Navegando por Assunto "Hidrogerador"

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Acesso aberto (Open Access)
Método dos elementos finitos aplicado para cálculo de campos eletromagnéticos excitados por descargas parciais em hidrogerador
(Universidade Federal do Pará, 2025-03-07) LOPES, Nathan Mastrange; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/3139536479960191; https://orcid.org/0000-0002-7715-7300; OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de; http://lattes.cnpq.br/4768904697900863; VIEIRA, João Paulo Abreu; ZAMPOLO, Ronaldo de Freitas; ALCANTARA, Licinius Dimitri Sá de; http://lattes.cnpq.br/8188999223769913; http://lattes.cnpq.br/9088524620828017; http://lattes.cnpq.br/9588130677160311; xxx; https://orcid.org/0000-0002-2460-3135; xxx
Este trabalho tem como objetivo desenvolver e simular numericamente um modelo tridimensional de um hidrogerador sujeito à ocorrência de descarga parcial (DP) e analisar os resultados obtidos para a voltagem e o campo induzidos. Para isso, foi elaborado um modelo eletromagnético baseado no método dos elementos finitos, representando um setor de doze graus angulares de um hidrogerador da usina de Campos Novos. As propriedades do modelo foram selecionadas para refletir com precisão as características físicas da máquina real. A definição dos parâmetros do núcleo magnético do estator teve como referência um estudo sobre perdas e mecanismos de desgaste no material utilizado no núcleo estatórico de hidrogeradores, permitindo a seleção da permeabilidade magnética adequada para uma simulação linear. Para a simulação da DP no modelo numérico, foi introduzida uma pequena fonte de corrente unitária para representar o canal de descarga, em duas posições diferentes sobre uma das espiras do estator, utilizando uma frequência de 40 MHz. Para o cálculo da voltagem induzida, foram calculadas integrais de linha do campo elétrico entre o piso aterrado do recinto e diferentes pontos das espiras. Os resultados obtidos indicaram mecanismos de propagação de onda eletromagnética no ambiente do hidrogerador, com o núcleo magnético do estator atuando como guia para o campo induzido e as barras estatóricas funcionando como blindagem. Observou-se que as voltagens induzidas foram de maior intensidade nas espiras mais próximas das DPs, o que sugere que essa metodologia pode ser utilizada para a localização de descargas parciais.
Acesso aberto (Open Access)
Método espectral para localização de múltiplas descargas parciais na parte dielétrica de bobinas de hidrogeradores
(Universidade Federal do Pará, 2014-08-18) MODESTO, Jonathas Felippe Morais; DMITRIEV, Victor; http://lattes.cnpq.br/3139536479960191; OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de; http://lattes.cnpq.br/4768904697900863
Neste trabalho, é estabelecida uma metodologia baseada em análise espectral para localização de múltiplas descargas parciais na região dielétrica de bobinas de hidrogeradores. Esta localização de várias descargas objetiva viabilizar diagnóstico preventivo da região isolante da bobina. É concebido um modelo computacional utilizando-se o método das diferenças finitas no domínio do tempo para solucionar numericamente as equações de Maxwell, o qual é validado experimentalmente. O campo elétrico transitório associado a descargas parciais que ocorrem em diferentes posições da bobina é registrado e seu espectro, após processamento e análise estatística, é utilizado para realizar o diagnóstico. Em aproximadamente 90% das simulações realizadas, estimativas precisas da localização das descargas foram obtidas. Um novo método de injeção de sinais de descargas parciais também foi desenvolvido neste trabalho.
Acesso aberto (Open Access)
Técnica semiautomática de rotulagem e sistema para geração artificial de PRPDs aplicados ao treinamento de classificador de descargas parciais em hidrogeradores
(Universidade Federal do Pará, 2024-02-29) LOPES, Frederico Henrique do Rosário; ZAMPOLO, Ronaldo de Freitas; http://lattes.cnpq.br/9088524620828017; OLIVEIRA, Rodrigo Melo e Silva de; http://lattes.cnpq.br/4768904697900863
Hidrogeradores são ativos cruciais tanto para empresas geradoras de energia quanto para a população que depende desse abastecimento. No entanto, essas máquinas estão suscetíveis a vários tipos de defeitos que podem resultar em interrupções inesperadas, se nada for feito a respeito. A análise de descargas parciais é uma abordagem já consolidada para avaliar a condição de equipamentos de alta tensão, sendo essencial a detecção automática de diferentes tipos de defeitos, uma vez que diferentes níveis de risco à operação variam de acordo com o tipo de descarga. Redes neurais profundas têm sido propostas visando à classificação de descargas parciais usando diagramas PRPD (phase-resolved partial discharge). Contudo, a obtenção de conjuntos de dados rotulados com grande número de exemplos é um problema que impacta diretamente no desempenho de classificadores treinados de maneira supervisionada. Neste contexto, nesta dissertação propõe-se uma técnica semiautomática para a rotulagem de PRPDs, baseada em estratégias de redução de dimensionalidade e agrupamento de dados, bem como investiga-se o uso de GAN (generative adversarial network) na ampliação artificial do conjunto de treinamento. O conjunto de dados usado no trabalho é composto por PRPDs reais obtidos por meio de procedimentos de monitoramento online de descargas parciais em hidrogeradores. O desempenho dos sistemas propostos é contrastado com resultados recentes representativos do estado da arte na área. Os resultados demonstram que a aplicação da técnica proposta para rotulagem semiautomática tem potencial para reduzir consideravelmente a carga de trabalho e o tempo associados à classificação manual. Além disso, o uso de PRPDs artificiais gerados pela GAN resultou notável melhoria no desempenho do classificador que alcançou 94,72% de acurácia média, em comparação com 89,44% obtido com a melhor técnica concorrente. Foram observados ganhos semelhantes também nas acurácias por classe.
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.