Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CKFSJ| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Contribuição à modelagem e análise do envelhecimento de transformadores de potência |
| Authors: | Tereza Cristina Bessa Nogueira Assuncao |
| First Advisor: | Jose Luiz Silvino |
| First Co-advisor: | Peterson de Resende |
| Abstract: | Os transformadores de potência são um dos componentes mais importantes e caros do sistema elétrico de potência. A sua falha repentina pode causar uma longa interrupção no fornecimento de energia elétrica, com a conseqüente perda de confiabilidade e geração de custos para os consumidores. Por isso, a importância da detecção precoce de todo processo que pode levar a uma falta iminente no transformador. Durante o regime normal de operação do transformador, a sua isolação elétrica fica sujeita a vários tipo de estresses. Os mais importantes que podem ser destacados são os de origem elétrica, térmica, mecânica e química. Estes estresses podem surgir separadamente, ou simultaneamente, levando à deterioração irreversível das várias características da isolação. Dos parâmetros usados como indicativo da degradação da isolação destacam-se asmudanças das temperaturas em diferentes locais no interior do transformador, ou mais precisamente, a temperatura do ponto quente do enrolamento e a temperatura de topo do óleo isolante. A estimativa precisa destas temperaturas possibilita a determinação do carregamento máximo do transformador e consequentemente a estimativa de sua vida útil. O modelo mais empregado para o cálculo das temperaturas apresenta limitações devidos ao modelamento matemático do fluxo de calor em um transformador, e principalmente devido às variações dos parâmetros do modelo térmico causado pelo envelhecimento, instalação e condições de operação. Abordagens diferentes estão sendo propostas, para a solução dos problemas apresentados pelo modelo térmico do transformador, como por exemplo, o emprego de técnicas de inteligência artificial tais como, as redes neurais artificiais e a Máquina de Vetores Suporte baseada em Mínimos Quadrados (LS-SVM). Levando em consideração as observações feitas anteriormente, neste trabalho serão apresentados o cálculo do grau de polimerização do papel isolante, a estimativa da temperatura do ponto quente, da temperatura do topo do óleo e da temperatura de bolha, uma proposta para a estimativa da umidade nosistema de isolação óleo/papel e estimativa da vida útil do transformador. Portanto, o objetivo deste trabalho é a investigação da consistência das tecnologias existentes para a avaliação das condições de operação do transformador, da articulação entre as diversas metodologias estudadas e a proposição de um metodologia para o acompanhamento do processo de envelhecimento do transformador. |
| Abstract: | Power Transformers are important and expensive elements of a power system. Inadvertent failure of power transformers would cause long interruption in power supply with consequent loss of reliability and revenue of the supply utilities. Therefore, the importance of the premature detection of every process that can take to an imminent failure in the transformer. During the normal operation of the transformer, the electrical insulation is subjected to various kinds of stresses. The more important among them are electrical, thermal, mechanical and chemical. Each of these stresses, appearing singly, or in combination, would leave to an irreversible deterioration in the several properties of the insulation. Of the many parameters used as sensitive indices of the dynamics of insulation degradation, are the winding hot-spot temperature and the top-oil temperature, that given a fairly indication of the rate of degradation. Further, the accurate estimation of the temperatures would enable to determine the maximum loading of the power transformer. However, the model more used in the temperature calculations present limitations due to the difficulty of the mathematical modeling of a complex phenomenon as the flow of heat in a transformer, and mainly due to the variations of this parameters and of the thermal model caused by the aging, installation place and operation conditions. Different approaches are employed to tackle the problems of the temperature calculation, for example, techniques of the artificial intelligence such as, Artificial Neural Network and Least Squares Support Vector Machines (LS-SVM). Taking into consideration the observations done previously, in this work will be presented the calculation of the degree of polymerization, estimativeof the hot spot and top-oil temperature, calculation of the moisture in the oil/paper system of the transformers and estimate of the elapsed life of the power transformers. Thus, the objective of this work is the investigation of the consistent technologies for the evaluation of the operation conditions of the transformer, the articulation among the several applied methodologies and the proposition of a methodology for the monitoring of the process of the transformer aging. |
| Subject: | Engenharia elétrica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CKFSJ |
| Issue Date: | 10-Jul-2007 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
Files in This Item:
| File | Size | Format | |
|---|---|---|---|
| tereza_cristina_bessa_nogueira_assun__o.pdf | 2.24 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.