Manutenção Baseada em Condição e Diagnóstico de Falhas para Equipamentos Elétricos: Estratégias e Tecnologias

O estado operacional do equipamento de energia afeta diretamente a qualidade do fornecimento de energia das empresas de utilidade pública. A manutenção rotineira do equipamento de energia pode reduzir o risco de falhas; no entanto, os desafios existentes na manutenção baseada em condições (MBC) ainda levam a um consumo significativo de recursos humanos e materiais. Ao implementar MBC, as empresas podem obter insights em tempo real sobre as condições do equipamento, permitindo a detecção e reparo imediatos de falhas. Isso melhora significativamente a confiabilidade do fornecimento de energia e a saúde geral das linhas de energia, fornecendo uma base sólida para o desenvolvimento da empresa de utilidade.

1. O Papel da Manutenção Baseada em Condições (MBC) para Equipamentos de Energia

1.1 Melhorando a Confiabilidade da Rede de Distribuição
A construção e operação de uma rede de distribuição requer não apenas um design estrutural racional e eficiência econômica, mas também alta confiabilidade e tecnologia avançada. Apenas garantindo um progresso equilibrado em todas essas áreas, pode-se estabelecer uma rede de distribuição robusta para atender às crescentes demandas de eletricidade. Para melhorar efetivamente a confiabilidade da rede de distribuição, é necessária a implementação estratégica do monitoramento de condições do equipamento da subestação. A MBC é uma das abordagens mais eficazes. Ao combinar MBC com tecnologias modernas, as falhas no equipamento podem ser detectadas e resolvidas prontamente, prevenindo incidentes de segurança e minimizando perdas econômicas.

1.2 Promovendo a Gestão Padronizada e Refinada nas Empresas de Energia
Para alcançar a gestão padronizada e refinada, as empresas de energia devem se afastar dos modelos de gestão tradicionais e grosseiros. Devem ser implementados padrões claros e quantificáveis, bem como princípios avançados de gestão científica em todos os processos de gestão. A MBC padroniza efetivamente a gestão detalhada, permitindo maiores retornos com menor investimento e impulsionando o desenvolvimento contínuo das empresas de energia.

2. Falhas Comuns em Equipamentos Elétricos nos Sistemas de Energia

2.1 Falhas Mecânicas
Falhas mecânicas decorrem principalmente de manutenção inadequada. Quando os técnicos de manutenção não realizam serviços regulares, os componentes mecânicos operam continuamente por períodos prolongados, levando ao desgaste, fadiga e outras anomalias, potencialmente culminando em falha mecânica grave. Pesquisas indicam que os motores nesses equipamentos frequentemente operam de forma independente, tornando o diagnóstico de falhas difícil e retardando a detecção e resolução oportuna. Nesses casos, os técnicos de manutenção precisam não apenas de ampla experiência, mas também de instrumentos de diagnóstico avançados para localizar e resolver pontos de falha.

2.2 Falhas de Isolamento
A falha de isolamento é a falha mais comum durante a operação de equipamentos elétricos. Unidades elétricas de alta tensão operando por longos períodos são suscetíveis a fatores externos, como tensões elevadas e campos elétricos fortes, comprometendo a operação segura do isolamento superficial e causando problemas. Se não forem detectados durante a inspeção, esses problemas podem piorar e se transformar em falhas graves de equipamento. Estudos mostram que falhas de isolamento ocorrem frequentemente em componentes como transformadores e transformadores de corrente. As principais causas incluem limitações inerentes ao design, vedação inadequada e erosão ou corrosão ambiental de fios. Além disso, a vedação comprometida de materiais externos também pode levar à falha de isolamento.

2.3 Falhas de Sobreaquecimento
Os equipamentos elétricos geram e transferem calor durante a operação. Anomalias nesse processo, como curtos-circuitos, podem causar um aumento rápido de corrente e calor, potencialmente levando a picos súbitos de temperatura. Isso pode danificar severamente os componentes e interromper a operação do equipamento. As anomalias de temperatura nos componentes do circuito são relativamente fáceis de detectar durante as patrulhas, então os técnicos de manutenção devem abordá-las prontamente quando descobertas.

3. Pesquisa sobre Tecnologias de Manutenção Baseada em Condições para Equipamentos de Energia

3.1 Adoção de Tecnologias Avançadas de Manutenção
A MBC deve seguir o princípio: "Repare o que precisa ser reparado e garanta que as reparações sejam feitas corretamente." Durante a implementação, novas tecnologias devem ser integradas aos sistemas legados para melhorar a modernização dos sistemas de energia. À medida que a tecnologia avança, as técnicas de manutenção devem acompanhar. As tecnologias comuns de MBC incluem monitoramento de condições, previsão de condições e avaliação de condições. Primeiro, o status do equipamento é monitorado usando parâmetros. Em seguida, métodos de previsão, como análise de séries temporais ou redes neurais artificiais, são aplicados com base no tipo de equipamento. Finalmente, a avaliação dos resultados da inspeção fornece relatórios de status confiáveis para apoiar o processo de MBC.

3.2 Aplicação em Subestações
As subestações são infraestruturas fundamentais nos sistemas de energia, responsáveis pela transmissão e distribuição de energia. A manutenção tradicional de subestações depende de dispositivos de proteção por relé. Quando uma anomalia é detectada, a equipe deve viajar até o local para inspeção e reparo, resultando em baixa eficiência. Com o avanço da automação, a integração da MBC com tecnologias de automação melhorou significativamente a eficiência da manutenção. O monitoramento remoto permite que a equipe visualize os parâmetros operacionais por computador, colete e analise dados de uso de energia regional, identifique anomalias e preveja falhas potenciais com base em dados históricos, permitindo manutenção direcionada e eficiente e garantindo a operação estável da subestação. Os sistemas de energia são complexos; uma única falha de componente pode desencadear falhas em cascata. Portanto, a MBC para interruptores de seccionamento é essencial. Esses interruptores podem falhar devido ao sobreaquecimento, que pode ser detectado monitorando a temperatura superficial e tratado imediatamente. Embora algumas empresas de utilidade tenham implantado software e hardware para MBC, ainda usam métodos de gestão tradicionais, limitando a eficácia das novas tecnologias. Portanto, melhorar a competência dos gestores e do pessoal técnico é crucial para aproveitar plenamente a MBC. Como uma tecnologia nova, a MBC requer aprendizado contínuo por parte do pessoal para garantir que seu potencial seja totalmente realizado.

3.3 Construção de um Sistema de Avaliação de MBC
A manutenção rotineira nas empresas de utilidade geralmente envolve a inspeção de transformadores, linhas de energia, disjuntores, etc. Embora os registros de manutenção sejam mantidos para referência durante as transferências, um sistema de avaliação formal muitas vezes é ausente. Para melhorar a eficácia da manutenção, deve-se estabelecer um sistema de avaliação de MBC abrangente. Os dados coletados durante a manutenção devem ser registrados e compilados em relatórios de status detalhados, formando uma estrutura de avaliação robusta. Isso fornece dados históricos valiosos para o planejamento de manutenção futura e tomada de decisões.

Conclusão
A sociedade atual é impulsionada por informações e inteligência. Várias indústrias estão integrando automação e tecnologias inteligentes. Dada a extensa infraestrutura de rede de energia e as áreas de serviço em expansão na China, a MBC é fundamental para manter a estabilidade do sistema de energia. Portanto, as empresas de utilidade devem fortalecer as práticas de manutenção para garantir a confiabilidade da rede e a estabilidade operacional.