Controle de vibração em reatores elétricos através de absorvedores dinâmicos viscoelásticos

Reatores elétricos utilizados em subestações de energia têm funções específicas na operacionalização e manutenção da funcionalidade destas instalações, sendo equipamentos aplicados ao controle de reativos, de correntes de curto circuito e surtos de manobra em sistemas de transmissão de energia elétrica. Detectou-se que alguns reatores em funcionamento apresentaram elevados níveis de vibração estrutural. Dois destes reatores operam na subestação da cidade de Rurópolis, situada a oeste do estado do Pará. Outro problema decorrente do elevado nível de vibração destas estruturas é a geração de pontos quentes no núcleo eletromagnético do reator, podendo gerar bolhas de gases altamente inflamáveis. A existência destes problemas operacionais pode ocasionar ao Sistema de Transmissão do Norte do Brasil interrupções na transmissão de energia elétrica. Isto geraria na região Norte e em outras interligadas (Nordeste, Sudeste e Centro-Oeste) elevados prejuízos sociais e financeiros. A aplicação de ferramentas para a minimização do problema vibro-acústico (redução dos níveis vibração e, por conseguinte, ruído) pode evitar danos estruturais e operacionais que resultem na sua indisponibilidade operativa reduzindo, conseqüentemente, perdas e a necessidade do desenvolvimento de equipamentos de custo elevado com baixos índices de vibração. No intuito de se reduzir tais níveis, propõe-se à aplicação de absorvedores dinâmicos na estrutura externa dos reatores. Uma vez dimensionados em quantidade, posição e parâmetros definidores (massa, rigidez e amortecimento) espera-se criar um sistema, que sintonizado com a freqüência da excitação de natureza eletromagnética, absorverá parte da energia vibratória do reator, minimizando-se, os elevados índices detectados e, por conseqüência, todos os problemas subseqüentes. São indicados compostos viscoelásticos nos absorvedores dinâmicos (com propriedades dinâmicas dependentes tanto da temperatura como da freqüência de trabalho), em virtude de estes materiais aumentarem o campo de ação dos absorvedores, adequando-se à elevada densidade modal verificada nas chaparias metálicas do reator.

ABSTRACT: Equipments used in electric substations have specific functions in the functioning and maintenance of the functionality of such installations, being equipment applied to control reactive currents, short circuit currents and maneuver poles in transmission systems of electric energy. It was detected that some reactors in functioning had presented high levels of structural vibration. Two of these reactors operate in the substation of Rurópolis city, situated the west of Pará state. Another decurrent problem of the raised level of vibration of these structures is the generation of hot spots in the electromagnetic nucleus of the reactor, being able to generate bubbles of highly inflammable gases. The existence of these operational problems can cause to the North of Brazil Transmission System functional interruptions in the transmission of electric energy. That would cause in the North region and other linked ones (Northeast, Southeastern and Center-West) raised social and financial damages. The application of tools for reducing the vibrate-acoustic trouble (reduction of the levels vibration and, therefore, noise) can prevent structural and operational damages that result in its operative non-availability reducing, consequently, losses and the necessity of the development of equipment of cost raised with low indices of vibration. In the intention of if reducing such levels, it is considered the application of dynamic absorbers in the external structure of the reactors. With the calculated absorbers in amount, position and parameters (mass, stiffness and damping) expects to create a system syntonized with the frequency of the excitement of electromagnetic nature, that will absorb part of the vibratory energy of the reactor, having minimized raised detected levels and, therefore, all the subsequent problems. Viscoelastic materials will be used in the dynamic absorbers (with temperature and frequency dependent dynamic properties), because these materials to increase the field of activity of the dynamic absorbers, adjusting themselves it the raised verified modal density in the metallic shells of the reactor.