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automação digital de subestações de energia

1. As RG06 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello
2. PI ATE BNC Les o PPDX BNTAS PPDX BNT G7 PCDX BNC4433 PCDX BNC443 Ed e e e PCDX BNC 9434 e PI ATE BNCL63 E Y PI ELN BNC O6S3 4 0 Vila te N E XX A XX i gi e i 04 04 404 409 609 403 N w E 94PN 94AA dd 941V 94 5 RDX A Eae ca A e o pa as oo 38 x o N 0 433 0 04 N 443 00 VN 443 C04 N 183 D 02 4 i NE 1 4 sao i e q 06 eo e NES i A e 1 1 1 l l l do add 1 S I 1 Eus ae A E EE Lisa al j AN TRIPDX A LINA ANS E f gt Jn IRIPDX 1 B TRIPDX 1 RT D ELN Bh c 64 e VINI IM V PN E I DBNLLO4 E 4 e PADX BNT 4 PPDX BN T98 TRIPDX 1 A TRIPDX 1 8 e ad 0 e TRIPDX 1 V PCDX BNC a CIRCUITO DE ABER 1 a IND ES f RAN DISJUNTOR 52DX CODJ7 04 Figura 4 6 Diagrama Esquem tico Circuito de Abertura 1 do Disjuntor 52DX Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello O diagrama esquem tico aonde est sendo utilizado o segundo contato NA do rel r pido 94P1A para trip no circuito de abertura 2 do disjuntor 52DX id ntico ao de abertura 1 Figura 4 6 por m com o contato 09 11 do rel Este contato quando fechado energiza o contato no cub culo do disjuntor no campo que faz a abertura da fase A do disjuntor em seu circuito de abertura 2 A figura 4 7 mostra o diagrama es
3. FL15 2 5 1 EL da FL 13 FLS FL 13 FL 13 FL 13 FL15 2 619571 FL 13 FL 13 SENEN HOR HA ASA PP RPE Pas DES ER A A gt O O N 10 Da ND o E e o O 5 3 MES S Ss a zis D D o 315 JS 5 3151212 a O o 55 SS Sis Ss 2 SES S o 515 o Solo 3 e a 219 S Sa S 6 6 S l amp S OS 9 819 2 O S S OJ O o ojo o OJ a ol S O ol O 3 O a E e E E a no ET i voue Fojuir cojure l rome Fou 7 505 VT 505W 1 2 T 505W 1 EA T ad VT 505W VT 505W i VT 505W CR9F1 VT 505W nanje RDP RDP m UCDI 2 RPIV R4 8 UCD2 1 L hop po UCDI 2 RPIV R4 8 UCD2 1 MSAF ant I RS232 MODBUS MODBUS sans MODBUS C0076 coo78 voas MODBUS R5485 k 00074 onus co aa RS485 gou KAT C 20079 MODBUS C0075 0077 T f olo g l L 11 Lo dh EE ele RIS estos slas l FIRE ss ES Sisela alala t p HEE Z sal als 595008 e CR2F3 O z aja 5 5 65 alalals lala gt a ER 6 5 2 aja da EME ste galz SAITEL 2000DP SATEL 2000DP SAITEL 2000DP SAITEL 2000DP i DNS DNP3 NES l DNE3 CR2F3 i Cuide E i Pais E RS485 2F10S Lasums omos 5485 2103 pg RS485 2F0S R5485 2F0S AREVA AREVA AREA Ra Ra AREVA areva y UPDZ uPDZ ARS SEL UPDZ UPS l upos vpDa P743 l P442 f P632 f I Debi e aa fl ROSE fi Fre 2F0S Lo E RT RS485 2FIOS R 485 2FIOS 311C I 5485 PF 2FI0S RS485 2F10S R5485 2F105 EAS Sie i l Ar RS485 2F105 RS485 2F105 4 RC02 4 z R
4. asas 0 MEdI O artist ad a 3 7 AULOMALISMOS coccion aran 3 8 Monitora o M ce digadain ltda 3 9 LEL OA E E Cap tulo 4 Automa o Digital de uma Subesta o 4 1 Arquitetura b sica do Sistema e eeeeeeeeeeeceeeeneneaa 4 2 Automatismos da SE ooonoocccnncononnncnncnnnnnrcnnennrcancnnnn arce nenes 43 OISCADATA SE nation ra da o a CONCEUS O o Lao dan aaa SE Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 111 RESUMO Este trabalho descreve o que automac o de uma subestac o e como ela deve ser efetuada especificando telecontrole as ferramentas e os equipamentos de uma SE automatizada Ser o explorados alguns