Sistema de monitoramento e conservação de transformadores (SMCT)

• Processo: 17/20501-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2021
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Produção - Engenharia do Produto
• Acordo de Cooperação: FINEP - PIPE/PAPPE Subvenção
• Pesquisador responsável: Júlio César Santos Pereira
• Beneficiário: Júlio César Santos Pereira
• Empresa: J&F Engenharia, Comércio e Serviços Eletromecânicos Ltda. - ME
• CNAE: Manutenção e reparação de máquinas e equipamentos da indústria mecânica ; Manutenção e reparação de equipamentos e produtos não especificados anteriormente ; Comércio varejista especializado de equipamentos e suprimentos de informática
• Pesquisadores principais: Alexandro Santa Rosa ; Fabio Santos Pereira ; Juliana Aparecida Ramos
• Assunto(s): Industrialização Reengenharia Redes de monitoramento Transformadores e reatores Engenharia de produto
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Conservação de Transformador | Ganho de Escala | industrialização | Reengenharia de Produto | Sistema de Monitoramento | Transformador de potência | Automação e Controle

Resumo

O SMCT - Sistema de Monitoramento e Conservação de Transformadores administra o percentual de umidade no óleo de transformadores de potência (equipamento mais importante e de maior custo de uma subestação do Sistema Elétrico cerca de 56% do custo total) removendo a umidade interna através da manutenção de uma atmosfera seca de nitrogênio. A umidade junto da oxidação do óleo é o principal fator de degradação da isolação interna, acelerando seu desgaste e reduzindo dramaticamente sua capacidade de carga e vida do equipamento, chegando a gerar seu colapso total e irreversível. O SMCT, devido a sua eficácia, resulta em menores custos de manutenção, menor quantidade de intervenções e maior vida útil do transformador, retardando o processo de envelhecimento dos isolantes elétricos. A falta de confiabilidade do transformador está ligada a seu envelhecimento, resultante da oxidação do papel e óleo isolantes, o que ocorre através da umidade e do contato com o oxigênio do ar atmosférico. Existe uma proporcionalidade entre a quantidade de água no óleo, a umidade do papel e sua degradação. Atualmente, adota-se o tratamento do óleo a cada dois anos para a retirada da umidade mediante o uso de grandes sistemas que são anexados durante essa manutenção. Esse procedimento além de oneroso envolve questões de segurança e uma logística complexa, resulta em retirada parcial da umidade presente no enrolamento, através da migração da umidade do papel para o óleo recém-tratado, com eficiência limitada.Com a possibilidade de atuação que o SMCT dispõe, evitar-se qualquer contato do óleo com o ar e monitora-se permanentemente indicadores que possibilitam acompanhar o estado de operação do transformador, auxiliando no planejamento de manutenções e previsão e detecção de problemas. Procurando fornecer resultados mais abrangentes e utilizar as potencialidades apontadas na inovação através do controle de atmosfera e umidade, foram implantados o sistema de amostragem de N2 do transformador e a análise de gases combustíveis para diagnóstico do estado do transformador e possibilidade falha, o sistema autônomo de geração de nitrogênio para a operação no caso de pequenos vazamentos e o módulo de comunicação dos dados e análises coletadas via remota.Com a manutenção contínua da qualidade do óleo, tem-se ganhos de desempenho e de incremento de vida útil do transformador. Existem ganhos também na confiabilidade e possibilidade de carregamentos elevados, melhorando o fator de utilização. O SMCT é dotado de um módulo de coleta de amostras de N2 retiradas do tanque de expansão quando do aumento de volume do óleo, para análise e avaliação da quantidade de outros gases produzidos no interior. Em sua última versão possibilita avaliar as quantidades de hidrocarbonetos e de gás acetileno presentes. O acetileno é um gás explosivo, gerado quando da presença de temperaturas elevadas em pontos do interior do transformador e indica situações de risco de falha para o equipamento. Esse indicativo servirá de alerta para prevenir acidentes e a falha total do equipamento. Atualmente é apta à comercialização, no entanto foram identificados dois pontos para desenvolvimento: o processo produtivo é artesanal, com prazo de produção elevado e custo alto sem referencial equivalente para comparação, se trata de um equipamento que acopla soluções já existentes no mercado a inovações ainda não difundidas. Como consequência tem-se observado que o SMCT é comparado às alternativas com as quais os clientes são mais familiarizados: as bolsas e membranas que simplesmente evitam de modo passivo o contato do óleo isolante do transformador com o ar. A demanda por estes concorrentes tem origem no mesmo problema que gera a demanda pelo SMCT, a degradação do óleo e isolação do transformador. O SMCT por sua própria configuração sempre terá um custo maior, o que se justifica por seu diferencial tecnológico e funcionalidades adicionais, o que sugere a necessidade de um plano de marketing. (AU)