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MANUTENÇÃO PREVENTIVA E PREDITIVA EM MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
Gustavo G. Corgosinho
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SUMÁRIO
• 1 - Histórico
• 2 – Exemplo de soluções diferenciadas
• 3 – Manutenção preditiva e técnicas para avaliação do sistema isolante em máquinas elétricas rotativas
• 4 - Unidade Móvel
• 7 - Equipamentos
• 8 - Exemplos
• 9 - Considerações Finais
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1 - INTRODUÇÃO
• A Data Engenharia é uma empresa que foi criada em 1995para atender a GEVISA na área de serviços.
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2 – Exemplos de soluções diferenciadas
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Curto no rotor do anel de interligação Y
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Solução que foi desenvolvida pela Data e patenteada
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Bobinas para separador magnético240 toneladas / hora
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Maior separador magnético do mundo800 toneladas / hora
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Manutenção em 09 motores 13.2 KV em 07 dias dentro de mina subterrânea
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Rebobinamento de gerador 5 MW -13.800 V a bordo da plataforma
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Serviços complexos de campoRotor 180 toneladas
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Geradores com rotor de pólos sólidos
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Aquecimento 4 Polos – acima de 10 MWAquecimento nas telhas polares
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Aquecimento 04 Polos – acima de 10 MWAquecimento anormal das isolações contra massa
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ALTERAÇÃO PROJETOE REISOLAMENTO COMPLETO ROTOR GERADOR 30 MW – 13,8 KV
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Recuperação transformador força 200 MVA – 138 / 13.8 KV
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3 - Manutenção Preditiva
Trata-se da manutenção baseada na real condiçãodo equipamento, sendo que poderá ser realizadaon-line (monitoramento contínuo de algunsparâmetros) ou off-line.
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Técnica Alta Tensão DC
Determina as propriedades higroscópicas do material isolante, que
influenciam diretamente na capacitância do circuito elétrico e,
consequentemente, na sua característica tempo-resistência ( RC), RI e PI
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Técnica Alta Tensão DCRampa de Tensão (SV)
Em um isolante em boas condições, a resistência de isolamento não
diminui com o aumento da Voltagem, inverso do que ocorre em
isolante com defeito. Este efeito é causado pela ionização dentro das
trincas ou cavidades existentes no material, o que torna esta técnica
bastante eficiente.
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Técnica Alta Tensão DCDescarga Dielétrica (DD)
O teste de “DD” é um método relativamente novo, desenvolvida na
França. Ao contrário dos métodos mencionados que mede a corrente
de carga, neste método é medido a corrente que flui durante a
descarga do equipamento sob teste, através do resistor de descarga
do instrumento.
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Técnica Alta Tensão DCDescarga Dielétrica (DD)
O tempo de descarga depende do resistor de descarga e da
quantidade de carga armazenada no isolamento. A carga capacitiva
descarrega rapidamente até que a voltagem é reduzida a quase
“zero”. É neste momento que o efeito da corrente de fuga será
depreciada, ocorrendo a inversão da absorção dielétrica, conhecida
como reabsorção dielétrica. A “DD” é determinada pela equação
DD = Corrente de 1 min. (nA) / Voltagem de teste (V) x C (mF)
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Técnicas de Diagnose de Isolamento Método AC
Consiste na aplicação de 3 técnicas, que
fornecem 8 parâmetros de análise
T´ÉCNICA PARÃMETRO SÍMBOLO
LINEARIDADE DA
CORRENTE
(SVCA)
Ponto de Quebra da
CorrentePi1 / Vn
Taxa de Crescimento da
CorrenteΔI
Harmônicas contidas % de THD
DESCARGA PARCIAL Máxima descarga PD Máx
PERDAS NO DIELÉTRICO
Perdas no Dielétrico Tanδ
Variação de TD ΔTanδ
Histerese na tan δ Tanδ h
Tan Delta de Base Tanδ Zero
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Linearidade da Corrente (SVCA)Determina a condição de um isolante, quando ocorre a
não linearidade da corrente de fuga em função do
aumento da tensão, indicando o ponto onde há
mudança abrupta no valor da corrente.
Pi1 Vn Pi2
0
1
2
I
I0
Correntede fuga
Tensão
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Técnica da Descarga ParcialQuando uma tensão é aplicada entre um condutor e um isolante e o mesmo
tem buracos, bolhas, vazios ou outros defeitos, uma corrente de alta
frequência flui para terra. Este fenômeno é chamado de Descarga Parcial.
Esta técnica determina a intensidade da descarga em [pC]
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Técnica da Descarga ParcialExemplo de uma medição de PD
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Técnica da Descarga ParcialCorona nas saídas das ranhuras (final das luvas de corona)
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Técnica da Descarga ParcialCorona entre fases
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Técnica de Perdas no Dielétrico (tan )Outro fenômeno que ocorre quando uma tensão AC é aplicada em um
isolante, é que a corrente total (I) está geralmente atrasada da corrente de
carga (Ic). Isto ocorre por causa da perda, influenciada pela capacitância do
circuito. O angulo de atraso () é chamado de ângulo de perda do dielétrico
e /2-= é chamado de ângulo do fator de potência
I
Ic
V
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Técnica de Perdas no DielétricoEm um isolante livre de buracos, a tan varia sempre que um aumento de
tensão é aplicado. Se existirem buracos, descargas parciais ocorrem assim
que a tensão aplicada é aumentada provocando também o aparecimento de
histerese quando a tensão é reduzida.
