Desenvolvimento de um sensor de descargas parciais e uma metodologia para priorização de investimento em sensores

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: GUIMARÃES, João Marcondes Corrêa lattes
Orientador(a): BORTONI, Edson da Costa lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Elétrica
Departamento: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Transformadores de potência
Monitoramento em tempo real
Descargas parciais
Priorização de investimento
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA::SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA
Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3381
Resumo: Os transformadores são equipamentos diretamente relacionados à confiabilidade do Sistema Interligado Nacional (SIN), sendo também, as concessionárias pressionadas pela melhoria na qualidade do serviço prestado. Nesse cenário o monitoramento em tempo real apresenta uma vantagem estratégica ao fornecer alarmes e informações para algoritmos de diagnóstico e condição do ativo. Porém o custo associado ainda é um fator limitante na disseminação do monitoramento, especialmente para transformadores de menor valor como aqueles presentes nas subestações de distribuição. Esse trabalho contribui com o monitoramento em tempo real de transformadores sobre dois aspectos. O primeiro sendo o desenvolvimento de um sensor de descargas parciais baseado no método elétrico de acordo com a IEC 60270, motivado pelo fato da vida útil do transformador estar diretamente associada à condição do seu sistema de isolação e de acordo com a literatura, aproximadamente 36% das falhas em transformadores são de origens dielétricas, sendo a medição de descarga parcial um dos métodos de avaliação da integridade desse sistema, uma vez que são indicativos de defeitos incipientes e apresentam comportamento acumulativo. O sensor desenvolvido foi submetido a testes laboratoriais de forma a garantir a segurança operacional da sua aplicação em 06 transformadores na classe 145 kV para monitoramento contínuo e, também, foi utilizado para medição de descargas parciais em um transformador com formação de gases combustíveis. A segunda contribuição é o desenvolvimento de uma metodologia para priorização de investimento em sensoriamento no âmbito de distribuidoras inseridas no mercado de energia regulado brasileiro, considerando que para o monitoramento de todos os subsistemas de um transformador são necessários outros sensores em conjunto com o de descargas parciais desenvolvido nesse trabalho. Essa metodologia considera as dimensões técnica, tecnológica e regulatória e foi implementada para uma população de 848 transformadores de diferentes distribuidoras em todas as regiões do país.
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O primeiro sendo o desenvolvimento de um sensor de descargas parciais baseado no método elétrico de acordo com a IEC 60270, motivado pelo fato da vida útil do transformador estar diretamente associada à condição do seu sistema de isolação e de acordo com a literatura, aproximadamente 36% das falhas em transformadores são de origens dielétricas, sendo a medição de descarga parcial um dos métodos de avaliação da integridade desse sistema, uma vez que são indicativos de defeitos incipientes e apresentam comportamento acumulativo. O sensor desenvolvido foi submetido a testes laboratoriais de forma a garantir a segurança operacional da sua aplicação em 06 transformadores na classe 145 kV para monitoramento contínuo e, também, foi utilizado para medição de descargas parciais em um transformador com formação de gases combustíveis. A segunda contribuição é o desenvolvimento de uma metodologia para priorização de investimento em sensoriamento no âmbito de distribuidoras inseridas no mercado de energia regulado brasileiro, considerando que para o monitoramento de todos os subsistemas de um transformador são necessários outros sensores em conjunto com o de descargas parciais desenvolvido nesse trabalho. Essa metodologia considera as dimensões técnica, tecnológica e regulatória e foi implementada para uma população de 848 transformadores de diferentes distribuidoras em todas as regiões do país.Power transformers are directly related to the electrical system reliability and power companies are pressured to improve the quality of service provided. In this scenario, real-time monitoring presents a strategic advantage by providing alarms and information for diagnostic algorithms and asset condition. However, the associated cost still is a limiting factor in the dissemination of monitoring systems, especially for lower value transformers such as those in distribution substations. This work contributes to the real-time monitoring of transformers on two aspects. The first being the development of a partial discharge sensor based on the IEC 60270 electrical method, motivated by the fact that the transformer life is directly associated with the condition of its insulation system and, according to the literature, approximately 36% of transformer failures are of dielectric origin, and the partial discharge measurement presents as one method for evaluating the condition of this system, since they are indicative of incipient defects and present an accumulative behavior. The developed sensor was submitted to laboratory tests to guarantee the operational safety of its application in 06 transformers of 145 kV for online monitoring and, also, it was used to measure partial discharges in a transformer with formation of combustible gases. The second contribution is a methodology for prioritizing investment in monitoring systems for distribution power transformers in the Brazilian regulated energy market, considering that for the monitoring of all subsystems of a transformer, other sensors are needed together with the partial discharge sensor developed in this work. This methodology considers the technical, technological, and regulatory dimensions and was implemented for a population of 848 transformers.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia ElétricaUNIFEIBrasilIESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da InformaçãoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA::SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIATransformadores de potênciaMonitoramento em tempo realDescargas parciaisPriorização de investimentoDesenvolvimento de um sensor de descargas parciais e uma metodologia para priorização de investimento em sensoresinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisBORTONI, Edson da Costahttp://lattes.cnpq.br/0936619055402651ROSSI, Ronaldohttp://lattes.cnpq.br/8640374980559895http://lattes.cnpq.br/7675045201671861GUIMARÃES, João Marcondes CorrêaJoão Marcondes Corrêa Guimarães. Desenvolvimento de um sensor de descargas parciais e uma metodologia para priorização de investimento em sensores. 2022. 117 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2022.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3381/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALTese_2022041.pdfTese_2022041.pdfapplication/pdf4336353https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3381/1/Tese_2022041.pdfaed3cba3c892be3d30dac7307bc517d7MD51123456789/33812022-10-13 15:30:21.774oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442025-08-26T21:13:38.082223Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false
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