Entendendo as incertezas do monitoramento AGD

Embora não seja uma ciência exata, a análise de gases dissolvidos (AGD) tem sido usada para avaliar a condição do transformador por décadas, pois é o único método que pode detectar e diagnosticar falhas internas nos transformadores. O monitoramento online está disponível desde o final da década de 1990 e hoje existem vários monitores de gás online disponíveis. O desafio é que cada um tem sua própria especificação técnica, o que torna desafiador para os proprietários de transformadores comparar e avaliar as diferentes opções. Para complicar ainda mais o campo, o laboratório DGA também cumpre seu papel.

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Precisão da medição

Resultados de AGD imprecisos podem levar a falhas diagnosticadas incorretamente, especialmente se as proporções de gás estiverem próximas de um limite de zona de falha. Além disso, resultados imprecisos podem fazer com que uma ação errada seja tomada em um transformador se os valores de concentração estiverem próximos dos valores de alarme usados em uma concessionária. Isso torna essencial entender a incerteza e o desempenho da medição.

O desempenho da medição é definido pela dinâmica, como faixa de medição, tempo de resposta, sensibilidade, precisão e estabilidade, o que significa tolerância ao envelhecimento e ambientes hostis. Destes, a precisão é frequentemente considerada a qualidade mais importante. É também um dos mais difíceis de especificar; pode ou não incluir repetibilidade, que é a capacidade de fornecer um resultado semelhante quando a medição é repetida sob condições constantes. No entanto, provavelmente não inclui estabilidade a longo prazo. Repetibilidade por si só geralmente é uma fonte menor de incerteza de medição e, se a especificação de precisão não incluir outras incertezas, pode dar a impressão errada do desempenho real da medição em aplicações reais.

Laboratório AGD

Laboratório AGD é influenciada por muitos fatores, desde a qualidade da amostra de óleo até o equipamento e padrão utilizado para análise, sem contar o fator humano, que está sempre presente quando processos manuais são aplicados. As fontes de incerteza mais comuns incluem o método e qualidade de amostragem de óleo, o método de extração de gás, os coeficientes de partição de gás usados, os diferentes padrões usados e assim por diante. Também é importante entender que uma medição não pode ser mais precisa do que a referência usada na calibração.

A maior fonte de incerteza geralmente é a qualidade da amostra. Uma quantidade significativa de gases como H2 e CO pode escapar do óleo, ou gases ambientais no ar, como oxigênio e nitrogênio, podem contaminar a amostra – tudo isso resultará em análises errôneas no laboratório. Portanto, é essencial que o óleo não esteja em contato com o ar em nenhum momento durante a coleta da amostra, e o recipiente da amostra deve estar completamente cheio. A melhor forma de garantir isso é usar seringas de alta qualidade ou frascos de alumínio, que podem, por exemplo, tolerar variações de pressão durante o transporte aéreo de cargas.
A norma IEC 60567 recomenda que cada laboratório determine sua própria precisão ou incerteza e disponibilize essa informação para seus usuários – e isso é um requisito para laboratórios acreditados. Se os números oficiais de incerteza não estiverem disponíveis, vale a pena perguntar se o laboratório participou de algum teste internacional de comparação interlaboratorial, conhecido como teste round robin (RRT), e se os resultados estão disponíveis. Isso dá uma boa indicação do nível de incerteza aproximado. Dois padrões são comumente usados globalmente em laboratório DGA: IEC 60567 e ASTM D3612. É importante observar que os padrões ASTM e IEC calculam o volume de gás em diferentes temperaturas, 0°C e 20°C, respectivamente. Isso por si só traz uma diferença de aproximadamente 8% nas concentrações definidas para amostras idênticas, o que deve ser levado em consideração ao comparar os resultados de DGA de um monitor e um laboratório. Todos os valores de ppm medidos devem primeiro ser convertidos para a mesma condição, 20°C (IEC) ou 0°C (ASTM), dependendo da preferência.

Monitores AGD online

Os monitores AGD online, que medem todos os 7 principais gases de falha, podem identificar todos os tipos de falhas internas do transformador em um estágio inicial, quando, de outra forma, poderiam passar despercebidas entre os intervalos regulares de amostragem de óleo. Na análise de laboratório, a fim de obter informações úteis para uma avaliação da condição do transformador, cada amostra de óleo e sua análise devem ser representativas. Com monitores online, há mais flexibilidade e a média também pode ser usada para garantir dados confiáveis para diagnósticos. Sem média, os dados podem ser usados para diagnosticar rapidamente uma falha em evolução. Rastrear a taxa de mudança de gases com monitoramento online é mais confiável do que com amostras de laboratório.

A maioria dos monitores tem sua precisão especificada no ponto de calibração em relação a gases de referência rastreáveis, enquanto alguns podem usar o padrão gás-em-óleo como referência. Um monitor AGD entregue deve sempre vir acompanhado de um certificado de calibração mostrando a diferença entre o monitor e a referência. Além disso, deve especificar o método de referência utilizado e se a calibração é rastreável a referências internacionais ou não. Mas as especificações de precisão relatadas não são aplicáveis diretamente a um transformador real em operação, porque o óleo em um transformador e seus coeficientes de partição provavelmente não são os mesmos usados na calibração do monitor. A melhor maneira de obter uma imagem real do desempenho de um monitor é testá-lo por um período mais longo, por ex. seis meses com um transformador energizado. Simultaneamente, pelo menos três a cinco amostras de óleo devem ser coletadas, preferencialmente para dois laboratórios independentes que sejam capazes de fornecer os valores de incerteza para seus próprios processos.

Comparando monitor online e AGD de laboratório                                                                                                    Ao avaliar um monitor online comparando-o com referências de laboratório, a qualidade das amostras e a incerteza dos procedimentos laboratoriais devem ser levadas em consideração. Além disso, é importante lembrar que todo método de análise – seja laboratório ou monitor online – tem suas próprias incertezas. Isso deve ser considerado ao comparar os resultados e tirar conclusões sobre o desempenho do monitor. Também deve ser lembrado que haverá algumas diferenças nos resultados mesmo se a amostra for perfeita, e desvio significativo é possível se os métodos usados seguirem padrões diferentes.

Artigo técnico da DGA                                                                                                                                                Baixe o ártico técnico para obter uma visão geral completa dos principais desafios e os conhecimentos mais recentes sobre o que considerar ao utilizar o AGD na avaliação de condições e ao comparar resultados de várias fontes: O mundo do AGD - e suas incertezas (pdf)