Modelagem e análise da migração da umidade em sistema isolante papel-óleo de transformadores de potência

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dc.contributor.advisor1Brito, Leonardo da Cunha
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6660680440182900pt_BR
dc.contributor.referee1Brito, Leonardo da Cunha
dc.contributor.referee2Ribeiro, Cacilda de Jesus
dc.contributor.referee3Domingues, Elder Geraldo
dc.contributor.referee4Marques, André Pereira
dc.contributor.referee5Paula, Geyverson Teixeira de
dc.creatorSousa, Felipe Resende de Carvalho
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7823016348491068pt_BR
dc.date.accessioned2020-12-30T13:03:11Z
dc.date.available2020-12-30T13:03:11Z
dc.date.issued2020-11-20
dc.description.abstractThis thesis aims to present an innovative tool designed to study how the phenomenon of moisture migration occurs inside insulating paper-oil systems of power transformers. The tool consists of a two-dimensional mathematical model, representing the dynamics of humidity in the oil-paper set and including the variations in electrical charging, which was developed using mathematical tools, existing studies, and the experience of specialists/analysts. Furthermore, this study includes a classification method developed to investigate some of the harmful effects of moisture in power transformers, considering the possibility of bubbles and free water formation. The novelty of this numerical method consists of a calculation methodology that contemplates the use of the finite element method - in two dimensions - applied to the concepts of mass transfer and thermal modeling of the transformer loading, considering the temperature differences between two windings. Additionally, the classification method includes the creation of: a) a categorization system for the coupling of a transformer and electric charging in five levels, from “A” to “E”, with the respective recommended actions; and b) an analysis that involves varying the different levels of loading applied to the equipment. The contribution of this work is an efficient method, implemented via a computational algorithm, which provides support for the maintenance team's decision making when unfavorable phenomena and conditions occur that can critically affect the useful life of the equipment, especially its insulation. This thesis presents some case studies of transformers in operation, under real load conditions, in which the data validation is performed through the comparation of obtained data with experimental collection and analysis of oil samples and the results of monitoring device. Therefore, this work is useful in supporting the classification and diagnosis of power transformers, through the prediction of humidity levels in the oil-paper isolating system, assisting on failure prevention in this equipment and capital loss to the owners of the transformers and consumers supplied by these.eng
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dc.description.resumoEsta tese objetiva apresentar um método inovador concebido para estudar como ocorre o fenômeno de migração de umidade no interior de sistemas isolantes papel-óleo de transformadores de potência. A ferramenta é composta por: a) um modelo matemático bidimensional, que representa a dinâmica da umidade no conjunto papel-óleo contemplando variações no carregamento elétrico, e que foi desenvolvido utilizando ferramental matemático, estudos existentes e a experiência de especialistas/analistas; e b) um método de classificação desenvolvido para estudar alguns dos efeitos nocivos da umidade em transformadores de potência, considerando a possibilidade de formação de bolhas e de água livre. O ineditismo da tese é composto por um método numérico, consistido em uma metodologia de cálculo que contempla a utilização do método dos elementos finitos - em duas dimensões - aplicado aos conceitos de transferência de massa e modelagem térmica do carregamento do transformador, considerando as diferenças de temperatura entre dois enrolamentos. Além disso, a novidade da metodologia de classificação consiste na criação de: a) um sistema de classificação para o conjunto transformador – carregamento elétrico em cinco níveis, de “A” a “E”, com as respectivas ações recomendadas; e b) uma análise que envolve a variação dos diferentes níveis de carregamento aplicados ao equipamento. Esta tese contribui com a literatura ao fornecer uma ferramenta eficaz, implementada em software, que fornece subsídios para a tomada de decisão da equipe de manutenção, quando da ocorrência de fenômenos e condições desfavoráveis ​​que podem afetar criticamente a vida útil dos equipamentos, em especial o seu isolamento. Esta tese apresenta ainda alguns estudos de caso de transformadores em operação, em condições reais de carga, em que a validação dos dados é realizada através da comparação dos resultados obtidos com a coleta e análise de amostras de óleo, tanto por métodos laboratoriais quanto por uso de dispositivo de monitoramento. Portanto, este trabalho é útil ao apoiar na classificação e diagnóstico em transformadores de potência, através da predição dos níveis de umidade no sistema isolante papel-óleo, auxiliando a evitar falhas nestes equipamentos e prejuízos aos proprietários dos transformadores e consumidores de energia supridos por estes.pt_BR
dc.identifier.citationSOUSA, F. R. C. Modelagem e análise da migração da umidade em sistema isolante papel-óleo de transformadores de potência. 2020. 253 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e da Computação) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/11000
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentEscola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RG)pt_BR
dc.publisher.initialsUFGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e da Computação (EMC)pt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectBolhaspor
dc.subjectCarregamentopor
dc.subjectDiagnósticopor
dc.subjectDielétricopor
dc.subjectManutençãopor
dc.subjectMétodo dos elementos finitospor
dc.subjectSistema de classificaçãopor
dc.subjectTransformadores de potênciapor
dc.subjectUmidadepor
dc.subjectDiagnosispor
dc.subjectDielectriceng
dc.subjectFinite element methodeng
dc.subjectLoadingeng
dc.subjectMaintenanceeng
dc.subjectClassification systemeng
dc.subjectPower transformerseng
dc.subjectMoistureeng
dc.subjectBubbleseng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIApt_BR
dc.titleModelagem e análise da migração da umidade em sistema isolante papel-óleo de transformadores de potênciapt_BR
dc.title.alternativeModeling and analysis of moisture migration in paper-oil insulation system of power transformerseng
dc.typeTesept_BR

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