Monitor de Umidade MO 1

A inversão dos sensores efetuada durante os testes permitiu quantificar o tempo de resposta dos sensores on-line a uma mudança em degrau no teor de água. Tomando as medições do sensor que foi movido da entrada (maior teor de água) para a saída da máquina (menor teor de água), observa-se que a medição excursionou de seu valor inicial de 7ppm às 13:53h até o valor final de 0,4ppm às 14:00h.

Com isso, o sensor respondeu completamente ao degrau de mudança no teor de água em aproximadamente 7 minutos, inferior, portanto, ao seu tempo de resposta nominal de 15 minutos.

As medições de teor de água nas amostras transportadas para análise posterior no laboratório não demonstraram variação significativa em relação às medições realizadas com o mesmo equipamento na subestação, tanto para a análise realizada no mesmo dia quanto após 4 dias.

Esse resultado confirma que, uma vez que o processo de amostragem seja realizado corretamente e com equipamento adequado, as amostras podem ser transportadas e armazenadas durante alguns dias sem alterações nos resultados.

A influência da velocidade do fluxo de óleo nas medições on-line foi verificada desligando e religando a bomba de óleo. O resultado pode ser observado no gráfico da figura 2, onde se verifica uma elevação de 1ppm na medição on-line da entrada da máquina quando a bomba é desligada, e uma redução de 0,5ppm ao ser restabelecido o fluxo de óleo. A pequena magnitude das alterações contatadas indica que o efeito do fluxo de óleo nas medições pode ser desconsiderado, embora seja possível eliminá-lo completamente pela inclusão de um anteparo no conjunto sensor.

Na saída da máquina, com teor de água reduzido, a influência do fluxo na medição foi ainda menor, da ordem de 0,3ppm.

As comparações entre as medições on-line e de laboratório, considerando os limites de erro de cada processo – ±1,7ppm a 30ºC para a medição on-line e ±2ppm para a medição de laboratório – são mostradas nos gráficos da figura 3 para a entrada e saída da máquina de secagem. As linhas tracejadas acima e abaixo de cada medição indicam, respectivamente, os valores de tolerância superior e inferior da medição, obtidos somando e subtraindo à medição o seu limite de erro.

Nestes gráficos se observa visualmente a existência de uma grande área de intersecção entre as medições on-line e as de laboratório. Tanto na saída como na entrada da máquina de secagem o limite de tolerância superior da medição on-line chega a atingir a medição de laboratório, e o limite de tolerância inferior da medição de laboratório chega a atingir a medição on-line. Fica comprovado, portanto, que as diferenças verificadas entre as medições on-line e de laboratório não ultrapassam os limites de erro de ambos os métodos.

Figura 3 – Tolerâncias superior e inferior das medições de teor de água On-line e de Laboratório

A correlação entre os dois métodos de medição pode ser mais facilmente visualizada a partir do gráfico da figura 4, no qual são mostradas as medições on-line (eixo vertical) em função das medições em laboratório (eixo horizontal).

Figura 4 – Medições de teor de água On-line em função das medições de Laboratório

Foi determinada, através dos mínimos quadrados, a equação que melhor relaciona os dados de medições dos dois métodos, considerando-se uma relação de 1º grau:

(H2O On-line) = 0,9462 . (H2O Laboratório) – 1,5226

A partir desta equação, mostrada em linha tracejada no gráfico da figura 4, constata-se, assumindo que as medições de laboratório correspondem à realidade do teor de água presente no óleo:

• A medição On-line responde às variações do teor de água no óleo de forma praticamente ideal, como demonstra o fator de proporcionalidade muito próximo de um (0,9462).
• A medição On-line apresentou um deslocamento (off-set) de aproximadamente 1,5ppm em relação ao teor de água da amostra, como mostra a constante independente da equação (-1,5226).

A partir dessas duas constantes, constata-se que a diferença anteriormente observada entre as medições on-line e de laboratório, embora dentro das faixas de tolerância de ambos os métodos, é causada principalmente por um erro de deslocamento (off-set), da ordem de 1,5ppm.

Embora a diferença entre as medições de laboratório e on-line encontre-se dentro dos limites de erro dos dois métodos, e a resposta às variações no teor de água no óleo não sejam afetadas por esse deslocamento, o mesmo pode ser compensado, se desejado, com pequenas alterações no ajuste de off-set do monitor de umidade on-line.

Para testar esse tipo de ajuste, o mesmo foi efetuado após a finalização dos testes, alterando-se o parâmetro off-set do sensor da entrada da máquina de 0,785 para 0,738 e o da saída de 0,797 para 0,750. Com isso, as medições on-line se alteraram para 9,6ppm e 1,5ppm respectivamente, mais próximas dos valores obtidos com o equipamento de laboratório.

Os resultados dos ensaios descritos permitem as seguintes conclusões:

• O monitor de umidade on-line MO é capaz de indicar de forma eficaz a ocorrência de alterações na umidade do óleo, visto que responde às variações do teor de água no óleo de forma praticamente ideal, ou seja, com fator de proporcionalidade muito próximo de 1 (um).
• A boa resposta a variações no teor de água do óleo foi comprovada também a partir de testes com a mudança do sensor da entrada da máquina para a saída e vice-versa, provocando assim mudanças em degrau nos teores de água no óleo.
• O teste de troca de posição dos sensores demonstrou também a repetibilidade das medições on-line, que não sofreram alterações significativas mesmo após a troca dos sensores.
• Através do teste de troca de posição dos sensores foi verificado também o tempo de resposta a variações no teor de água, encontrado da ordem de 7 minutos.
• A comparação entre as medições on-line e de laboratório demonstrou que as diferenças observadas não ultrapassam os limites de erro de ambos os métodos.
• Através da correlação entre as medições on-line e de laboratório constatou-se que a diferença entre ambas é causada principalmente por um erro de deslocamento (off-set), da ordem de 1,5ppm.
• Embora a diferença entre as medições de laboratório e on-line encontre-se dentro dos limites de erro dos dois métodos, e a resposta às variações no teor de água no óleo não sejam afetadas por esse deslocamento, o mesmo pode ser compensado com pequenas alterações no ajuste de off-set do monitor de umidade on-line.

A realização dos testes e a elaboração desse relatório somente foram possíveis com a colaboração de diversas pessoas e empresas. Nossos agradecimentos à:

• Elektro Serviços de Eletricidade S.A. – Engºs. José Daniel Eurico, Adriano Cabrino e equipe regional de Tatuí, pelo suporte para a realização dos testes durante o processo de secagem de um dos transformadores da SE Tatuí.
• MGM Diagnósticos – Engº. Cláudio Galdeano, pelo suporte e consultoria técnica em todo o processo e pela cessão do equipamento de medição de teor de água no óleo e do técnico para a realização das análises em campo.
• Engº. Henrique Hossri – pelo suporte e consultoria técnica em todo o processo e auxílio na retirada de amostras de óleo e manuseio dos sensores.