalados para acoplar as torres de bucha 20 aos tanques de alívio 130. Os discos de ruptura 120 são montados nos tubos auxiliares 122, e se romperão quando a pressão interna das torres de bucha 20 se elevar e exceder um nível de pressão predeterminado, elimina- do assim a pressão.

Os tanques de alívio 130 suprem espaço para armazenar óleo isolante descarregado através das passagens que são formadas pela ruptu- ra dos discos de ruptura 120. Os tanques de alívio apresentando uma forma cilíndrica são verticalmente instalados em uma posição vizinha ao transfor- mador, e são acoplados ao tanque de transformador 110 através dos tubos 121. Um tubo flexível 123 que é livremente dobrado é provido em uma ex- tremidade de cada tubo 121 e é acoplado ao tanque de alívio 130, permitin- do assim que os tubos 121 sejam mais facilmente acoplados aos tanques de alívio 130. Os tanques de alívio 130 são acoplados entre si por tubos de a- coplamento 131. Quando alguns dos discos de ruptura 120 forem rompidos e as passagens forem formadas, o óleo isolante fluirá concentradamente para os tanques de alívio associados 130. A fim de distribuir o óleo isolante, os tanques de alívio 130 são acoplados entre si por meio de tubos de aco- plamento 131, de modo que o óleo isolante descarregado seja distribuído para os vários tanques de alívio 130 a serem armazenados no mesmo.

Entrementes, cada um dos tanques de alívio 130 é construído de modo que a superfície inferior 130a do tanque de alívio seja inclinada para cada indicador do nível do óleo 140. Esta construção permite que o indicador do nível do óleo 140 detecte mais rapidamente se o óleo isolante está sendo descarregado ou não. Além disso, uma abertura 132 é formada na extremi- dade superior de cada tanque de alívio 130 para descarregar o gás de com- bustão alimentando juntamente com o óleo isolante. A abertura 132 é forma- da na direção do transformador 100 para impedir que um trabalhador seja ferido. Uma rede de aço 133 é instalada na abertura 132 para impedir que impurezas, insetos e pequenos animais entrem na abertura 132. Além disso, um poço de inspeção 134 é formado em uma posição predeterminada em cada tanque de alívio 130, de modo que um trabalhador entre no poço de inspeção e assim verifique o interior e os reparos do indicador do nível do óleo 140.

O indicador do nível do óleo 140 é montado na porção inferior em cada tanque de alívio 130, e irá gerar um sinal quando o óleo isolante fluir para o tanque de alívio 130, informando assim o administrador da ruptu- ra de cada disco de ruptura 120 e da descarga do óleo isolante.

A seguir, será descrita operação do sistema para impedir a rup- tura do tanque de transformador, que é construído conforme descrito acima.

Por várias razões, o isolamento no transformador pode se rom- per e a pressão no transformador pode aumentar repentinamente. Neste momento, o tanque de transformador 10 é deformado e se expande, redu- zindo principalmente assim a pressão, porque, conforme descrito acima, as chapas de blindagem 111 não são diretamente montadas no tanque de transformador 10 com o uso da peça de suporte 110, de modo a aumentar o limite da deformação do tanque de transformador 10. A pressão é reduzida devido à deformação do tanque de transformador 10, e simultaneamente, os discos de ruptura 120, que se romperão quando um nível de pressão prede- terminado for alcançado, são operados, de modo que o gás de combustão e o óleo isolante sejam descarregados através dos tubos 121 para os tanques de alívio 130, eliminando assim a pressão gerada no transformador. Entre- mentes, quando o óleo isolante descarregado através dos tubos 121 fluir para os tanques de alívio 130, os indicadores do nível do óleo 140 irão gerar sinais. Em resposta aos sinais, um administrador poderá rapidamente verifi- car a condição do transformador.

Embora a concretização preferida de acordo com a presente in- venção tenha sido descrita com referência aos desenhos anexos, a invenção não é limitada às concretizações ilustradas nos desenhos, e aqueles versa- dos na técnica irão apreciar que várias modificações, adições e substituições são possíveis, sem se afastar do escopo e do espírito da invenção, conforme descrito nas reivindicações anexas.

