Estratégias para detecção de faltas incipientes em geradores síncronos através do fluxo magnético no entreferro

Abstract

A parada não programada de um gerador síncrono em operação no sistema elétrico pode ocasionar perda de faturamento e de confiabilidade, além de gerar multas. Neste contexto, sistemas de monitoramento de condição de máquina são uma solução atraente, pois permitem a programação de manutenções preventivas de maneira otimizada. Este trabalho tem como objetivo propor estratégias de análises no domínio do tempo e da frequência para detecção e diferenciação de faltas incipientes em geradores síncronos através do fluxo magnético no entreferro e da corrente de excitação. Realizaram-se ensaios experimentais em uma bancada que permite a imposição de faltas de maneira controlada, aplicando as estratégias propostas. A robustez das estratégias de detecção foi avaliada nos testes com imposição de diferentes modos de falta em diversos pontos de operação na bancada. A análise de diferentes indicadores propostos mostrou a possibilidade de detectar, mensurar e diferenciar os defeitos em enrolamentos do estator e de excitação, bem como de excentricidade estática, independentemente do carregamento da máquina.

Abstract: The unscheduled stoppage of a synchronous generator operating in the electrical system may cause fines and loss of revenue and reliability. In this context, machine condition monitoring systems are an attractive solution, as they allow the scheduling of preventive maintenance in an optimized way. This work proposes analysis strategies in the time and frequency domain for detecting and differentiating incipient faults in synchronous generators through the air gap magnetic flux and the field current. Experimental tests were made on a bench that allows the imposition of faults in a controlled manner. The robustness of the detection strategies was evaluated in tests with the imposition of different fault modes at different operation points on the bench. The analysis of different proposed indicators showed the possibility of detecting, measuring and differentiating faults in the stator and excitation windings and static eccentricity, regardless of machine loading.