UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR`

INSTITUTO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA ELTRICA

LORENA DOS REIS MORAIS

SISTEMA INTELIGENTE PARA MONITORAMENTO E DIAGNSTICO DE TRANSFORMADORES BASEADO NA AN`LISE

FSICO-QUMICA DO LEO E AN`LISE DOS GASES DISSOLVI DOS EM LEO

DM 24/2008.

UFPA / CT / PPGEE Campus Universitrio do Guam

Belm-Par-Brasil 2008

ii

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR` INSTITUTO DE TECNOLOGIA

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA ELTRICA

LORENA DOS REIS MORAIS

SISTEMA INTELIGENTE PARA MONITORAMENTO E DIAGNSTICO DE TRANSFORMADORES BASEADO NA AN`LISE

FSICO-QUMICA DO LEO E AN`LISE DOS GASES DISSOLVI DOS EM LEO

Dissertao submetida Banca Examinadora do Programa de Ps-Graduao em Engenharia Eltrica da UFPA para a obteno do Grau de Mestre em Engenharia Eltrica

UFPA / CT / PPGEE Campus Universitrio do Guam

Belm-Par-Brasil 2008

iii

M827s Morais, Lorena dos Reis Sistema inteligente para monitoramento e diagnstico de transformadores baseado na anlise fsico-qumica do leo e anlise dos gases dissolvidos em leo / Lorena dos Reis Morais; orientadora, Adriana Rosa Garcez Castro.-2008. Dissertao (Mestrado) - Universidade Federal do Par, Instituto de Tecnologia, Programa de Ps-Graduao em Engenharia Eltrica, Belm, 2008.

1. Redes neurais (computao). 2. Transformadores. 3. Sistemas difusos. I. Ttulo. ___________________________________________________________________________

iv

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR` INSTITUTO DE TECNOLOGIA

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA ELTRICA

SISTEMA INTELIGENTE PARA MONITORAMENTO E DIAGNSTIC O DE TRANSFORMADORES BASEADO NA AN`LISE FSICO-QUMICA D O LEO E

AN`LISE DOS GASES DISSOLVIDOS EM LEO

AUTOR:LORENA DOS REIS MORAIS

DISSERTAO DE MESTRADO SUBMETIDA AVALIAO DA BA NCA EXAMINADORA APROVADA PELO COLEGIADO DO PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA ELTRICA DA UNIVERSIDADE FE DERAL DO PAR` E JULGADA ADEQUADA PARA OBTENO DO GRAU DE ME STRE EM ENGENHARIA ELTRICA NA `REA DE COMPUTAO APLICADA. APROVADA EM 14 / 11 / 2008 BANCA EXAMINADORA:

Profa. Dra. Adriana Rosa Garcez Castro (ORIENTADORA PPGEE - UFPA)

Profa. Dra. Simone de Ftima P. Pereira (MEMBRO PPGQ - UFPA)

Prof. Dr. Roberto Clio Limo de Oliveira (MEMBRO PPGEE - UFPA)

VISTO:

Prof. Dr. Marcus Vincius Alves Nunes

(COORDENADOR DO PPGEE/ITEC/UFPA)

v

Dedico esta dissertao a minha me, meu exemplo de vida.

Lorena.

vi

AGRADECIMENTOS

Agradeo primeiramente a Deus por todas as benes derramadas sobre a minha vida.

Agradeo imensamente a nossa senhora de Nazar pela intercesso diria.

A minha me no somente agradeo como dedico este trabalho, por todo apoio e

infinito amor incondicional que me sempre oferecido em todos os momentos de minha vida.

A minha irm Verena, cunhado Marcelo, sobrinhos Ana Clara, Lucas e Felipe

agradeo pela fora, amor, disponibilidade, palavras de apoio e incentivo, principalmente pela

alegria da convivncia tranqila e de amor.

Aos familiares amigos agradeo pela compreenso nas ausncias.

Agradeo especialmente a professora Adriana Garcez minha orientadora por todo

apoio, compreenso e pacincia durante o decorre deste estudo.

