Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-01-13T19:23:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoExperimentalTecnicas.pdf: 7117519 bytes, checksum: fb5695be8f32467589254855458aa5bd (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-16T14:10:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoExperimentalTecnicas.pdf: 7117519 bytes, checksum: fb5695be8f32467589254855458aa5bd (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-16T14:10:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoExperimentalTecnicas.pdf: 7117519 bytes, checksum: fb5695be8f32467589254855458aa5bd (MD5) Previous issue date: 2013 / 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. / This paper aims at analyzing experimental techniques for partial discharges measuring in the stator windings of hydrogenerators. To reach the goal, first proposed a study of the literature on how the structure of the stator windings, with an emphasis on electrical insulation, as well as the concepts of partial discharges and techniques used for measuring in hydrogenerators. It was then mounted in a laboratory arrangement for studying techniques for measuring partial discharges in the stator winding using six different couplers, four conventional capacitive couplers 80, 220, 500 and 1000 pF, and two experimental systems, an antenna, ribbon coaxial cable and RG 58, bare used with the antenna function. The evaluation of the sensitivity of these six systems has been divided in two steps: first were analyzed the responses of couplers applying a known calibration signal, and then analyzed the response of the same high voltage during testing. For application of a known signal calibration the capacitive couplers showed greater sensitivity than antenna and coaxial cable. Already during the response tests showed that the High Voltage sensitivity of the antenna tape is larger than the conventional method of measuring partial discharges in hydro using capacitive couplers 80 and 220 pF. The results obtained in the laboratory showed that the measurement of partial discharges through the antenna tape can be performed satisfactorily in the evaluation of the operating condition of the stator windings of hydro, without either significant loss of sensitivity information or the quantification of the phenomenon.

Os equipamentos elétricos instalados em linhas de transmissão e distribuição de energia são normalmente submetidos a condições anormais e intensos campos elétricos, que, eventualmente, levam, entre outros fenômenos, as descargas parciais (DPs). Estas descargas têm sido apontadas como uma das principais causas de falhas de equipamentos e envelhecimento precoce. Portanto, detectar DPs se tornou uma questão importante na busca de uma energia elétrica eficiente e confiável. No que se refere a detecção de DPs existem vários sensores que podem ser aplicados, a exemplos: óptico, magnético ou acústico, e cada um deles apresentando vantagens particulares e limitações. Uma das desvantagens de tais sensores é o custo elevado, o que restringe o monitoramento de DPs no âmbito da distribuição de energia mais especificamente em transformadores de potência. Embora, se o foco do monitoramento é apenas detectar a ocorrência de DPs, uma nova classe de sensores acústicos implementados com piezoeletretos pode ser uma alternativa econômica viável. Deste modo, nesta dissertação, foi investigado o comportamento acústico de tais transdutores expostos a diferentes condições de DPs, onde o sensor piezoelétrico foi utilizado na detecção de DPs produzidas por uma configuração de eletrodos ponta - ponta separados por diferentes gaps de ar (único ou múltiplo) e excitado por altas tensões alternadas. As amplitudes dos sinais registrados foram correlacionadas com a distância do gap e com a amplitude da tensão aplicada. A partir dos resultados obtidos foi possível observar que a intensidade do som das DPs, capturado com o transdutor piezoelétrico, está relacionada com o tamanho do gap e da amplitude da tensão, como relatado na literatura. / Electrical equipment installed in power transmission and distribution lines are usually subjected to abnormal conditions and intense electric fields, which eventually lead, among others phenomena, to partial discharges (PDs). These discharges have been pointed as one of the main causes of equipment failures and premature aging. Therefore, detect PDs became an important issue in the prospect of efficient and reliable electric energy. Concerning PD detection there are several sensors that can be employed e.g. optical, magnetic or acoustic, and each of them presenting