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3-1- organisation et fonctionnement du département des formations

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SUR BUDGET PROPRE

III- 3-1- organisation et fonctionnement du département des formations

A operação do SEP é realizada através de equipes que atuam em centros de operação onde busca-se através da interação entre os operadores e as ferramentas computacionais manter o sistema funcionando dentro de padrões de qualidade pré-estabelecidos.

Os softwares utilizados para operação do SEP são conhecidos como Energy Management System (EMS) e possuem diversas ferramentas dedicadas as funções encontradas no SEP. A utilização destas tecnologias possibilitou a concentração de tarefas no centro de operação que no passado eram descentralizadas e realizadas através de operação local.

No entanto, a concentração da operação de diversas subestações e linhas dentro de um mesmo ambiente trouxe novos desafios às empresas. Viu-se que o ganho na velocidade da tomada de decisão foi significativo mas o volume de informações a serem processadas pelas equipes de tempo real se tornou muito maior, principalmente no setor de distribuição de energia elétrica que possui metas de indicadores de qualidade e continuidade do serviço bastante rígidas a serem atingidas.

Os indicadores de continuidade e de qualidade de prestação dos serviços no setor de distribuição são afetados por desligamentos de linhas e transformadores de subestações localizados na parte deste sistema conhecida como Sistema de Distribuição em Alta Tensão (SDAT). No SDAT as causas comuns de desligamentos são em virtude de temporais, vendavais e descargas atmosféricas.

Na ocorrência de um desligamento diversos dispositivos de proteção e de manobras são sensibilizados nas subestações fazendo com que um número significativo de informações seja enviado ao centro de operação. O operador deve avaliar cuidadosamente as atuações o que ocorre através da inspeção na lista de alarmes em busca de informações que possibilitem o diagnóstico da ocorrência visando a recomposição da parte do sistema afetado.

Verifica-se que o operador atua com maior dificuldade em eventos de recomposição já que em muitos casos constatam-se avalanches de alarmes e a busca por informações que possibilitem o diagnóstico é dificultada. Constata-se que o poder de reação do operador diminuí e a sobrecarga emocional aumenta, e isto pode induzi-lo ao erro.

Ciente disto, diversos autores já propuseram soluções que possibilitem o diagnóstico automático destas ocorrências através de lógicas avançadas utilizando inteligência artificial ou ainda a investigação exaustiva das causas da sinalização indevida de alarmes.

O presente estudo foi realizado com o objetivo de desenvolver uma ferramenta capaz de auxiliar às equipes de operação na realização do diagnóstico das ocorrências de desligamentos no SDAT.

Através de objetivos específicos realizou-se um estudo dos principais aspectos operacionais e de automação dos centros de operação bem como de questões normativas relativas a gestão de alarmes na indústria moderna. Buscou-se casos reais de desligamentos no SDAT cujas ocorrências foram subsídios importantes para validar a solução proposta.

Durante o estudo das duas ocorrências propostas para teste, uma de desligamento de uma linha de distribuição em 138 kV e outra para o desligamento de um transformador de subestação, viu-se que o principal desafio seria diminuir o número de alarmes exibidos aos operadores durante o diagnóstico no SDAT, sem a perda de informações úteis e imprescindíveis ao diagnóstico.

Para isso realizou-se o estudo das normas EEMUA 191 e ISA-SP 18.2 que contribuíram significativamente à solução do problema já que ao aliar o estudo do gerenciamento de alarmes aos estudos do SEP constatou-se que a separação dos alarmes em ordem de prioridade possibilitaria identificar as informações úteis ao diagnóstico e, explorando os padrões das mensagens de alarmes, pode-se automatizar através da ferramenta desenvolvida a identificação dos desligamentos e realização da busca na base de dados por alarmes essenciais ao diagnóstico.

Visando validar a metodologia proposta foram realizadas simulações utilizando a lista de alarmes para os desligamentos da linha de distribuição e transformador de subestação.

A simulação do desligamento da linha de distribuição demonstrou que as 44 sinalizações de alarmes geradas por este evento puderam ser reduzidas para 10 já que o programa identificou corretamente a ocorrência de desligamento e exibiu as mensagens na interface de recomposição proposta. Destaca-se ainda que não foram perdidas informações que possibilitem o diagnóstico da ocorrência.