Ao professor Jurandir Garcez agradeo a oportunidade de participao no projeto da

Eletronorte, o qual foi a base deste estudo.

Aos amigos Wilson, Larissa, Gabrielle, Felipe, Marcus, Miriam, Roger e Joana

agradeo, pelo apoio para a construo desta vitria.

Aos amigos do SERPRO Cleber, Suely, Alexandre, Eduardo, Fernando, Dona Antonia

incentivadores recentes, porm que muito contriburam para que este estudo fosse concludo.

Aos meus amigos professores da ESAMAZ agradeo pelo incentivo.

Enfim agradeo a todos aqueles que direta e indiretamente contriburam para a

realizao deste estudo.

vii

"O estudo, a busca da verdade e da beleza so domnios em que nos consentido sermos crianas por toda a vida.

Albert Einstein

viii

SUM`RIO

LISTA DE FIGURAS........................................................................................................ x LISTA DE TABELAS....................................................................................................... xii RESUMO............................................................................................................................ xiv ABSTRACT........................................................................................................................ xiv 1. Introduo ...................................................................................................................... 1 1.1. Objetivos e Metodologia ........................................................................................... 2 1.2. Organizaes do Trabalho......................................................................................... 3 2. Metodologias de Anlise para leo Mineral Isolante de Transformadores ............ 5 2.1. Materiais e Lquidos Isolantes de Transformadores ............................................ 5 2.2.Metodologias de Anlise para leo Mineral Isolante ........................................... 6 2.2.1 Anlise Fsico-Qumica ....................................................................................... 6 2.2.1.1. ndice de Neutralizao ou Acidez .......................................................................................... 7 2.2.1.2. Resistividade ............................................................................................................................... 7 2.2.1.3. Oxignio Dissolvido .................................................................................................................... 7 2.2.1.4. Valores Limites de Referncia para leo mineral isolante em servio................................... 8 2.2.1.5. Utilizao de leo isolante a ser regenerado ............................................................................. 10 2.2.1.6. Valores limite de Referncia....................................................................................................... 10 2.2.2 Anlise Cromatogrfica de Gases Dissolvidos em leo (DGA)......................... 12 2.2.2.1 - Faltas Eltricas e Gases Gerados ............................................................................................. 14 2.2.2.2. Mtodos de Deteco de Faltas Baseados em DGA.................................................................. 17 2.2.2.2.1 Mtodo Clssico de Rogers....................................................................................................... 18 2.2.2.2.2 Mtodo de Doernenburg........................................................................................................... 20 2.2.2.2.3 Mtodo IEC 60599.................................................................................................................... 22 2.2.2.2.4 Mtodo Laboratoire Central ds Industries lectriques (LCIE)............................................ 23 2.2.2.2.5 Mtodo Laboratoire Belge de lIndustrie lectrique (Laborelec).......................................... 23 2.2.2.2.6. Mtodo DUVAL....................................................................................................................... 23 2.2.2.2.7 Mtodo do gs chave................................................................................................................. 24 2.3 Consideraes Finais ................................................................................................. 26 3. Redes Neurais Artificiais e Sistemas Difusos............................................................... 27 3.1. Redes Neurais Artificiais.......................................................................................... 27 3.1.1 Neurnio Artificial................................................................................................ 28 3.1.2 Funes de Ativao ............................................................................................. 29 3.1.2.1 Funo Linear.. ............................................................................................................................ 30 3.1.2.2 Funo Linear de Piecewise......................................................................................................... 30 3.1.2.3 Funo Sigmoidal......................................................................................................................... 30 3.1.2.4 Funo Tangente Hiperblica..................................................................................................... 30 3.1.3 Arquiteturas de RNA............................................................................................ 31 3.1.3.1 Redes alimentadas adiante de uma nica camada (Perceptron).............................................. 32 3.1.3.2 Redes Alimentadas adiante com Mltiplas Camadas............................................................... 32 3.1.3.3 Redes com realimentao............................................................................................................. 34 3.1.4 Paradigmas de Aprendizagem............................................................................. 34 3.1.4.1 Algoritmo Back-Propagation..................................................................................................... 35 3