Relê de proteção com monitoramento ativo e sistema inteligente de diagnóstico e monitoramento de transformador de potência

• Processo: 20/12849-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Vigência (Início): 01 de julho de 2020
• Vigência (Término): 31 de março de 2021
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
• Pesquisador responsável: José Mak
• Beneficiário: José Mak
• Empresa Sede: J&F Engenharia, Comércio e Serviços Eletromecânicos Ltda. - ME
• CNAE: Manutenção e reparação de equipamentos e produtos não especificados anteriormente
• Vinculado ao auxílio: 18/22260-8 - Relé de proteção com monitoramento ativo e sistema inteligente de diagnóstico e monitoramento de transformador de potência, AP.PIPE
• Assunto(s): Automação Sistemas de controle Inteligência artificial Relés Transformadores e reatores Monitoramento
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Monitoramento | relé | sistema inteligente | Transformador de potência | Automação e Controle de Sistemas

Resumo

Falhas em transformadores de potência tem alto impacto no fornecimento de energia, resultam em elevado custo de reposição e afetam os índices de qualidade. Para auxiliar na prevenção de falhas catastróficas é de grande importância monitorar o estado operativo dos transformadores por meio tanto da medição do volume de gases combustíveis presentes na atmosfera interna quanto do nível do óleo. Atualmente, relés de gases "Buchholz", para o monitoramento de gases liberados pelo óleo, importados, estão disponíveis, porém são de alto custo e não são sensíveis a pequenos volumes de gases, os quais, apesar da baixa concentração, são suficientes para falha catastrófica por explosão. Já a tecnologia de medição de nível de óleo carece de atualização tecnológica capaz de ampliar sua sensibilidade e evitar um alto índice de sinalizações indevidas, pela expansão do óleo por influência da temperatura. Espera-se resolver estas questões com o desenvolvimento de um sistema inovador, inteligente, capaz de analisar volumes reduzidos de gases presentes e de medir o volume de óleo de maneira precisa, que disponibilize leituras aos usuários através de protocolos utilizados pelo mercado, de modo a evitar que os transformadores atinjam condições operacionais críticas e de alto risco. São esperados ganhos econômicos com a redução de custo para aquisição de dispositivos de monitoramento; royalties do produto; melhoria da produtividade, reduzindo homem/hora, tempo e frequência das atividades de coleta de gases diretamente no relé "Buchholz" e, especialmente, de tempo de parada do transformador, gestão do transformador como ativo. Do ponto de vista científico, a pesquisa encontra-se no estado da arte quanto a aquisição de dados para medição de gases dissolvidos com uso de algoritmo inteligente para correlacionar falhas de transformadores com a evolução desses gases por medidas indiretas, como temperatura, pressão e volume do óleo. Ainda, acerca da questão socioambiental, destaca-se a mitigação de riscos de acidentes catastróficos em transformadores de potência envolvendo empregados e equipamentos e a mitigação de interrupção do fornecimento de energia elétrica. Espera-se no campo socioeconômico, a geração de novos empregos especializados com a implantação de novas linhas de produção fabril, a partir do uso de tecnologia embarcada, inexistente no país. Com relação aos avanços tecnológicos, é esperado o aprimoramento da infraestrutura laboratorial da empresa, inclusive com a adoção de propriedade intelectual, com possibilidade de depósito de uma patente de modelo de utilidade e registro do software no INPI. Trata-se de solução ainda inexistente no mercado em função da metodologia de construção do sistema proposto, usando uma interface de integração para aquisição de dados de dissolução de gases, volume e temperatura, que permitem formar uma plataforma proprietária de hardware e software no controle e monitoramento de desempenho preditivo de transformadores de potência. O desenvolvimento do projeto garante a elaboração de um modelo que simula as condições reais de funcionando de trafos com tecnologia digital integrada, à qual será desenvolvido software para monitoramento online. Por fim, o projeto visa analisar as grandezas medidas e relacioná-las aos riscos de falha, para desenvolver o diagnóstico de desempenho preditivo, disponibilizando-o à operação e à manutenção. (AU)