O documento descreve o Sistema Inteligente de Manutenção Preditiva de Transformadores de Potência (PREDITRAFO) desenvolvido para diagnosticar defeitos em transformadores de potência usando análise cromatográfica de óleo isolante e lógica fuzzy. O sistema fornece diagnósticos com 100% de precisão para casos tabelados pela norma IEC e também analisa casos não tabelados, fornecendo diagnósticos compatíveis com laudos de empresas. O PREDITRAFO possui interface gráfica para inserção e consulta de amostras e gr

1. Sistema Inteligente de Manutenção Preditiva de Transformadores de Potência: PREDITRAFO

2. Equipe UFPE: Ronaldo R. B. de Aquino Milde M. S. Lira Jose M. B Bezerra Otoni Nobrega Neto Agnaldo. M. de S. Silva Viviane K. Asfora Celpe Heldemarcio L. Ferreira Taciana Filgueiras

3. Objetivo Este P&D teve como objetivo diagnosticar defeitos nos transformadores de potência imersos em óleo através da análise cromatográfica do óleo isolante, utilizando a norma IEC 599 . O modelo desenvolvido utiliza técnica de inteligência artificial (lógica fuzzy) e a partir dela, além de identificar o provável diagnóstico tabelado, também é capaz de fornecer diagnósticos que não se encontram tabelados.

4. Base de Dados Dados fornecidos pela CELPE Coletados a partir de 1985 4905 laudos (2591 tabelados)

5. Método IEC Proposto pela IEC em 1978 Utiliza três relações gasosas ( ) Acetileno/Etileno , Metano/Hidrogênio, Etileno/Etano Fornece 10 tipos de diagnósticos

6. Método IEC Valor da relação dos gases Código atribuído a relação dos gases <0,1 0 1 0 0,1-1 1 0 0 1-3 1 2 1 >3 2 2 2

7. Método IEC Implementação Valor Código R1 <0,1 0 0,1≤R1<3,0 1 3,0≤R1 2 R2<0,1 1 0,1≤R2<1,0 0 1,0≤R2 2 R3<1,0 0 1,0≤R3<3,0 1 3,0≤R3 2

8. Diagnósticos IEC Código Provável defeito Quantidade de laudos Percentual (%) 000 Sem Falha 571 11,64 001 Defeito térmico de baixa temperatura (<150°C) 436 8,89 010 Descargas parciais de pequena densidade de energia 237 4,83 020 Defeito térmico de baixa temperatura (150°C a 300°C) 615 12,54 021 Defeito térmico de média temperatura (300°C a 700°C) 208 4,24 022 Defeito térmico de alta temperatura (>700°C) 232 4,73 101 Arco ou Descargas de baixa energia 41 0,84 102 Arco ou Descargas de alta energia 143 2,92 110 Descargas parciais de alta densidade de energia 9 0,18 202 Arco ou Descargas de baixa energia 99 2,02

9. Sistema de Inferência Fuzzy - SIF De acordo com norma IEC, foi desenvolvido um software no qual é possível, a partir da concentração dos gases contidos na análise cromatográfica de um transformador de potência, fornecer um diagnóstico. Esse software se baseia em lógica FUZZY e utiliza funções membro para verificar a pertinência de cada relação gasosa à determinada codificação.

10. Modelo Desenvolvido Para R1 = 3,3333 0 0,1481 0,8841

11. Funções de Saída do SIF F(0) = R1_Zero + R2_Zero + R3_Zero; F(1) = R1_Zero + R2_Zero + R3_Um; F(2) = R1_Zero + R2_Um + R3_Zero; F(3) = R1_Zero + R2_Dois + R3_Zero; F(4) = R1_Zero + R2_Dois + R3_Um; F(5) = R1_Zero + R2_Dois + R3_Dois; F(6) = máximo ((R1_Um + R2_Zero + R3_Um) ou (R1_Dois + R2_Zero + R3_Dois)); F(7) = R1_Um + R2_Zero + R3_Dois; F(8) = R1_Um + R2_Um + R3_Zero;

12. Resultados de Casos Tabelados Codificação Provável defeito Total Erro (SIF) 000 Sem Falha 571 0 % 001 Defeito térmico de baixa temperatura (<150°C) 436 0 % 010 Descargas parciais de pequena densidade de energia 237 0 % 020 Defeito térmico de baixa temperatura (150°C a 300°C) 615 0 % 021 Defeito térmico de média temperatura (300°C a 700°C) 208 0 % 022 Defeito térmico de alta temperatura (superior a 700°C) 232 0 % 102 Arco ou Descargas de baixa energia 143 0 % 110 Arco ou Descargas de alta energia 9 0 % 101 202 Descargas parciais de alta densidade de energia 140 0 % Total Tabelados 2591 0 %

13. Diagnóstico – Caso não tabelado Transformador: 02T1 Ano de fabricação: 1989 Potência: 10000 kVA Tensão: 69kV Subestação: Afogados da Ingazeira Data da amostra Códigos IEC Diagnóstico IEC RESULTADO SIF 12/6/2007 022 Defeito térmico de alta temperatura > 700ºC Defeito térmico de alta temperatura 18/9/2006 022 Defeito térmico de alta temperatura > 700ºC Defeito térmico de alta temperatura 18/12/2005 012 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 17/3/2006 012 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 12/9/2005 002 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 14/6/2005 012 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 3/3/2005 012 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 9/12/2004 012 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 28/9/2004 002 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 23/6/2004 002 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 16/3/2004 012 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 21/5/2003 012 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 3/7/2002 022 Defeito térmico de alta temperatura > 700ºC Defeito térmico de alta temperatura

14. Diagnóstico – Caso não tabelado Data da amostra Códigos IEC Diagnóstico IEC RESULTADO SIF 19/5/2001 002 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 26/5/2000 002 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 10/5/1999 012 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 3/12/1998 002 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 13/1/1998 002 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 14/7/1997 002 NãoTabelado Defeito térmico de baixa temperatura 10/7/1996 002 NãoTabelado Defeito térmico de alta temperatura 7/6/1996 001 Defeito térmico de baixa temperatura < 150ºC Defeito térmico de baixa temperatura 7/6/1995 001 Defeito térmico de baixa temperatura < 150ºC Defeito térmico de baixa temperatura 21/11/1994 001 Defeito térmico de baixa temperatura < 150ºC Defeito térmico de baixa temperatura

15. Tela Principal do PREDITRAFO

16. Fluxograma do PREDITRAFO

17. Tela de inclusão de amostra

18. Tela de consulta de amostras

19. Gráficos de acompanhamento dos gases H2, O2, N2 e CH4

20. Conclusões Como não há necessidade de treinamentos subseqüentes, o Sistema de Inferência Fuzzy foi a ferramenta escolhida para realizar o diagnóstico a partir dos gases desenvolvidos em um TRAFO (100% de acerto). Foi possível ainda, através do SIF, analisar os casos onde a norma IEC não apresentava um diagnóstico (cerca de 50% dos casos), os quais foram compatíveis com os laudos fornecidos pelas empresas que realizaram as análises.

21. E-mail: [email_address] [email_address] [email_address] Agradecimentos Os autores agradecem o apoio obtido pela CELPE , empresa financiadora do projeto.