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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Processamento de sinais para monitoramento de vibrações em unidades geradoras hidrelétricas
Authors: Derick Henrique de Jesus Silva
First Advisor: Paulo Fernando Seixas
First Referee: Carmela Maria Polito Braga
Second Referee: Andre Paim Lemos
Abstract: O monitoramento de vibração recebe destaque no diagnóstico de condição de máquinas elétricas rotativas por ser eficiente em detectar a ocorrência de diversas falhas, com uma instrumentação relativamente simples. Ele é fundamental para garantir uma operação segura e confiável de unidades geradoras hidrelétricas, as quais, por serem máquinas sujeitas a falhas de origens mecânica, elétrica e hidráulica, oferecem riscos significativos e a possibilidade de acidentes de grande amplitude. Os sistemas de monitoramento de vibração dessas unidades utilizam, tipicamente, sensores de proximidade, acelerômetros e sensores de pressão. Os sinais de tais sensores são processados com técnicas no domínio do tempo e no domínio da frequência, e características são extraídas visando um diagnóstico da condição da Unidade. Neste trabalho, sinais coletados por sensores de proximidade e acelerômetros instalados, ambos em uma unidade geradora da Usina de Emborcação, são processados, por meio de filtragem e decimação, e características são extraídas, destes sinais, para análise da tendência temporal. A órbita descrita pelo eixo da Unidade é analisada ao longo do tempo e também no domínio da frequência com o full spectrum. A densidade de potência espectral dos sinais dos acelerômetros, por sua vez, é estimada com periodogramas, e a transformada de wavelets é também empregada de forma a extrair parâmetros úteis para o monitoramento de condição. Os resultados experimentais obtidos com essas técnicas são mostrados e discutidos. Como se constata, este trabalho constitui uma etapa de grande importância no desenvolvimento de um sistema de monitoramento, sendo ela o estudo e a escolha das técnicas de processamento do sistema de acordo com as falhas que se deseja detectar.
Abstract: The vibration monitoring gets highlighted in diagnosing the condition of rotating electrical machines because it is effective in detecting the occurrence of several failures with relatively simple instrumentation. It is critical to ensure safe and reliable operation of hydroelectric generating units, which, being subject to failures of mechanical, electrical and hydraulic origins, offer significant risks and the possibility of large scale accidents. The vibration monitoring systems of these units typically uses proximity sensors, accelerometers and pressure sensors. Signals of such sensors are processed with techniques in the time domain and frequency domain, and features are extracted seeking a diagnosis of the condition of the unit. In this master thesis, signals collected by proximity sensors and accelerometers installed both on a generating unit of Emborcação plant are processed by filtering and decimation, and features are extracted from these signals, for timing analysis. The orbit described by the axis of the unit is analyzed over time and also in the frequency domain with the full spectrum. The power spectral density of the accelerometers signals, in other hand, is estimated by periodograms, and wavelet transform is also used in order to extract useful parameters for condition monitoring. The experimental results obtained with these techniques are shown and discussed. As it turns out, this work is a step of great importance in the development of a monitoring system; it is the study and choice of processing techniques of the system according to the faults you want to detect.
Subject: Engenharia elétrica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9GAHVK
Issue Date: 13-Dec-2013
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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