Sistema de monitoramento e diagnóstico de falhas em geradores com sistema de excitação brushless.

Abstract

Os empreendimentos de geração termelétrica emergenciais sofreram uma alteração significativa no seu volume de despacho, dada às restrições hidrológicas e os atrasos na entrada em operação de novos empreendimentos de geração e transmissão. Este cenário demanda um ajuste significativo ao planejamento da manutenção dos geradores destas UTEs, de modo a garantir a disponibilidade e confiabilidade energética ao Sistema Interligado Nacional - SIN. Geradores com excitação brushless ou simplesmente geradores brushless como o próprio nome já indica, a alimentação do enrolamento de campo não se dá por meio de escovas de carvão. Estas escovas são substituídas por um sistema de excitação formado por um conjunto de três bobinas defasadas em 120 graus, girantes, acopladas ao eixo do gerador, juntamente com uma ponte de diodos, ou seja, a alimentação de corrente contínua ao campo se dá de forma indireta. Toda esta estrutura de acoplamentos magnéticos e elementos girantes discutam a obtenção de informações relevantes do campo do gerador e a ausência deste monitoramento pode resultar na queima de polos, ou em curtos-circuitos entre os enrolamentos do rotor, provocando deficiências operacionais no atendimento das potências exigidas dos mesmos. Certas falhas ou condições operacionais indevidas no sistema de excitação de geradores brushless, tais como queima de diodos da ponte girante, sobre temperaturas nos enrolamentos de campo,etc., dificilmente são diagnosticadas em tempo hábil de intervir preventivamente. Esta pesquisa apresenta uma metodologia de monitoramento e diagnóstico não invasiva, de baixo custo de implementação, possibilitando identificar falhas num conjunto de elementos do sistema de excitação brushless. Trata-se, portanto, de uma metodologia de avaliação da integridade operacional de geradores brushless em fase de sincronização, bem como em fase de operação integrada. A metodologia foi concebida para ser aplicada numa planta termelétrica do SIN, previu ensaios operacionais num conjunto de cinco geradores brushless sendo quatro com potências nominais individuais de 10,954 MVA e o outro de 5,444 MVA. Dentro da metodologia foi desenvolvido um conjunto de regras e correlações de grandezas elétricas para através das mesmas, descobrir e segregar possíveis falhas operacionais. Tais regras ao serem implementadas numa plataforma computacional, acompanharão em tempo-real possíveis anormalidades internas em alguns componentes específicos dos geradores brushless sendo capaz de emitir alertas e subsidiar aos gestores da planta de informações relevantes para a tomada de decisão quanto a parada imediata ou programada da(s) unidade(s) geradora(s) sob suspeitas. Busca-se com esta metodologia de monitoramento e diagnóstico contribuir com a disponibilidade e confiabilidade das Unidades Geradoras e melhorar suas condições operacionais, garantindo a vida útil deste tipo de geradores.