Uma alternativa que diminui custos e aumenta a segurança
SEL lança o SMS – Sistema de Monitoramento de Subestações
Acompanhando a competitividade do mercado de sistemas elétricos, a SEL lança, este ano, o
SMS – Sistema de Monitoramento de Subestação. A proposta visa monitorar equipamentos de
subestações de forma precisa e reduzir custos de manutenção. O sistema foi desenvolvido
como uma alternativa que aproveita a estrutura de rede já existente da operação.
Os sistemas de supervisão, proteção e controle aplicados, atualmente, em subestações de energia
são desenvolvidos para atender aos requisitos operacionais de um sistema elétrico. Fazem parte
deles relés de proteção, controladores, redes de comunicação, gateway para facilitar integração
com SCADA remoto e uma Interface Homem Máquina (IHM) local. O objetivo é facilitar as ações de
operadores, de forma remota ou local, para realizarem atividades como: manobras, leituras
instantâneas, registro históricos de grandezas, leitura e registros de lista de eventos, alarmes
e outros. Facilita também o acesso aos dados pela equipe de engenharia, para alterações de ajustes
de proteção e coleta de oscilografia.
Para que o acesso da engenharia a esses dados seja possível, são adicionados softwares complementares e, em algumas situações, um computador remoto. Os operadores do sistema necessitam de informações em tempo real e podem consegui-las de forma remota, local via IHM, local via IED´s e até local nos equipamentos. Já para as equipes de engenharia as informações podem ser offline, sendo necessário somente um computador remoto e, em caso de falhas de comunicação, formas de acesso local em cada IED. Os sistemas de supervisão, proteção e controle, tradicionalmente, atendem aos requisitos de operação e engenharia somente.
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Ao digitalizar uma subestação com tecnologia SEL, pode-se obter o SMS acrescentando-se apenas um servidor de manutenção. Portanto, o investimento em ter um sistema de monitoramento de equipamentos para fins de manutenção pode representar cerca de 10% - 15% no custo da digitalização de uma subestação. Quanto maior e mais complexa a subestação, menor será o investimento para obter o SMS.
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A SEL desenvolveu então o SMS – Sistema de Monitoramento de Subestações - para atender também aos requisitos de manutenção de equipamentos. Ele utiliza dados fornecidos por IED´s – Intelligent Eletronics Devices e aproveita a estrutura de rede de comunicação já prevista ou existente na subestação. A função do SMS é monitorar transformadores (que representam o equipamento de maior custo), os disjuntores de alta ou média tensão, religadores, baterias e chaves seccionadoras de uma subestação.
Os engenheiros e responsáveis pela manutenção destes equipamentos podem
acessar as informações dos mesmos de forma local, no servidor de manutenção, ou
de forma remota, através da web, via intranet ou internet. Com o acesso pela
central de manutenção não é necessária a instalação de softwares adicionais,
sendo ele feito de forma independente do sistema operacional. O SMS utiliza
comunicação em rede ethernet e está de acordo com a norma IEC 61850. Ainda
assim, ele se adapta à subestações que ainda não estejam de acordo com a norma,
devido à flexibilidade e estrutura multiprotocolos existentes no sistema.
SMS integrado à subestação
As empresas fornecedoras de energia buscam, constantemente, formas atuais
e inteligentes de manutenção, de forma a reduzir custos e evitar interrupções de
fornecimento da energia elétrica. Assim, muitas delas migram de práticas de
manutenção de subestações periódicas para formas preditivas. Geraldo Rocha,
engenheiro da SEL, diz que “o tipo de manutenção preditiva, como o SMS, calcula
a tendência do equipamento e traça diagnósticos sobre a necessidade de
manutenção do mesmo, evitando uma intervenção muito antes ou muito depois do
necessário”. Além dessa função, o sistema diminui a ocorrência de manutenção
corretiva, que é feita somente após a interrupção do suprimento de energia.
O SMS adiciona ao sistema da operação o SM – Servidor de Manutenção,
responsável por colher informações dos IED’s através de comunicação TCP/IP ou
serial e disponibilizá-las em banco de dados.
Todo o sistema SMS tem como objetivo atualizar as técnicas de manutenção
de subestações, contribuindo no planejamento da manutenção e na redução de
custos operacionais indesejáveis, gerando diagnósticos precisos e preditivos de
tendências do equipamento e evitando que os mesmos sejam danificados.
Gráfico que representa a análise de tendências
Como funciona o SMS
O sistema utiliza dados fornecidos por IED´s – Intelligent Eletronics
Devices e aproveita a estrutura de rede de comunicação já prevista ou existente
na subestação. A base do sistema são os mesmos IED´s utilizados para efeito de
comando, medição, proteção e controle. Eles são mais seguros quando comparados a
outros dispositivos de monitoramento, como sensores ou CLP´s. Podem capturar
informações enviadas para o SM - Servidor de Manutenção, que por sua vez executa
cálculos e alimenta um banco de dados. Essas funções são executadas porque os
IED’s estão acoplados aos principais equipamentos via TC´s, TP´s, RTD´s e
outros.
Benefícios do sistema
- antecipa problemas e falhas iminentes;
- mede envelhecimento e perda de vida útil do equipamento;
- evita intervenções desnecessárias;
- transforma informações em decisões;
- reduz custos;
- possibilita ampliar monitoramento em qualquer subestação, independentemente de seu tamanho, devido aos baixos custos de implementação.
Equipamentos monitorados pelo SMS:
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Banco de baterias:
- tensão Vcc (+);
- tensão Vcc (-);
- nível de tensão Vcc;
- detecção de fuga à terra;
- Ripple CA no retificador.
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Disjuntores:
- desgaste dos contatos;
- número total de operações;
- tempo de operação mecânica;
- tempo de operação elétrica;
- tempo de inatividade;
- tempo de carregamento de mola.
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Transformadores de força:
- modelagem térmica IEEE C57.91:1995;
- temperaturas ambientes, do óleo e do hot-spot;
- fator de aceleração de envelhecimento da isolação;
- estimativas de perda útil e diária totais;
- monitoramento de faltas passantes.
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Chaves seccionadoras:
- número de operações;
- tempo de inatividade;
- tempo de manobra para aberturas e fechamentos;
- torque de partida do motor;
- potência média do motor durante a operação;
- posição angular.
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Servidor / Banco de dados:
- banco de dados histórico;
- relatórios e análises de tendências automáticos e sob demanda;
- análises gráficas;
- alarmes e avisos de anomalias automáticos;
- alta confiabilidade e disponibilidade de dados.
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