Artigos

Framework para Desenvolvimento Automatizado e Padronizado de Aplicação de Alto Desempenho para Supervisão de Subestações Elétricas

A Operação e Manutenção (O&M) de subestações visa garantir a disponibilidade e segurança do sistema elétrico. O Sistema SCADA é crucial para a supervisão e controle, mas seu desenvolvimento para subestações pode ser demorado e propenso a erros. Como solução, propõe-se um framework que gera automaticamente configurações de sistemas SCADA de alto desempenho. Bibliotecas foram desenvolvidas no Elipse Power, para automatizar a criação de elementos do SCADA, seguindo regras de padronização. O resultado mostrou uma redução de 90% no tempo de desenvolvimento, além de minimizar erros e diminuir o tempo de testes e o custo de produção, tornando o processo mais eficiente e aumentando a confiabilidade e padronização do sistema.

Continuidade da Inspeção Técnica e Comissionamento em Tempos de Pandemia

Durante a pandemia diversos desafios foram impostos aos trabalhos realizados em intervenções sobre ativos do Sistema Interligado Nacional - SIN. Para que as atividades não fossem completamente comprometidas ou paralisadas, a Chesf formou um grupo de trabalho para estabelecer critérios e condições de trabalho a serem seguidos durante a execução de atividades como a inspeção técnica e comissionamento nas obras em subestações e usinas.

Desenvolvimento de um Programa Computacional Conversos de Casos ATP em Diagrama do ATPDRAW™ Via Documento XML

O presente documento apresenta o desenvolvimento de um programa computacional que converte casos de simulação do Alternative Transients Program (ATP) para ATPDraw™, por meio de um documento de linguagem de marcação XML. O objetivo desta pesquisa é auxiliar a visualização de diagramas de sistemas elétricos utilizados para estudos de transitórios eletromagnéticos, principalmente àqueles destinados a eventos de manobra, que incluem sub-redes com topologia bastante complexa. Este programa, desenvolvido na linguagem C#, recebeu o nome de ATP2Draw, cuja principal função é interpretar arquivos ATP, para que suas rotinas e cartões lógicos sejam convertidos em objetos equivalentes ao ATPDraw™, tornando o ambiente de simulação mais útil e de fácil compreensão.

Integração de IHMs de alta performance com fontes de dados relevantes para a O&M (manuais operativos, oscilografias, diagramas, BIM, EIM)

Na O&M de subestações são utilizadas diversas fontes de dados da planta para realizar diagnósticos e tomadas de decisões, tudo isso para garantir a disponibilidade e segurança do sistema elétrico. Porém, essas fontes de dados muitas vezes se encontram em documentos e sistemas descentralizados, elevando a dificuldade de acesso às mesmas e o tempo para realizar diagnósticos e tomar ações, resultando dessa forma em aumentos de custos de manutenções ou até em despesas com multas de órgãos reguladores. Nesse contexto, este trabalho propõe a integração do monitoramento do SCADA com diversas fontes de dados da planta, para realizar análises e diagnósticos com mais eficiência. Agregando ainda mais a filosofia de uma IHM de alto desempenho, na qual não somente os alarmes eventos são exibidos de forma intuitiva, mas também os outros dados necessários para as tomadas de decisão.‍

Avaliação dos efeitos do uso de plataformas de engenharia seguindo o conceito de Engineering information modeling (EIM) no ciclo de vida dos ativos de Proteção, Automação e Controle (PAC)

A gestão do ciclo de vida dos ativos de proteção, automação e controle (PAC) é impactada pela forma em que dados relativos são organizados. A gestão e o acesso às informações necessárias para a realização de manutenções, ampliações ou retrofits apresentam-se como desafio para diversos stakeholders. Através de uma revisão da literatura e de um estudo de caso, avalia-se como a utilização de dados estruturados em plataformas de engenharia, seguindo o conceito de Engineering information modeling (EIM), permite diversas aplicações que endereçam esses desafios no ciclo de vida dos ativos de PAC. Listam-se: acesso rápido, detalhado e customizado das informações, geração automática de entregáveis, como lista de materiais e diagramas, integração de diferentes disciplinas, automatização de tarefas, orçamentação automática de projetos e a gestão de projetos integrada.

Automatização da Análise de Sensibilidade e Coordenação de Relés 51 e 67 Em Estudos Conduzidos Em Anafas

A coordenação dos relés de sobrecorrente é um ponto fundamental na proteção de sistemas elétricos. A obtenção da coordenação e da seletividade dos relés, no entanto, não é processo trivial e, a depender da dimensão da rede elétrica analisada, pode demandar horas de trabalho nas empresas de engenharia e ocasionar possíveis erros humanos. Este artigo propõe uma nova metodologia, baseada em técnicas de otimização, para tratar a problemática da coordenação de relés de sobrecorrente de forma automática, independentemente de sua direcionalidade, visando garantir os princípios de sensibilidade e seletividade da proteção.

