Este trabalho apresenta um sistema completo de proteção diferencial para transformadores de potência, através da teoria de Redes Neurais Artificiais (RNAs). O método proposto trata a classificação do sistema de proteção como um problema de reconhecimento de padrões e constitui um método alternativo aos algoritmos convencionais. Muitos fatores, tais como a energização do transformador e a saturação dos TCs, podem causar uma operação inadequada do relé de proteção. Um sistema de proteção completo foi desenvolvido, incluindo um módulo baseado em RNA em substituição aos filtros harmônicos, usados no algoritmo convencional. Este módulo se constituiu de uma RNA tipo MLP Backpropagation para a classificação de sinais. Abordagens baseadas na reconstrução dos sinais distorcidos causados pela saturação dos TCs são também propostas. Essa análise foi realizada através do emprego de RNAs Recorrentes de Elman, utilizadas para reconstruir os sinais distorcidos pela saturação dos TCs. Essas rotinas foram adicionadas ao algoritmo final de proteção. O desempenho dos algoritmos propostos foi comparado ao do algoritmo convencional de proteção de transformadores, em termos de velocidade e precisão de resposta. Com a utilização de uma ferramenta de inteligência artificial em um algoritmo completo de proteção de transformadores...

Transformadores de potência são equipamentos essenciais no sistema elétrico de potência, alterando os níveis de tensão para interligar os sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Neste trabalho são relacionados e descritos os principais modos de falha normalmente verificados em transformadores, associados ao levantamento estatístico que compõe um banco de dados elaborado a partir de perícias realizadas entre os anos de 2.000 e 2.008 para companhias seguradoras. É apresentada e desenvolvida uma análise de falhas verificadas em cerca de uma centena de transformadores com diferentes tipos de aplicação, classes de tensão e níveis de potência. O objetivo do estudo é contribuir com um melhor entendimento de causas de falhas e os tipos de transformadores mais suscetíveis a cada uma delas.; Power transformers are essential equipment in the electric system by changing the voltage levels in order to connect generation, transmission and distribution systems of electric energy. In this study are related and described the most common failure modes in transformers, associated with the statistical statement that makes up a database developed from expertise held between the years 2000 and 2008 for insurance companies. It is presented and developed an analysis of failures found in around a hundred transformers with different types of application...

Este trabalho apresenta um conjunto de métodos para a proteção e o monitoramento de transformadores de potência baseado em sistemas inteligentes e na aplicação das transformadas de Clarke e Wavelet. A abordagem inteligente utilizada permite analisar a condição operativa dos transformadores de potência e detectar a ocorrência de defeito interno, distinguindo-a de outras situações de operação, como, a energização, a energização solidária, a saturação dos transformadores de corrente e a sobreexcitação. As tomadas de decisão das técnicas desenvolvidas são realizadas pela lógica fuzzy após o pré-processamento dos sinais de entrada por meio de diversos métodos, os quais variam de acordo com o algoritmo que esta sendo executado. Os algoritmos propostos foram testados por meio de simulações realizadas através do software Alternative Transients Program (ATP). É importante salientar que nas simulações do ATP foram modelados diversos equipamentos que constituem o sistema elétrico de potência, incluindo um gerador síncrono com regulação de velocidade, linhas de transmissão com variação em frequência, transformadores de potência com suas respectivas curvas de saturação, transformadores de potencial e de corrente. Estas modelagens tiveram por objetivo gerar dados das distintas situações de operação para a verificação e análise da metodologia proposta. Os resultados da pesquisa mostram a aplicabilidade dos algoritmos propostos na proteção e no monitoramento dos transformadores de potência...

