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Desenvolvimento do Cabeça-de-Série do

Sistema de Monitoramento

da

Condição de Motores de Sistemas Auxiliares

pela

Análise da Assinatura Elétrica

Luiz Eduardo Borges da Silva, Ph.D.

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Agenda

O Problema

Objetivo

Análise da Assinatura Elétrica (ESA)

O Cabeça-de-Série

Resultados

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Estabelecimento do Problema

Os MIT’s constituem a força motriz básica de sistemas de bombeamento para arrefecimento e lubrificação em sistemas auxiliares de geração.

Falhas nestes motores podem prejudicar a disponibilidade do equipamento principal, o gerador.

A manutenção preditiva é um dos tipos de manutenção mais racionais.

As técnicas de análise de assinaturas elétricas vêm apresentando grande crescimento dentro do contexto da manutenção preditiva.

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Objetivos

Desenvolvimento do cabeça-de-série do sistema para

aplicação da técnica de análise da assinatura elétrica em

motores de sistemas auxiliares de geração.

O hardware é constituído de um sistema remoto para

aquisição de sinais elétricos, via rede ethernet, e de

transdutores de corrente e tensão.

O software é um aplicativo para o gerenciamento das

coletas, processamento de sinais e auxílio ao

diagnóstico.

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Análise da Assinatura Elétrica

ESA: Electrical Signature Analysis

É o termo empregado para a avaliação dos sinais de tensão e corrente de máquinas elétricas.

As técnicas de análise da assinatura elétrica:

CSA: Current Signature Analysis

VSA: Voltage Signature Analysis

EPVA: Enhanced Park’s Vector Approach

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Análise da Assinatura Elétrica

CSA e VSA (para máquinas elétricas em geral)

São técnicas usadas para analisar e acompanhar a

tendência de sistemas energizados dinâmicos.

Usam a máquina elétrica sob monitoramento como

um transdutor, permitindo que o usuário avalie a

condição elétrica e mecânica a partir do painel de

alimentação.

Consistem basicamente na monitoração de uma das

três fases da corrente ou tensão de alimentação da

máquina

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Análise da Assinatura Elétrica

CSA e VSA

O sinal de corrente ou tensão de uma das fases da máquina é analisado para produzir o espectro de corrente ou tensão, normalmente referenciado como Assinatura.

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Análise da Assinatura Elétrica

CSA e VSA

O objetivo é obter tal assinatura para se identificar a magnitude e freqüência de cada componente individual que constitui o sinal de corrente ou tensão da máquina

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Análise da Assinatura Elétrica

CSA e VSA

Permite que padrões na assinatura da corrente ou tensão sejam identificados para diferenciar máquinas “saudáveis” de máquinas em falta e ainda detectar em que parte da máquina a falha deve ocorrer

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Análise da Assinatura Elétrica

EPVA

EPVA - Abordagem por Vetor de Park Estendido

Técnica bastante útil na análise do desequilíbrio elétrico estatórico.

Pode ser utilizada também na análise da assinatura de tensão ou corrente no espectro demodulado.

MIT AquisiçãoTransformação

de Park

Cálculo do

Módulo do

vetor de ParkFFT

iA

iB

iC

iD

iQ

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Análise da Assinatura Elétrica

EPVA

Graficamente tem-se que as condições ideais geram um círculo de Park perfeito centrado na origem das coordenadas:

Sob condições anormais de operação, ou seja, quando do surgimento de avarias de origens mecânicas ou elétricas, o círculo de Park passa a sofrer distorções

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Análise da Assinatura Elétrica

EPVA

Como essas alterações no círculo de Park são difíceis de serem mensuradas, foi proposta pelo método de EPVA a observação do espectro do módulo do vetor de Park.

A vantagem da técnica de EPVA reside no fato da mesma combinar a simplicidade do método da análise do círculo de Park com a potencialidade da análise espectral.

Além disso, a componente fundamental da alimentação do motor é automaticamente subtraída do espectro pela transformação de Park, fazendo com que as componentes características de falha apareçam com destaque.

O ponto mais importante é o fato da técnica considerar as três fases de corrente ou tensão, gerando um espectro mais significativo por englobar informações das três fases.

Esta característica é extremamente útil em casos onde falha só pode ser detectada se consideradas as três fases.

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Análise da Assinatura Elétrica

Padrões de Falha - Exemplos

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O Cabeça-de-Série em Desenvolvimento

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O Cabeça-de-Série Desenvolvido

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Resultados Obtidos

03 Cabeças-de-série desenvolvidos

Motores críticos dos sistemas auxiliares da TermoPE

identificados

Padrões de falhas definidos

Melhoria no pacote computacional desenvolvido na

etapa de desenvolvimento experimental efetuada

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Próximos Passos

Instalação dos cabeças-de-série

Levantamento de histórico

Lote Pioneiro

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Conclusões

O projeto se mostrou viável do ponto de vista técnico

econômico.

O monitoramento de motores de sistemas auxiliares é

apresentou uma melhoria na confiabilidade global da

planta.

Os resultados obtidos podem ser facilmente aplicados

em outros sistemas críticos.

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FIM