Fonte de tensão e corrente PPS 400.3 | MTE
Descrição
O HYDROCAL BPD é um sistema modular de monitoramento online desenvolvido pela GWF Hydropower para análise contínua de buchas de alta tensão e descargas parciais (PD) em transformadores de potência. Segundo o CIGRÉ, buchas representam a segunda maior causa de falhas em transformadores, responsáveis por aproximadamente 25% das ocorrências. O HYDROCAL BPD foi projetado para detectar degradações incipientes nesses componentes críticos antes que evoluam para falhas catastróficas, permitindo manutenção preditiva baseada em dados reais de operação.
O sistema atende simultaneamente a medição elétrica de descargas parciais conforme IEC 60270, análise de PD em UHF para a parte ativa do transformador, e monitoramento completo de buchas (tensão, corrente e ângulo de fase para determinação de tan δ / fator de potência e capacitância). Sua arquitetura modular permite integração com outros modelos da linha HYDROCAL (como o HYDROCAL genX) para compor um sistema abrangente de monitoramento de subestação.
Características Técnicas
Monitoramento de Buchas (C / tan δ / FP)
- Até 6 canais de entrada para sensores de bucha (bushing tap sensor)
- Faixa de medição de corrente: 0 a 200 mA
- Faixa de medição de tensão: 0 a 28 V (opcional 50 a 300 V com PT)
- Incerteza: ≤ ±0,1% para tensão, ≤ ±0,01° para ângulo de fase, ≤ ±0,01 Hz para frequência
- Resolução de 14 bits na aquisição
Medição de Descargas Parciais (PD) — IEC 60270
- Até 6 canais de entrada
- Resolução de 12 bits
- Taxa de amostragem: 18 kS/s (50 Hz) e 21,6 kS/s (60 Hz), resolução de 1° por fase
- Sensores: clamp-on HFCT e bushing tap sensor
Análise em UHF (Ultra-High Frequency)
- Faixa de frequência: 200 MHz a 3 GHz
- Faixa de medição: -75 dBm a -5 dBm
- Até 6 posições de monitoramento
- Sensores: UHF plate sensor, UHF drain valve sensor, sensor acústico de PD, sensor TEV
Gabinete e Condições Ambientais
- Dimensões: 400 x 260 x 97 mm (instrumento) / 550 x 570 x 102 mm (placa de montagem)
- Peso: aproximadamente 10 kg (instrumento) / 23 kg (com placa de montagem)
- Grau de proteção: IP-40 (instrumento) / IP-66 (gabinete externo)
- Proteção contra corrosão: C1/2 (interno) / C5M (externo)
- Temperatura de operação: -55 °C a +50 °C
- Umidade relativa: até 95% a 25 °C (30 dias/ano dispersos)
- Altitude máxima de operação: 2.000 m
Interface e Comunicação
- Display colorido TFT touch screen de 7″ (800 x 600 pixels)
- Interface Wi-Fi integrada com servidor web
- Ethernet 10/100 Mbit/s (cobre ou fibra óptica SC Duplex)
- 2 portas USB (tipo A e tipo B)
- 2 x RS 485 (protocolo proprietário ou MODBUS RTU/ASCII)
- 4 saídas digitais (12 VDC ou 220 VDC/VAC)
- Armazenamento: cartão SD removível até 64 GB / SSD até 256 GB
Opções de Expansão
- 2ª porta Ethernet com suporte a PRP
- Modem 4G com antena adesiva externa
- Protocolos DNP3 e IEC 61850
Benefícios
Redução de falhas catastróficas: Com 25% das falhas em transformadores originando-se em buchas, o monitoramento contínuo permite identificar elevações em tan δ, variações de capacitância e atividade de descargas parciais meses antes de uma falha. Uma única falha não programada em transformador de potência envolve custos de reparo, multas regulatórias por indisponibilidade e riscos de segurança ambiental. O sistema viabiliza a transição de manutenção corretiva para manutenção preditiva.
Eficiência operacional para equipes de manutenção: A interface touch screen de 7″ com servidor web integrado elimina a necessidade de software proprietário instalado em notebooks. Técnicos acessam gráficos, tabelas, diagramas polares e apresentações PRPD diretamente pelo navegador, via Wi-Fi ou Ethernet. A configuração de alarmes é realizada por parâmetros, com relatórios automáticos e protocolos de reconhecimento.
