Navegando por Assunto "Descargas parciais"

Agora exibindo 1 - 10 de 10

Acesso aberto (Open Access)
Aplicação de método de reconstrução de sinais baseado em decomposição variacional de modos no processamento de sinais de descargas parciais
(Universidade Federal do Pará, 2024-09-23) ALMEIDA, Vanilze Vaz Monteiro de; NUNES, Marcus Vinícius Alves; http://lattes.cnpq.br/9533143193581447
Os equipamentos de alta tensão do sistema elétrico estão sujeitos a degradação do isolamento elétrico, favorecendo a evolução da atividade de descargas parciais (DP), que por sua vez são fatores determinantes nas falhas de operação destes ativos, gerando grandes prejuízos. Nesse sentido, a análise dos sinais de DP para uma boa representação das condições de operação é essencial, pois auxilia na tomada de decisões assertivas na manutenção preditiva de equipamentos, além de compreender seus impactos. O procedimento de aquisição de DP se dá por meio de medições com dispositivos invasivos ou não, que mostram a ocorrência deste fenômeno sob condições de funcionamento em campo ou em laboratório. Contudo, esta aquisição está sujeita a interferências, implicando em sinais de DP imersos em ruído, os quais podem ser advindos da própria natureza eletromagnética dos equipamentos utilizados ou de forma externa. Verifica-se então a necessidade de implementação de técnicas de redução de ruído e reconstrução de sinais que garantam uma boa representação das DP, permitindo uma análise precisa através da minimização da perda de características do sinal para estudos posteriores. Sendo assim, neste trabalho foi realizado um estudo de quatro técnicas de redução de ruído para sinais de DP: a Decomposição Variacional de Modos (Variational Mode Decomposition - VMD), a Filtragem Adaptativa com algoritmo de Mínimos Quadrados Médios (Least Mean Square -LMS), a Transformada Wavelet com Limiarização Brusca/Rígida (Wavelet Transform with Hard Thresholding - HTWT) e a Transformada Wavelet com Limiarização Suave (Wavelet Transform with Soft Thresholding - STWT), para reconstrução de sinais reais de DP obtidos de medições com Transformador de Corrente de Alta Frequência (HFCT). Os resultados obtidos do processo de filtragem dos sinais foram avaliados a partir de métricas como a Raiz do Erro Quadrático Médio (Root Mean Square Error - RMSE), a Relação Sinal-Ruído (Signal-to-Noise Ratio - SNR) e o Coeficiente de Correlação (CC), que demonstraram a importância da metodologia de filtragem com a incorporação da VMD e da variação dos parâmetros e sequências de filtragem estabelecidas.
Acesso aberto (Open Access)
Descargas parciais em barras estatóricas de hidrogeradores: modelagem por guia de onda e análise de um acoplador
(Universidade Federal do Pará, 2009-10-23) KAWAKATSU, Williams Massayuki; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/0684541646225359
Neste trabalho, tem-se como objetivo modelar as barras estatóricas de hidrogeradores por guias de onda multicamadas e estudar a aplicabilidade de um acoplador (sensor) para monitoramento das ocorrências de descargas parciais no interior dessas barras (mais precisamente, na sua camada isolante). Para isso, inicia-se por uma abordagem conceitual do fenômeno de descargas parciais, na qual é mostrada a importância do monitoramento das mesmas para identificar os sintomas de fragilidade dielétrica dos materiais isolantes dessas barras. Posteriormente, realiza-se uma apresentação sobre os métodos de monitoramento das descargas parciais, analisam-se os sinais de pulsos elétricos produzidos por elas e seus parâmetros típicos. Em seguida, estudam-se os modos de propagação de ondas eletromagnéticas produzidas pelas descargas parciais nas barras estatóricas de hidrogeradores, modelando-as por meio de guias de onda multicamadas. Para finalizar, apresenta-se um modelo de acoplador eletromagnético ou sensor, formado por uma linha de microfita, enfocando a sua aplicabilidade no sistema de monitoramento dessas ondas eletromagnéticas.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de sensores eletromagnéticos para medição de descargas parciais nos enrolamentos estatóricos de hidrogeradores
(Universidade Federal do Pará, 2016-04-14) BRASIL, Fernando de Souza; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/0684541646225359
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.