Efeitos Vantajosos

Conforme descrito acima, o limite da deformação de um tanque que constitui um transformador é aumentado, sendo adicionalmente aumen- tado o número de discos de ruptura instalados por área unitária, eliminando mais efetivamente assim a pressão interna causada por tensão anormal. Além disso, mesmo quando um arco for gerado em uma posição distante dos discos de ruptura, o tanque de transformador será deformado, eliminado assim a pressão, permitindo, por conseguinte, que o transformador seja fa- bricado com maior segurança. Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma vista que mostra a construção de um sistema de prevenção de ruptura, de acordo com a concretização preferida da pre- sente invenção;

a figura 2 é uma vista frontal que mostra parte de um transfor- mador equipado com o sistema de prevenção de ruptura da figura 1;

a figura 3 é uma vista em perspectiva que mostra o transforma- dor equipado com o sistema de prevenção de ruptura da figura 1;

a figura 4 é uma vista em perspectiva que mostra o estado onde as chapas de blindagem são instaladas por uma peça de suporte da presen- te invenção; e

a figura 5 é uma vista detalhada que mostra a porção Ά' da figu- ra 4.

Listagem de Referência

10 tanque 20 torre de buchas 100 transformador 110 peça de suporte 111 chapa de blindagem 112 orifício de transmissão de pressão 113 peça de soldagem 120 disco de ruptura 121 tubo 122 tubo auxiliar 123 tubo flexível 130 tanque de alívio 131 tubo de acoplamento 132 abertura 133 rede de aço 140 indicador do nível do óleo

Claims

1. Sistema para impedir a ruptura de um tanque de transforma- dor, que é provido em um transformador e que impede a ruptura do tanque de transformador devido a uma elevação repentina na pressão no transfor- mador, o sistema compreendendo: uma peça de suporte instalada no tanque de transformador, e que sustenta uma chapa de blindagem para absorver um campo magnético, de modo que a chapa de blindagem não seja diretamente conectada ao tan- que de transformador; uma pluralidade de discos de ruptura montada, respectivamente, em uma pluralidade de tubos que se estende para fora a partir do tanque de transformador, e que será rompida quando a pressão no tanque de trans- formador alcançar um nível de pressão predeterminado, abrindo assim pas- sagens; uma pluralidade de tanques de alívio verticalmente instalada em uma posição vizinha ao transformador, e acoplada aos tubos, provendo as- sim espaço para armazenar o óleo isolante; e um indicador do nível do óleo montado em uma posição inferior em cada dos tanques de alívio, e que gera um sinal quando o óleo isolante fluir para o tanque de alívio, informando assim o administrador da ruptura de cada dos discos de ruptura e da descarga do óleo isolante.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, no qual a chapa de blindagem é soldada em uma superfície frontal da peça de suporte, e a peça de suporte tem um orifício de transmissão de pressão em uma posição cor- respondendo a cada um dos tubos de modo que a pressão no transformador seja transmitida para cada um dos discos de ruptura, quatro cantos da peça de suporte sendo dobrados para trás em um comprimento predeterminado, provendo assim peças de soldagem soldadas em uma parede interna do transformador.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, no qual a plurali- dade de tanques de alívio é mutuamente acoplada por meio de tubos de a- coplamento, e cada dos tanques de alívio é construído de modo que uma superfície inferior do tanque de alívio seja inclinada para o indicador do nível do óleo, e compreende uma abertura provida em uma extremidade superior do tanque de alívio para descarregar o gás de combustão que entra junta- mente com o óleo isolante, com uma rede de aço provida na abertura para impedir que impurezas, insetos, e pequenos animais entrem através da a- bertura.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, no qual cada dos tubos é acoplado ao tanque de alívio correspondente através de um tubo flexível que é livremente deformável.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, que adicionalmente compreende um tubo auxiliar para acoplar uma torre de buchas, que supre uma corrente elétrica para o transformador, para cada dos tanques de alívio, cada um dos discos de ruptura sendo montado no tubo auxiliar.