Transformadores de potência, como produtos não seriados, estão sujeitos a uma série de possíveis desvios de processo. As divergências que transformadores podem apresentar em relação ao seu projeto original podem ter consequências em sua capacidade de suportar carregamentos mecânicos que lhe serão aplicados. Seu transporte da fábrica às subestações elétricas é um dos principais eventos durante o qual suas estruturas são carregadas. Este trabalho foca em descrever e analisar um transformador de potência genérico em um modelo bidimensional, sob o ponto de vista da Mecânica Analítica e da análise de variabilidades com o objetivo de identificar parâmetros importantes à integridade estrutural do equipamento, especialmente aqueles relacionados ao modo de falha de destacamento das chapas do núcleo nos step laps. O modelo numérico do transformador consiste na representação de corpos rígidos conectados entre si por elementos de rigidez e amortecimento, tendo o conjunto do núcleo ferromagnético particularmente mais detalhado de modo a descrever o atrito existente em suas junções. A avaliação dos esforços nesses locais é feita por meio do método dos multiplicadores de Lagrange, ao considerar o atrito como uma restrição ao movimento...

Este trabalho apresenta um sistema completo de proteção diferencial para transformadores de potência, através da teoria de Redes Neurais Artificiais (RNAs). O método proposto trata a classificação do sistema de proteção como um problema de reconhecimento de padrões e constitui um método alternativo aos algoritmos convencionais. Muitos fatores, tais como a energização do transformador e a saturação dos TCs, podem causar uma operação inadequada do relé de proteção. Um sistema de proteção completo foi desenvolvido, incluindo um módulo baseado em RNA em substituição aos filtros harmônicos, usados no algoritmo convencional. Este módulo se constituiu de uma RNA tipo MLP Backpropagation para a classificação de sinais. Abordagens baseadas na reconstrução dos sinais distorcidos causados pela saturação dos TCs são também propostas. Essa análise foi realizada através do emprego de RNAs Recorrentes de Elman, utilizadas para reconstruir os sinais distorcidos pela saturação dos TCs. Essas rotinas foram adicionadas ao algoritmo final de proteção. O desempenho dos algoritmos propostos foi comparado ao do algoritmo convencional de proteção de transformadores, em termos de velocidade e precisão de resposta. Com a utilização de uma ferramenta de inteligência artificial em um algoritmo completo de proteção de transformadores...

De acordo com pesquisas realizadas em todo o mundo, as buchas condensivas contribuem de forma expressiva na distribuição percentual dos modos de falha relacionados com transformadores de potência e é seguro afirmar que ocorrências de falhas envolvendo as mesmas têm causado danos aos transformadores em que estas estão instaladas, muitas vezes seguidos de explosões, resultando na perda total ou parcial deste equipamento, que tem o maior custo atribuído de uma instalação do sistema de transmissão elétrica. No cenário atual do mercado de energia, que exige dos agentes, por meio de novas regulamentações, um fornecimento próximo à continuidade ininterrupta, a indisponibilidade dos equipamentos elétricos tem causado consideráveis prejuízos financeiros às empresas concessionárias, resultando em esforços concentrados juntamente com os fabricantes em encontrar meios de solucionar problemas desta natureza, visando o aumento da confiabilidade e qualidade de seus serviços prestados. Diante do exposto, esta dissertação mostra estudos sobre os tipos de buchas para transformadores e seus modos de falhas dominantes, dando um maior enfoque nos processos de envelhecimento dos dielétricos envolvidos na fabricação das mesmas. As técnicas de manutenção preventivas e preditivas adotadas atualmente pelas empresas e os tipos de monitoramento on-line do estado da isolação em buchas...

O Brasil pode ser considerado único em âmbito mundial, em se tratando da sua produção, transmissão e distribuição de energia elétrica. Sua malha energética, é bastante complexa e extensa, apresentando uma demanda que cresce a cada ano. Nos últimos dez anos houve um crescimento no número de incêndios em transformadores de potência, ocasionou na maioria dos casos a interrupção do fornecimento de energia elétrica. Este fato gera transtornos não só aos consumidores de energia, sejam eles do segmento industrial, de comércio e serviços, e para sociedade em geral, mas para a própria organização que será responsável por reposição de equipamentos, disputa jurídica com seguradoras, havendo ainda a possibilidade de ter causado algum impacto ao meio ambiente e à população. Desta forma, é necessário a realização de uma análise de gerenciamento dos riscos de incêndio em transformadores de potência. Uma análise qualitativa e quantitativa deve ser realizada, na identificação dos riscos inerentes ao processo de transformação de energia realizado pelos transformadores. Deve-se identificar não só o que pode dar errado, mas como pode dar errado. Realizando assim uma identificação dos possíveis cenários de incêndio em transformadores de potência. Além da identificação dos cenários...

