Projetos de PD&I
em andamento
2016 - Atual
Monitoramento Remoto de Pararaios de ZnO Através de Redes de Sensores sem Fio
Neste trabalho, propõe-se desenvolver e validar um sistema remoto de monitoramento e diagnóstico de para-raios de ZnO baseado na análise de características extraídas somente da corrente de fuga total que os percorre. O sistema ainda será capaz de transmitir dados por redes de sensores sem fio para um módulo (PC) concentrador, onde será possível analisar o comportamento do para-raios ao longo do tempo.
2015 - Atual
Tecnologia de sensores em fibras óptica para supervisão, controle e proteção de sistemas de energia elétrica - TECCON 2
Neste trabalho, propõe-se desenvolver e validar um sistema remoto de monitoramento e diagnóstico de para-raios de ZnO baseado na análise de características extraídas somente da corrente de fuga total que os percorre. O sistema ainda será capaz de transmitir dados por redes de sensores sem fio para um módulo (PC) concentrador, onde será possível analisar o comportamento do para-raios ao longo do tempo.
2013 - Atual
Estudos de Soluções para a Mitigação de Problemas de Isolamentos no Setor Elétrico
Propõem-se, neste projeto, duas ações visando a redução da corrente de fuga dos isolamentos elétricos externos aplicados aos sistemas elétricos de potência. A primeira ação tem como finalidade a utilização de mecanismo de redução da corrente de fuga e aumento da hidrofobicidade pelo emprego de um revestimento na superfície externa dos isolamentos. A aplicação de camada ou revestimento de um material nanodielétrico adequado aos isoladores convencionais associaria as boas propriedades dos isoladores poliméricos às propriedades superiores dos isolamentos de vidro ou porcelana. O revestimento deve ser resistente aos agentes naturais (radiação ultravioleta, chuvas, poluição), campos elétricos, esforços mecânicos e elétricos presentes nas aplicações no campo. A segunda ação, pretende-se a parametrização e quantificação dos sinais de ruído sonoro e de rádio-interferência advindos de isoladores utilizando ensaios em laboratório. O instrumento utilizado como referência para esta parametrização será os detectores de ultra-som ou rádio-interferência, garantindo uma referência confiável. Como também, é de grande importância pesquisar as causas da contaminação, como elas crescem e como podem ser evitadas, com o objetivo de propor medidas preventivas e corretivas, eliminando essas inconveniências ou, pelo menos, aumentando os prazos de correção. Como o resultado da pesquisa busca minimizar estes fatores que levam ao erro, e a consequência direta é o surgimento de uma ferramenta de diagnóstico de isolamentos de baixo custo e confiável. Alcançados os objetivos propostos, engenheiros e técnicos de manutenção de equipamentos poderão contar com um importante auxílio para a manutenção de equipamentos elétricos.
2013 - Atual
Desempenho Ótimo de Campo Elétrico em Linhas de Transmissão de Alta Tensão Utilizando Malhas de Blindagem
Linhas de Transmissão causam impactos ambientais, entre eles rádio interferência e efeito corona audível, o responsável por esses efeitos é o campo elétrico na superfície dos condutores que compõe as fases e também radiam campo elétrico para o ambiente, e é nesse fato que residem as maiores preocupações ambientais, uma das razões para isto diz respeito aos aspectos de compatibilidade eletromagnética, uma vez que tais campos podem causar interferência em aparelhos e em sistemas eletroeletrônicos próximos. Outra razão refere-se às preocupações quanto à saúde pública, uma vez que a exposição prolongada de seres vivos a campos eletromagnéticos pode estar associada ao desenvolvimento de problemas de saúde, sobretudo de doenças degenerativas como câncer, especialmente a leucemia e tumores cerebrais. O projeto tem como objetivos estudar a implementação da técnica de malhas de blindagem em alguns dos principais modelos de linhas de transmissão utilizados no sistema elétrico brasileiro, com intuito de verificar o comportamento do campo elétrico próximo ao solo e na superfície dos condutores, ao ser introduzida a malha, bem como encontrar as condições ótimas de instalação dessa malha para casos particulares de linhas de transmissão. Também é objetivo do projeto a implementação de uma malha de blindagem em um caso real, numa linha de transmissão específica, de modo a viabilizar uma análise de custos para implementação prática da mesma em um caso específico, bem como permitir a comparação entre os dados obtido nas simulações e nas medições reais feitas in loco. Ao final da pesquisa será possível a determinação da viabilidade técnica e econômica do uso da técnica de malhas de blindagem em linhas de transmissão do setor elétrico brasileiro, apresentando assim uma solução as concessionárias de energia elétrica para problemas como o que vem sendo enfrentado por empresas do setor elétrico, mencionado anteriormente.
