Detecção e localização de descargas parciais a partir de envelopes de sinais radiométricos.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVA, Allan David da Costa.
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/32836
Resumo: Descargas Parciais (DP) são descargas elétricas de baixa intensidade que podem degradar de forma gradual os sistemas de isolamento de equipamentos de alta tensão. A longo prazo isso pode danificar o equipamento, resultando na indisponibilidade do sistema elétrico. Portanto, o monitoramento dessas descargas pode se tornar uma ferramenta de manutenção preditiva útil. Na ocorrência desse fenômeno há a emissão de ondas eletromagnéticas na faixa de ultra alta frequência, possibilitando a utilização de sensores não invasivos, como antenas, no monitoramento dos equipamentos, mesmo em operação. A etapa de localização, em especial, é decisiva nesse processo, pois determinar a posição do equipamento com falhas dielétricas, ou mesmo a posição interna dessas falhas, pode reduzir o tempo de manutenção. No método radiométrico, tradicionalmente, as coordenadas dos equipamentos defeituosos são estimadas pelo método da diferença dos tempos de chegada. No entanto, a eficácia desse método requer um sistema de instrumentação com taxa de amostragem elevada, tornando o sistema de aquisição complexo. Uma das formas de simplificá-lo, é realizar a detecção da envoltória desses sinais. Neste trabalho, foram elaborados arranjos experimentais para avaliar essa abordagem, tanto do ponto de vista da detecção quanto da localização de fontes de descargas parciais, utilizando-se detectores de envelope comerciais. Acerca da detecção, realizaram-se medições em diferentes equipamentos, de forma a avaliar a eficácia do circuito detector de envelope para sinais radiométricos com diferentes valores de tensão, utilizando como referência o sinal de DP captado pela antena. Quanto à localização, realizaram-se medições radiométricas em diferentes arranjos experimentais. A partir daí duas abordagens foram investigadas para determinar a localização da fonte de DP: a primeira delas foi baseada no método da diferença dos instantes de chegada e a segunda baseada apenas na amplitude dos sinais. Concluiu-se a partir da análise dos sinais que a detecção do envelope é suficiente para avaliar a evolução da atividade de DP em um ciclo de medições. Quanto à localização, observou-se que os envelopes são suficientes para determinar a região onde o equipamento está localizado.
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A etapa de localização, em especial, é decisiva nesse processo, pois determinar a posição do equipamento com falhas dielétricas, ou mesmo a posição interna dessas falhas, pode reduzir o tempo de manutenção. No método radiométrico, tradicionalmente, as coordenadas dos equipamentos defeituosos são estimadas pelo método da diferença dos tempos de chegada. No entanto, a eficácia desse método requer um sistema de instrumentação com taxa de amostragem elevada, tornando o sistema de aquisição complexo. Uma das formas de simplificá-lo, é realizar a detecção da envoltória desses sinais. Neste trabalho, foram elaborados arranjos experimentais para avaliar essa abordagem, tanto do ponto de vista da detecção quanto da localização de fontes de descargas parciais, utilizando-se detectores de envelope comerciais. Acerca da detecção, realizaram-se medições em diferentes equipamentos, de forma a avaliar a eficácia do circuito detector de envelope para sinais radiométricos com diferentes valores de tensão, utilizando como referência o sinal de DP captado pela antena. Quanto à localização, realizaram-se medições radiométricas em diferentes arranjos experimentais. A partir daí duas abordagens foram investigadas para determinar a localização da fonte de DP: a primeira delas foi baseada no método da diferença dos instantes de chegada e a segunda baseada apenas na amplitude dos sinais. Concluiu-se a partir da análise dos sinais que a detecção do envelope é suficiente para avaliar a evolução da atividade de DP em um ciclo de medições. Quanto à localização, observou-se que os envelopes são suficientes para determinar a região onde o equipamento está localizado.Partial Discharges (PD) are low-intensity electrical discharges that can gradually degrade the insulation systems of high-voltage equipment. Over time, this can damage the equipment, resulting in the unavailability of the electrical system. Therefore, monitoring these discharges can become a useful tool for predictive maintenance. During the occurrence of this phenomenon, electromagnetic waves are emitted in the ultra high frequency range, enabling the use of non-invasive sensors such as antennas to monitor the equipment, even during operation. The localization step is particularly crucial in this process, as determining the position of the equipment with dielectric faults, or even the internal position of these faults, can reduce maintenance time. In the radiometric method, traditionally, the coordinates of faulty equipment are estimated using the time difference of arrival method. However, the effectiveness of this method requires a high sampling rate instrumentation system, making the acquisition system complex. One way to simplify it is to perform envelope detection of these signals. In this work, experimental setups were developed to evaluate this approach, both from the detection and localization perspectives of partial discharge sources, using commercial envelope detectors. Regarding detection, measurements were taken on different equipment to evaluate the effectiveness of the envelope detection circuit for radiometric signals with different voltage values, using the PD signal captured by the antenna as a reference. Concerning localization, radiometric measurements were performed on different experimental setups. From there, two approaches were investigated to determine the location of the PD source: the first one based on the time difference of arrival method, and the second based solely on the signal amplitude. It was concluded from the signal analysis that envelope detection is sufficient to assess the evolution of PD activity in a measurement cycle. Regarding localization, it was observed that envelopes are sufficient to determine the region where the equipment is located.CNPqUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGFREIRE, Raimundo Carlos Silvério.FREIRE, R. C. S.http://lattes.cnpq.br/4016576596215504NOBREGA, Luiz Augusto Medeiros Martins.NOBREGA, L. A. M. M.http://lattes.cnpq.br/6667507308429720COSTA, Edson Guedes da.SOUSA, Fernando Rangel de.XAVIER, George Victor Rocha.SILVA, Allan David da Costa.2023-08-162023-11-14T18:13:39Z2023-11-142023-11-14T18:13:39Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/32836SILVA, Allan David da Costa. Detecção e localização de descargas parciais a partir de envelopes de sinais radiométricos. 2023. 67 f. 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