Análise dos Aspectos do Controle de Conversores Empregados Em Fontes Renováveis Que Desafiam os Sistemas de Proteção das Redes Elétricas

Diante da crescente penetração de fontes baseadas em inversores (IBR – Inverter-Based Resources) na rede elétrica, parâmetros elétricos que determinavam a resposta dinâmica da rede a perturbações têm sofrido grandes distorções. Para sistemas de proteção, particularmente, essas mudanças podem impactar em características fundamentais de funcionamento, podendo causar uma atuação indevida por parte da proteção ou mesmo uma não atuação. Reconhecendo esses desafios e as ferramentas computacionais usualmente disponíveis aos engenheiros de proteção no contexto brasileiro, esse trabalho aborda o tema de conversores e controles associados às IBRs da perspectiva da proteção da rede, além de propor uma análise do problema em regime permanente através do ANAFAS.

Projeto Elétrico e Engenharia de O&M de Subestações Orientados a Banco de Dados

A era das ferramentas CAD (Computer Aided Design) e CAE (Computer Aided Design) cumpriu um papel histórico importante no suporte à elaboração dos ditos “cadernos elétricos” de projetos de Sistemas de Supervisão, Proteção e Controle (SPCS) de Subestações (SEs). Com o CAD, tudo eram linhas e formas, desenhadas com grande flexibilidade no próprio PC. Na era CAE, a figura das entidades ou blocos passou a ser o fundamento dos desenhos em computador, os queias passaram a agregar dados, sendo possível, por exemplo, serem encomendadas listas de materiais e endereçamentos das ferramentas. Um Plataforma de Engenharia (EP), no contexto das ferramentas empregadas na engenharia de projetos, são uma evolução do CAE. Nas EPs, a função de projeto (design) é apenas uma das possibilidades a serem usufruídas, uma vez que, com todas as informações do sistema projetado embutidas na plataforma, as EPs passam a ter diversas outras aplicações que possibilitam o suporte a todo o ciclo de vida de um projeto, inclusive na O&M, ou seja, na pós-operação do sistema implementado.

Saturação em Transformadores de Corrente

Os transformadores de corrente (TCs) são transformadores de instrumentos que adequam o valor das correntes do circuito para valores que podem ser monitorados pelos medidores de energia e IEDs. Em série com o circuito primário e dispondo de várias opções de relação de transformação de corrente (RTC), o TC é construído para disponibilizar em seu circuito secundário, corrente elétrica reduzida com o máximo de fidelidade (mínimo atraso e preservação de forma possíveis) referente à corrente primária. Como orientação geral, para o correto dimensionamento, os TCs devem suportar as correntes de regime permanente e de curto-circuito, fornecendo respostas adequadas aos relés de proteção em situações de curto-circuito. Esta última exigência está diretamente relacionada com a saturação dos transformadores de corrente. Esta nota técnica, sem a intenção de esgotar o assunto, apresenta alguns insights sobre a origem da saturação em TCs e as diretrizes de estudo deste fenômeno.

Desenvolvimento de projeto elétrico de subestações baseado em informação como a solução EB da AUCOTEC

Já desde os seus primeiros projetos elétricos desenvolvidos, a ESC adotou ferramenta com filosofia colaborativa e baseada em banco de dados, o Engineering Base (EB) da AUCOTEC. Com esta metodologia é possível realizar a estruturação completa das informações de projeto, antes mesmo do desenvolvimento gráfico, de modo que os desenhos elétricos passam a ser apenas um dos entregáveis da atividade. A disponibilidade dessas informações abre possibilidade para inúmeras aplicações do modelo na engenharia de projetos e na engenharia de O&M de transmissoras do setor elétrico. Entenda mais das sobre as possibilidades de aplicações do conceito de gêmeo digital de sistemas de MPCCSR em subestações de energia elétrica lendo este artigo.

Qual é o Seu Melhor Sistema de Supervisão

Durante o processo de planejamento e configuração de IHMs, conceber o melhor sistema possível e os melhores custos é uma das premissas dos Engenheiros de Automação.

Desafios na Graduação da Proteção de Sistemas de Distribuição na Presença de Geração Distribuída

Nos últimos anos houve uma crescente participação de geração distribuída nas redes de distribuição. Uma característica dessas fontes de geração é a utilização de inversores (conversores baseados em eletrônica de potência) para se conectarem ao sistema, o que traz desafios à graduação dos sistemas de proteção. Nesta nota técnica destacamos quais são os pontos que exigem uma atenção especial na elaboração dos estudos de proteção

O Impacto da Comunicação Bidirecional entre Subestações nas Filosofias de Proteção

A prática de graduação de relés digitais baseia-se, ainda nos dias atuais, nas filosofias originalmente empregadas na graduação de relés convencionais. De fato, para muitas funções de proteção a empregabilidade das filosofias tradicionais ainda é válida, mas com a evolução das primeiras gerações de relés digitais aos IEDs (Intelligent Electronic Devices), pode ser viável atualizar as filosofias agregando robustez e adaptabilidade aos sistemas de proteção de subestações digitalizadas. Na presente nota técnica e ESC provoca uma discussão sobre o impacto da possibilidade de troca bidirecional de informação entre SEs, via link lógico baseado na edição vigente da IEC-61850, no modo de graduação de sistemas de proteção modernos.