A simulação do desligamento do transformador de subestação demonstrou que as 30 sinalizações de alarmes foram reduzidas para 6. Assim como no

desligamento da linha de distribuição nesta simulação não foram perdidas informações essenciais e a identificação de abertura do transformador ocorreu de forma correta.

Destaca-se ainda que os eventos de abertura da linha de distribuição geraram as 44 mensagens no intervalo de tempo de 1 minuto e 36 segundos e para o transformador foram 30 alarmes em 2 minutos e 31 segundos. Desta forma, considerando-se o fato das equipes possuírem até 3 minutos para realizar a recomposição sem afetar os indicadores de continuidade, constata-se a importância da sinalização apenas de informações essenciais ao diagnóstico.

Outro item importante a ser avaliado é que em situações como as demonstradas nos eventos analisados a norma EEMUA 191 classifica tais eventos como avalanche de alarmes para situações de emergência. Segundo os critérios desta norma a situação seria melhorada de uma condição difícil de se gerenciar para uma condição provável de ser gerenciável.

Diante do exposto entende-se como justificável a utilização da ferramenta proposta visto que os ganhos foram significativos principalmente ao que se refere a condição de melhoria durante uma avalanche de alarmes.

Ao que se refere a utilização da ferramenta desenvolvida entende-se que o software possibilitou a realização das simulações no entanto não se configura como uma ferramenta completa para supervisão do sistema e não substitui um EMS. Conforme visto no capítulo 2 as ferramentas EMS são consideradas as tecnologias mais adequadas à operação do sistema e o software desenvolvido poderia ser considerado parte integrante de um EMS, sendo desenvolvido no próprio EMS ou operando em paralelo a este sistema compartilhando a mesma base de dados.

As conclusões obtidas permitem propor trabalhos futuros sob esta mesma abordagem. Entende-se que o desenvolvimento deste software utilizando a plataforma Java inseriu diversas limitações à ferramenta o que impossibilitaria a realização de testes em campo em um sistema real. Uma nova abordagem pode ser realizada utilizando o Elipse Power onde as mesmas lógicas podem ser implementadas visando a simulação com equipamentos reais.

Pode-se ainda propor que as lógicas de busca por comparação sejam substituídas pela teoria da lógica difusa visto que o processo de interpretação de uma lista de alarmes pelo software se assemelha ao processo de leitura e interpretação de um texto realizados pelo homem.

REFERÊNCIAS

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APÊNDICE A – Fluxograma da rotina 1 – Identificação do