2013 - Atual
Supervisão em Tempo Real da Temperatura e das Deformações Mecânicas nos Enrolamentos de Transformadores
Este projeto visa o desenvolvimento de uma metodologia para a supervisão térmica e mecânica de transformadores, em tempo real, na qual através de sensores térmicos e extensômetros utilizando fibra óptica e algoritmos especializados, seja capaz de monitorar os perfis de temperatura e presença de deformações mecânicas,correlacionando-os com falhas e perda de vida útil de transformadores de potência trifásicos. Propõe-se a construção de um protótipo demonstrativo utilizando um transformador trifásico de 1 MVA, 69/13,8 kV, especialmente projetado e desenvolvido para validação dos algoritmos e sistema de monitoramento online. O financiamento deste projeto foi encerrado pela Chesf e continuou de forma acadêmica inserido alunos de mestrado e de doutorado. Vários trabalhos de mestrado e doutorado foram concluídos e publicações têm sido obtidas.
2012 - Atual
Projeto, desenvolvimento e avaliação de resistência dinâmica de contato em disjuntores de alta tensão
O projeto visa o desenvolvimento de técnica preditiva para avaliação do estado das câmaras de disjuntores de alta tensão através da análise de ensaios de medição da resistência dinâmica dos contatos. O valor da resistência dos contatos principais de disjuntores, medido com os contatos fechados, não oferece qualquer diagnóstico das condições dos contatos de arco. A avaliação das condições dos contatos de arco é feita através de inspeção direta, o que implica em uma inspeção interna do disjuntor. Isto incorre em um processo demorado e oneroso, principalmente devido à necessidade da abertura completa da câmara de extinção. O desenvolvimento de uma técnica de MRDC que permita o monitoramento e diagnóstico das condições dos contatos principal e de arco será de grande valia, resultando em vantagens econômicas e de confiabilidade. Para tanto, serão utilizadas técnicas de registro e análise de padrões, com utilização de hardware e de software. Assim, poderão ser estabelecidas correlações padronizadas entre os resultados obtidos e os possíveis desgastes internos sem necessidade de desmontagem dos equipamentos.
2011 - Atual
Análise termográfica em para-raios de Óxido de Zinco
Os para-raios à base de óxido de zinco (ZnO) são equipamentos utilizados na proteção dos sistemas elétricos contra surtos e sobretensões de diversas origens. Dessa forma, eles contribuem decisivamente para o aumento da confiabilidade, economia e continuidade de operação dos sistemas os quais protegem. Devido à importância dos para-raios para os sistemas elétricos faz-se necessário o desenvolvimento e aprimoramento de técnicas e procedimentos para o correto monitoramento e diagnóstico do estado dos para-raios instalados em campo, pois eventuais falhas podem conduzir a desligamentos não programados, danos a outros equipamentos de uma subestação e principalmente, podem implicar em risco de morte aos profissionais que trabalham em campo. Tudo isso se traduz em prejuízos financeiros às concessionárias de energia elétrica, sejam através de multas por parte dos órgãos reguladores, processos judiciais ou danos à imagem das empresas. O objetivo deste pesquisa é a aplicação de um método computacional para a avaliação da distribuição de temperaturas em para-raios de ZnO tipo estação com invólucro de porcelana ou polimérico . Assim, pretende-se, a partir de medições em laboratório e no campo e simulações computacionais, avaliar os níveis de temperatura dentro e na superfície dos para-raios. O intuito é averiguar e definir os valores de temperaturas aceitáveis na superfície externa do para-raios que permita classificar o seu estado de operação, isto é, se o para-raios se encontra em bom estado ou necessita ser removido pela equipe de manutenção.
