Instituto Gnarus - P&D em Monitoramento e Controle
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Programas Computacionais Equipamentos Desenvolvidos

EQUIPAMENTOS DESENVOLVIDOS PELOS PESQUISADORES

  • SISTEMA DE DETECÇÃO PRECOCE E ANÁLISE DE DEFEITOS NOS MOTORES DE COMBUSTAÇÃO INTERNA
    Este sistema (equipamento e software de análise) detecta defeitos elétricos e termomecânicos em unidades de geração movidas a motores de combustão interna utilizando técnicas de Análise da Assinatura Elétrica. O equipamento utiliza o gerador elétrico como um transdutor para detecção de avarias na máquina primária; e a análise de assinatura elétrica do gerador para se detectar falhas em motores de combustão interna. Padrões específicos de falhas definem as avarias estudadas. Um software específico trata da aquisição, manipulação, transformação e análise dos sinais amostrados e está a disposição dos usuários com interfaces amigáveis e que indicam onde o problema está ocorrendo.
    Financiado e desenvolvido para a empresa Energética Suape II.

  • LABORATÓRIO DE MODELO REDUZIDO PARA GERAÇÃO DE DEFEITOS EM MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA
    Neste laboratório de modelo reduzido, composto por um grupo gerador movido a um motor de combustão interna e um complexo sistema de monitoração, pode-se simular a inserção de falhas no grupo gerador a óleo e verificar os possíveis padrões de falha através da análise espectral das grandezas elétricas do gerador. Este laboratório comporta realizar os experimentos sob condições controladas e inserir as falhas desejadas no conjunto, permitindo a análise consistente dos resultados.
    Financiado e desenvolvido para a empresa Energética Suape II.

  • SMART-IMPEDANCE - FILTRO ATIVO HÍBRIDO DE BAIXO CUSTO
    Este equipamento tem uma nova topologia que pode ser sintonizada para compensar múltiplas frequências harmônicas. O controle da tensão aplicada pela denominada impedância ativa proporciona um curto circuito ideal para cada componente harmônica específica. Esta nova estrutura é capaz de mitigar os harmônicos de corrente gerados por qualquer tipo de carga não-linear, seja fonte de corrente ou fonte de tensão. Ainda, o filtro híbrido apresenta a habilidade de filtrar as componentes harmônicas das cargas tipo fonte de tensão independentemente da impedância do sistema e sem a necessidade de uma estrutura em série com a carga.
    Financiado e desenvolvido para a empresa CPFL e RGE.


  • CONVERSOR BIDIRECIONAL PARA APLICAÇÕES EM SMART-GRID
    Este conversor bidirecional tipo formador de rede que utiliza um banco de baterias como sistema de armazenamento de energia. Este conversor visa garantir o suprimento de energia às cargas e permanência da geração de energia em sistemas fotovoltaicos em uma microrrede mesmo com a falta da rede pública. A topologia do conversor apresenta elevada robustez, devido à simplicidade, possibilita a aplicação de todos os algoritmos de controle no mesmo conversor, reduzindo a complexidade do sistema de controle, e pode-se aumentar a capacidade de corrente no inversor com o uso de chaves em paralelo. Os algoritmos desenvolvidos para a troca de modo do conversor e controle da tensão imposta e carga das baterias foram testados em diversas situações operativas práticas.
    Financiado e desenvolvido para a empresa CPFL e RGE.

  • LABORATÓRIO DE EXTRAÇÃO DE PADRÕES PARA A MANUTENÇÃO PREDITIVA DE GERADORES DE POLOS SALIENTES
    Este laboratório de modelo reduzido possui uma bancada com uma máquina síncrona de rotor de polos salientes, de forma que falhas elétricas e mecânicas possam ser introduzidas. A bancada é composta por uma máquina assíncrona (motor de indução) alimentada por um inversor de frequência, sendo que esta máquina é utilizada como a força motriz do sistema. O motor de indução é acoplado a uma pequena máquina síncrona de polos salientes que, acionada pela força motriz, funciona como gerador. O gerador síncrono, por sua vez, é conectado a uma carga composta por elementos resistivos, capacitivos e/ou indutivos, para simular uma situação semelhante à de uma carga real do sistema de potência. Neste laboratório pode ser simulado o comportamento de hidrogeradores em operação e o efeito dessas falhas nos mesmos.
    Financiado pelo Grupo Neoenergia - ITAPEBI.

