Artigo: Experiência com Sistema de Monitoramento Preditivo de Transformadores de Alta Tensão em Plantas da Braskem

Transcrição

1 Artigo: Experiência com Sistema de Monitoramento Preditivo de Transformadores de Alta Tensão em Plantas da Braskem Autores: João Luiz Gonçalves Neto José Rafael dos Santos Silas Sampietri Costa Lucas Pavan Fritoli Daniel Pedrosa Santos Gilberto Amorim Mouras Outubro/2014

2 Gestão de Ativos Objetivos: Instalação de sistema de monitoramento nos transformadores principais das Subestações de 88 kv das UN PE8 CUB e PP4 ABC. Impactos: Emprego de monitoração e técnicas de análise preditiva (redes neurais) como forma de prevenção de danos aos transformadores de entrada das Subestações de 88 kv. Aumento da confiabilidade dos equipamentos. Aumento da segurança dos colaboradores. Metas: Evitar falhas catastróficas: detecção passa de 30% para 72%. Aumentar a disponibilidade de planta

3 Contexto da Manutenção Rotinas: Semanalmente: inspeções que analisam as condições gerais de funcionamento, temperatura do óleo/enrolamentos e possíveis vazamentos; Semestralmente: termografia e ultrasom nas buchas e conexões; Anualmente: são feitas análises de óleo físico químico e cromatográfico; Trianualmente: reapertos, inspeção da caixa de ligação, testes elétricos. Investigações: Verificação no mercado de contratos de locação de transformadores de grande porte; Elaboração de um projeto básico para fabricação de um transformador reserva intercambiável com PP4 e PE8; Pesquisa sobre tecnologias de monitoramento de ativos voltada para subestações de energia. 3

4 Gestão de Ativos Histórico: Índice de Falhas em Transformadores Cigré

5 Gestão de Ativos Histórico: Monitoramento x Confiabilidade Cigré

6 Monitoramento On-line Plano de ação: Instalação de um sistema de monitoramento nos transformadores, composto por sensores inteligentes (IEDs), instalados em diversos componentes destes equipamentos, que enviam medições brutas e/ou previamente tratadas, via rede MODBUS, para um computador que executa um software de monitoramento. Observação: Neste software, que também possui modelos matemáticos de engenharia (redes neurais), as medições recebidas dos sensores são transformadas em informações úteis para manutenção, para diagnóstico e prognóstico de falhas. Esta solução permite: a tomada de ações para antecipar a ocorrência de danos catastróficos ao equipamento (exemplo: explosão de buchas, queima de enrolamentos, etc); auxilio na tomada de decisão para o momento ideal para intervenções de manutenção; investimentos no momento certo(acompanhamento da vida útil do equipamento). No transformador 4701-P101 de PE8, substituir o controle de tapes eletromecânico por um controle microprocessado do tipo AVR (rele regulador de tensão). No transformador 4701-P101, implementar controle automático de temperatura do enrolamento. 6

7 Arquitetura Implementada Arquitetura do Sistema - Sensores Monitoração do Tanque de Expansão MBR Detecção de óleo em contato com O 2 e umidade Monitoração das Buchas BM Detecção de alterações na isolação das buchas Monitoração das Temperaturas TM Temperaturas de óleo, enrolamentos, OLTC e V.F. Monitoração OLTC AVR IDM Controle, Regulação e Monitoração do OLTC Monitoração de Gás e H2O GMP Detecção de falhas internas (H2) e umidade no óleo Monitoração de Sinais DM Digitalização de sensores e dispositivos 7

8 Diagnósticos e Prognósticos Transformador OLTC 8

9 Software de Monitoramento Telas com atualização automática 9

10 Benefícios do Projeto Aumento da confiabilidade das plantas PE8 e PP4; Visualização de alarmes e alertas de forma a prevenir falhas catastróficas (que causam grande indisponibilidade) nos transformadores prevenção de sinistro; Planejamento adequado, sob os aspectos técnicos, de custo, tempo e segurança, de intervenções de manutenção corretiva (se necessárias); Redução de riscos operacionais; Solução do afundamento de tensão em partida de reatores (PE8); Implementação do controle automático de temperatura do transformador (PE8); Atendimento a recomendação da seguradora (PP4). 10

11 CASE 1 Detecção de problemas mecânicos no OLTC Realizado manutenção preventiva com o fabricante Parametrização e testes do Monitor de Torque Identificado que a operação de subida entre os TAPs 06 e 07 exigiam dois comandos do OLTC Realizado novo procedimento de manutenção para correção do problema Benefícios: Identificação de falha incipiente Resolução rápida sem maiores prejuízos a Braskem 11

12 CASE 2 Disponibilidade de planta com falha em bucha Identificação de vazamento em uma bucha de 88 kv Toda produção de Polipropileno na unidade Riscos de falha eminente Benefícios: Acompanhamento diário das condições de operação Continuidade do sistema até o momento oportunidade desligamento para reparo 12

13 CASE 3 Tratamento do óleo isolante Operação normal do transformador Alarme de presença de umidade no óleo isolante do transformador acima dos limites de norma Falha incipiente Benefícios: Tratamento no início, de forma programada e com o menor custo 13 Comprovação da eficiência da secagem

14 Pequenas Melhorias - MF Conclusão: Considerando a importância da energia elétrica para a produção da Braskem, a implantação de um sistema de monitoramento on-line para seus transformadores de potência é uma medida indispensável para o aumento da confiabilidade e disponibilidade de planta. Os benefícios já atingidos justificaram financeiramente a aplicação do sistema e estuda-se a amplicação deste para demais unidades da Braskem e para novos ativos eléticos, como disjuntores, seccionadores e trafo-secos. 14

15 Muito obrigado! Parceria: João Luiz Gonçalves Neto Engenharia de Manutenção Braskem S.A.