Power transformers have a fundamental role in an electrical power system, in addition to representing a significant amount of investment required for the implantation of this system. To reduce the costs associated with a transformer s life cycle and to guarantee its reliability and durability, it is essential to monitor its operating conditions, its insulation system as well as the working conditions of its accessories and other components. Therefore, the aim of this work is to study the faults and defects that occur in power transformers of 34.5kV, 69kV, 138kV, and 230kV of Celg s electrical system, the latter being a highly important electric energy concessionaire in Goiás State, Brazil. The results of this study corroborate its contributions to the field, namely, the efficacy of the predictive technique in the maintenance area during the last twenty-eight years (from 1979 to 2007), the characterization of faults and defects during this period, and the presentation of proposals to implement improvements in the predictive technique, in order to reduce the number of interruptions in the electrical power system.; Os transformadores, além de serem fundamentais para o sistema elétrico de potência, eles também representam uma parte significativa dos investimentos pertencentes à implantação desse sistema. Dessa forma...

This work present a computer program for estimating measurement uncertainties of losses in power transformers, obtained through their tests of no load loss and of load loss, based on the models for these losses used in LabMETRO/EMC, which are non-linear, and on the Supplement 1 of the guide to the expression of uncertainty in measurement. This supplement was created in order to present a solution for situa-tions in which the evaluation of measurement uncertainty through this guide is not appropriate, being applicable to both linear and nonlinear models. The approaches to the evaluation of measurement uncertainties described in this supplement guide con-sist mainly in the numerical simulation of the Monte Carlo method. This technique allows to obtain, numerically, the probability density functions (PDF) of the output quantities through the propagation of the PDF of the inputs quantities using the measurement function. The developed program, named SIMETRANS-S1, should be integrated in the software used in test transformers of LabMETRO/EMC, called SIMETRANS. The results obtained through the SIMETRANS-S1 indicate that those results given by SIMETRANS, which are based on the guide to the expression of un-certainty in measurement, cannot be validated for the test of losses in transformers in LabMETRO / EMC...

The presence of partial discharges in power transformer represents a relevant indicator of incipient failure. Partial Discharges are lightning quick and incomplete, intermittent, that in power transformers can be detected by means of some methods, among them, the test of acoustic emission. Currently, the algorithms used by equipment that processes the information from testing of acoustic emission are owners, and thus not available for the scientific community. Still, it is usually not performed the separation of noise detected from partial discharge of the other noises in the results, and little information about the dynamics of the occurrence of noise is presented. In this work, are presented three methods, identification, measurement and three-dimensional location, that foster the development of a computational solution for the diagnosis of power transformers using data derived from testing of acoustic emission with focus on the occurrence of partial discharges, phenomenon harmful to the appropriate functioning of the equipment. After a substantiation based on literature review of the issues dealt with in the course of the study, are described methods for identification of noises coming only from partial discharges, among the total noise (of all kinds)...

Los objetivos del presente proyecto son: - El desarrollo de una aplicación nformática para el estudio del acoplamiento en paralelo de transformadores de potencia, de forma que, a través de ésta, se obtenga una idea muy próxima a la realidad de cómo funcionarían dos transformadores dados acoplados en paralelo. - Determinar si la normalización vigente de la empresa Unión Fenosa Distribución sobre sus transformadores de potencia es adecuada desde el punto de vista de la explotación en paralelo de estos modelos normalizados con los transformadores ya existentes en su red.