Acesso aberto (Open Access)
Detecção e localização de descargas parciais em transformadores de potência utilizando sinais acústicoas transitórios e o método GSPS
(Universidade Federal do Pará, 2015-01-29) ARAÚJO, José Weliton de Oliveira; FARIAS, Rubem Gonçalves; http://lattes.cnpq.br/3261608243924147; OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de; http://lattes.cnpq.br/4768904697900863
Neste trabalho, é desenvolvido um método de localização de descargas parciais, em transformadores de potência, baseado no algoritmo GPS (Global Positioning System). Para a análise da estrutura, foi desenvolvido um solftware, no qual as equações diferenciais que representam a propagação de ondas acústicas são resolvidas numericamente através do método Acoustic Finite Difference Time Domain (AFDTD), cujo domínio computacional é truncado através da técnica CPML (Convolutional Perfectly Matched Layer). Os resultados obtidos são comparados a estimativas produzidas utilizando-se sinais elétricos relativos às descargas.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo comparativo de métodos de filtragem para medições não-invasivas de descargas parciais em sistemas de alta tensão: abordagens com diferentes filtros clássicos, adaptativo e transformada wavelet.
(Universidade Federal do Pará, 2024-11-06) SILVA, Adriel Brito da; NUNES, Marcus Vinícius Alves; http://lattes.cnpq.br/9533143193581447; https://orcid.org/0000-0001-5079-4126
O fenômeno das descargas parciais (DP) ocorre de maneira segmentada no isolamento elétrico. Com o tempo, essas ocorrências podem evoluir para um estado crítico, resultando em curtos-circuitos e danos significativos aos equipamentos elétricos. A detecção e análise de DP são essenciais no contexto da manutenção preventiva, contribuindo para índices de alta disponibilidade dos Sistemas Elétricos de Potência (SEP). No entanto, a interferência de várias fontes de ruído, como outros equipamentos elétricos e fenômenos eletromagnéticos, torna a detecção dos sinais de DP desafiadora. Este trabalho apresenta um estudo comparativo de métodos de filtragem e análise de sinais em medições não-invasivas de descargas parciais em sistemas reais de alta tensão, utilizando diferentes filtros clássicos e a Transformada Wavelet (TW). A pesquisa avaliou a eficácia de diversos métodos de filtragem na redução de ruídos, proporcionando uma melhor identificação e caracterização dos sinais de DP. Foram implementados e comparados filtros clássicos como Média Móvel (MA), Butterworth (BW), Chebsyshev (Tipo I), Savitzky-Golay (SG), e filtragem adaptativa como Mínimos Quadrados Médios (LSM), além das técnicas baseadas em decomposição de multirresoluções wavelets, para verificar métricas como a Razão Sinal-Ruído (SNR), Correlação-Cruzada (CC), Erro Quadrático Médio (RMSE), Curtose (K), e outras, considerando a preservação das características essenciais dos sinais de DP. Os resultados obtidos demonstraram que as técnicas de filtragem são cruciais para a redução dos efeitos de ruídos, embora métodos mais clássicos apresentem eficiência limitada quando comparados àquelas com capacidade de adaptação. A análise comparativa revelou pontos críticos que, embora tenham demonstrado uma eficiência restrita, contribuem significativamente para o aprimoramento dos métodos de monitoramento dos equipamentos elétricos.