A Flexibilidade dos Sistemas de Potência e as Plantas de Geração Integradas Eólico-Fotovoltaicas

A flexibilidade é a capacidade de um sistema elétricos de potência de gerenciar de maneira confiável e econômica a variabilidade e a incerteza da demanda e do suprimento em todas as escalas relevantes de tempo, desde garantir estabilidade instantânea do sistema de potência até dar suporte à segurança do suprimento a longo prazo. No cenário brasileiro, as UHEs e UTEs são os recursos primários de flexibilidade do sistema elétrico. Já as eólicas (CGE) e fotovoltaicas (UFV), se analisadas isoladamente, agregam pouca flexibilidade, mas levando-se em conta seus perfis horários particulares de geração, verifica-se impacto positivo na flexibilidade do subsistema no qual essas fontes estão inseridas, isso em decorrência da complementaridade energética, ou efeito portfólio, existente entre as variáveis velocidade do vento e irradiação solar/temperatura. Quando as CGEs e UFVs são integradas como um complexo eólico-fotovoltaico associado ou híbrido, a flexibilidade proporcionada pode ser potencializada pelo emprego de estratégias controle da operação (curtailment, downward e full flexibility dispach), além de trazer ganhos nos custos de operação/produção.

XXV SNPTEE: Automação do Serviço de Parametrização de Esquemas Lógicos em Relés Digitais

Este artigo tem o objetivo de demonstrar uma forma de parametrizar automaticamente relés digitais através da ferramenta computacional Engineering Base (EB) da AUCOTEC. Por meio do método proposto, constata-se uma melhoria nos processos de engenharia, decorrente de uma atuação mais eficaz dos engenheiros de projetos, traduzida por uma redução substancial nas horas de programação de lógicas no Intelligent Electronic Device (IED) e redução das chances de erros humanos, devido ao emprego da automatização do processo.A partir do desenvolvimento dos projetos lógicos na plataforma de engenharia EB e utilizando-se de um script, pode-se gerar cerca de 80% do trabalho de parametrização e lógicas de relés digitais, restando apenas a configuração dos ajustes de proteção, controle e supervisão.

Ensaios de Relés Digitais de Proteção Utilizando o Protocolo IEC 61850

O presente trabalho aborda as características do protocolo IEC 61850 aplicada aos ensaios de relés digitais de proteção elétrica. Essa tecnologia possibilita precisão, agilidade e segurança aos ensaios por funcionar sob uma topologia de rede ethernet com alta velocidade de comunicação entre dispositivos e equipamentos de confiabilidade elevada. O IEC 61850 introduz como um de seus pilares a interoperabilidade de equipamentos, o que significa dizer que é possível que haja comunicação entre dispositivos de fabricantes distintos, o que anteriormente era, em muitos casos, impossível devido aos protocolos proprietários, com parâmetros e modos de trabalho particulares. Este trabalho propõe-se a demonstrar como esse recurso do IEC 61850 é útil nas atividades dos setores de comissionamento e manutenção de subestações de energia elétrica. Para tanto, é necessário conhecer a história e as características dos relés digitais de proteção, o protocolo em si, as diferentes topologias dos sistemas de automação e supervisão, as ferramentas e os instrumentos para os ensaios, bem como as práticas adotadas pelas empresas. Por último, um estudo de caso que demonstra os métodos de ensaio para diversas funções de proteção, aplicadas à uma linha de transmissão, percorrendo recursos disponibilizados pelos equipamentos, exemplificando a interação e as facilidades que o IEC 61850 possibilita.

XXV SNPTEE: Teste de Simulação em Tempo Real da Proteção Diferencial de uma Subestação em Barramento Triplo Seccionado da CHESF: Relatos, Experiência e Metodologia

Este trabalho apresenta os relatos, experiências e a metodologia empregada em um teste de simulação em tempo real, realizado sobre um sistema de proteção de barras a ser instalado na subestação Paulo Afonso da CHESF, com arranjo de barras triplas seccionadas. A complexidade do arranjo, capaz de apresentar-se, pela combinação de seus disjuntores de seccionamento de barras e de interligação, sob 32 configurações possíveis, exigiu, mesmo tratando-se de IED já consolidado no mercado, a realização de testes que confirmassem a capacidade de atendimento às exigências dos PR do ONS, referente aos requisitos mínimos para proteção de barramentos da rede básica, assim como a garantia de seletividade da proteção para essas diversas configurações possíveis, considerando a importância que a instalação desempenha em significativa parte do escoamento da geração Nordeste.