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Sistema Inteligente de Manutenção Preditiva de

Transformadores de Potência: PREDITRAFO

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Equipe

• UFPE: Ronaldo R. B. de Aquino Milde M. S. Lira

Jose M. B Bezerra Otoni Nobrega Neto Agnaldo. M. de S. Silva

Viviane K. Asfora

• Celpe Heldemarcio L. Ferreira

Taciana Filgueiras

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Objetivo

Este P&D teve como objetivo diagnosticar defeitos nos transformadores de potência imersos em óleo através da análise cromatográfica do óleo isolante, utilizando a norma IEC 599. O modelo desenvolvido utiliza técnica de inteligência artificial (lógica fuzzy) e a partir dela, além de identificar o provável diagnóstico tabelado, também é capaz de fornecer diagnósticos que não se encontram tabelados.

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Base de Dados

• Dados fornecidos pela CELPE

• Coletados a partir de 1985

• 4905 laudos (2591 tabelados)

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Método IEC

• Proposto pela IEC em 1978

• Utiliza três relações gasosas ( )

• Acetileno/Etileno , Metano/Hidrogênio, Etileno/Etano

• Fornece 10 tipos de diagnósticos

,42

22

HC

HC,

2

4

H

CH

62

42

HC

HC

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Método IEC

Valor da relação dos gases

Código atribuído a relação dos gases

<0,1 0 1 0

0,1-1 1 0 0

1-3 1 2 1

>3 2 2 2

42

22

HC

HC

2

4

H

CH

62

42

HC

HC

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Método IEC

Valor Código

R1 <0,1 0

0,1≤R1<3,0 1

3,0≤R1 2

R2<0,1 1

0,1≤R2<1,0 0

1,0≤R2 2

R3<1,0 0

1,0≤R3<3,0 1

3,0≤R3 2

42

22

HC

HC

2

4

H

CH

62

42

HC

HC

Implementação

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Diagnósticos IEC

Código Provável defeitoQuantidade de laudos

Percentual(%)

000 Sem Falha 571 11,64

001 Defeito térmico de baixa temperatura (<150°C) 436 8,89

010Descargas parciais de pequena densidade de energia 237

4,83

020Defeito térmico de baixa temperatura (150°C a 300°C) 615

12,54

021Defeito térmico de média temperatura (300°C a

700°C) 2084,24

022 Defeito térmico de alta temperatura (>700°C) 232 4,73

101 Arco ou Descargas de baixa energia 41 0,84

102 Arco ou Descargas de alta energia 143 2,92

110 Descargas parciais de alta densidade de energia 9 0,18

202 Arco ou Descargas de baixa energia 99 2,02

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Sistema de Inferência Fuzzy - SIF

• De acordo com norma IEC, foi desenvolvido um software no qual é possível, a partir da concentração dos gases contidos na análise cromatográfica de um transformador de potência, fornecer um diagnóstico.

• Esse software se baseia em lógica FUZZY e utiliza funções membro para verificar a pertinência de cada relação gasosa à determinada codificação.

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Modelo Desenvolvido

• Para R1 = 3,3333

0

0,1481

0,8841

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Funções de Saída do SIF

• F(0) = R1_Zero + R2_Zero + R3_Zero;

• F(1) = R1_Zero + R2_Zero + R3_Um;

• F(2) = R1_Zero + R2_Um + R3_Zero;

• F(3) = R1_Zero + R2_Dois + R3_Zero;

• F(4) = R1_Zero + R2_Dois + R3_Um;

• F(5) = R1_Zero + R2_Dois + R3_Dois;

• F(6) = máximo ((R1_Um + R2_Zero + R3_Um) ou (R1_Dois + R2_Zero + R3_Dois));

• F(7) = R1_Um + R2_Zero + R3_Dois;

• F(8) = R1_Um + R2_Um + R3_Zero;

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Resultados de Casos Tabelados

Codificação Provável defeito TotalErro (SIF)

000 Sem Falha 571 0 %

001 Defeito térmico de baixa temperatura (<150°C) 436 0 %

010Descargas parciais de pequena densidade de energia

237 0 %

020Defeito térmico de baixa temperatura (150°C a 300°C)

615 0 %

021Defeito térmico de média temperatura (300°C a 700°C)

208 0 %

022Defeito térmico de alta temperatura (superior a 700°C)

232 0 %

102 Arco ou Descargas de baixa energia 143 0 %

110 Arco ou Descargas de alta energia 9 0 %

101202

Descargas parciais de alta densidade de energia 140 0 %

Total Tabelados 2591 0 %

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Data da amostra Códigos IEC Diagnóstico IEC RESULTADO SIF

12/6/2007022

Defeito térmico de alta temperatura > 700ºC Defeito térmico de alta temperatura

18/9/2006022


18/12/2005 012 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura










3/7/2002022


Diagnóstico – Caso não tabelado

Transformador: 02T1Ano de fabricação: 1989Potência: 10000 kVATensão: 69kVSubestação: Afogados da Ingazeira

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Data da amostra Códigos IEC Diagnóstico IEC RESULTADO SIF

19/5/2001002 NãoTabelado

Defeito térmico de alta temperatura










Defeito térmico de baixa temperatura



7/6/1996001

Defeito térmico de baixa temperatura < 150ºC


7/6/1995001



21/11/1994001



Diagnóstico – Caso não tabelado

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Tela Principal do PREDITRAFO

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Fluxograma do PREDITRAFO

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Tela de inclusão de amostra

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Tela de consulta de amostras

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Gráficos de acompanhamento dos gases H2, O2, N2 e CH4

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Conclusões

• Como não há necessidade de treinamentos subseqüentes, o Sistema de Inferência Fuzzy foi a ferramenta escolhida para realizar o diagnóstico a partir dos gases desenvolvidos em um TRAFO (100% de acerto).

• Foi possível ainda, através do SIF, analisar os casos onde a norma IEC não apresentava um diagnóstico (cerca de 50% dos casos), os quais foram compatíveis com os laudos fornecidos pelas empresas que realizaram as análises.

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E-mail: [email protected]

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Agradecimentos

• Os autores agradecem o apoio obtido pela CELPE , empresa financiadora do projeto.

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