Monitoramento De Temperatura E Corrente De Um Transformador

Monitoramento de Temperatura e Corrente de um Transformador

ResumoEste artigo insere-se no âmbito da engenharia eletrotécnica na área da energia e tem particular incidência na problemática do aquecimento das maquinas elétricas, nomeadamente de transformadores. Descreve a utilização de tecnologia mais acessível que podem contribuir para com sistemas já existentes no mercado Os transformadores de potência são os equipamentos mais importantes em uma subestação e sua construção leva em conta uma expectativa de vida de 40 anos. Os acessórios conectados a ele nem sempre têm a mesma longevidade. Por isso, a preocupação com o processo de manutenção que aumente a confiabilidade operativa dos transformadores, bem como prolongar a vida útil de um transformador, ao mesmo tempo em que resulte em economia nos custos de manutenção e menor tempo de indisponibilidade da máquina, sendo uma atividade valiosa da gestão de ativos de uma subestação. O funcionamento perfeito, com a precisão do monitoramento da temperatura e outras variáveis, ou na condição de atuação dos alarmes e disparos confiáveis contribuem para aproveitamento eficiente do transformador.

Palavras - chaves  Transformador, MATLAB, Simulink

I. INTRODUÇÃO

Dando prosseguimento ao projeto interdisciplinar do ano anterior apresentaremos análises e resultados de instigações teóricas e experimentais do comportamento térmico de um transformador quando este se encontra sujeito a diferentes condições de carga, neste caso os resultados encontrados foram retirados de um transformador localizado na refinaria HYDRO Alunorte. Do mesmo modo verificar e registrar graficamente o comportamento das variáveis corrente elétrica e temperatura fazendo uso do software MATLAB com o SIMULINK uma ferramenta do mesmo. Com isto, pretende-se caracterizar as possíveis falhas internas de um transformador, identificando as temperaturas de óleo e enrolamento onde as mesmas têm que está homogênea de acordo com a carga estimada do transformador. Em fim salientar a importância da utilização de modelos de monitoramento de modo a prever com precisão a temperatura e corrente máxima do transformador bem como a sua capacidade de sobrecarga.

II. MÉTODO UTILIZADO

MATLAB

É um "software" interativo de alta performance voltado para o cálculo numérico. O MATLAB Fig.1 integra análise numérica, cálculo com matrizes, processamento de sinais e construção de gráficos em ambiente fácil de usar onde problemas e soluções são expressos somente como eles são escritos matematicamente, ao contrário da programação tradicional. O MATLAB é um sistema interativo cujo elemento básico de informação é uma matriz que não requer dimensionamento. Esse sistema permite a resolução de muitos problemas numéricos em apenas uma fração do tempo que se gastaria para escrever um programa semelhante em linguagem Fortran, Basic ou C. Além disso, as soluções dos problemas são expressas no MATLAB quase exatamente como elas são escritas matematicamente.

Fig.1 MATLAB

Simulink

O Simulink é um pacote de um software para modelar, simular, e analisar sistemas de dinamicamente. Suporta sistemas lineares e não-lineares modelados em tempo contínuo, tempo discreto ou em uma mistura dos dois. Sistemas também podem ter partes diferentes que são amostradas ou atualizadas a taxas diferentes. Para modelar, o Simulink possui uma interface gráfica com usuário (GUI) para construir modelos como diagramas de blocos, usando as operações clicar-e-arrastar do mouse. Com esta interface, você pode fazer os modelos da mesma maneira que você vai com lápis e papel (ou como a maioria dos livros de ensino os descreve). Este é um enorme avanço em relação as soluções tradicionais com métodos numéricos. O Simulink inclui biblioteca de bloco prontos e você também pode personalizar e pode criar seus próprios blocos. Muitas outras ferramentas do MATLAB podem ser usadas junto com o Simulink, e é por isso que o MATLAB e o Simulink são integrados. Você pode simular, pode analisar, e pode revisar seus modelos em qualquer ambiente a qualquer ponto. O Simulink nos permite criar qualquer tipo de artefato, máquina ou aparelho que não existe fisicamente e vê-los funcionando antes que venham a existir.

Transformador

O funcionamento do transformador Fig.2 é explicado através da Lei de Faraday da Indução Eletromagnética (LFIEM), que nos diz que quando um circuito é atravessado por uma corrente variável é produzido um campo magnético, e quando um circuito é atravessado por um campo magnético variável é gerada uma corrente elétrica nesse circuito.

O transformador básico é constituído de dois circuitos independentes, geralmente espiras de fio, sendo o primeiro circuito chamado de primário e o outro de secundário. O circuito primário é atravessado por uma corrente alternada (variável) IP. Aí é gerado um campo magnético, que pode ou não ser variável, dependendo da forma como varia a corrente no circuito primário, mas, para que o transformador funcione, ele tem que ser variável. O transformador que foi analisado tem as seguintes especificações: Marca SIEMENS; Potência 50/70 MVA (50 MVA sem ventilação forçada e 70 MVA com ventilação forçada); Relação de transformação 230KV/13,8KV; Fechamento delta/estrela dupla com dois neutros um aterrado e outro ligado em um banco de resistências.

Fig. 2 Transformador de potência

III. OBJETIVOS

Realizar simulação e verificar a possibilidade de estabelecimento de modelos matemáticos que possam simular o regime térmico dos transformadores de potência. Através deste estudo provar que é possível e confiável a construção de modelos individualizados para o regime térmico dos transformadores de potência. Analisar os dados obtidos nos sistemas de supervisão on-line, os quais poderão constituir sistemas que permitam apoiar decisões sobre a operação e a influência na curva de comprometimento da “vida útil” destes equipamentos. De uma forma sintética demonstrar os experimentos realizados na elaboração do projeto e descreve mais detalhadamente, com gráficos, tabelas, os resultados e observações alcançados.

Consequências