2011 - Atual
Monitoramento e Diagnóstico de Isolamentos Elétricos Aplicados a Equipamentos de Potência
Em um sistema elétrico, a sua confiabilidade está diretamente relacionada com o desempenho dos isolamentos elétricos aplicados a equipamentos de potência. Os isolamentos elétricos podem ser classificados conforme sua aplicação em externos ou internos. A filosofia de monitoramento e diagnóstico depende da aplicação. Ensaios de medição dos níveis de descarga parciais são largamente utilizados como ensaios de rotina na aquisição. As normas e as especificações das empresas de energia elétrica exigem e recomendam níveis mínimos de intensidade de descargas parciais para aceitação do produto. Contudo, estes ensaios são normalmente realizados em laboratório, com as condições de ensaios e ambientais controladas. Quando os equipamentos são instalados, ocorre o envelhecimento natural dos materiais que os constituem, como também, os equipamentos estão sujeitos aos esforços elétricos e mecânicos que promovem o seu envelhecimento acelerado, além da ação das intempéries, chuva, poluição, variações de temperaturas, etc. Entende-se por esforços elétricos a própria tensão elétrica do sistema, sobretensões atmosféricas e de manobra, e como esforços mecânicos: peso, tração, curto-circuitos, etc. O objetivo principal desta pesquisa é estabelecer diretrizes para o monitoramento e diagnóstico de equipamentos de potência com risco de falha. Para isto, pretende-se: Desenvolver uma metodologia para inspeção de isoladores, utilizando detectores de baixo custo, como de ultra-som e de radio-interferência; Parametrizar e quantificar os resultados das inspeções com os detectores através de ensaios de laboratório e campo, fazendo uso de equipamentos como câmera ultravioleta e detector de descargas parciais convencional; Aplicar as técnicas de RNA e classificação de defeitos, associados à medição de ruído sonoro e eletromagnético de formas distintas, de maneira a comparar as suas eficiências; Propor uma nova técnica de monitoramento e diagnóstico de isoladores poliméricos, utilizando uma arquitetura de rede neural artificial conhecida como Mapas Auto-Organizáveis (ou Self-Organizing Maps ? SOM). Analisar por meio da rede SOM perfis de emissão de radiação ultravioleta por isoladores poliméricos submetidos à tensão nominal; Estudar e desenvolver uma técnica capaz de realizar o processamento dos sinais oriundos dos ensaios e medições de descargas parciais; Estudar e desenvolver uma técnica capaz de realizar a rejeição de ruído dos sinais oriundos dos ensaios e medições de descargas parciais; Estudar e desenvolver uma técnica capaz de realizar a extração de características dos sinais de descargas parciais utilizando operadores estatísticos; Estudar e desenvolver técnicas de extração de atributos e de apoio à decisão com o uso de Inteligência Artificial; Propor o desenvolvimento de um sistema de classificação de sinais de descargas parciais que possibilite monitorar e diagnosticar defeitos em equipamentos de alta tensão. Além disso, no desenvolvimento dos trabalhos propostos, será possível estimular, apoiar e orientar o desenvolvimento de pesquisas correlatas por parte dos estudantes de graduação e pós-graduação, nas áreas relacionadas ao estudo de monitoramento e diagnóstico de equipamentos elétricos; monitoramento por descargas parciais; redes neurais artificiais e wavelets.
2010 - Atual
Modelo de Pára-raios de Óxido de Zinco para Estudos de Sobretensões em Sistemas de Potência
A obtenção de um novo modelo de pára-raios de ZnO é baseada em medições em laboratório e técnicas de modelagem, as quais permitirão a sua aplicação em uma larga faixa de operação. Com isso, novos procedimentos serão propostos e poderão ser adotados na representação dos pára-raios fornecendo maior confiabilidade aos estudos de coordenação de isolamento, seleção e localização de pára-raios. Esta metodologia pode resultar em projetos mais eficazes do ponto de vista técnico e financeiro, uma vez que o sobre-dimensionamento dos pára-raios conduz a uma elevação no preço final dos equipamentos (pára-raios, transformadores, etc), e portanto, no custo total do projeto. Enquanto, o sub-dimensionamento conduz a uma elevação no risco de falhas, o que poderá acarretar custos relativos à aquisição de novos equipamentos e multas por parte dos órgãos reguladores. Devido à importância dos pára-raios de ZnO, diversos modelos foram propostos com o intuito de fornecer ferramentas para estudos de coordenação de isolamento, localização ótima, seleção correta de pára-raios, entre outros. Contudo, há uma grande dificuldade de se determinar qual o modelo mais adequado para um determinado estudo, uma vez que não existe um modelo de pára-raios para uso geral ou pelo menos com larga faixa de atuação. Alguns modelos ainda estão sujeitos a problemas de imprecisão e estabilidade numérica, o que dificulta a seleção de um modelo para estudos e projetos em sistemas de potência. Devido às dificuldades mencionadas, na prática, utiliza-se apenas um modelo baseado numa resistência não linear para representar o pára-raios em qualquer tipo de aplicação. Isto pode resultar, por exemplo, no sobre ou sub-dimensionamento dos níveis de proteção dos equipamentos protegidos pelos pára-raios, aumentando assim, os riscos de falhas, os custos de instalação e manutenção.
2010 - Atual
Desenvolvimento de tecnologia para diagnóstico local e remoto, não invasivo de defeitos em isoladores poliméricos utilizados em distribuição de energia elétrica
Desenvolver tecnologia de diagnóstico de tal forma a assegurar que isoladores defeituosos possam ser substituídos, antes que o defeito evolua para falha no componente e ao indesejável colapso no fornecimento de energia elétrica.