particular advantages and limitations. One of the drawback of such sensors is their elevated cost, which restricts the PD monitoring within the distribution of energy more specifically in power transformers. Although, if the intention of monitoring is only to detect the PD occurrence a new class of acoustic sensors implemented with piezoelectrets may be a feasible economic alternative. Therefore, in this work was investigated the acoustic behavior of such transducers exposed to different PD conditions, for instance, the piezoelectret sensor was employed on the detection of PD produced by a single or multiple point-to-point electrode setup with different air gaps excited by high AC voltages. The recorded signals amplitudes were correlated with the gap distance and voltage amplitude applied. Based on the results obtained it was observed that the intensity of the DPs sound, captured with the piezoelectric transducer, is related to the size of the gap and voltage amplitude, as reported in the literature.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-02-21T16:55:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_SistemaDeteccaoLocalizacao.pdf: 3882901 bytes, checksum: 704c5396d2a1a1048e29301da59eb483 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-22T15:53:25Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_SistemaDeteccaoLocalizacao.pdf: 3882901 bytes, checksum: 704c5396d2a1a1048e29301da59eb483 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-22T15:53:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_SistemaDeteccaoLocalizacao.pdf: 3882901 bytes, checksum: 704c5396d2a1a1048e29301da59eb483 (MD5) Previous issue date: 2015-11-30 / 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. / 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 (PDs) 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. Because of these consequences, the evaluation of the operating status of the stator winding through the on line PDs measurement system proposed in this thesis presents strategies to increase the reliability of the measurements. As PDs sensor, it has been suggested to use electromagnetic microstrip directional coupler can detect the signal with the highest bandwidth in the UHF band, compared to existing traditional sensors. The development and implementation of virtual simulator PDs caused by the need of having Examples of signals that allow testing some PDs signal processing techniques. The main result of this thesis is the DP measurement system (called SIM_DP) including sensor, data acquisition system, PDs signal processing software and analysis of results. By studying the propagation of the signal in a stator bar was possible to develop a new methodology based on spectral analysis for PDs location. Through the structure created in the laboratory, it was possible to validate the SIM_DP system which favored the review of the PDs phenomenon. Finally actual data were analyzed for DP measurements in the field and correlation of PDs with mechanical vibration. The results of the work contributed to a more accurate diagnosis of the phenomenon. The results of the thesis have been improved in laboratory and field producing new: implementation of new laboratory tests as Voltage Endurance Test (VET), new non-invasive sensors such as antennas capable of measuring partial discharges and new techniques used in the analysis and diagnosis of related DP phenomena which will be presented in future work.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-28T14:26:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoPadroesDescargas.pdf: 2325678 bytes, checksum: 6b9320d0926975fccc3a7fc2af19d0d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-28T16:10:17Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoPadroesDescargas.pdf: 2325678 bytes, checksum: 6b9320d0926975fccc3a7fc2af19d0d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-28T16:10:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoPadroesDescargas.pdf: 2325678 bytes, checksum: 6b9320d0926975fccc3a7fc2af19d0d4 (MD5) Previous issue date: 2015-09-24 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Esta dissertação apresenta os experimentos com aplicações de técnicas de Inteligência computacional para caracterização de descargas parciais em hidrogeradores. A classificação das descargas parciais contribui para uma análise prévia de problemas e permite a manutenção preditiva nas máquinas, reduzindo a possibilidade de falhas nas mesmas. Os dados foram coletados de modo online (máquina em operação) na Usina Hidrelétrica de Tucuruí, sendo observados os padrões de descarga