transformador desligado

APÊNDICE B – Fluxograma da rotina 1 – Identificação da linha de

distribuição desligada

APÊNDICE C – Fluxograma da rotina 2 – Identificação dos alarmes

essenciais ao diagnóstico

APÊNDICE D – LISTA DE DESCRIÇÃO PARA ALARMES

Descrição para alarmes Estado = 0 Estado = 1

ABERTO FECHADO

NORMAL ALARME

NORMAL DESLIGAMENTO

NORMAL RELIGAMENTO

NORMAL FORA DE FAIXA

DESBLOQUEADO BLOQUEADO

LOCAL REMOTO

EM ESPERA EM PROCESSO

BAIXA TENSAO MEDIA TENSAO

DESLIGADO LIGADO NORMAL FALHA INATIVO ATIVO DESATIVADO ATIVADO NORMAL SINCRONISMO DESATUADO ATUADO NORMAL TRANSFERIDO

ANEXO A – Lista de alarme para o desligamento da linha de

distribuição

Nome da

Subestação Nome do Ponto Descrição Tempo

UVI RIL 138A FN21Z1N Normal

17/05/2017 09:31:55

UVI RIL 138A FN67NI Normal

17/05/2017 09:31:55

UVI RIL 138P FN21Z1N Normal

17/05/2017 09:31:55

UVI RIL 138P FN67NI Normal

17/05/2017 09:31:55

RIL UVI 138P FN67NI Normal

17/05/2017 09:31:55 UVI RIL 138A FN21Z1N Desligamento

17/05/2017 09:31:55 UVI RIL 138A FN67NI Desligamento

17/05/2017 09:31:55 UVI RIL 138P FN21Z1N Desligamento

17/05/2017 09:31:55 UVI RIL 138P FN67NI Desligamento

17/05/2017 09:31:55 RIL UVI 138P FN67NI Desligamento

17/05/2017 09:31:55

RIL UVI 138 DJ078 Aberto

17/05/2017 09:31:55

RIL UVI 138P FN79 Religamento

17/05/2017 09:31:56 RIL UVI 138P FN79 IMPED Religamento 17/05/2017 09:31:56 RIL UVI 138P FN79 RLG1 Religamento

17/05/2017 09:31:56

RIL TF-1 13 FAL TP Normal

17/05/2017 09:31:56

RIL TF-1 13 FAL TP Normal

17/05/2017 09:31:56

RIL UVI 138P FN SOTF Normal

17/05/2017 09:31:56

RIL UVI 138P FN67NI Normal

17/05/2017 09:31:56

RIL UVI 138P FN79 Normal

17/05/2017 09:31:56

RIL UVI 138 DJ078 Fechado

17/05/2017 09:31:56

RIL TF-1 13 FAL TP Desligamento

17/05/2017 09:31:56

RIL TF-1 13 FAL TP Desligamento

17/05/2017 09:31:56 RIL UVI 138P FN67NI Desligamento

17/05/2017 09:31:56 RIL UVI 138 DJ078 RLG Bloqueado

17/05/2017 09:31:56

RIL UVI 138P FN SOTF Alarme

17/05/2017 09:31:56

RIL UVI 138A FN79 Religamento

17/05/2017 09:31:57

RIL UVI 138A FN79 IMPED

Religamento 17/05/2017 09:31:57 RIL UVI 138A FN79 RLG1 Religamento

17/05/2017 09:31:57

RIL UVI 138A FN SOTF Normal

17/05/2017 09:31:57

RIL UVI 138A FN67NI Normal

17/05/2017 09:31:57

RIL UVI 138A FN67NI Normal

17/05/2017 09:31:57

RIL UVI 138A FN79 Normal

17/05/2017 09:31:57 RIL UVI 138A FN67NI Desligamento

17/05/2017 09:31:57 RIL UVI 138A FN67NI Desligamento

17/05/2017 09:31:57

RIL UVI 138A FN SOTF Alarme

17/05/2017 09:31:57

UVI RIL 138 DJ008 Aberto

17/05/2017 09:31:59

RIL UVI 138 DJ078 Aberto

17/05/2017 09:31:59

UVI MB RIL 138 Alarme

17/05/2017 09:32:00

RIL MB UVI 138 Alarme

17/05/2017 09:32:00 UVI RIL 138A REG FALT Desatualizad

17/05/2017 09:32:00 UVI RIL 138P REG FALT Desatualizad

17/05/2017 09:32:04 UVI RIL 138 DJ008 RLG Bloqueado

17/05/2017 09:32:04 UVI RIL 138A RLG BLQEXT Bloqueado 17/05/2017 09:32:19 UVI RIL 138P RLG BLQEXT Bloqueado 17/05/2017 09:32:19

ANEXO B – Lista de alarme para o desligamento do transformador

de subestação

Nome da Subestação Nome do Ponto Descrição Tempo

BVP TF-1 CH86T Atuado 14/09/2017 08:01:57 BVP TF-1 FN87T INST Normal 14/09/2017 08:01:57 BVP TF-1 FN87T INST Desligamento 14/09/2017 08:01:57 BVP TF-1 FN87T Normal 14/09/2017 08:01:57 BVP TF-1 FN87T Desligamento 14/09/2017 08:01:57 BVP ANEL 138P DJ11 Aberto 14/09/2017 08:01:57

