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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpa.br:2011/7745 |
| Date | 30 November 2015 |
| Creators | VILHENA, Paulo Roberto Moutinho de |
| Contributors | DMITRIEV, Victor Alexandrovich |
| Publisher | Universidade Federal do Pará, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFPA, Brasil, Instituto de Tecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPA, instname:Universidade Federal do Pará, instacron:UFPA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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