interna, de laminação e entre barras. O software IMA-DP, desenvolvido em parceria entre Eletronorte e Cepel, permitiu que esses dados fossem medidos e registrados de maneira rápida, e organizados através dos mapas PRPD (Phase Resolved Partial Discharges). As técnicas de binarização, ANOVA (Analisys of Variance), ACI (Análise de Componentes Independentes) e ACP (Análise de Componentes Principais) foram aplicadas aos sinais para adequar os mesmos ao uso das técnicas de inteligência computacional. O trabalho foi desenvolvido no ambiente IPython usando a biblioteca scikit-learn, a qual possui eficientes algoritmos de inteligência. Os experimentos foram realizados fazendo-se uso das técnicas: KNN (K-Nearest Neighbors.), Floresta Randômica e MVS (Máquinas de Vetores de Suporte). Tais técnicas apresentaram bons resultados com os experimentos realizados, destacando-se aqueles obtidos para MVS que apresentaram os melhores resultados, atingindo uma acurácia de 96.07%, devido possuir mecanismos de seleção das principais variáveis durante o processo de treinamento. / This master's thesis presents the experiments with applications of computational intelligence techniques for the characterization of partial discharges in hydrogenerators. The classification of the partial discharge contributes to a prior analysis problems and allows predictive maintenance on machinery, reducing the possibility of failures in them. Data were collected online mode (operation machine) in the Tucuruí Hydroelectric Power Plant, observed the internal discharge standards, delamination and between bars. The IMA-DP software, developed in partnership with Eletronorte and Cepel, allowed these data were measured and recorded quickly, and organized through PRPD maps (Phase resolved Partial Discharges). Binarization techniques, ANOVA (Analisys of Variance), ICA (Independent Component Analysis) and PCA (Principal Component Analysis) were applied to the signals to adapt them to the use of computational intelligence techniques. The study was developed in IPython environment using scikit-learn library, which has efficient intelligence algorithms. The experiments were performed making use of techniques: KNN (K-Nearest Neighbors), Random Forest and MVS (Support Vector Machines). Such techniques showed good results with the experiments, highlighting those obtained for MVS that showed the best results, achieving an accuracy of 96.07%, due possess selection mechanisms of the main variables during the training process.

O crescente aumento na demanda de energia elétrica nacional, associada às alterações regulamentares do setor, em que o tempo que um equipamento permanece indisponível para o sistema, aguardando manutenção significa perda de receita para as companhias de energia, motivou a busca por diagnósticos precisos e utilização de técnicas não invasivas que possam ser aplicadas em transformadores em serviço. Assim, o foco desta pesquisa foi o desenvolvimento de uma arquitetura de sistema inteligente baseado em Redes Neurais Artificiais, que a partir de características extraídas de sinais de emissão acústicas provenientes de sensores distribuídos espacialmente no tanque de transformadores de potência, possa identificar internamente o local de ocorrência das descargas parciais e fornecer as distâncias estimadas entre os sensores e o ponto dessa descarga, e com essas distâncias, utilizando técnicas numéricas de triangulação, o sistema fornece também a coordenada espacial da falha auxiliando no diagnostico de defeito do transformador e no processo de tomada de decisões. / The increasing in the demand for national electrical energy coupled with alterations in the regulation of the sector, where the time which a piece of the electrical system equipment stays out of service means loss of income for the electrical companies, has motivated the search for correct diagnostics and usage of non-invasive technics that can be used in tranformers which are in operation. Therefore, the aim of this research was to develop the design of an intelligent system based on Artificial Neural Nets, which through the characteristics extracted from the acoustic emission signals coming from the sensors spatially distributed in the power transformer tank can identify internally the place of the occourrence of the partial discharges and provide the estimate distances between the sensors and the discharges point, so with these distances using triangle technical analysis the system will also provide the spatial coordinate of the flaw for diagnosing the problem with the transformer and help the process of decision making.