A - Isolante bomB - Isolante com buracosC - Isolante envelhecido termicamenteD - Isolante envelhecido tendendo a absorção de umidade
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Técnica de Perdas no Dielétrico
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
TD (
%)
Tensão (V)
Característica TD - Fases (R + S + T x Massa)
TD (Incremento da Tensão) TD Decremento da Tensão)
Medição de TD - Motor do Exaustor da Sinterização - GERDAU
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4 - Unidade Móvel
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5 - Equipamentos
Sistema Móvel de Diagnose e Analise de Isolação
Detector de Descargas Parciais e RIV - DDX 9121
Capacitor de Acoplamento
Quadripólo
Calibrador Padrão
Surge Test D65R
Megger MIT 520
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6 - NOSSO SISTEMA (DAIMER)
A Diagnose Avançada do Isolamento de Máquinas ElétricasRotativas (DAIMER), consiste na avaliação conjunta de todosos parâmetros coletados, onde os mesmos são Inseridos emum programa desenvolvido especificamente para estafinalidade e analisados por especialistas, determinando ograu de contaminação e o grau de deterioração da isolação.
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7 - Exemplos
DIAGNOSE REALIZADA NO MOTOR DE 7750 CV DO COMPRESSOR DE OXIGÊNIO 7 DA WHITE
MARTINS DE IPATINGA
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Relatório Técnico
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Avaliação Individual dos Parâmetros de Isolamento
Relatório Técnico
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Relatório Técnico
Avaliação Global da Isolação
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Avaliação da Isolação
Relatório Técnico
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DIAGNOSE REALIZADA NO GERADOR TG 2 DA GERDAU OURO BRANCO - MG
Relatório Técnico
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Relatório Técnico
Avaliação Global da Isolação
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Relatório Técnico
Motor Síncrono
Fabricante: TOSHIBA Potência: 3139 KW
Norma: NEMA Forma: FCCWXY
Tipo: TAKL Ano de Fabricação: 2001
Regime: Contínuo Ligação Estator: Y
Nº de Série: 0010441301 Fator de Potência: 1,0
Classe Isol. Est. /Campo:
F / F ΔT Estator /Campo:
80° C / 80° C
TemperaturaAmbiente:
40° C Nº de Polos: 4
Frequência: 60 Hz Rotação: 1800 RPM
Rotação: 1800 Frequência: 60 Hz
Tensão do Estator: 13200 V Corrente doEstator:
144 A
Tensão do Campo: 50 V Corrente doCampo:
245 A
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Relatório Técnico
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
TD (
%)
Tensão Aplica (V)
Característica da TD - Fase T x (R+S+M)
TD (Incremento da Tensão) TD (Decremento da Tensão)
Material envelhecido com tendência a absorção de umidade
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Relatório Técnico
Descargas Parciais acima do limite de referência
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Relatório Técnico
Descargas Parciais acima do limite de referência
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Relatório Técnico
PARTES MÉTODOS PARÂMETROS VALORES JULGAMENTO
Esta
tor
Corrente Contínua
RI - Resistência de Isolamento a 40˚C 555 MΩ Bom
PI - Índice de Polarização 1,55 Atenção
RC - Constante de Tempo 80,5 seg Atenção
SVDC - Step Voltage DC - Bom
DD - Descarga Dielétrica 3,75 Bom
Corrente Alternada
∆I - Variação da Corrente de Fuga 2,21 % Bom
SVAC - Step Voltage AC - Bom
PI1 /Vn - Ponto de Quebra da Corrente de Fuga
0,38 Ruim
DP Max - Maior Valor de Descarga Parcial 23347,66 pC Atenção
DPV - Tensão de Inicio da Descarga Parcial 7900 V Bom
Tang δ - TD na maior tensão de teste 4,77 % Bom
Tang δ (Zero) - TD inicial 3,09 % Bom
∆Tang δ - Variação da TD 2,26 % Bom
Tang δ (h) - Altura da histerese 0,48 % Bom
∆Tang δ / KV - Variação TD / KV 0,45 % Atenção
Ro
tor Corrente
Contínua
RI - Resistência de Isolamento a 40˚C 6,90 MΩ Atenção
PI - Índice de Polarização 0,94 Ruim
SVDC - Step Voltage DC - Ruim
DD - Descarga Dielétrica 26,2 Ruim
AVALIAÇÃO INDIVIDUAL DOS PARÂMETROS MEDIDOS
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Relatório Técnico
AVALIAÇÃO GLOBAL DO ISOLAMENTO
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11 - Considerações Finais
As técnicas aqui apresentadas proporcionam uma boa confiabilidade aos equipamentos, reduzindo impactos
indesejáveis de paradas imprevistas das linhas operacionais e auxiliando nas tomadas de decisões estratégicas ligadas ao planejamento de produção e
investimentos.
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Obrigado!!!!