El objetivo del presente Proyecto Fin de Carrera se puede resumir en los siguientes puntos: - Analizar los parámetros y magnitudes en los que repercuten las sobrecargas en los transformadores de Potencia. - Cuantificar mediante las ecuaciones reflejadas en la normativa técnica, el grado de envejecimiento sufrido de un transformador en caso de sobrecarga, y con ello poder cuantificar el riesgo de fallo en la vida del transformador, ante una hipotética situación crítica de Sobrecarga Puntual. - Desarrollar una aplicación en simulink para el cálculo de la temperatura más caliente de arrollamiento y envejecimiento de acuerdo a la normativa IEC vigente. Por último, un objetivo docente del Proyecto Fin de Carrera es familiarizarnos con la Normativa vigente internacional y manejo de las Tablas de Sobrecarga de Transformadores de Potencia.

En este proyecto se analizarán de qué forma influyen diferentes parámetros en la capacidad de carga del transformador, qué daños puede ocasionar en el transformador trabajar por encima de su potencia nominal así como las limitaciones que se deben fijar para evitar que estos daños puedan provocar averías graves en el transformador. Todos los datos analizados en el estudio se emplearán para diseñar una herramienta informática destinada a gestionar la cargabilidad de transformadores de una red determinada, que permitirá evaluar el grado de aprovechamiento de un transformador, estudiar las cargas que abastece, evaluar los daños que han producido sobre el transformador las sobrecargas que haya podido sufrir, etcétera. Para situar el análisis, en primer lugar se describirá el sistema eléctrico y la función de los transformadores dentro de él así su principio de funcionamiento y las principales características de sus elementos constructivos. En apartados posteriores se pasará a analizar en profundidad todos los aspectos relacionados con la cargabilidad de los transformadores de potencia, pasando después a analizar las redes en las que estarán ubicados y como deberán de cubrir sus cargas. Los últimos apartados estarán destinados a describir el funcionamiento de la aplicación informática diseñada además de mostrar los resultados de los análisis de cargabilidad realizados con ésta.

El principal objetivo de este Proyecto Fin de Carrera es realizar una caracterización detallada de la impedancia homopolar en transformadores. Para tal fin se analiza la impedancia homopolar de los transformadores de potencia en función de los distintos grupos de conexión y tipos de núcleos magnéticos y se presentan dos ámbitos importantes en la caracterización de la impedancia homopolar: - Determinación de la impedancia homopolar a partir de las dimensiones geométricas - Ensayos para la determinación de la impedancia homopolar, ya sea mediante los ensayos finales en fábrica o mediante ensayos en campo. Finalmente, estos ensayos conducirán a un objetivo muy importante como es la validación de los modelos de circuito equivalente. Estos ensayos se realizan con el fin de poder validar y dar parámetros a estos modelos.

El objetivo general de este proyecto es desarrollar una aplicación informática en un formato dinámico y fácil de utilizar para el cálculo de los diferentes tipos de faltas en los transformadores de potencia. La aplicación será gráfica, versátil, intuitiva y funcional para el cálculo de faltas en transformadores de potencia estrella-estrella. Los objetivos de la aplicación (y por tanto los objetivos específicos del proyecto fin de carrera) son: – Permitir el cálculo de las corrientes de los diferentes tipos de faltas (monofásicas, bifásicas, bifásicas a tierra y trifásicas), así como de las tensiones en las fases no afectadas por la falta. – Permitir el cálculo de la corriente en el caso de existencia de una falta serie en la red. Además de los anteriores, otro objetivo específico del proyecto fin de carrera es: – Analizar la influencia sobre la corriente de falta de determinados factores tales como las distintas configuraciones de conexión a tierra, existencia o no de arrollamiento terciario para un núcleo trifásico de 3 columnas. El análisis de la influencia de los factores mencionados en las corrientes de falta se ceñirá únicamente a transformadores con conexión estrella-estrella (debido a su uso extensivo en las redes eléctricas)...

