É possível validar os dados recebidos a partir dos valores nominais do transformador. Esta seção faz tal validação usando os gráficos de tensão, corrente e temperatura.
4.3.1
Análise dos gráficos de tensão
A Figura ?? apresenta o comportamento da tensão ao longo do tempo. A tensão eficaz nominal de funcionamento da baixa tensão é 220V. Apesar disso, uma tolerância deve ser administrada. Essa variação, próxima do valor nominal de 220V, pode ser analisada no gráfico da Figura ??. Para um dado instante de tempo, é perceptível que os valores
Capítulo 4. Resultados 66
de tensão de cada fase são próximos. Essa característica é importante para que haja balanceamento no fluxo magnético.
4.3.2
Análise dos gráficos de corrente
O transformador do qual os dados estão sendo aferidos possui a potência nominal de 750kVA. Para uma tensão de 220V, têm-se um somatório aproximado de 3409 A nas correntes da baixa tensão. Isso significa que a corrente nominal de cada fase será de apro- ximadamente 1136 A. O gráfico da Figura 40 mostra que a corrente instantânea está na faixa de 800A, valor coerente com a aplicação à 70% da carga nominal do transformador.
4.3.3
Análise dos gráficos de temperatura
o gráfico na Figura 41 apresenta valores para temperatura ambiente e temperatura do óleo. É possível perceber que a temperatura ambiente varia ao longo do dia, de acordo com o horário. Durante o dia, nota-se um aumento da temperatura, assim como uma redução com a chegada da noite. Esse comportamento é conhecido e esperado para a temperatura ambiente. A temperatura do óleo, porém, é determinada de acordo com a temperatura ambiente e a carga. A correlação entre a carga e a temperatura do óleo será mostrada no tópico a seguir.
4.3.4
Comparação entre corrente e temperatura
Na Figura 41, é possível notar que há uma variação periódica da temperatura do óleo. Tal efeito pode ser justificado através da análise da carga. A Figura 42 mostra que a tem- peratura do óleo aumenta em situações que a corrente aumenta. No caso do transformador aplicado, tal aumento de carga se justifica pelo acionamento da máquina de secagem a vácuo. Assim que a máquina é desligada, a corrente média reduz e a temperatura abaixa. O processo é cíclico e ocorre de acordo com o acionamento e desligamento da máquina de secagem.
Capítulo 4. Resultados 67
Figura 42 – Sobreposição dos gráficos de temperatura e carga, com objetivo de correlaci- onar visualmente.
68
5 Conclusões
Este trabalho apresentou o desenvolvimento e implementação de um sistema de mo- nitoramento de características térmicas e elétricas de transformadores de potência. Os hardwares utilizados foram o multimedidor elétrico MMW03, o Controlador Lógico Pro- gramável PLC300, o gateway ED300 e termorresistores PT100. O medidor MMW03 é responsável por capturar grandezas elétricas de interesse e enviar para o PLC300 via protocolo MODBUS RTU. O valor gerado pelos termorresistores PT100 são interpreta- dos como grandezas analógicas. Todos os dados são concentrados no PLC300 e enviados para um servidor online através do ED300 utilizando o protocolo MQTT. A partir dessa arquitetura, foi possível obter com sucesso os dados de um transformador durante sua operação. Como forma de visualizar os dados, foi criada uma plataforma online na qual um usuário têm acesso à gráficos e indicadores que se adaptam à grandeza selecionada.
Com o sistema desenvolvido, a equipe de manutenção da WEG Transmissão e Dis- tribuição pode verificar em tempo real o estado do transformador no qual o sistema foi aplicado. Essa ferramenta online entregou o histórico do nível de tensão, carga, qualidade de energia e temperatura do equipamento. Tais dados permitiram que a tomada de deci- são sobre execução de um procedimento pudesse ser realizada de forma mais ágil e com maior frequência, otimizando o tempo dos técnicos de manutenção.