conceitos utilizados em digitaliza o de subesta es Por ltimo ser mostrado como foi realizado o projeto de automa o de uma subesta o de energia atrav s de um caso real Este trabalho permite que o leitor aprenda a analisar a arquitetura os diagramas esquem ticos e l gicos de um projeto de uma SE digitalizada iv Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS CAG COR cos ED GPS IED IEEE IHM LAN NA NAVSAT NF ONS CLP RDP SD SAGE SCADA SE SIN SOE TC T TP UAC UCL UTR Controle Autom tico de Gera o Centro de Opera o Regional Centro de Opera o
5. A A A A A A A A A 05 07 09 95 2 UPD1X 95 2 UPD1X 1 95 2 UPD1X 837 A 01 837 A 01 837 A 01 l 06 08 10 AAA AAA AE es a a Te 94P1A 94P1B 94P1V RAR1 dee RAR de RAR de AREVA AREVA AREVA 432 D 06 N1 1X 434 D 01 rg po ens g F 451 B 02 PARTIDA BF 52DX us e A 122 8 03 RP CIRC 1 520X ey e A 140 8 06 RE CRC 2 520 eis e Figura 4 5 Diagrama Esquem tico Circuito de Disparo UPD1X A figura 4 6 mostra o diagrama esquem tico aonde est sendo utilizado o primeiro contato NA do rel r pido 94P1A para trip no circuito de abertura 1 do disjuntor 52DX O contato 04 06 quando fechado energiza o contato no cub culo do disjuntor no campo que faz a abertura da fase A do disjuntor em seu circuito de abertura 1 71 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello SUBESTACAO DE COLINAS 500kV SETOR 500kV GON ALVES REATORES CIRCUITO DE ABERTURA 1 DO DISJUNTOR 52DX CODJ7 L LT RIBEIRO GON ALVES LT RIBEI SN FANCA YES RO GON ALVES COMANDO ABERTURA DISPARO DISJ 52DX DISPARO DISJ 52DX DISPARO DISJ 52DX PROTE O PRINCIPA 21N 67N 78 591 59T 50ST 2761 50SOF RECE FASE A FASE B DD FASES A B C RE MANUAL CIRCUITO1 SEP QCEI ELN QCE1 FURNAS E OTE O INTERNA RDX TEMP LEO ENROLAMEN FASE B FASE V RIPDX 1
6. Ea E o Servicos de Tempo Real colserv2 STANDBY Servicos de Historico e STANDBY Figura 4 11 Arquitetura do Sistema de Comunicac o da SE Colinas no SCADA 80 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Na figura 4 12 temos a representac o da Lista de Eventos da SE Colinas aonde s o representadas cronologicamente todas as altera es em qualquer ponto da subesta o A precis o de registro de milissegundos o que facilita o rastreamento dos defeitos que podem vir a acontecer Event Summary DO Fit i DR th q new Not all rows could be displayed Adjust filters to reduce number of rows returned Print Group a Point Type Start A Search Page 1 RTU Message End al Clear Filters E Timestamp Table Point RTU a o 812 f y 0 JO 7 00 000 as E E Figura 4 12 Lista de Eventos da SE Colinas 81 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Na figura 4 13 temos as Listas de Alarmes que nos mostram apenas altera es emergenciais Nestas telas os alarmes ativos e n o ativos devem ser reconhecidos pelo operador para que desapare am da tela confirmando assim que esta informa o foi vista Alarm Summary of Filters N