  • SISTEMA EXTRATOR DE BLOCOS DE POTÊNCIA LINHAS DE TRANSMISSÃO DE ALTA TENSÃO
    Este equipamento extrator de potência, que é baseado em um sistema composto por um TC de núcleo bipartido no cabo guarda, aproveita a corrente induzida neste pelas fases da linha de transmissão, um sistema de retificação, conversor buck-boost e um sistema controlador de carga. O equipamento desenvolvido pode alimentar de pequenas cargas com potência definida e de forma contínua com alta confiabilidade. O extrator é um equipamento compacto de fácil manipulação e instalação, longa durabilidade, pouca necessidade de manutenção, não necessitando de nenhum tipo de procedimento especial ou difícil de ser conseguido para sua instalação.
    Financiado e desenvolvido para a empresa TBE.

  • SISTEMA DE AVALIAÇÃO DA CONDIÇÃO DE CONJUNTOS HIDROGERADORES EM FUNÇÃO DE AGENTES ESTRESSORES
    Este sistema avalia a condição de componentes de hidrogeradores em função de agentes estressores. Este sistema monitora os parâmetros da condição do hidrogerador e dos motores de seus sistemas auxiliares, utilizando técnicas de assinatura elétrica, vibracional e acústica. Ele dispõe de ferramentas para identificação e registro das situações estressoras com base nos parâmetros operativos e nas assinaturas adquiridas pelos sistemas de monitoramento. Ele também possui forma de correlacionar o impacto desses agentes estressores na condição do conjunto em função dos parâmetros de desgaste oriundos dos sistemas de monitoramento preditivo instalados. A redução de paradas não-programadas e a melhor programação de paradas programadas, são vantagens advindas naturalmente da aplicação do sistema.
    Financiado e desenvolvido para a empresa EDP.

  • SISTEMA DE DETECÇÃO PRECOCE DE DANOS NO ISOLAMENTO DE UNIDADES HIDROGERADORAS ATRAVÉS DA ANÁLISE DO ESPECTRO DE IMPEDÂNCIA
    Este equipamento monitora as condições do isolamento de unidades hidrogeradoras, permitindo um melhor planejamento das ações a serem tomadas em função de se ter mais tempo antes da parada da máquina. Este sistema remoto é composto de hardware e software para a análise da impedância em uma larga faixa de frequência obtida por meio indireto através da medição dos sinais de tensão e corrente associada à injeção de sinais de alta frequência. Tal abordagem considera as alterações nos enrolamentos do estator que são refletidas como variações da capacitância entre os enrolamentos individuais e, por consequência, alteram a resposta do espectro de impedância. Essas alterações podem indicar diferentes tipos de danos ao enrolamento que podem vir a causar a falha. Além disso, ele determina o grau de vulnerabilidade do enrolamento a danos maiores a partir de sinais de alta frequência notadamente associados a surtos de linha.
    Financiado e desenvolvido para a empresa EDP.

  • SISTEMA DE DETECÇÃO CORONA EM ISOLADORES VIA EMISSÕES ACÚSTICAS
    O equipamento desenvolvido é portátil, onde a captação dos sinais acústicos é feita por um microfone parabólico e um condicionador de sinais. Este sistema possui todo o automatismo de operação do equipamento, incluindo: ligar/desligar modulo de aquisição, posicionamento do microfone parabólico através de seu servomecanismo, aquisição de sinais e interface de software para processamento, registro, emissão de alarmes e apresentação dos dados. O equipamento foi desenvolvido para operar isoladamente, com um minicomputador industrial que registra as tendências dos parâmetros monitorados. O sistema permite que qualquer companhia acompanhe suas instalações em diversas condições operativas e climáticas, permitindo uma operação mais segura. O sistema fornece elementos que relacionam o efeito corona às condições operativas e às condições climáticas. O sistema é de baixo custo e permite uma melhor gestão da indisponibilidade não programada e estabelecendo novos paradigmas de manutenção preditiva para as instalações.
    Financiado e desenvolvido para as empresas TRANSUDESTE e ETES.