O sistema possui previsão de aprimoramento para um hardware integrado, na qual a instalação física se concentrará em apenas um único dispositivo. Tal dispositivo conterá os sensores de corrente e tensão, realizará os cálculos de qualidade de energia e trans- mitirá informações via MQTT diretamente para a plataforma online. O objetivo desse aprimoramento é redução de custos e facilitação de instalação.
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Referências Bibliográficas
1 DATA, B. S. Energy transitions: History, requirements and prospects together with bp statisticaldata for 1965 and subsequent. In: International Conference on Human-Computer Interaction. [S.l.: s.n.], 2009. p. 312–320. 14
2 ALMEIDA, O. M. et al. Monitoramento e diagnóstico de um transformador de potência: Análise de gases dissolvidos no Óleo e análise térmica. 14
3 NIX, E. How edison, tesla and westinghouse battled to electrify america. In: HISTORY. [S.l.], 2019. p. 1. 17
4 HUMANS, T. D. Maquinas elÉtricas de fitzgerald e kingsley. In: . [S.l.: s.n.], 7ª Edição. p. 71. 17, 19
5 ZANINI, B. K. Análise comparativa entre o uso de transformadores a seco e a óleo em subestações de média tensão. p. 53. 17
6 ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de circuitos elétricos,. p. 417, 5ª Edição. 18
7 NESSENZVIEG, H. M. Física básica. v. 3, p. 120, 1997. 18 8 FUNDAMENTOS de Física. v. 3, p. 330, 8ª Edição. 18 9 TRANSFORMADORES. p. 231, 8ª Edição. 20
10 MARTIGNONI, A. Transformadores. p. 235, 8ª Edição. 20 11 MARTIGNONI, A. Transformadores. p. 227, 8ª Edição. 20
12 LIMA, D. K. Transformadores para intrumentos Ópticos: Aspectos da viabilidade de seu uso pelas empresas do setor elétrico brasileiro. p. 14, 2009. 21
13 STAUDT, T. Estudo de transformadores de corrente utilizados em instrumentaÇÃo. p. 7–8, 2009. 21
14 MARDEGAN, C. Transformadores de corrente, potencial e bobinas de rogowski para fins de proteção – parte ii. p. 27, 2010. 21
15 MARDEGAN, C. Transformadores de corrente, potencial e bobinas de rogowski para fins de proteção – parte ii. p. 30–31, 2010. 21
16 MARTIGNONI, A. Transformadores. p. 197, 8ª Edição. 24
17 S.A., W. Multimedidor eletrônico mmw03-ch: Manual do usuário. p. 9. 24 18 MARTIGNONI, A. Transformadores. p. 180, 8ª Edição. 25
19 ANEEL. Nota técnica nº 0083. 2012. 25
Referências Bibliográficas 70
21 DECKMANN, S. M.; ANTENOR, P. J. Avaliação daqualidade da energia elétrica, cap. 5. 26
22 DECKMANN, S. M.; ANTENOR, P. J. Avaliação daqualidade da energia elétrica, cap. 3. 26
23 TANENBAUM, A. S. Redes de computadores. p. 37, 4ª Edição. 27 24 MODBUS, O. Modbus applicationprotocol specification v1.1b3. p. 2. 28 25 ACROMAG, I. Introduction to modbus tcp/ip. p. 1. 28
26 MODBUS, O. Modbus applicationprotocol specification v1.1b3. p. 5. 29
27 ORGANIZATION, M. Modbus application protocol specifications. p. 11, V1.1b3. 31 28 HTTPS://ASCII.CL/, A. em:. Ascii codes table. 33
29 LUGLI, A. B. Uma visão do protocolo industrial profinet e suas aplicações. 34 30 S.A., W. Multimedidor eletrônico mmw03-ch: Manual do usuário. p. 10. 40 31 S.A., W. Multimedidor eletrônico mmw03-ch: Manual do usuário. p. 26–33. 43 32 BEAMEX. Pt100 temperature sensor – useful things to know. 44, 45