Aplicação da metodologia FMEA para análise de falhas em transformadores de potência

Abstract

Tem-se como proposta o desenvolvimento da aplicação da metodologia FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) para análise de falhas em transformadores de potência visando obter a confiabilidade dos componentes críticos em sistemas de energia elétrica. O FMEA é uma ferramenta sistemática e estruturada que auxilia na identificação dos possíveis modos de falha, suas causas e efeitos, permitindo a priorização de ações corretivas ou preventivas para mitigar os riscos associados. Os transformadores de potência, são de extrema importância para o sistema elétrico, desta forma, seus componentes deve-se abordar uma análise dos seus diferentes componentes, englobando todas as partes, como por exemplo: sistema de isolamento, resfriamento, enrolamento, núcleo, buchas e ligações. Cada um dos componentes são avaliados quantos aos modos de falha potenciais, de acordo com a frequência registrada em um levantamento de literatura técnica, e a maneira como suas consequências e severidade afetam o desempenho do equipamento durante sua vida útil. Com esses dados obtidos através da tabela do FMEA, é possível calcular o RPN (Risk Priority Number), priorizando os componentes os críticos. Os resultados obtidos do presente trabalho mostraram que a bucha, o sistema de proteção e controle (relé de gás e indicador de nível de óleo), o sistema isolante (óleo isolante), comutador, enrolamento deve ser priorizados, devido a combinação dos índices de severidade, ocorrência e detecção.

The proposal is to develop the application of the FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) methodology for analyzing failures in power transformers in order to obtain the reliability of critical components in electrical energy systems. The FMEA is a systematic and structured tool that helps identify possible failure modes, their causes and effects, allowing the prioritization of corrective or preventive actions to mitigate the associated risks. Power transformers are extremely important for the electrical system; therefore, their components must present good performance, enabling a thorough functional analysis of their different components, encompassing all parts: insulation system, cooling, winding, core, bushings, and connections. Each of the components being evaluated for potential failure modes, according to the with the frequency recorded in a survey of technical literature, and the way in which its consequences and severity affect the performance of the equipment during its useful life. With this data obtained through the FMEA table, it is possible to calculate the RPN (Risk Priority Number), prioritizing the most critical components. The results obtained from this work showed that the bushing, the protection and control system (gas relay and oil level indicator), the insulating system (insulating oil), switch, and winding should be prioritized, due to the combination of severity, occurrence, and detection indices.