Acesso aberto (Open Access)
O estudo da influência do ciclo de partidas e paradas no estator de geradores síncronos
(Universidade Federal do Pará, 2011-02-28) SANTOS, Renato Lelio da Silva; OLIVEIRA, Roberto Célio Limão de; http://lattes.cnpq.br/4497607460894318
Os geradores síncronos se submetem a diferentes situações de paradas para desligamento forçado, desligamento por condições externas, desligamento programado para manutenção corretiva e preventiva. As diferentes variações de temperatura em que se submete o gerador síncrono, precisamente, ao seu estator, afeta o seu isolamento, que não acompanha essas constantes variações, devido ter um coeficiente de dilatação diferente. No presente trabalho busca-se identificar uma tendência de progressão do envelhecimento do isolamento de seus enrolamentos estatóricos em máquinas que sofrem repetitivas partidas e paradas e que ficam com sua reserva de energia desligada por muitas horas. O estudo foi aplicado nos cinco geradores síncronos da usina hidrelétrica de Balbina, pertencente ao grupo Eletrobrás, que apresenta tal problema. Esse estudo vem comprovar os ensaios de análise de descargas parciais dos geradores síncronos realizados periodicamente para diagnosticar problemas nos seus enrolamentos estatóricos que apresentam diferentes magnitudes e confirmar a hipótese de que máquinas que apresentam maiores magnitudes de descargas parciais em seus estatores são as que se submetem maiores quantidades de partidas e paradas e horas com energia de reserva desligada.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo experimental de técnicas de medição de descargas parciais nos enrolamentos estatóricos de hidrogeradores
(Universidade Federal do Pará, 2013-07-10) BRASIL, Fernando de Souza; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/0684541646225359
Este trabalho tem como objetivo geral analisar experimentalmente técnicas para medição de descargas parciais nos enrolamentos estatóricos de hidrogeradores. Para atingir o objetivo proposto, primeiramente foi realizado um estudo bibliográfico sobre como é a estrutura dos enrolamentos do estator, com ênfase na isolação elétrica, assim como os conceitos de descargas parciais e técnicas empregadas para medição em hidrogeradores. Em seguida, foi montado em laboratório um arranjo experimental para o estudo das técnicas de medição de descargas parciais nos enrolamentos do estator utilizando seis acopladores diferentes, sendo quatro acopladores capacitivos convencionais de 80, 220, 500 e 1000 pF, e dois sistemas experimentais, uma antena SSC fabricada com microfita e um cabo coaxial RG 58, desencapado, utilizado como antena. A avaliação da sensibilidade destes seis sistemas foi divida em duas etapas: primeiro foi analisada a resposta dos acopladores à aplicação de um sinal conhecido de calibração e, em seguida, foi analisada a resposta dos mesmos durante ensaios com alta tensão. Para aplicação de um sinal conhecido de calibração os acopladores capacitivos apresentaram maior sensibilidade em relação à antena e ao cabo coaxial. Já a resposta durante os ensaios com alta tensão mostrou que a sensibilidade da antena é maior que a do método convencional de medição de descargas parciais em hidrogeradores, baseado em acopladores capacitivos de 80 e 220 pF. Os resultados obtidos em laboratório mostraram que a medição de descargas parciais através da antena pode ser realizada de forma satisfatória na avaliação da condição operacional dos enrolamentos do estator de hidrogeradores, sem perda significativa de informação e com aumento significativo de sensibilidade na quantificação do fenômeno, cerca de duas vezes maior que a sensibilidade do acoplador de 220 pF e quatro vezes a do acoplador de 80 pF.
Acesso aberto (Open Access)
Sistema para detecção, localização e monitoramento de descargas parciais em estatores de hidrogeradores
(Universidade Federal do Pará, 2015-11-30) VILHENA, Paulo Roberto Moutinho de; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/0684541646225359
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 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. Em virtude dessas consequências, a avaliação do estado operativo do enrolamento estatórico, por meio do sistema de medição de DP on line proposto nesta tese apresenta estratégias para aumentar a confiabilidade das medições. Como sensor de DP, foi sugerido usar acoplador direcional eletromagnético de microfita capaz de detectar o sinal com maior largura de banda na faixa UHF, comparado com os sensores tradicionais existentes. O desenvolvimento e a implementação do simulador virtual de DP decorreu da necessidade de se ter exemplos de sinais que permitissem testar algumas técnicas de processamento de sinais DP. O principal resultado da tese é o sistema de medição de DP (denominado SIM_DP) que inclui sensor, sistema de aquisição de dados, software de processamento de sinais de DP e de análise dos resultados. Ao estudar a propagação do sinal em uma barra estatórica foi possível desenvolver uma nova metodologia baseada em análise espectral para localização de DP. Por meio da estrutura montada em laboratório, foi possível validar o sistema SIM_DP o que favoreceu a análise crítica do fenômeno DP. Por fim foram analisados dados reais de medições de DP em campo e correlação das DP com vibrações mecânicas. Os resultados do trabalho contribuíram para um diagnóstico mais preciso do fenômeno. Os resultados da tese têm sido aprimorados em laboratório e em campo produzindo novos: implementação de novos ensaios em laboratório como envelhecimento acelerado de barras, novos sensores não invasivos como antenas capazes de medir descargas parciais e novas técnicas empregadas na análise e diagnóstico dos fenômenos relacionados com DP que serão apresentadas em trabalhos futuros.
