Diagnóstico e simulação de falha em um transformador de potencial capacitivo de 345 kV
DOI:
https://doi.org/10.21712/lajer.2026.v13.n1.p29-48Keywords:
Transformador de potencial capacitivoAbstract
Este trabalho investigou a falha de um transformador de potencial capacitivo (TPC) de 345 kV, cujo secundário apresentou tensão nula, com o objetivo de elucidar suas causas e características por meio de abordagens experimentais e computacionais. A metodologia incluiu inspeção visual detalhada, que revelou um traço condutivo na placa de conexões da bobina primária do transformador de potencial indutivo (TPI) e umidade na caixa de base, seguida de ensaios elétricos realizados em três etapas: antes da desmontagem, após a desmontagem e após a remoção da trilha condutiva, e o desenvolvimento de um modelo MATLAB/Simulink capaz de simular condições normais e de falha. Os resultados experimentais demonstraram que a presença da trilha condutiva provocava um curto-circuito severo no primário do TPI, anulando a relação de transformação, enquanto sua remoção restaurava os parâmetros a valores próximos aos nominais, estabelecendo uma relação causal clara. A simulação computacional validou esses resultados ao reproduzir a tensão nula no secundário quando um curto era inserido no primário. A umidade na caixa de base foi identificada como fator determinante, pois degrada o isolamento e favorece a formação de caminhos condutivos. Concluiu-se que a falha do TPC teve origem em um curto-circuito no enrolamento primário do TPI, materializado pela trilha condutiva na placa de conexões e facilitado pela umidade, comprometendo medições. A convergência de evidências visuais, experimentais e simuladas confere alta confiabilidade às conclusões e reforça a aplicabilidade da simulação computacional como ferramenta diagnóstica e de análise de riscos.
Downloads
References
ANEEL (2020) Resolução Normativa ANEEL nº 906, de 8 de dezembro de 2020. Brasília. Disponível em: https://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren2020906.pdf (Acesso em: 9 abril 2025).
ANEEL (2022) Resolução Normativa ANEEL nº 1001, de 18 de janeiro de 2022. Brasília. Disponível em: https://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren20221001.pdf (Acesso em: 28 setembro 2024).
Aquino, R.M. e Vale, M.H.M. (2009) ‘Impacto da parcela variável na expansão, operação e manutenção do sistema interligado nacional – propostas para atualização de procedimentos’, in XX Seminário Nacional de Produção e Transmissão de Energia Elétrica (SNPTEE), Recife, PE, 22–25 novembro.
Bing, Y., Zhi, Y., Luyao, Z., Lin, Z., Haofan, L. and Yang, Y. (2021) ‘Analysis report of A phase CVT fault in 220 kV auxiliary section I of 500 kV substation’, in 2021 6th International Conference on Integrated Circuits and Microsystems (ICICM), pp. 376–379. Disponível em: https://doi.org/10.1109/ICICM54364.2021.9660270 (Acesso em: 16 outubro 2024).
Camargo, M.C. (2015) Metodologia para modelagem de transformadores de potencial indutivos e capacitivos para estudos de transitórios em altas frequências. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria.
Davarpanah, M., Sanaye-Pasand, M. and Badrkhani Ajaei, F. (2012) ‘CCVT failure due to improper design of auxiliary voltage transformers’, IEEE Transactions on Power Delivery, 27(1), pp. 391–400. Disponível em: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2011.2171511 (Acesso em: 12 outubro 2024).
Diniz, F.F.M. (2021) Análise do impacto regulatório quanto à aplicação da parcela variável no serviço público de transmissão de energia elétrica. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Itajubá, Itajubá.
Frontin, S.O., Violin, A., Abreu, A.M., Monteiro, A.M., Carvalho, A.C.C., Junior, A.C.P.B., D’Ajuz, A., Alencar, B.M.S.M., Lopes, C.F., Gabaglia, C.P.R., Frate, C., Costa, C.A., Correia, D.M., Resende, F.M., Carvalho, F.M.S., Pinto, J.O.S. and Filho, J.A. (2013) Equipamentos de alta tensão. 3. ed. Brasília: EDUTFPR.
He, J., Zhou, Z., Tong, C., Li, F., Rao, F. and Xu, Q. (2023) ‘Online evaluation method of CVT internal insulation abnormality based on self-supervised learning’, Energies, 16(12), p. 4585. Disponível em: https://doi.org/10.3390/en16124585 (Acesso em: 6 outubro 2024).
Lachman, M. (2007) Sistema de monitoração remota e avaliação do estado operativo de transformadores de potencial capacitivo (TPCs) instalados em subestações em operação. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.
Mamede Filho, J. (2013) Manual de equipamentos elétricos. Rio de Janeiro: LTC.
Ouyang, Z., Chen, J., Zhu, S. and Dai, J. (2023) ‘Analysis of an abnormal secondary voltage accident of capacitive voltage transformer’, Journal of Physics: Conference Series, 2542(1), p. 012015. Disponível em: https://doi.org/10.1088/1742-6596/2542/1/012015 (Acesso em: 28 setembro 2024).
Pessanha, J.F.M., Mello, M.A.R.F., Barros, M. and Souza, R.C. (2010) ‘Avaliação dos custos operacionais eficientes das empresas de transmissão do setor elétrico brasileiro: uma proposta de adaptação do modelo DEA adotado pela ANEEL’, Pesquisa Operacional, 30, pp. 521–545.
Pires, J.C.L., Giambiagi, F. and Sales, A.F. (2002) As perspectivas do setor elétrico após o racionamento. Texto para Discussão n. 97. Rio de Janeiro: Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES).
Sweetana Jr., A. and Flugum, R.W. (1966) ‘A new metering accuracy capacitive potential device’, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 85(5), pp. 499–510.
Trench Electric (1982) Manual de instruções para transformadores de potencial capacitivos e capacitores de acoplamento. Boletim IM300-05P. Trench Electric.
Xuan, H., Wen, C., Song, Y. and Wei, X. (2020) ‘Fault detection and analysis of capacitive components of capacitive voltage transformer’, E3S Web of Conferences, 218, p. 01001.
Zhou, Z., Cai, C., Zhu, H., Yang, X., Wu, F. and Liu, H. (2016) ‘Test and diagnosis on a secondary voltage loss fault of a 220 kV capacitor voltage transformer’, in 2016 IEEE International Conference on High Voltage Engineering and Application (ICHVE), pp. 1–4. Disponível em: https://doi.org/10.1109/ICHVE.2016.7800879 (Acesso em: 16 agosto 2024).
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Latin American Journal of Energy Research
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
O autor, no ato da submissão do artigo, transfere o direito autoral ao periódico.
