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metadata.dc.type: Tese
Issue Date: 14-Apr-2016
metadata.dc.creator: BRASIL, Fernando de Souza
metadata.dc.contributor.advisor1: DMITRIEV, Victor Alexandrovich
Title: Desenvolvimento de sensores eletromagnéticos para medição de descargas parciais nos enrolamentos estatóricos de hidrogeradores
Other Titles: Development of electromagnetic sensors to measurement of partial discharges in hydrogenerators stator windings
Citation: BRASIL, Fernando de Souza. Desenvolvimento de sensores eletromagnéticos para medição de descargas parciais nos enrolamentos estatóricos de hidrogeradores. 2016. 103 f. Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2016. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.
metadata.dc.description.resumo: Paradas de máquinas não planejadas causadas por falhas na isolação elétrica de equipamentos do sistema elétrico de potência são um grande problema, pois contabilizam elevadas perdas para planta e comprometem os indicadores de desempenho devido extenso período de parada da unidade geradora necessário para restauração da função geração. A fim de solucionar esse problema, vários pesquisadores e estudiosos da área de grandes máquinas rotativas descobriram que estas falhas estavam frequentemente relacionadas com o aumento do nível de descargas parciais (DP) da isolação elétrica da máquina. As ocorrências das DP nos sistemas isolantes dos equipamentos de alta tensão são sintomas de fragilidade na sua suportabilidade dielétrica, cuja evolução pode ocasionar graves consequências para o equipamento. As DP podem ser detectadas através da medição de quantidades associadas a pulsos de corrente, sinais de rádio frequência (ondas eletromagnéticas), sinais acústicos, entre outros. Entre esses métodos, a detecção de ondas eletromagnéticas irradiadas pelas DP vem demonstrando ser uma técnica confiável para acompanhar processo de evolução do defeito. Em comparação com outras técnicas, tais como, os métodos de detecção baseados em acopladores capacitivos (método convencional), o uso de sensores eletromagnéticos de banda larga é não invasivo para isolamento. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo mostrar a avaliação de três diferentes sensores eletromagnéticos de ultra alta frequência, do inglês, Ultra High Frequency (UHF) projetados para serem instalados nos hidrogeradores. Os sensores utilizados nos experimentos são os seguintes: acoplador direcional de microfita; antena loop e antena log-periódica. Os sensores foram avaliados através de ensaios de alta tensão para medição de descargas parciais, em que foram avaliados todos os tipos de descargas encontrados nos hidrogeradores, como descargas internas, delaminações, descargas de ranhura, descargas barra-barra e de superfície, e através do ensaio de envelhecimento acelerado. Os resultados obtidos no laboratório mostraram que o acoplador direcional apresentou uma grande sensibilidade para todos os tipos de descargas simuladas, cujo os resultados foram validados pela antena log-periódica, e a antena loop foi a que apresentou menor sensibilidade. Os resultados também mostram que é possível identificar as descargas através das características UHF. A evolução dos níveis de DP foi avaliada através do acoplador direcional durante o ensaio de envelhecimento acelerado, foi possível observar o aparecimento de dois tipos de descargas, delaminações e corona, os resultados foram similares aos medidos pelo acoplador capacitivo.
Abstract: Stops machines unplanned caused by faults in the electrical insulation of the power electric system equipment is a big problem, because account for high losses to plan and undertake performance indicators due long stop period generating unit necessary for the generation function restoration. In order to solve this problem, many researchers and scholars in the field of large rotating machines found that these failures were often related to the increased level of partial discharges (PD) of electrical insulation of the machine. Occurrences of PDs in insulating systems of high voltage equipment are symptoms of weakness in their dielectric withstand, whose evolution can cause serious consequences for the equipment. The PDs can be detected by measuring quantities associated with current pulses, radio frequency signals (electromagnetic waves), acoustic signals, among others. Among these methods the detection of electromagnetic waves radiated by PDs are proving to be a reliable technique to follow the default process of evolution. In comparison with other techniques such as the detection method based on capacitive couplers (conventional method), the use of electromagnetic broadband sensors is not invasive to isolation. In this way, this paper aims to show the evaluation of three different electromagnetic sensors of Ultra High Frequency (UHF) designed to be installed in hydrogenerators. The sensors used in the experiments are: microstrip directional coupler, loop antenna and log-periodic antenna. The sensors were evaluated by high-voltage tests to measure partial discharges which were evaluated all kids of discharges found in hydrogenerators, like internal discharges, delaminations, slot discharge, bar-bar and surface discharges, and through the accelarated aging test. The results obtained in the laboratory demonstrated that the directional coupler showed a high sensibility to all types os simulated discharges which results were validated by log-periodic antenna, and the loop antenna showed a low sensibility. The results also demonstrated that is possible to identify discharges through the UHF characteristics. The evolution of the PDs levels were evaluated through the directional coupler during the accelarated aging test, it was possible to observe the appearance of two types of discharges, delaminations and corona, the results were similar to those measured by the capacitive coupler.
Keywords: Descargas elétricas
Medição de descargas elétricas
Detectores
Turbinas hidráulicas
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
metadata.dc.publisher.initials: UFPA
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Tecnologia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:Teses em Engenharia Elétrica (Doutorado) - PPGEE/ITEC

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