7. PAINEL Di Figura 4 3 Arquitetura B sica do Sistema de comunica o da SE Colinas Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello JES VAI PARA O GON ALY RIBEIR Painel de Controle da LT Ribeiro Goncalves Este painel possui uma UAC denominada UCD1 ela est aquisitando todas as informa es dos pain is de prote o PPDX e PADX e do painel de sincronismo PS Foi feita uma liga o em anel de uma das portas de comunica o da UCD1 passando por todos os rel s digitais e fechando o anel em outra porta de comunica o da UCD1 Como a interliga o dos pain is foi feita atrav s de fibra tica foram necess rio conversores de padr o RS 485 para fibra tica Esta liga o em anel foi feita para que a estampa de tempo dos rel s fosse levada CPU Os pontos digitais foram aquisitados diretamente do campo saindo dos cub culos dos equipamentos e chegando nos bornes dos pain is at os cart es digitais Os pontos anal gicos foram aquisitados diretamente dos TC s e TP s no campo passando por transdutores para que os cart es de entradas anal gicas pudessem aquisitar os valores de corrente e tens o Esses valores s o enviados aos multimedidores no painel atrav s de protocolo ModBus de uma das portas de comunica o da UAC aos multimedidores A UAC envia tamb m ao SCADA atrav s da rede os valores de tens o corrente pot ncia ativa reativa fator
8. acesso aos comandos dos equipamentos da SE sendo este o local apropriado para se executar os comando j que assim ele ter uma vis o global da SE Em suma o operador opera e supervisiona a SE atrav s de sua tela do Oasys O operador tem telas do unifilar da SE Colinas do projeto ATE IIl com as 4 SE s interligadas e da arquitetura do sistema e qualquer evento que ocorra mostrado em uma janela que se abre na tela do operador alertando o gerando tamb m efeitos sonoros quando da ocorr ncia de alarmes Al m do unifilar geral podemos tamb m apresentar unifilares mais espec ficos que d o uma vis o melhor de cada setor da subesta o o caso aonde al m de mostrar os estados dos equipamentos mostra tamb m algumas medidas que entram no sistema atrav s de entradas anal gicas No sistema apenas entram as correntes e tens es trif sicas e atrav s de c lculos pr programados temos tamb m as informa es de pot ncias ativa e reativa fator de pot ncia Figura 4 9 76 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Figura 4 9 Unifilar Geral da ATE Il no SCADA Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Na figura 4 10 temos o unifilar particular de bay aonde h a representa o referente a um nico bay nesta tela que o operador da subestac o ir emitir comandos O procedimento se d da seguinte f
9. 2 1 1 Padr o RS 232C e RS 485 arraia 7 2 1 2 Conceitua o de redes ia asa losas 8 2 1 3 Meios F sicos de transmiss o 13 2 1 4 Protocolos de Combnica o sue sis eua nos ana adia navais novo dia aus ui as a esca 15 2 2 ENVCRNa A as SUS GS eUSDsGLGueu 17 2 2 1 Sistema de Aquisi o de Dados ooooooccccccoocooocococcnonononnnnnnnnnnnnnnnnnnonnnnnnnos 17 2 2 2 Unidades de Aquisi o e Controle oooooooccccocooocooonocnnnnnnnnnnnnnononnnnnnnnnnnnnos 18 2 2 3 Transformadores de corrente e potencial oooooooonnnnnooonococonononnnnnnnnnnnnos 27 DAA NANA SS QUO nica vibes A a 29 2 2 5 Rel s de interface narrar 30 2 2 6 Unidades dedicadas narrar 31 EAST AE A RR Ro RR OS RO O RI RO RARE RAE e RENO RE RAS ERR RR 33 ANA E AR 35 2 2 9 Sistema de Supervis o Controle e Aquisi o de Dados SCADA 37 2 2 10 Centros de Opera o Regional COR e do Sistema COS 41 2 2 11 Base de Dados aaa r KEPE Aeaee raui iane 43 2 2 12 Arquitetura Basica italiana digas 46 Cap tulo 3 Requisitos Funcionais de Supervis o e controle 49 Silo GOMA ed 50 11 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello A EN sois das sas as daL ssa sina asa sina Si sa sina sa na sina sis aain sad 3 3 e SINANZA O sarao 3 4 A O E PT Rr neadan inia 3 5 Registro Sequencial de Eventos