Acesso aberto (Open Access)
Transporte de ozônio em hidrogerador de 311 mva: modelagem fluidodinâmica tridimensional de máquina elétrica dos elementos finitos. através do método
(Universidade Federal do Pará, 2024-02-29) GIROTTO, Gustavo Gaspar; OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de; http://lattes.cnpq.br/4768904697900863
Neste trabalho, é desenvolvido um modelo numérico tridimensional de fluidodinâmica para uma única unidade geradora de 311 MVA de uma usina hidrelétrica, utilizando o método dos elementos finitos. O objetivo é estudar e compreender os mecanismos de transporte de ozônio dentro da estrutura da máquina elétrica geradora fechada. O ozônio é produzido por descargas parciais relacionadas a falhas nas barras estatóricas. Para analisar o transporte de ozônio a partir de fontes localizadas, é desenvolvido e apresentado pela primeira vez um modelo fluidodinâmico tridimensional de um hidrogerador em operação. O modelo possui um alto nível de detalhes geométricos. Além disso, uma nova proposta para simplificar a modelagem de radiadores é implementada e validada. A estrutura modelada é baseada em uma máquina elétrica do hidrogerador de Campos Novos e consiste em 378 barras estatóricas do tipo bobina feitas de cobre revestido por mica e, mais externamente, por uma camada de revestimento semicondutor. Outras partes também são representadas, incluindo o núcleo estatórico e direcionadores de ar feitos de aço inoxidável, radiadores de cobre, o rotor com sua superfície de epóxi, e o piso e paredes externas de concreto. No modelo de dinâmica de fluidos, uma malha de elementos finitos foi projetada para representar as regiões de ar dentro do hidrogerador e as superfícies dos materiais que reagem com o ozônio (com suas respectivas taxas de reação), onde o fluxo de ar e o transporte de ozônio são modelados usando as equações de Navier-Stokes e a lei de conservação de massa. As fontes de descargas parciais são representadas por fontes de ozônio com formas prismáticas, posicionadas nas superfícies das barras estatóricas. As concentrações de ozônio foram calculadas dentro e ao redor da máquina geradora. O raio do rotor é de 3,8075 m e sua frequência de rotação é de 200 RPM. A velocidade do ar radial devido à ventilação interpolar também é considerada (2,2 m/s, conforme verificado experimentalmente no local). A velocidade radial nas proximidades dos radiadores é de 3 m/s. Concluiu-se que o perfil de transporte de ozônio é influenciado pela posição da fonte nas barras estatóricas, de modo que determinar a localização da fonte é possível e depende da determinação das áreas de concentração máxima locais e globais de ozônio nos radiadores.
Acesso aberto (Open Access)
Uso de técnicas de mineração de dados para a extração de indicação de falha na operação de hidrogeradores a partir de medidas de descargas parciais
(Universidade Federal do Pará, 2016-06-17) PARDAUIL, Ana Carolina Neves; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813
Mediante estudos realizados pelo CIGRE em 2009, constatou-se que a fonte principal de falhas elétricas em hidrogeradores estão correlacionados a isolação elétrica. Devido a isto, monitorar as condições do enrolamento estatórico tornou-se primordial e um dos meios de se realizar este procedimento é através da medição e análise de descargas parciais, sendo este um dos métodos mais eficazes e seguros para análise do isolamento do estator do gerador. No entanto, apesar de possuírem padrões bem definidos, não é trivial encaixar os sinais obtidos nestes padrões, devido principalmente ao grande número e variedades de ocorrências de DPs. Este aumento no volume de dados obtidos foi devido a melhorias nos equipamentos e softwares do IMA-DP que viabilizou melhor planejamento e periodicidade nas medições. O uso de uma ferramenta que agilize este processo de identificação e diagnóstico das Descargas Parciais é proposto neste trabalho, baseado em técnicas de mineração dados utilizando árvores de decisão, que é uma solução para análise de grandes volumes de dados. No caso especifico aqui apresentado, utilizou-se 2435 medições provenientes da fase A de um dos hidrogeradores da Casa de Força 1 da Usina Hidrelétrica de Tucuruí, o que foi fundamental para validar o método, pois trata-se de dados reais do sistema. Foi utilizada uma abordagem híbrida (não-supervisionado/ supervisionado) para identificar padrões e posteriormente classifica-los dentre as formas conhecidas de DPs. Obteve-se respostas de classificação dos sinais de forma rápida e muito satisfatória, principalmente ao se converter os dados dos mapas estatísticos em histogramas de amplitude, conseguindo assim, clusters bem definidos e uma árvore de decisão que apresentou índices de acerto global na sua validação acima de 98%.