El diseno de circuitos de control juegan un papel importante en la operación correcta de los transformadores de potencia ya que estos permiten tener un grado de confiabilidad y protección en el equipo. Para el diseño de estos circuitos es necesario la implemtación de herramientas automatizadas que permitan generar circuitos que cumplan con los requerimientos de la aplicación y que a su vez mejoren el proceso de producción en la construcción de los transformadores. El programa ELCad es uan herramienta que permite la generacíon de diseños con estas caracteristicas, la aplicación fundamenta una metodología con la cual el ingeniero podra obtener excelentes resultados, en un menor tiempo de elaboración y con un grado de error minimo gracias a las bondades del programa.

En el presente documento se muestra el estudio del método conocido con el nombre de Análisis del Barrido de la Respuesta en Frecuencia, como herramienta de diagnóstico y evaluación de desplazamientos y deformaciones internas en transformadores de potencia; para dar comienzo al documento se presenta una breve introducción mediante la cual el lector podrá darse una explicación o idea general acerca del método y contenido del texto. Seguidamente se exponen las razones por las cuales se presenta la motivación para dar inicio a al estudio aquí mostrado, posteriormente, con el único fin de agregar claridad al trabajo expuesto y organizar las ideas generales que se puedan tener del mismo, llegaremos a los antecedentes y estado del arte del Análisis del Barrido de la Respuesta en Frecuencia. Proporcionando un esquema básico, se ofrece de forma general el fundamento físico de los transformadores eléctricos mediante temas como: especificaciones técnicas, diseños, fabricación, ensayos y pruebas, “comisionamiento” o puesta en servicio de los equipos objeto del presente estudio. De igual modo y debido al uso, abuso o a razón de contingencias presentadas en el sistema eléctrico también, los transformadores ocasionalmente deben ser intervenidos para realizar algún tipo de mantenimiento...

Este trabajo se elaboró con el fin de realizar un aporte a la estandarización e implementación de la norma ASTM D-4243 en el laboratorio de aceites de la empresa ABB transformadores de la ciudad de Pereira, por medio de la cual se determina el grado de Polimerización (GP) del papel Kraft que envuelve el cobre constituyente de las bobinas de los transformadores de potencia. Los ensayos se realizaron con papel Kraft nuevo y envejecido, a diferentes tiempos de agitación con lo que se obtuvieron diferencias notables entre ensayos. Los resultados indican que los mejores tiempos de agitación se encuentran entre 12, 14 y 16 horas, pues permite una dispersión y posterior solubilización de la totalidad del papel en el solvente CuprilEtilendiamina.

Este trabajo presenta una técnica basada en Algoritmos Genéticos para la identificación y validación del modelo no lineal de la temperatura del aceite superior en los transformadores de potencia que está siendo utilizado en el sistema de monitoreo y diagnostico en línea instalado en un transformador de 100 MVA 230/115/24 kV OA/FA/FOA de la Subestación Barquisimeto de ENELBAR Venezuela desde el año 2003. Los resultados de la identificación por algoritmos genéticos se comparan con resultados obtenidos con identificación por mínimos cuadrados lineales y de las mediciones reales de la temperatura del aceite superior. Estos resultados además evidencian una reducción significativa del error en el modelo al realizar la identificación por algoritmos genéticos, lo cual mejora su desempeño como herramienta de diagnóstico para transformadores de potencia.

Este articulo presenta una técnica basada en Algoritmos Genéticos para la estimación de los parámetros y validación del modelo de la temperatura del aceite superior en transformadores de potencia propuesto por Lesieutre [1]. Para tal fin se emplean datos de un sistema de monitoreo y diagnóstico en línea instalado en un transformador de 100 MVA 230/115/24 kV OA/FA/FOA de la Subestación Barquisimeto de ENELBAR, Venezuela desde el año 2003. El objetivo de este trabajo es comparar la reducción del error entre el modelo y las mediciones reales de la temperatura del aceite superior cuando sus parámetros son estimados por algoritmos genéticos y mínimos cuadrados. La estimación de parámetros por algoritmos genéticos evidencia mejores resultados del modelo, lo cual incrementa su desempeño como herramienta de diagnóstico para transformadores de potencia.