10. In Semin rio Nacional de Produ o e Transmiss o de Energia Bel m 1997 RUFATO Prof Eloi Apostila da Disciplina de Prote o Centro Federal de Educa o Tecnol gica do Paran CEFET PR Departamento Acad mico de Eletrot cnica Curitiba 2001 SCHNEIDER www schneider electric com br 2006 SEL http www selinc com 2006 WIKIPEDIA http pt wikipedia org 85 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Tabela ANSI N Denomina o 1 Elemento Principal 2 fun o de partida fechamento temporizado 3 fun o de verifica o ou interbloqueio 4 contator principal 5 dispositivo de interrup o 6 disjuntor de partida 7 disjuntor de anodo 8 dispositivo de desconex o da energia de controle 9 dispositivo de revers o 10 chave de sequ ncia das unidades 11 reservada para futura aplica o 12 dispositivo de sobrevelocidade 13 dispositivo de rota o s ncrona 14 dispositivo de subvelocidade 15 dispositivo de ajuste ou compara o de velocidade ou frequ ncia 16 reservado para futura aplica o 17 chave de deriva o ou descarga 18 dispositivo de acelera o ou desacelera o 19 contator de transi o partida marcha 20 v lvula operada eletricamente 21 rel de dist ncia 22 disjuntor equalizador 23 dispositivo de cont
11. como os rel s digitais os equipamentos de oscilografia transdutores etc Nos sistemas digitais de automac o el trica os dados normalmente coletados tens es e correntes e grandezas derivadas pot ncia ativa reativa energias estado status de equipamentos disjuntores seccionadoras cargas reativas chaves de comando atuac o de rel s etc inclusive o estado dos m dulos de hardware do sistema digital temperaturas no caso de usinas hidrel tricas n veis de gua vaz es press es no Caso de usinas t rmicas fluxos n veis de combust vel etc As a es de comando e as sinaliza es externas ao sistema digital s o feitas ou atrav s de mudan a de estado de rel s contatos ou por valores cont nuos de ajustes na forma de corrente e tens o cont nuas para sinal de refer ncia set point de reguladores e sinalizadores amper metros 17 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 2 2 Unidades de Aquisi o e Controle A fonte de dados de uma subesta o s o as Unidades de Aquisi o e Controle UAC s cuja fun o prim ria coletar os estados e as medidas da subesta o para transfer las para um sistema de Supervis o Controle e Aquisi o de Dados SCADA no centro de controle As UAC s possuem tamb m fun es de controle que atrav s de l gica digital interna transfere pontos de sa da para o SCADA A l gica aumenta a co
