DGA em linha para operar um transformador no fim da vida útil

Um transformador perto do fim da vida útil coloca uma pergunta incômoda: quanto mais ele pode operar com segurança? Este caso — documentado pela Vaisala com uma concessionária do sul dos Estados Unidos — mostra como o monitoramento DGA em linha transformou essa pergunta em uma decisão informada. O ativo: um transformador de transmissão de 100 MVA com autotransformador preventivo (PA), fabricado em 1958, selado com colchão de nitrogênio e isolado com óleo mineral, que operou de forma confiável durante 50 anos.

Para o contexto geral da técnica — quais gases são medidos e por quê —, ver a landing de instrumentação de gases dissolvidos em óleo e a nota sobre o papel do monitoramento DGA em linha.

Esta nota cobre

• Um histórico de gaseificação que a amostragem quinzenal não conseguia interpretar
• O que o monitoramento horário revelou: falha térmica T3 evoluindo por incidentes
• A decisão de retirada de serviço e o que a inspeção posterior confirmou

Um histórico de gaseificação difícil de interpretar

Os primeiros padrões de gaseificação apareceram em 2010. Em 2013, um evento não identificado disparou o etileno de 35 ppm para 100 ppm em questão de semanas; em 2017 houve um novo evento significativo. Em 2018 o transformador foi realocado e seu óleo desgaseificado — e em maio de 2019 voltou a aparecer uma amostra DGA problemática. Uma inspeção visual com boroscópio em outubro de 2019 encontrou depósitos carbonosos sobre as superfícies do autotransformador preventivo, e nesse mesmo mês a gaseificação começou a escalar de forma contínua.

O problema de fundo era a resolução temporal: com amostragem de laboratório a cada duas semanas, a concessionária não podia saber quando cada evento de gaseificação ocorria nem distinguir se os aumentos eram graduais ou produto de incidentes pontuais — exatamente a informação que define a severidade de uma falha.

O que o monitoramento horário revelou

Em outubro de 2019 foi instalado um monitor DGA em linha Vaisala Optimus™ OPT100, que substituiu a amostra quinzenal por dados horários, operando em paralelo com amostragem de laboratório frequente para validação. A assinatura de gases foi consistente: etileno dominante (58,7 a 77,4 %), metano (16,1 a 32,6 %) e etano (6,5 a 10,0 %), com monóxido e dióxido de carbono estáveis. A análise por triângulo e pentágono de Duval indicou uma falha térmica T3 — mais de 700 °C, no óleo, sem papel envolvido.

O dado decisivo não foi o nível, mas o padrão: o monitoramento contínuo mostrou que a gaseificação não crescia de forma incremental, mas em degraus nítidos — incidentes separados, não uma degradação contínua — e sem correlação com a carga, que se mantinha em apenas 40 % da potência nominal. Como resumiu um engenheiro da concessionária: a substituição já estava nos planos, mas eles puderam demonstrar que o problema estava evoluindo — não em estado estacionário.

A decisão — e o que a inspeção confirmou

Entre outubro e dezembro de 2019 os indicadores de falha T3 se mantiveram estáveis. Em janeiro de 2020 o monitor revelou uma formação de gases acelerada e contínua: a falha tinha deixado de evoluir por incidentes e progredia de forma sustentada. Com esse quadro — risco muito alto de falha iminente — o transformador foi retirado de serviço de forma permanente no início de janeiro, em uma saída planejada e não como emergência.

A inspeção posterior à abertura do tanque confirmou o diagnóstico: sem superaquecimento evidente nas partes principais nem degradação severa do papel, mas com carbonização severa nos espaçadores de madeira inferiores e médios adjacentes ao núcleo do autotransformador preventivo, em múltiplas zonas — coerente com incidentes separados e com temperaturas de falha superiores a 700 °C. A conclusão do caso: o DGA de laboratório pode identificar que existe uma falha, mas apenas o monitoramento contínuo revela o padrão real de gaseificação — e esse padrão é o que permite operar um ativo no fim da vida útil com segurança, até o momento correto de retirá-lo.

Este conteúdo técnico é baseado no caso de estudo da Vaisala "Using online DGA to safeguard a transformer's end-of-life operation". A AKRIBIS é parceira autorizada da Vaisala para distribuição e suporte técnico na região — conheça a linha completa de instrumentação Vaisala. Para avaliar o monitoramento de transformadores críticos ou no fim da vida útil, consulte um especialista.