APPLICATION OF FUZZY LOGIC FOR MAINTENANCE PRIORITY OF ELECTRIC POWER SUBSTATION CIRCUIT BREAKERS

Authors

  • Marcello Gamarra de Souza Elias
  • Nelson Renan Seiti Harakawa
  • Rafael Bratifich
  • Marcelo Marques da Silva

Keywords:

K-Means, Geolocation, KNN, Traffic Accidents, Euclidean

Abstract

In electric power supply, in order for electric power substations to continue to operate, the maintenance of the electrical equipment present is of utmost importance. Currently there are several forms of preventive maintenance scheduling, where each power supply company adopts an existing method or develops a new method. To perform this work, we used the methodology of fuzzy logic that enables the calculation of reliability among the uncertainties, in order to classify the degree of criticality in the maintenance of circuit breakers that may present technical problems, performed a preventive maintenance, comparing with the method already used by the distribution company. The results found demonstrate greater accuracy than the model currently presented by the distributor. Although the results obtained are satisfactory, its use is only indicated as a support tool for teams and specialists. Since its factors still need to be adjusted, for a better predictability rate, where some samples the maintenance date is very close to the breaker failure date.

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References

ALMEIDA, A. T.; SILVEIRA, C. R. Lógica fuzzy aplicada ao controle de nível de reservatório de abastecimento de água. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE AUTOMAÇÃO INTELIGENTE-SBAI, 15., 2021. Goiânia. Anais [...]. Goiânia: Sociedade Brasileira de Automática, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.20906/sbai.v1i1.2690. Acesso em: 1 dez. 2023.

ANEEL. AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. Resolução Normativa ANEEL Nº 956, de 7 de dezembro de 2021. Brasília: ANEEL, 2021. Disponível em: https://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren2021956.html. Acesso em: 2 set. 2022.

BIRYULIN, V. I.; GORLOV, A. N.; KUDELINA, D. V. Use of the fuzzi inference system for evaluation of the cable lines insulation state. In: INTERNATIONAL SCIENTIFIC-TECHNICAL CONFERENCE ON ACTUAL PROBLEMS OF ELECTRONICS INSTRUMENT ENGINEERING (APEIE). 14., 2018. Anais [...]. IEEE, 2018. p. 57-61. DOI: https://doi.org/10.1109/APEIE.2018.8546000

CARNERO, M.; GÓMEZ, A. Maintenance strategy selection in electric power distribution systems. Energy, v. 129, n. 15, p. 255-272, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.04.100

COSTA, L. A. et al. Análise de circuitos elétricos. São Paulo: Grupo A, 2018.

COX, E. The fuzzy systems handbook. Boston: AP Profissional, 1994.

DEHGHANIAN, P.; GUAN, Y.; KEZUNOVIC, M. Real-time life-cycle assessment of high-voltage circuit breakers for maintenance using online condition monitoring data. IEEE Transactions on Industry Applications, v. 55, n. 2, p. 1135-1146, 2018. DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2018.2878746

ESS. ENERGISA SUL-SUDESTE. Coordenação de Manutenção de Subestações. Planejamento da manutenção preventiva e preditiva. Presidente Prudente, SP, 2016.

FERREIRA, M. J. P. Aplicação da matriz swot com auxílio da lógica fuzzy para definições de prioridades ao planejamento estratégico de uma empresa. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Processos) - Universidade Federal do Pará, Belém, PA, 2019.

GAVIDIA, J. J. Z. Um sistema de intervenção computacional para rastreio e monitoramento de leitura em uma proposta de RTI. 2017. Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2017.

HOSSEINIMOGHADAM, S. M. S.; DASHTDAR, M.; DASHTDAR, M. Improving the differential protection of power transformers based on clarke transform and fuzzy systems. Journal of Control, Automation and Electrical Systems, v. 33, n. 2, p. 610-624, 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/s40313-021-00814-w

HU, W. et al. A general model, estimation, and procedure for modeling recurrent failure process of high-voltage circuit breakers considering multivariate impacts. Reliability Engineering & System Safety, v. 220, p. 108276, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ress.2021.108276

KATSCHINSKI, U.; OLSZEWSKI, W., SCHAEFFLE, T. A new generation of control and diagnostic techniques for gas insulated switchgear. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENERGY MANAGEMENT AND POWER DELIVERY, 1989. Singapore. Proceedings [...]. Singapore, 1998. p 607-612. Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/702756. Acesso em: 20 set. 2022.

KANGAN, N. Introdução aos sistemas de distribuição de energia elétrica. São Paulo: Blucher, 2003.

