ESTIMADOR DA AGRESSIVIDADE DA CAVITAÇÃO EM TURBINAS HIDROELÉTRICAS BASEADO EM MODELAGEM CICLOESTACIONÁRIA
Resumo
O presente trabalho propôs uma nova metodologia para detecção e identificação da cavitação erosiva em turbinas de geração hidroelétrica. A metodologia baseia-se na modelagem dos sinais vibracionais induzidos pela cavitação como processos cicloestacionários. Diferentes tipos de cavitação afetam diferentes partes da turbina, e induzem assinaturas vibracionais que podem ser usadas para a identificação e localização da cavitação. Adicionalmente, a agressividade da cavitação, que é seu poder erosivo, pode ser estimada com base na potência medida do sinal vibracional. Acelerômetros de alta frequência foram usados para captar os sinais em duas turbinas instaladas em uma hidroelétrica durante operação normal. A metodologia foi implementada em software e um hardware dedicado foi desenvolvido para a execução no local. Um conjunto de sinais foi sintetizado conforme a modelagem cicloestacionária, e foi usado para validação da metodologia proposta. Resultados obtidos com os sinais reais foram semelhantes aos obtidos com sinais sintetizados, e corroboraram a viabilidade do emprego da metodologia em sistemas de monitoramento da cavitação.
Palavras-chave: Turbinas Hidroelétricas. Agressividade da Cavitação. Cicloestacionariedade. Análise Vibracional. Cavitação Erosiva.
This work proposed a new methodology of detection and identification of erosive cavitation in hydro turbines.
This methodology is based on cyclestationary modeling of the cavitation induced vibrational signals. Different cavitation types cause damage to different turbine parts and induce different vibrational signatures, which can be employed to identify and locate the cavitation. Additionally, the cavitation aggressiveness can be estimated based on the measured power of vibrational signal. High frequency accelerometers picked up the signals from two real turbines under normal operation. The methodology was implemented in software and a specific hardware was developed to run the software locally. Signals were synthesized according to the cyclestationary modeling and employed to validate the proposed methodology. Results obtained from real signals were similar to the ones obtained from synthetic signals, and thus corroborate the feasibility of this methodology in cavitation monitoring systems.
Keywords: Hydro Turbines. Cavitation Aggressiveness. Cyclostationarity. Vibrational Analysis. Erosive Cavitation.