  • LABORATÓRIO DE DETECÇÃO PRECOCE DE DANOS NO ISOLAMENTO EM MÁQUINAS DE INDUÇÃO
    Este laboratório foi construído para a detecção precoce no isolamento de unidades rotativas. A simulação da deterioração do isolamento tornar-se-á possível com a comutação de taps no enrolamento de máquina de indução. A variação do isolamento entre espiras, em função da comutação de taps, provoca a variação dos parâmetros do modelo do estator e, consequentemente, a variação no espectro de impedância. Esse espectro de impedância é obtido no laboratório a partir de sistema de injeção de sinais em larga faixa de frequência e construção do espectro de impedância com base na medição dos sinais injetados e obtenção do espectro V/I para cada sinal de frequência injetado. A composição do laboratório de modelo reduzido pode ser sumarizada pelos seguintes elementos: (a) rack de 19” para instalação e acomodação dos equipamentos; (b) motor de indução trifásico (MIT) com taps em espiras do enrolamento do estator; (c) inversor de frequência para controle do MIT; (d) capacitor de acoplamento para isolação dos sinais injetados e medidos na aplicação da técnica dos sinais de alimentação do MIT; (e) microcontrolador para controle dos equipamentos de processamento de sinais e comunicação com microcomputador; (f) gerador de sinais em larga faixa de frequência; (g) amplificador de sinais para injeção de sinais no enrolamento do MIT; (h) medidor de corrente injetada no MIT; e (i) conversor analógico para digital para registro dos sinais de tensão injetados e correntes medidas.
    Financiado e desenvolvido para a empresa EDP.

  • SISTEMA DE MONITORAMENTO DA CONDIÇÃO OPERATIVA DOS SISTEMAS AUXILIARES DE USINAS TERMELÉTRICAS
    O sistema de monitoramento remoto através da análise da assinatura elétrica permite a aquisição simultânea dos três sinais de tensão e dos três sinais de corrente, resultando numa análise mais abrangente e robusta. O sistema desenvolvido se interliga em rede ethernet, permitindo o acesso remoto. O software foi aprimorado no sentido de permitir entradas de novos parâmetros cuja análise está associada a um algoritmo inteligente de extração de regras e a uma etapa de processamento estatístico de sinais. O aumento da robustez do diagnóstico e a automação do processo de aquisição via rede ethernet estão diretamente relacionados com o aumento da confiabilidade do sistema, reduzindo enormemente a possibilidade de parada não-programada e as perdas associadas à manutenção corretiva após falha catastrófica.
    Financiado e desenvolvido para a empresa TermoPernambuco.

  • SISTEMA INTELIGENTE PARA MANUTENÇÃO PREDITIVA DE TURBOGERADORES
    O sistema de supervisão e diagnóstico preditivo das condições de degradação dos turbogeradores da TermoNorte visa detectar possíveis problemas que causem defeitos prematuros nos mesmos. Duas vertentes unidas levaram a implantação da metodologia de avaliação da condição operacional do equipamento. A primeira vertente está baseada em um sistema de aquisição de dados adequadamente desenvolvido conectado ao gerador de forma a fazer uma amostragem de algumas variáveis importantes envolvendo a operação do equipamento. A segunda diz respeito a uma garimpagem inteligente de dados (data mining) no banco de dados envolvendo o sistema de supervisão e manutenção da planta na qual o equipamento está inserido, visando utilizar os dados históricos existentes para realizar a tipificação dos problemas e possíveis causas.
    Financiado e desenvolvido para a empresa TERMONORTE.

  • SISTEMA INTELIGENTE PARA MANUTENÇÃO PREDITIVA DE HIDROGERADORES
    O sistema de supervisão e diagnóstico preditivo das condições de degradação dos hidrogeradores foi desenvolvido através de duas linhas de ação. A primeira está baseada em um sistema de aquisição de dados adequadamente desenvolvido conectado ao hidrogerador de forma a fazer uma amostragem de algumas variáveis importantes envolvendo a operação do equipamento. A segunda linha diz respeito a uma mineração inteligente de dados no banco de dados envolvendo o sistema de supervisão e manutenção da planta na qual o equipamento está inserido, visando utilizar os dados históricos existentes para realizar a tipificação dos problemas e possíveis causas.
    Financiado pelo Grupo Neoenergia - ITAPEBI.

