Compreendendo os relés Buchholz: função e significado

O relé Buchholz é fundamental para proteger transformadores e prevenir falhas catastróficas. Este engenhoso dispositivo, batizado em homenagem ao seu inventor Max Buchholz, protege transformadores e reatores a óleo. Neste guia abrangente, examinaremos em profundidade os princípios, a construção e a operação do relé Buchholz e examinaremos sua importância na manutenção da confiabilidade dos sistemas de distribuição de energia.

O que é um relé Buchholz?

Um relé Buchholz, frequentemente chamado de Buchholz, é um dispositivo de proteção especial instalado em transformadores e reatores cheios de óleo. Sua principal função é detectar e responder a falhas e anomalias internas nos equipamentos isolados a óleo. Isso evita maiores danos, riscos de incêndio e interrupções operacionais.

O princípio de funcionamento do relé Buchholz

O relé Buchholz funciona com base no princípio de acumulação de gás e mudança de vazão. É instalado na tubulação que conecta o tanque principal do transformador ao tanque de óleo. É assim que funciona:

• Acumulação de gás: No interior do transformador, falhas elétricas ou problemas mecânicos podem causar a decomposição do óleo isolante. Essa decomposição produz gases, principalmente hidrogênio e monóxido de carbono, que se acumulam na parte superior do relé de Buchholz.
• Variação da taxa de fluxo: Quando ocorre uma falta, a taxa de acumulação de gás no relé Buchholz aumenta significativamente. Este rápido desenvolvimento de gás faz com que o relé Buchholz tombe. Este movimento de inclinação é detectado por um mecanismo de flutuação no relé, que então aciona um alarme ou inicia um sinal de disparo para desconectar o transformador da alimentação.

Construção do revezamento Buchholz

Um relé Buchholz normalmente consiste em um corpo principal robusto que abriga componentes críticos, um mecanismo flutuante de metal magnético não magnético e contatos de alarme e desarme.

Componentes e materiais

Um relé Buchholz típico consiste em vários componentes principais, incluindo:

• Corpo Principal: O corpo principal do relé, geralmente feito de alumínio fundido ou aço, contém os componentes críticos do relé.
• Mecanismo flutuante: Este mecanismo, geralmente feito de materiais não magnéticos, como latão, detecta a inclinação causada pelo acúmulo de gás.
• Contatos de alarme: O relé possui contatos de alarme que são ativados quando o acúmulo de gás atinge determinado nível, indicando um possível problema.
• Contatos de viagem: Nos relés Buchholz mais modernos existem contatos de disparo para iniciar um desligamento imediato do transformador em caso de forte acúmulo de gás.

Variantes de design

Os relés Buchholz estão disponíveis em vários modelos e tamanhos para atender aos requisitos específicos de diferentes transformadores e reatores. Algumas variações de design comuns são:

• Relé Buchholz de câmara única: Este é o projeto mais simples com uma única câmara para detecção de acúmulo de gás.
• Relé Buchholz de dupla câmara: Este design incorpora duas câmaras, proporcionando assim uma sensibilidade melhorada e a capacidade de distinguir entre defeitos menores e maiores.

Operação do relé Buchholz

Em condições normais, o relé permanecerá nivelado no nível mínimo de gás. Em caso de erros internos, o gás se acumula e o relé desarma. Isso ativa o mecanismo de flutuação e aciona alarmes. Em casos graves, os contatos de desarme podem desligar o transformador.

Quando ocorre uma pequena falha no transformador de potência, as pequenas bolhas de gás que sobem até o conservador de óleo ficam presas na carcaça do relé, fazendo com que o nível de óleo caia. Como resultado, o flutuador superior desce e ativa o interruptor de alarme externo. À medida que o gás continua a ser gerado, o segundo flutuador aciona a segunda chave, normalmente usada para isolar (desarmar) o transformador.

Condições normais de operação

Sob condições normais de operação, um relé Buchholz permanece na posição horizontal. A acumulação de gás é mínima e os contactos do relé permanecem abertos. Não há alarmes ou disparos, garantindo o funcionamento ininterrupto do transformador.