KARIMABADI, A. et al. Determining the optimal inspection rate of circuit breakers equipped with condition monitoring devices using new maintenance Markov model. International Transactions on Electrical Energy Systems, v. 30, n. 4, p. e12272, 2020. DOI: https://doi.org/10.1002/2050-7038.12272

LI, P. et al. Modularization design methodology for high-voltage mechanical DC circuit breaker with current commutation drive circuit. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, v. 131, p. 107019, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2021.107019

LI, X. et al. Particle swarm optimization-support vector machine model for machinery fault diagnoses in high-voltage circuit breakers. Chinese Journal of Mechanical Engineering, v. 33, n. 1, p. 1-10, 2020. DOI: https://doi.org/10.1186/s10033-019-0428-5

LU, Y.; LI, Y. A novel data-driven method for maintenance prioritization of circuit breakers based on the ranking SVM. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, v. 129, p. 1-12, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2021.106779.

MAMEDE FILHO, J.; MAMEDE, M. R. Proteção de sistemas elétricos de potência. São Paulo: Grupo GEN, 2020.

MAMEDE, J. Manual de equipamentos elétricos. 5. ed. São Paulo: LTC, 2019.

MANZIONE, R. L.; SILVA, C. O. F.; PAES, C. O. Modelagem da favorabilidade à recarga das águas subterrâneas pelo paradigma da lógica difusa. Águas Subterrâneas, v. 35, n. 2, 2021. DOI: https://doi.org/10.14295/ras.v35i2.30030

MATOS, C. S. C. Gestão da manutenção e da reserva estratégica em subestações elétricas caso de estudo da EDP distribuição. 2021.Dissertação (Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial) – Universidade Beira Interior, Convento de STO. António, Covilhã Portugual, 2021.

OLIVEIRA, I. C. et al. Proteção de Sistemas Elétricos. São Paulo: Grupo A, 2021a.

OLIVEIRA, I. C. et al. Transmissão e distribuição de energia. São Paulo: Grupo A, 2021b.

PEREIRA, M. Uso da lógica Fuzzy na estimação da temperatura máxima do óleo e enrolamentos em transformadores de potência. 2020. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Itajubá, Itajuba, MG, 2020. Disponível em: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2542. Acesso em: 20 ago. 2022.

PINTO, M. O. Energia elétrica - geração, transmissão e sistemas interligados. São Paulo: Grupo GEN, 2013.

PIRES, A. V. Controladores baseados em técnicas de inteligência computacional: Análise, projeto e aplicações. 2007. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, 2007.

RAZI‐KAZEMI, A. A.; ABDOLLAH, M. Novel high‐frequency‐based diagnostic approach for main contact assessment of high‐voltage circuit breakers. IET Generation, Transmission & Distribution, v. 12, n. 5, p. 1121-1126, 2018. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-gtd.2017.0884

RIBEIRO, L. G. Lógica Fuzzy aplicados ao registro de alarmes e eventos em subestações no padrão IEC 61850. 2015. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Potência) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2015. DOI: https://doi.org/10.11606/D.3.2016.tde-14072016-144257.

ROBBA, E. J. Análise de sistemas de transmissão de energia elétrica. São Paulo: Blucher, 2020.

ROCHA, J. F. Priorização da manutenção em redes de distribuição aéreas com premissas de melhorias dos indicadores de continuidade e de sustentabilidade econômico financeira. 2018. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento em Tecnologia) – Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento, Curitiba, PR, 2018.

ROCHA, P. H. V. et al. Inspection in overhead insulators through the analysis of the irradiated RF spectrum. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, v. 113, p. 355-361, 2019.

SANTOS, D. T. et al. Sistema inteligente para apoio a programação da manutenção de disjuntores de alta tensão. 2013. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013.

SILVEIRA, M. F. et al. Sistemas elétricos de potência. São Paulo: Grupo A, 2022.

SILVA, V. et al. Manutenção preditiva em sistemas elétricos de potência utilizando registros de dispositivos eletrônicos inteligentes.2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2019

SIMÕES, M. G.; SHAW, I. S. Controle e modelagem fuzzy. São Paulo: Blucher, 2007.

SLUCE, P. Proposta de avaliação de riscos em prensas hidráulicas com lógica fuzzy. 2021. Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Pará, Belém, PA, 2021.

VIANNA, E. A. L. Priorização da manutenção em subestações com foco na confiabilidade e na remuneração da função transmissão. 2016. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, 2016.

VIER, G. B. Manutenção de linhas de transmissão: metodologia multicritério para priorização da correção de defeitos em linhas de transmissão. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Elétrica) - Universidade do Vale do Rio dos Sinos, São Leopoldo, RS, 2019.

XENOS, H. Gerenciando a manutenção produtiva. 2. ed. Belo Horizonte: FALCONI, 2014.

ŽARKOVIĆ, M.; STOJKOVIĆ, Z. Artificial intelligence SF6 circuit breaker health assessment. Electric Power Systems Research, v. 175, p. 105912, 2019. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2019.105912

Published

2024-01-10

How to Cite

APPLICATION OF FUZZY LOGIC FOR MAINTENANCE PRIORITY OF ELECTRIC POWER SUBSTATION CIRCUIT BREAKERS. (2024). Colloquium Exactarum. ISSN: 2178-8332, 15(1), e234780. https://revistas.unoeste.br/index.php/ce/article/view/4780