12. s restri es de recursos normalmente encontradas conduzem necessidade de utiliza o tima das instala es existentes Al m disto as dimens es e os requisitos de continuidade e qualidade de suprimento tornam a opera o dos sistemas el tricos bastante complexa A implanta o de usinas geradoras de grande capacidade a amplia o das redes de transmiss o com pot ncias transmitidas cada vez mais elevadas o aumento do n mero de interliga es entre regi es e entre pa ses a diversifica o da matriz energ tica e a utiliza o de novas tecnologias introduzem desafios para a opera o normal do sistema e principalmente para se conseguir o amortecimento r pido das oscila es eletromec nicas ocasionadas por dist rbios din micos decorrentes de desligamentos for ados de componentes do sistema Para atender crescente demanda com uma energia el trica de qualidade aliada a uma indispens vel gest o empresarial com pr ticas de redu o de custos as concession rias de energia t m direcionado os seus investimentos automa o de sistemas el tricos A automa o de subesta es visa a melhoria da qualidade no fornecimento de energia el trica reduzindo quantidade e tempo de interrup es atrav s da supervis o do sistema el trico em tempo real e direto al m da redu o dos custos operacionais atrav s da automa o de tarefas e centraliza o de a es operativas A opera o de uma subesta o b
13. 1 i ojs o a ADOS OllYd 1 2 25 Y YOJ 30 SVAVNOL gt lt i Vja a S f a 5 4 VAJaSIY i a Sa i o e i 1 EA lt 1 i als E xay vOlv3Y 0370 1 i 19 EA 30 OINSINVIVEL 0 i TA i Aa E 7 O o VANISIA 1 Ss i S y s f DAA vnoy a vemos 1 lt L y Ol 2 2 E ce 58 a D9ASZL clas 3 NS ivg 30 Y00v9IYYVI 38 i g i 1 Lu z a A 1 also oq dASTL LY 1 DO go i Saa 1v8 30 400Y9343Y9 134 o i 1 5 lt Ela O A 1 Z o xau YOlW3Y 0310 DO go w Rae 30 OLNJNVLVYL L So i E lr gt o Ne E oc i ae o Z i El sas TAn E i Ll 6 a 00 A i a pes y o S 38 E 1 9m e v 2 geo l La E aa w 1 Q oo i M f Ln Ea lt i Do Es i Diz 5 i LIA E i So i PARA QDE 052 Figura 4 4 Unifilar dos Servi os Auxiliares da SE 67 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Painel de Teleprotec o O painel de teleprotec o o painel de comunicac o OPGW que faz a comunicac o entre as SE s de dados e voz al m da teleprotec o mirror bits entre os rel s da SEL aonde os rel s de linha das SE s est o se comunicando em tempo real para fazer as prote es de zonas Atrav s da fibra OPGW as SE s Ribeiro Goncalves S o Jo o do Piau e Sobradinho enviam seus dados para o painel PTL que atrav s de um multiplexador MUX transmite as informa es para as redes e d
14. DISP DIFERENCIAL FASE B SEM RESTRI O INORMAL DISPARO G4AP01ES87C RG RAZ DISP DIFERENCIAL FASE C SEM RESTRI O INORMAL DISPARO G4AP02ED50A IRG RAZ DISPARO PROTE O 50 FASE A INORMAL DISPARO G4AP02EDS0B IRG RAZ DISPARO PROTE O 50 FASE B NORMAL DISPARO G4AP02ED50C IRG RAZ DISPARO PROTE O 50 FASE C NORMAL DISPARO G4AP02EP51A IRG RAZ PARTIDA PROTE O 51 FASE A NORMAL PARTIDA G4AP02EP51B IRG RAZ PARTIDA PROTE O 51 FASE B INORMAL PARTIDA G4AP02EP51C IRG RAZ PARTIDA PROTE O 51 FASE C INORMAL PARTIDA G4APO2EDS1A IRG RAZ DISPARO PROTE O 51 FASE A NORMAL DISPARO G4AP02EDS1B IRG RAZ DISPARO PROTE O 51 FASE B NORMAL DISPARO G4AP02ED51C IRG RAZ DISPARO PROTE O 51 FASE C INORMAL DISPARO G4AP02ED50N IRG RAZ DISPARO PROTE O 50N INORMAL DISPARO G4AP02EP51N IRG RAZ PARTIDA PROTE O 51N NORMAL PARTIDA G4APO2ED5IN IRG RAZ DISPARO PROTE O 51N INORMAL DISPARO G4AP02ED50G IRG RAZ DISPARO PROTE O 50G NORMAL DISPARO G4AP02EP51G IRG RAZ PARTIDA PROTE O 51G NORMAL PARTIDA Tabela 2 4 Entradas e sa das digitais de um rel digital Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 2 12 Arquitetura B sica Um sistema central normalmente composto por v rios microcomputadores ou esta es de trabalho workstation ligados em rede de rea local LAN Local Area Network Os equipamentos digitais do n vel de interface com o processo est o conectados ao S