Submitted by DANILO DE MELO BRUNINI null (dbrunini@gmail.com) on 2017-07-14T02:28:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Final_DaniloBrunini.pdf: 4098580 bytes, checksum: f552cf864fb92ba3889ebf437d9c11d7 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-07-14T19:08:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 brunini_dm_me_bauru.pdf: 4098580 bytes, checksum: f552cf864fb92ba3889ebf437d9c11d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-14T19:08:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 brunini_dm_me_bauru.pdf: 4098580 bytes, checksum: f552cf864fb92ba3889ebf437d9c11d7 (MD5) Previous issue date: 2017-05-31 / Os transformadores são equipamentos importantes do sistema elétrico de potência, possuem alto custo e suas falhas tem influência direta na qualidade da energia entregue aos consumidores. Uma das principais causas de falhas em transformadores imersos em líquido isolante, as descargas parciais, advém da degradação física e química do sistema de isolação devido à diversos fatores tais como sobrecarga, cargas não-lineares, chaveamento e superaquecimento. Essas descargas parciais aceleram a degradação do dielétrico do transformador e podem levar à destruição do equipamento, ocasionando elevado prejuízo financeiro. Dessa forma, são necessárias ações de prevenção de falhas causadas por descargas parciais em transformadores, através de métodos de monitoramento e localização. Este trabalho teve por objetivo apresentar um método de localização de descargas parciais em transformadores de potência imersos em óleo mineral isolante utilizando o método de emissão acústica e sistemas inteligentes do tipo redes neurais artificiais e algoritmos genéticos. Foram aplicadas métricas de processamento de sinais aos sinais acústicos gerados a partir de descargas parciais e obtidos através de sensores piezelétricos de baixo custo instalados no lado externo do tanque do transformador. Estas métricas foram utilizadas para treinamento das redes neurais a fim de obter a distância euclidiana entre os sensores e as descargas parciais. Essas distâncias euclidianas foram utilizadas em um sistema não-linear de localização o qual foi solucionado através de um algoritmo genético a fim de obter as coordenadas tridimensionais da descarga parcial. A análise dos resultados obtidos nas etapas de treinamento das redes neurais e execução do algoritmo genético foi realizada através de critérios estatísticos como erro absoluto médio, erro relativo percentual, desvio padrão e coeficiente de correlação. Esta técnica de localização mostrou resultados promissores uma vez que as coordenadas tridimensionais de duas descargas parciais, escolhidas para validação, apresentaram erros absolutos médios inferiores a 3 cm. / Transformers are important devices of the electric power system, which have high cost and their failures have a direct influence on the power quality delivered to the consumers. One of the main causes of failures in oil-immersed transformers, the partial discharges, comes from the physical and chemical degradation of the insulation system due to several factors such as overload, non-linear loads, switching and overheating. These partial discharges accelerate the degradation of the transformer dielectric and they can lead to the destruction of the equipment, causing high financial losses. Thus, actions are necessary to prevent faults caused by partial discharges in transformers, through monitoring and locating methods. The aim of this work was to present a method for locating partial discharges in oil-immersed power transformers using the acoustic emission method and intelligent systems such as artificial neural networks and genetic algorithms. Signal processing metrics were applied to the acoustic signals generated from partial discharges and obtained by low-cost piezoelectric sensors installed on the external side of the transformer tank. These metrics were used to train the neural networks in order to obtain the euclidean distance between the sensors and the partial discharges. These euclidean distances were used in a nonlinear location system, which was solved through a genetic algorithm in order to obtain the three-dimensional coordinates of the partial discharge. The analysis of the results obtained from the stages of neural networks training and genetic algorithm execution was performed through statistical criteria such as mean absolute error, percentage relative error, standard deviation and correlation coefficient. This localization technique showed promising results since the three-dimensional coordinates of two partial discharges, chosen for validation, presented mean absolute errors of less than 3 cm.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-05-20T18:31:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_DeteccaoLocalizacaoDescargas.pdf: 8630937 bytes, checksum: 7123a40ea91de0c98bbf43fcfeacbd90 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-05-21T16:46:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_DeteccaoLocalizacaoDescargas.pdf: 8630937 bytes, checksum: 7123a40ea91de0c98bbf43fcfeacbd90 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-21T16:46:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_DeteccaoLocalizacaoDescargas.pdf: 8630937 bytes, checksum: 7123a40ea91de0c98bbf43fcfeacbd90 (MD5) Previous issue date: 2015 / 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. / In this work, we develop a method for locating partial discharges (PDs), in power transformers, based on GPS (Global Positioning System) algorithm. For analyzing the structure, we implement a software in which the di erential equations that describe the propagation of acoustic waves are solved numerically by the Acoustic Finite-Di erence Time-Domain (AFDTD) method. The AFDTD computational domain is truncated by the CPML technique (Convolutional Perfectly Matched Layer). The obtained results are compared to estimates produced using electromagnetic waves generated by PDs.

