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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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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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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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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.