15. Felipe Baptista de Mello O tipo autobalanceado utiliza um jogo de 3 TC s nos terminais do motor conectados de forma obter a somat ria das correntes de cada fase e neutro Na realidade trata se de um elemento de sobrecorrente onde o esquema diferencial e n o o rel 90 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello
16. OZO 3 za a I nH N o ojs a 2 SIYOLON NO Ei Nx 068 VYIOIWNOIDIS L a A a E lt 3 3 lt 58 S3HOLOW i r Ti z 1 6 os Dar E 2068 VHOOYNOIO3S ad lt an z 5 A oc 2E a no le Lila Y lt BS 58 8 S3HOLON j m q e T KOS X068 YHOQYNOIDIS 1 x lt El 2 z EEN 3 Z 5 E SIYOLOM a ns Bla ca A 1068 WHOCVNOIDIS j v A R S O G 212 E e NE 50 SIYOLOMW LA Dal o gt 2 Su 10168 WIO0OVNOIO3S f z s se cel lt o Lu Rd E a q lt al do so do SINO LON A Z E is NEY IXQN6S VHOGYNOIO3S n a t O e 2 ty D 2 ad E B osgs Ar A 50 2 gt Ar OS o PON SNE S3Y0L0W A0ZS YOLNNPSIO B Ea y 2 1 O E E a D o Y osas HE A KISA e i Ya asc DO so a 5 al H E o S3H0LOW XUZS YOLNAPSIO 4 n mn EN elo S 9 H Aa gjo 1 q Da ji 5 di 59 5 92AGTL 2138 i x 8 2 o lt o gt Dada UE S DIM Fo e A Y No 1v8 30 Y00I34SVO 138 xs DTL EN UW a O G D A o LN 5 i A E seee as O E ES AE Be A 92AGTL IY i Do oo gt l gt 0 1v9 30 YOdV9IN4WI 138 A Lu sas A A 1 a i 23 H E lt x Poy i i x 5 248 nt C t to No D20 1 O NE l 5 ES 5 L Ep a Or L S AR EE a a as 4 0 AAN di a 1 75 E 09 1 Lu q M 3 0 EL gt i Hoz n T ERS o i i o i a i 2 i i 5 i i i i 3 7 i S i i Ea i i 1 E 1 e VAYZS28 i 1 i i i i N o VAYISTH 1 i I 1 O o i Ola 3 i ie quo VAY3S3Y 1 o w i Sis 1 Ee lt a
17. Perturba es PI Painel de Interface 10 PTC Painel de Telecomunica es De forma simplificada ser o analisadas as fun es de cada painel separadamente fazendo analogia juntamente com a arquitetura do sistema de comunica o Figura 4 3 64 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello A A O DE COLINAS JOKY SETOR 500kV ARQUITETURA DE COMUNICA COLINAS CPCM COS CHESF TEA L EE E aros o e E HE eo SRP OASYS 2 ETH O a a l El l El REDE 1 l ES a ca m q i REDE 2 3 p 3 a y 515 pol ODO o O SERIAL PPS 8 7 5 PTL 4 ALTERNADA DNP 3 mo SEL387A ueDix UPD4x T 87R PTC PAINEL DE TELECOMU
18. RO o EA a VER FL43 5 5 E 15 as y F O UTP a pls a 5 le 1 o Es E Eli 22 19 O 8 ae Sl ros S Sos o pa FL 015 in A T E o olo ANTENA FL 015 1 A oo mis 19 O NI es S y 10 lO a 19 O Ol O 5 5 5 3 o SE PRESIDENTE DUTRA S ed S S S A QFE1 PAINEL E FRONT END JE ROUTER 1 ROUTER 2 EO E IEC 870 5 104 101 a D a m o E D a Do Dono 0 0 0 0 o D SWITCH 1 i 1EC 870 5 104 101 y D o D o a o DnDlolololo nin 00 DO SWITCH 2 E E E El SERAL PPS 3 Ss MSAC z gt E ERA FRONT END 1 FRONT END 2 REASON GPS RT 2000 GPS 1 REASON GPS RT 2000 GPS 1 1 pi R E E E e EP a e 2345678 12345678 2345678 12345678 ias L TA cooso o E E i