Submitted by Cristhiane Guerra (cristhiane.guerra@gmail.com) on 2017-01-26T15:29:49Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2174658 bytes, checksum: 32615157c634ff96ea0d5edeb9dc6b9b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T15:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2174658 bytes, checksum: 32615157c634ff96ea0d5edeb9dc6b9b (MD5) Previous issue date: 2016-07-25 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / One way to diagnose the level of electrical insulation degradation is to identify the occurrence of partial discharges (PD). Early detection of defects in insulation enables the programming of electric power equipment maintenance activities. Thus, the electrical system can operate more reliably and with fewer interruptions. In addition to detection, the information provided by pulses of partial discharges allow the location of its source. In this work, the main objective is to develop a hybrid technique of location, based on the time-of-arrival and the energies of PD signals. The performance of the hybrid technique was compared with three other location radiometric techniques. For this purpose, the methods used to estimate time-of-arrival of PD pulses and localization techniques are explained in details. In order to make simulations of this work was to develop a model of ray tracing, which is able to simulate the propagation of the pulse wave environments defined by maps. These results were obtained from four simulation scenarios: free space with noise, room with obstacles and without noise, high-voltage substation without noise and high-voltage substation with noise. The performance of the hybrid technique was inferior to that of the location techniques that depend only on the time-of-arrival, the accuracy is not as affected by multipath. However, the estimate provided by the hybrid technique proves useful as an initial condition for non linear time-of-arrival non linear technique. / Uma forma de diagnosticar o nível de degradação de isolamentos elétricos consiste em identificar a ocorrência de descargas parciais (DP). A detecção precoce de defeitos em isolamentos viabiliza a programação de atividades de manutenção de equipamentos elétricos de potência. Dessa forma, o sistema elétrico pode operar de forma mais confiável e com um número menor de interrupções. Além da detecção, as informações fornecidas pelos pulsos de descargas parciais permitem a localização da sua fonte. Neste trabalho, o principal objetivo é desenvolver uma técnica híbrida de localização, baseada nos instantes de chegada e nas energias dos sinais de DP. O desempenho da técnica híbrida foi comparado com o de outras três técnicas radiométricas de localização. Para este propósito, os métodos usados para estimar os instantes de chegada dos pulsos de DP e as técnicas de localização estão explicados em detalhes. A fim de realizar as simulações deste trabalho, foi desenvolvido um modelo de traçado de raios, que é capaz de simular a propagação dos pulsos de ondas em ambientes definidos por mapas. Os resultados deste trabalho foram obtidos a partir de quatro cenários de simulação: espaço livre com ruído, sala com obstáculos e sem ruído, subestação de alta tensão sem ruído e subestação de alta tensão com ruído. O desempenho da técnica híbrida foi inferior ao desempenho das técnicas de localização que dependem apenas dos instantes de chegada, cuja precisão não é tão afetada pelo multipercurso. No entanto, a estimativa fornecida pela técnica híbrida se mostrou útil como condição inicial para o sistema linear de uma das técnicas e localização pelos instantes de chegada.