Condições anormais

Quando ocorrem condições anormais devido a falhas internas, como descarga parcial, superaquecimento ou falha de isolamento, o acúmulo de gás no relé Buchholz aumenta rapidamente. À medida que o gás se acumula, o relé desarma, fazendo com que o mecanismo flutuante ative os contatos de alarme. Dependendo da gravidade da falta, os contatos de disparo também podem ser ativados, fazendo com que o transformador desligue para evitar maiores danos.

Como funciona um relé Buchholz?

Em suma, o relé Buchholz atua como um cão de guarda para transformadores e reatores cheios de óleo. Monitoriza o conteúdo de gás no sistema e reage imediatamente a anomalias. Aqui está um guia passo a passo simplificado de como funciona:

• Produção de gás: Falhas ou defeitos internos no transformador levam à decomposição do óleo isolante e à liberação de gases como hidrogênio e monóxido de carbono.
• Acumulação de gás: À medida que o gás se acumula, ele sobe para a parte superior do relé Buchholz.
• Mecanismo de inclinação: O rápido acúmulo de gás faz com que o relé tombe, o que é detectado pelo mecanismo de flutuação.
• Ativação de alarme: Quando o relé desarma, o mecanismo flutuante desarma os contatos de alarme, alertando o operador sobre a presença de um problema.
• Função de viagem opcional: Em caso de erros graves, também podem ser ativados contatos de disparo, que desligam o transformador e evitam maiores danos.

Vantagens do revezamento Buchholz

O relé Buchholz oferece diversas vantagens e é, portanto, um componente importante na proteção de transformadores:

• Detecção antecipada de erros: Pode detectar até mesmo pequenos erros e anomalias, permitindo intervenção e manutenção oportunas.
• Tempo de inatividade reduzido: Identificar problemas antecipadamente pode evitar falhas catastróficas que podem levar a tempos de inatividade prolongados e reparos dispendiosos.
• Proteção contra fogo: A detecção rápida de acúmulo de gás ajuda a prevenir incêndios em óleo e reduz o risco de incêndios em transformadores.
• Maior vida útil do transformador: A detecção e correção oportuna de falhas prolongarão a vida útil do transformador, resultando em economia de custos.

Limitações do revezamento Buchholz

Embora os relés Buchholz sejam muito eficazes, eles apresentam algumas limitações:

• Limitado a transformadores cheios de óleo: Eles só podem ser usados ​​em transformadores e reatores a óleo.
• Erros externos não podem ser detectados: Os relés Buchholz são projetados para detectar falhas internas, por isso são ineficazes em caso de problemas externos, como erros de implementação ou curtos-circuitos externos.
• Necessidades de manutenção: Para garantir o funcionamento adequado, é necessária manutenção regular, que inclui a verificação do mecanismo de flutuação e dos contatos.
• Alarme falso: Sob certas condições, como mudanças rápidas de temperatura, podem ocorrer alarmes falsos.

Perguntas frequentes

Um relé Buchholz pode ser usado em transformadores do tipo seco?

Não, os relés Buchholz são projetados especificamente para uso em transformadores e reatores a óleo. Eles utilizam a formação de gás no óleo para detectar falhas, o que não é o caso dos transformadores do tipo seco.

O que devo fazer se o relé Buchholz disparar um alarme?

Se o relé Buchholz disparar um alarme, é importante determinar a causa imediatamente. Verifique se há falhas ou anormalidades no transformador e tome as medidas adequadas para corrigir o problema. O transformador é automaticamente desconectado da fonte de alimentação quando uma função de disparo está presente e ativada.

Com que frequência um relé Buchholz deve passar por manutenção?

A manutenção regular dos relés Buchholz é crucial para o seu bom funcionamento. Eles devem ser inspecionados e testados anualmente para garantir que o mecanismo de flutuação, os contatos e as funções de alarme/disparo estejam funcionando corretamente. A frequência de manutenção pode variar dependendo da idade e do uso do transformador.