BVP TF-1 COM FCA Alarme

14/09/2017 08:01:58 BVP TF-1 34 RL94 Normal 14/09/2017 08:01:58 BVP TF-1 34 RL94 Desligamento 14/09/2017 08:01:58 BVP TF-1 34 DJ13 Aberto 14/09/2017 08:01:58 BVP TF-1 138 RL94 Normal 14/09/2017 08:01:58 BVP TF-1 138 RL94 Desligamento 14/09/2017 08:01:58 BVP TF-1 138 RL62 Normal 14/09/2017 08:01:58 BVP TF-1 138 RL62 Desligamento 14/09/2017 08:01:58 BVP TF-1 13 RL94 Normal 14/09/2017 08:01:58 BVP TF-1 13 RL94 Desligamento 14/09/2017 08:01:58 BVP TF-1 13 DJ64 Aberto 14/09/2017 08:01:58 BVP CB-1 FCA Alarme 14/09/2017 08:01:58 BVP BARR 34 TEN A Lmt3 Inf 0.00 6.90 kV 14/09/2017 08:01:58 BVP BARR 13 TEN A Lmt3 Inf 0.00 2.80 kV 14/09/2017 08:01:58 BVP ANEL 138P DJ08 Aberto 14/09/2017 08:01:59

BVP TF-1 CAT ESTADO Fora Faixa

14/09/2017 08:02:01

BVP ANEL 138A DJ08 Aberto

14/09/2017 08:02:01

BVP CB-1 SUB-SOB TEN Alarme 14/09/2017 08:02:02 BVP ANEL 50BF DJ08 Alarme 14/09/2017 08:02:02 BVP ITN 34 DJ17 Aberto 14/09/2017 08:03:15 BVP WAR 34 DJ21 Aberto 14/09/2017 08:03:17 BVP RAG 34 DJ25 Aberto 14/09/2017 08:03:21 BVP PMA 34 DJ29 Aberto 14/09/2017 08:03:23 BVP SIS 34 DJ38 Aberto 14/09/2017 08:03:26

ANEXO C – Nomenclatura ANSI/IEEE std c37.2 2008

Nr Denominação

1 Elemento Principal

2 Relé de partida ou fechamento temporizado 3 Relé de verificação ou interbloqueio

4 Contator principal

5 Dispositivo de interrupção 6 Disjuntor de partida 7 Relé de taxa de variação

8 Dispositivo de desligamento da energia de controle 9 Dispositivo de reversão

10 Chave comutadora de sequência das unidades 11 Dispositivo multifunção

12 Dispositivo de sobrevelocidade 13 Dispositivo de rotação síncrona 14 Dispositivo de subvelocidade

15 Dispositivo de ajuste ou comparação de velocidade e/ou frequência 16 Dispositivo de comunicação de dados

17 Chave de derivação ou descarga

18 Dispositivo de aceleração ou desaceleração 19 Contator de transição partida-marcha 20 Válvula operada eletricamente 21 Relé de distância

22 Disjuntor equalizador

23 Dispositivo de controle de temperatura 24 Relé de sobreexcitação ou Volts por Hertz

25 Relé de verificação de Sincronismo ou Sincronização 26 Dispositivo térmico do equipamento

27 Relé de subtensão 28 Detector de chama 29 Contator de isolamento 30 Relé anunciador

31 Dispositivo de excitação 32 Relé direcional de potência 33 Chave de posicionamento 34 Dispositivo master de sequência

35 Dispositivo para operação das escovas ou curto-circuitar anéis coletores 36 Dispositivo de polaridade ou polarização

37 Relé de subcorrente ou subpotência 38 Dispositivo de proteção de mancal 39 Monitor de condições mecânicas

40 Relé de perda de excitação ou relé de perda de campo 41 Disjuntor ou chave de campo

43 Dispositivo de transferência ou seleção manual 44 Relé de sequência de partida

45 Monitor de condições atmosféricas

46 Relé de reversão ou desbalanceamento de corrente 47 Relé de reversão ou desbalanceamento de tensão 48 Relé de sequência incompleta / partida longa 49 Relé térmico

50 Relé de sobrecorrente instantâneo 51 Relé de sobrecorrente temporizado 52 Disjuntor de corrente alternada 53 Relé para excitatriz ou gerador CC 54 Dispositivo de acoplamento 55 Relé de fator de potência 56 Relé de aplicação de campo