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-13T11:11:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Hudson de Paula Romualdo - 2014.pdf: 9811768 bytes, checksum: 55fffa80c94a94773bc7fe8059f4bbc2 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-13T11:11:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Hudson de Paula Romualdo - 2014.pdf: 9811768 bytes, checksum: 55fffa80c94a94773bc7fe8059f4bbc2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-13T11:11:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Hudson de Paula Romualdo - 2014.pdf: 9811768 bytes, checksum: 55fffa80c94a94773bc7fe8059f4bbc2 (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The presence of partial discharges in power transformer represents a relevant indicator of incipient failure. Partial Discharges are lightning quick and incomplete, intermittent, that in power transformers can be detected by means of some methods, among them, the test of acoustic emission. Currently, the algorithms used by equipment that processes the information from testing of acoustic emission are owners, and thus not available for the scientific community. Still, it is usually not performed the separation of noise detected from partial discharge of the other noises in the results, and little information about the dynamics of the occurrence of noise is presented. In this work, are presented three methods, identification, measurement and three-dimensional location, that foster the development of a computational solution for the diagnosis of power transformers using data derived from testing of acoustic emission with focus on the occurrence of partial discharges, phenomenon harmful to the appropriate functioning of the equipment. After a substantiation based on literature review of the issues dealt with in the course of the study, are described methods for identification of noises coming only from partial discharges, among the total noise (of all kinds), and measurement of these noises and their attributes (already done in a separate manner). Then, reference-if the method for three-dimensional location and, finally, expose-if the results of the application of the methods developed in the form of a case study showing the benefits of the application of the methods described here. Thus Demonstrating the importance of their results in supporting the decision-making process and, consequently, in maintaining the operational condition of power transformers. / A presença de descargas parciais no transformador de potência representa um relevante indicador de falha incipiente. Descargas parciais são descargas elétricas incompletas, rápidas e intermitentes, que em transformadores de potência podem ser detectadas através de alguns métodos, dentre eles, o ensaio de emissão acústica. Atualmente, os algoritmos utilizados pelos equipamentos que processam as informações provenientes de ensaios de emissão acústica são proprietários, não sendo assim, disponibilizados para a comunidade científica. Ainda, normalmente, não é realizada a separação do ruído detectado proveniente de descarga parcial dos demais ruídos nos resultados, e pouca informação sobre a dinâmica da ocorrência dos ruídos é apresentada. Neste trabalho, são apresentados três métodos, identificação, mensuração e localização tridimensional, que fomentam a elaboração de uma solução computacional para o diagnóstico de transformadores utilizando-se dados provenientes dos ensaios de emissão acústica com foco na ocorrência de descargas parciais, fenômeno nocivo ao adequado funcionamento do equipamento. Após uma fundamentação com base na análise bibliográfica dos assuntos abordados ao longo do trabalho, são descritos métodos para identificação dos ruídos provenientes somente de descargas, dentre o ruído total (de toda natureza), e mensuração desses ruídos e seus atributos (já realizado de forma separada). Em seguida, referencia-se o método para a localização tridimensional e, finalmente, expõem-se os resultados da aplicação dos métodos desenvolvidos na forma de um estudo de caso evidenciando os benefícios da aplicação dos métodos aqui descritos. Demonstrando assim a importância de seus resultados no suporte à tomada de decisão e, consequentemente, na manutenção da condição operacional de transformadores de potência.

