Função: Resfriar Núcleo e Enrolamentos do Transformador
O banco de radiadores (ou conjunto de radiadores) é o componente primário de rejeição de calor de um transformador de potência imerso em óleo. Ele transfere calor do óleo isolante/de resfriamento para o ar ambiente, mantendo temperaturas seguras de enrolamentos e núcleo.
Caminho do Fluxo de Calor
- Geração de Perdas: Corrente de carga → perdas I²R nos enrolamentos (perda de cobre). Variação de fluxo → perdas de histerese + parasitas no núcleo (perda de ferro). Perda total = calor.
- Circulação de Óleo: Óleo quente (menor densidade) sobe através de enrolamentos/núcleo → entra no banco de radiadores via cabeçalho superior. Convecção natural (ONAN) ou forçada (ONAF, OFAF, OFWF).
- Transferência de Calor no Radiador: Óleo flui por tubos/painéis estreitos (grande área superficial). Calor conduz através da parede do tubo → convecção + radiação para o ar.
- Retorno de Óleo Resfriado: Óleo frio mais denso desce via cabeçalho inferior → de volta ao fundo do tanque → repete.
Construção do Radiador
- Elementos: Painéis de aço prensado (corrugados para turbulência/área) ou tubos redondos/elípticos. Tubos de cabeçalho topo/base.
- Montagem: Parafusado às paredes laterais do tanque do transformador. Vedado, valvulado para isolamento.
- Área Superficial: Projetada para classificação térmica específica (kW/°C). Típico: 0,5–2 m² por kW de perda.
- Acabamento: Galvanizado a quente + tinta (RAL 7033, 9002) para resistência à corrosão.
Classes de Resfriamento (IEC 60076 / IEEE C57.12)
| Classe | Circulação Óleo | Circulação Ar | Aumento Típico de Nominal |
|---|
| ONAN | Natural | Natural | Base (1,0×) |
| ONAF | Natural | Forçada (ventiladores) | 1,33–1,5× |
| OFAF | Forçada (bombas) | Forçada (ventiladores) | 1,5–2,0× |
| OFWF | Forçada (bombas) | Água (trocador de calor) | 2,0–3,0× (interno/subestação) |
Por Que É Crítico
- Vida do Isolamento: Regra de Arrhenius: cada elevação de 6–8°C reduz vida do isolamento pela metade. Radiadores mantêm hot-spot < 98–110°C (por classe).
- Capacidade de Carga: Classe de resfriamento determina nominais na placa (ONAN/ONAF/OFAF).
- Modos de Falha: Vazamentos (vedação, corrosão), bloqueio (lodo, insetos), falha de ventilador/bomba, válvula deixada fechada → superaquecimento → falha catastrófica (ruptura do tanque, incêndio).
Manutenção e Monitoramento
- Visual: Vazamentos, corrosão, dano a aletas, operação de ventiladores, posição de válvulas (aberta/travada).
- Termografia: Pontos quentes em cabeçalhos, aquecimento desigual de painéis (bloqueio).
- Análise de Óleo: GDA (gases dissolvidos), umidade, furanos — indicadores indiretos de estresse térmico.
- Ventilador/Bomba: Vibração, corrente, verificação de auto-início (acionado por temp/carga).
- Limpeza: Lavagem baixa pressão (desenergizado) para sujeira em aletas.
Resumo
O banco de radiadores é a interface térmica entre perdas do transformador e o ambiente. Seu desempenho determina diretamente capacidade de carga, vida do isolamento e risco de falha. Projeto, monitoramento e manutenção adequados são inegociáveis para gestão de ativos.