Segurança elétrica intrínseca: O conceito de segurança do HYDROCAL BPD inclui proteção contra sobretensões por GDT e diodos supressores, além de aterramento permanente do cabo do test tap — garantindo que mesmo com o cabo danificado, não haja risco de energização acidental. A capacitância de medição integrada elimina a necessidade de intervenções no circuito de alta tensão durante a instalação dos sensores.
Robustez para campo: A faixa de temperatura de operação de -55 °C a +50 °C e o grau de proteção IP-66 no gabinete externo permitem instalação em subestações abrigadas e ao ar livre, sem necessidade de condicionamento ambiental dedicado.
Aplicações
Subestações de concessionárias de energia: Instalação permanente em transformadores de potência de 69 kV a 500 kV para monitoramento contínuo de buchas e da parte ativa. O sistema gera curvas de tendência de tan δ e capacitância ao longo do tempo, permitindo que equipes de manutenção programem intervenções com base em dados objetivos — por exemplo, substituir uma bucha quando a capacitância varia mais de 1% em relação ao valor de referência ou quando o tan δ ultrapassa o limite definido em norma.
Usinas hidrelétricas: Aplicação em transformadores elevadores de unidades geradoras, onde o tempo de indisponibilidade programada é escasso e uma falha entre safras representa perda de receita significativa. O HYDROCAL BPD opera dentro da faixa de temperatura e umidade típica de casas de força, sem necessidade de climatização adicional.
Laboratórios de alta tensão: Utilização em ensaios de envelhecimento e caracterização de buchas, onde a medição sincronizada de descargas parciais elétricas e UHF em múltiplos pontos fornece correlação entre os dois métodos. A combinação com análise de gases dissolvidos (DGA) integrada ao software permite uma avaliação holística da condição do isolamento.
Transformadores de potência industriais: Aplicação em subestações de grandes consumidores (siderúrgicas, mineração, petroquímica) onde transformadores estratégicos não podem falhar. O sistema pode ser configurado para enviar alarmes via MODBUS TCP ou DNP3 diretamente para o sistema supervisório da planta (SCADA), integrando o monitoramento à rotina de operação.
Diferenciais
Abordagem multimétodo integrada: Diferente de sistemas que monitoram apenas descargas parciais ou apenas buchas, o HYDROCAL BPD consolida em um único instrumento a medição elétrica de PD (IEC 60270), análise UHF (200 MHz a 3 GHz), e monitoramento completo de parâmetros dielétricos de bucha (capacitância, tan δ e fator de potência). Essa integração elimina a necessidade de múltiplos equipamentos e a complexidade de correlacionar dados de fontes distintas.
Resolução e precisão superiores: Com incerteza de ±0,01° na medição de ângulo de fase e resolução de 14 bits na aquisição dos parâmetros de bucha, o sistema detecta variações sutis que sistemas concorrentes com resolução inferior (tipicamente 12 bits ou menos) não capturam. A resolução de 1° por fase na amostragem de PD (18 kS/s a 50 Hz) permite discriminar descargas por posição no ciclo da tensão aplicada.
Arquitetura modular e expansível: O conceito modular permite configurar o sistema exatamente para a necessidade de cada transformador — de 1 a 6 canais de bucha, de 1 a 6 sensores UHF, com ou sem opção de SSD para armazenamento local intensivo. A expansão futura é feita por acréscimo de módulos, sem substituição do hardware existente.
Conectividade e integração SCADA: Enquanto sistemas concorrentes frequentemente limitam-se a interfaces seriais ou software proprietário, o HYDROCAL BPD oferece MODBUS RTU/ASCII, MODBUS TCP, DNP3 e IEC 61850 como opções, além de servidor web integrado e modem 4G. Isso permite integração direta com qualquer sistema supervisório sem gateways ou conversores intermediários.
Suporte técnico especializado: A Bohnen+Messtek, representante GWF Hydropower no Brasil, oferece suporte técnico em português para instalação, configuração e interpretação de dados, além de treinamento para equipes de manutenção e engenharia.
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