  • SISTEMA DE MONITORAÇÃO PREDITIVA PARA COMPENSADORES SÍNCRONOS
    Este sistema de supervisão e diagnóstico aplica técnicas preditivas para o diagnóstico do estado de compensadores síncronos de grande porte, utilizando técnicas de processamento digital das informações contidas nas variáveis elétricas envolvidas no seu funcionamento. Sendo o compensador síncrono basicamente um dispositivo de manipulação de campos magnéticos, é possível inferir que qualquer que sejam as condições operacionais do equipamento, de alguma forma, influencia o comportamento do campo magnético, refletindo perceptivelmente nas tensões e correntes fornecidas por ele. O sistema desenvolvido trata as informações contidas nas tensões e correntes, extraídas após um adequado processamento de sinal, possibilitando obter uma avaliação do estado operacional do compensador síncrono. O sistema, após a avaliação das condições operacionais do compensador, envia para um centro de supervisão um sinal de operação “normal”, “atenção” ou “emergência”, ajudando assim no processo decisório do mantenedor de intervir no equipamento.
    Financiado e desenvolvido para a empresa CHESF.

  • SISTEMA DE DETECÇÃO E ANÁLISE DE DESCARGAS PARCIAIS EM TRANSFORMADORES DE POTÊNCIA
    O sistema de detecção e análise de problemas em transformadores de potência via descargas parciais é baseado no processamento digital das informações contidas nas variáveis elétricas envolvendo o funcionamento do transformador, em especial informações diretamente obtidas da corrente que atravessa os enrolamentos do transformador. Com base nas informações extraídas especificamente das correntes do transformador, com o uso de sensores do tipo bobina de Rogowski, espera-se poder inferir sobre as condições operacionais do isolamento do equipamento, pois o padrão envolvendo o comportamento das descargas parciais monitoradas apresenta um forte grau de correlação com a deterioração das condições do isolamento do mesmo. Desta forma, através da informação contida nos sinais adquiridos, extraídas após um adequado processamento digital de sinais, é possível obter uma avaliação do estado dos enrolamentos do transformador sob teste.
    Financiado e desenvolvido para a empresa TermoPernambuco.

  • SiTEL - SISTEMA DE TELEMONITORAMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA
    O SiTEL foi concebido e implementado como um sistema de monitoramento à distância e capaz de monitorar tanto características de continuidade, quanto aspectos físicos de qualidade de potencial elétrico distribuído. O SiTEL tem foi implementado tendo-se como objetivo fornecer uma ferramenta tecnológica com a qual telemonitorar características e eventos elétricos em elementos de um sistema trifásico de distribuição de energia elétrica. O sistema foi implantado para operar junto ao telemonitoramento de indicadores de qualidade (grandezas elétricas) e de eventos elétricos em sistemas de distribuição de energia elétrica. Seu protótipo foi implementado de modo a poder monitorar tensões de pico de 250V e correntes de pico de 16A em sistemas mono, bi ou trifásicos. A arquitetura-base do sistema foi implantada a fim de conter uma central de monitoramento, um par de modems GSM e uma unidade remota de aquisição de dados ou URA.
    Financiado e desenvolvido para a empresa CERON.

  • PREDITOR © - MANUTENÇÃO PREDITIVA DE MOTORES DE INDUÇÃO
    Este projeto desenvolveu um equipamento que detecta falhas precoces em motores de indução. Seu produto, o Preditor On-Line, é destinado a fazer o monitoramento a distância de motores de indução. Baseado no método MCSA, o mesmo pode inclusive ser utilizado em motores de difícil acesso, pois sua análise é baseada na análise de corrente, que pode ser amostrada diretamente do painel elétrico. A análise é baseada no fato de que há alterações no espectro de corrente como consequência da presença de falhas nos motores. Esses reflexos das falhas no espectro de corrente são característicos em decorrência de uma determinada falha, permitindo assim a análise e caracterização das falhas específicas.
    Financiado e desenvolvido para a empresa PS Soluções com recursos do FINEP.

  • DISPOSITIVO INTELIGENTE DE REDUÇÃO DE PONTA E CONTROLE DE HÁBITOS
    Este projeto desenvolveu um dispositivo inteligente capaz de reduzir a demanda de ponta e melhorar a eficiência da distribuidora, implementado em refrigeradores convencionais. O dispositivo desenvolvido apresenta condições de reduzir a demanda de pico da concessionária e melhora, sob o ponto de vista de economia de energia, o perfil energético do consumidor, tendo em vista que tem um sistema de avaliação de temperatura interna, estimação da dinâmica térmica da massa de produtos presentes dentro do equipamento e que associado com os hábitos de consumo dos usuários produz um perfil de controle adequado às necessidades tanto da concessionária como do usuário.
    Financiado e desenvolvido para as empresas EDP-Bandeirante e Multibras.