t a o 2 T i IE e T eoa ta DETALHES a Rn DETALHES DETALHES ER FL 42 E 2F3 CR2F6 Rd 4 VER FI VEROA ea VER FL41 VER ERSU T t I Et 19 o co a o G y S OL ol OL O o o ol c o gt c a o m O 9 SiS dz o 9 9 SOS SS S OS OSSOS Q o o o o o o A SO O O o o ol ol ol OO O O O O O 8 8 EE 818 E so 8 S O of FLOIS FL 015 FL 1S FLO15 FLOIS FLOIS FLOIS FL 015 es a FL O15 FL O15 FLOIS FLOIS FLOIS FLOIS FL 015 FLOIS FLOIS Figura 2 24 Arquitetura de Sistema simplificada Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello SUBESTACAO COELHO NETO CONFIGURA O COMUNICA O COELHO NETO ARQUITETURA GERAL DO SISTEMA
19. alta Assim se desejado conhecer a participa o da 10a harm nica a frequ ncia de amostragem deve ser superior a 1200 Hz 2x10x60 ou seja deve colher 20 amostras por ciclo de 60 Hz portanto a resolu o ser de 0 8 ms As UAC s podem abrigar grande n mero de pontos entradas sa das dependendo da aplica o Para geradores de usinas hidroel tricas por exemplo chegam a ter mais de 500 pontos s vezes a UAC tem que atender especifica es para ler algumas 31 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello entradas digitais com resoluc o de 1 ms e outros com resoluc o mais lenta de 10 ms Neste caso pode resultar que o fabricante venha optar por dividir a UAC em duas ou mais partes com processadores separados Para UAC s de grande porte alguns fabricantes apresentam como solu o uma arquitetura distribu da consistindo de uma rede local com v rios m dulos separados cada um com sua pr pria CPU mem ria e comunica o resultando num gabinete com um ou mais m dulos para Entradas Anal gicas outros para Entradas Digitais outros para Sa das Digitais outros para Sa das Anal gicas e alguns m dulos mistos 32 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 2 7 GPS O Sistema de Posicionamento Global conhecido por GPS Global Positioning System um sistema de posicionamento por sat lite utilizado par
20. anal gicas ou pelas entradas da prote o Em cada painel pode existir um mostrador digital que possibilite a indica o da grandeza selecionada pelo usu rio Gra as digitaliza o das subesta es poss vel que os valores instant neos de medi o sejam supervisionados automaticamente de maneira a poder alertar o usu rio quando limites superiores ou inferiores pr programados s o ultrapassados Tamb m poss vel a realiza o da manipula o dos dados de medi o para c lculos de m dia identifica o de m ximos m nimos m ximas coincidentes c lculos de fator de carga etc e a apresenta o destas medidas no SCADA bem como seu envio para os n veis superiores Figura 3 3 Multimedidor Digital 1 56 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 3 7 Automatismos Existem v rias fun es que supervisionam o sistema e reagem automaticamente de forma a eliminar os incidentes e permitir efetuar l gicas de intertravamento controlando diversos equipamentos em fun o de uma dada situa o Os sistemas digitais s o capazes de realizar estas rotinas programadas de automatismos utilizando se de linguagens de programa o o que reduz significativamente espa o f sico nas instala es Enquanto que em uma subesta o convencional pain is inteiros s o destinados realiza o de certas l gicas Em uma subesta o digitalizada estas l gicas