57 Dispositivo de aterramento ou curto-circuito 58 Relé de falha de retificação

59 Relé de sobretensão

60 Relé de balanço de corrente ou tensão 61 Sensor de densidade

62 Relé temporizador

63 Relé de pressão de gás (Buchholz) 64 Relé detetor de terra

65 Regulador

66 Relé de supervisão do número de partidas 67 Relé direcional de sobrecorrente

68 Relé de bloqueio por oscilação de potência 69 Dispositivo de controle permissivo

70 Reostato

71 Dispositivo de detecção de nível 72 Disjuntor de corrente contínua 73 Contator de resistência de carga 74 Relé de alarme

75 Mecanismo de mudança de posição 76 Relé de sobrecorrente CC

77 Dispositivo de telemedição

78 Relé de medição de ângulo de fase / proteção contra falta de sincronismo 79 Relé de religamento

80 Chave de fluxo

81 Relé de frequência (sub ou sobre) 82 Relé de religamento de carga de CC 83 Relé de seleção / transferência automática 84 Mecanismo de operação

85 Relé receptor de sinal de telecomunicação (teleproteção) 86 Relé auxiliar de bloqueio

88 Motor auxiliar ou motor gerador 89 Chave seccionadora

90 Dispositivo de regulação (regulador de tensão) 91 Relé direcional de tensão

92 Relé direcional de tensão e potência 93 Contator de variação de campo 94 Relé de desligamento

95 Usado para aplicações específicas 96 Relé auxiliar de bloqueio de barra 97 à 99 Usado para aplicações específicas 150 Indicador de falta à terra

AFD Detector de arco voltaico CLK Clock

DDR Sistema dinâmico de armazenamento de perturbações DFR Sistema de armazenamento de faltas digital

ENV Dados do ambiente

HIZ Detector de faltas com alta impedância HMI Interface Homem-Máquina

HST Histórico LGC Esquema lógico

MET Medição de Subestação

PDC Concentrador de dados de fasores PMU Unidade de medição de fasores

PQM Esquema de monitoramento de potência RIO Dispositivo Remoto de Inputs/Outputs

RTU Unidade de terminal remoto / Concentrador de Dados SER Sistema de armazenamento de eventos

TCM Esquema de monitoramento de Trip SOTF Fechamento sob falta

Complementação da Tabela ANSI: 50N - sobrecorrente instantâneo de neutro

51N - sobrecorrente temporizado de neutro (tempo definido ou curvas inversas) 50G - sobrecorrente instantâneo de terra (comumente chamado 50GS)

51G - sobrecorrente temporizado de terra (comumente chamado 51GS e com tempo definido ou curvas inversas)

50BF - relé de proteção contra falha de disjuntor (também chamado de 50/62 BF)

51Q - relé de sobrecorrente temporizado de seqüência negativa com tempo definido ou curvas inversas

51V - relé de sobrecorrente com restrição de tensão 51C - relé de sobrecorrente com controle de torque

50PAF - sobrecorrente de fase instantânea de alta velocidade para detecção de arco voltaico 50NAF - sobrecorrente de neutro instantânea de alta velocidade para detecção de arco voltaico 59Q - relé de sobretensão de seqüência negativa

59N - relé de sobretensão residual ou sobretensão de neutro (também chamado de 64G), calculado ou TP em delta aberto

64 - relé de proteção de terra pode ser por corrente ou por tensão. Os diagramas unifilares devem indicar se este elemento é alimentado por TC ou por TP, para que se possa definir corretamente. Se for alimentado por TC, também pode ser utilizado como uma unidade 51 ou 61. Se for alimentado por TP, pode-se utilizar uma unidade 59N ou 64G. A função 64 também pode ser encontrada como

proteção de carcaça, massa-cuba ou tanque, sendo aplicada em transformadores de força até 5 MVA.

67N - relé de sobrecorrente direcional de neutro (instantâneo ou temporizado) 67G - relé de sobrecorrente direcional de terra (instantâneo ou temporizado) 67Q - relé de sobrecorrente direcional de seqüência negativa

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