  • TESTADOR DA DEGRADAÇÃO DE SEMICONDUTORES DE POTÊNCIA
    Este projeto teve como objetivo principal o desenvolvimento de uma metodologia para avaliação da degradação de semicondutores de potência em uso contínuo em conversores do tipo AC/AC aplicados como Compensadores Estáticos de Reativo, dos tipos Capacitores Chaveados por Tiristores e Reatores Controlados a Tiristores. Nele foi desenvolvido um equipamento para teste de degradação dos semicondutores de potência dos tipos em operação nos Compensadores Estáticos da CHESF. Esse equipamento pode também avaliar a vida útil do componente.
    Financiado e desenvolvido para a empresa CHESF.

  • COMPENSADOR ATIVO DE POTÊNCIA – 75 kVA, 13,8 kV
    O equipamento desenvolvido tem a propriedade de poder operar como Filtro Ativo para compensação de harmônicos. Outra vantagem deste tipo de equipamento é poder restaurar dinamicamente a tensão através da injeção de um conjunto de tensões em série com a tensão do sistema de distribuição de modo a que estas estejam em fase e com amplitude controlada, de modo a restaurar, instantaneamente, a tensão aplicada na carga. Características: 75 kVA, 13,8 kV.
    Financiado e desenvolvido para a empresa CPFL.

  • CONDICIONADOR UNIVERSAL – 75 kVA, 13,8kV
    O condicionador universal desenvolvido teve como principal objetivo eliminar distorções harmônicas e problemas de afundamento de tensão. Para tal, foi seguida uma estratégia de abordagem do problema. Inicialmente, estudaram-se quais parâmetros deveriam ser compensados para que a tensão e a corrente pudessem apresentar padrões senoidais e em valores nominais. Foi então definida uma estratégia de controle visando compensar os desbalanços de tensão e de corrente. De posse deste controle, montou-se a topologia do condicionador, definindo a estrutura da ponte H utilizada. Finalmente, o condicionador foi testado em uma rede de distribuição típica. Para isto, foi montada toda a estrutura que pudesse simular as variações de tensão e distorções harmônicas existentes nas redes de distribuição regulares.
    Financiado e desenvolvido para a empresa CEMAR.

  • FILTRO ATIVO DE POTÊNCIA – 75 kVA, 13,8 kV / 50 kVA, 440 V
    Este projeto teve como principal objetivo o desenvolvimento de um filtro ativo de potência de pudesse eliminar harmônicos de diversas ordens. Características: 75 kVA, 13,8 kV. Em uma segunda etapa, este projeto desenvolveu melhorias no protótipo do Filtro Ativo de Potência para torná-lo mais próximo de um equipamento industrial, bem como preparar um equipamento mais adequado para instalação em cargas geradoras de harmônicos para teste desta nova tecnologia em situações reais. Características: 50 kVA, 440 V.
    Financiado e desenvolvido para as empresas EDP-Bandeirante e Adelco Sistemas de Energia.

  • LABORATÓRIO DE CIRCUITOS FUNCIONAIS
    Este laboratório permite testar os circuitos funcionais de proteção, comando e controle das subestações da Bandeirante. Este programa tem uma interface amigável com o usuário, gerando um relatório conclusivo sobre as possíveis configurações restritivas da subestação. Associado ao programa computacional, ele utiliza técnicas de busca para gerar todas as combinações possíveis de configurações das subestações, de tal forma a que se possa avaliar para as mesmas as condições de confiabilidade de seus circuitos funcionais de proteção, comando e controle.
    Financiado e desenvolvido para a empresa EDP-Bandeirante.

  • ROBOSSAN
    Robô autônomo de 1,60 (m) de altura, capaz de se locomover em chão plano, com supervisão visual remota do percurso. O acionamento dos braços, pescoço e cintura é pneumático. A cabeça apresenta movimentos de olhos, sobrancelha e boca. Os motores são comandados por controle remoto, através de ondas rádio, com possibilidade de interfacear um microcomputador.

 

 

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