[pt] A medição e classificação de descargas parciais constituem uma importante ferramenta de avaliação dos sistemas de isolamento utilizados em equipamentos de alta tensão. Após o pré-processamento dos dados, que captura, digitaliza e filtra o sinal de descargas parciais, geralmente eliminando os ruídos, existem basicamente duas etapas principais, que são a extração de características e a classificação de padrões. As descargas parciais contêm um conjunto de características discriminatórias únicas que lhes permitem ser reconhecidas. Assim, o primeiro procedimento no processo de classificação é definir quais delas podem ser utilizadas e qual o método de extração destas características. O fenômeno de descargas parciais tem uma natureza transitória e é caracterizado por correntes pulsantes com uma duração de vários nanossegundos até poucos microssegundos. Sua magnitude não é sempre proporcional ao dano causado, sendo que descargas de pequena magnitude podem levar rapidamente à evolução de um defeito. Por isso a necessidade de se entender bem este fenômeno e saber interpretar os dados. Além disso, equipamentos de alta tensão de grande porte, como motores e geradores, podem apresentar mais de uma fonte interna de descargas parciais, sendo importante separar os sinais dessas diferentes fontes antes de realizar a classificação. No caso de outros equipamentos de alta tensão de menor porte, como para-raios e transformadores de corrente de subestação, a simples detecção da presença de descargas parciais interna ao equipamento, independente do número de fontes, já é suficiente para indicar a retirada de operação destes equipamentos, dado seu baixo custo relativo e o elevado grau de importância destes para a confiabilidade do sistema onde estão inseridos. Para um diagnóstico completo e confíável de isolamentos de alta tensão, há a demanda por um sistema de análise capaz de promover com eficácia a detecção de descargas parciais internas aos equipamentos, a separação das diversas fontes de descargas parciais, no caso dos equipamentos de grande porte, bem como realizar a correta classificação do tipo de defeito, com base principalmente na análise das características discriminantes das diferentes fontes e na assinatura dos sinais para os diferentes defeitos. Este estudo contribui para o preenchimento desta lacuna, apresentando metodologias que se mostram robustas e precisas nos testes realizados, de modo que possam efetivamente orientar os especialistas em manutenção na tomada de decisões. Para fazer isso, são propostas novas variáveis capazes de extrair informações relevantes de sinais no tempo medidos em diversos tipos de isolamentos, sendo aplicadas aqui em dados obtidos em campo e em laboratório para avaliar sua eficácia na tarefa. Essas informações são tratadas utilizando técnicas de classificação de padrões e inteligência artificial para determinar de forma automática a presença de descargas parciais, o número de fontes diferentes e o tipo de defeito nos isolamentos de alta tensão utilizados no estudo. Outra contribuição do estudo é a criação de um banco de dados histórico, baseada em processamento de imagem, com padrões de mapas de descargas parciais conhecidos na literatura em máquinas rotativas, para serem utilizados na classificação de novos mapas medidos neste tipo de equipamento. / [en] Measurement and classification of partial discharges are an important tool for the evaluation of insulation systems used in high voltage equipments. After pre-processing of data, which captures, scans and filters the signal of partial discharges, generally eliminating noises, there are basically two main steps, which are the extraction of characteristics and the pattern classification. Partial discharges contain a set of unique discriminatory characteristics that allow them to be recognized. Thus, the first procedure in the classification process is to define which of them can be used and which is the method for extraction of those characteristics. The phenomenon of partial discharges has a transient nature and is characterized by pulsating currents with a duration of several nanoseconds up to a few microseconds. Its magnitude is not always proportional to the damage caused, and discharges of small magnitude can quickly lead to the evolution of a failure. Therefore the need to understand this phenomenon well and to know how to interpret the data. In addition, large high voltage equipments such as motors and generators may have more than one internal source of partial discharges, and it is important to separate the signals from those different sources prior to classification. In the case of smaller high voltage equipments, as surge arrester and substation current transformers, the simple detection of the presence of partial discharges inside the equipment, regardless of the number of sources, is sufficient to indicate the withdrawal of operation of the equipment, given their low relative cost and the high degree of importance of these to the reliability of the system where they are part of. For a complete and reliable diagnosis of high voltage insulations, there is a demand for an analysis system capable of effectively promoting the detection of the partial discharges internal to the equipments, the separation of the various sources of partial discharges in the case of large equipments, as well as to carry out the correct classification of the type of failure. The system should be based mainly on the analysis of the discriminating characteristics of the different sources and the signature of the signals for the different failure. This study contributes to fill this gap by presenting methodologies that are robust and accurate in the tests performed, so that they can effectively guide maintenance specialists in decision making. To do this, new variables are proposed to extract relevant information from time signals measured in various types of insulations, being applied here in field and laboratory data to evaluate their effectiveness in the task. This information is treated using standard classification techniques and artificial intelligence to automatically determine the presence of partial discharges, the number of different sources and the type of defect in the high voltage insulations used in the study. Another contribution of the study is the creation of a historical database, based on image processing, with partial discharge map patterns known in the literature on rotating machines, to be used in the classification of new maps measured in this type of equipment.