21. comando ea sinaliza o Comando Convencional A a e e o em e e e disjuntor comunicac o rel auxiliar mola contatos sala de comando Telecomando Digital Figura 2 11 Comando no sistema convencional e no digital Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 22 Na Fig 2 11 procura se mostrar esquematicamente como feito o comando no sistema convencional e no digital No sistema convencional ao ser pressionado o bot o de comando surge corrente no circuito de acionamento que puxa o pino de travamento permitindo que a mola abra o dispositivo Solid rio com o eixo do p lo do disjuntor encontram se os contatos auxiliares NA e NF O contato NF fecha e a l mpada L indica disjuntor aberto na sala de comando No sistema digital via mouse ou teclado inicia se a a o no micro na sala de comando A informa o vai do micro UAC pelo cabo de comunica o A chegada dela na UAC provoca o acionamento da sa da digital e a abertura do disjuntor O contato NF lido na UAC e esta informa o enviada ao micro na sala de comando onde em sua tela mostrada a ocorr ncia do comando por exemplo mudando a cor do s mbolo As sa das digitais tamb m ocupam o papel de interface do sistema digital de prote o e controle como os equipamentos em campo Atrav s das sa das digitais que se efetuam os comandos nos equipamentos da instala o como
22. de pot ncia etc Painel de Controle de Servi os Auxiliares O painel de controle de servi os auxiliares possui uma UAC denominada UCDSA que faz simplesmente o controle de equipamentos auxilares da SE como os alimentadores de tens o CC e CA os geradores diesel etc Possui um cart o de sa da digital apenas para dar comando de partir geradores diesel quando da falha dos alimentadores A figura 4 4 mostra um dos unifilares do sistema de servi os auxliares da SE Colinas 66 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello N E o 8 co E i deg o j gt gt o PR A ENS E no a q 1 i oH lt A 315 D o 1 a 2 e 1 3 1i q 1 a Sja amp 3 f de VAJISIN 1 o i xl fA a El Bue j E 3 E VANISIA j 9 o es El i 9 il mi lt 1 N ela A i RI ro Ej o gro y Y Sus REA VANISIA i Guz E lt Dio x cat 2g 3 cee Tm 3 E 123 a 0 VAYIS3Y 2 2 i q sk g S o e VAJISIN i Aj T as q lt OL o E Ae VAJISIY j 1 119 t E ae m A f mn Vila q o 1 wa us rg a l 4 VAYJISIN w 8 E t 8 Vlad 3 Lp 50 o SIYOLOW i E a 0o A 5 o 7068 YIO0YNO O3S i o 8 5 v gi NITO lt a t
23. devem estar representados nos diagramas l gicos bem como em quais intertravamentos estes ir o intervir Neste cart o s o ligadas as entradas digitais contatos passando por acopladores pticos e prote es varistores Um cart o pode acomodar diversas entradas digitais dependendo do modelo e do fabricante Na Fig 2 9 mostrada a liga o esquem tica de uma destas entradas feita por via direta ou via rel auxiliar contato ED ED de campo a contato de A Fonte campo Figura 2 9 Esquem tico de uma ED via direta ou via rel auxiliar Quando o contato est fechado a tens o da fonte transferida aos dois terminais da entrada aa Esta fonte pode ser externa ou interna pode ser de corrente alternada CA ou cont nua CC Como exemplo pode se citar uma UAC de pequeno porte utilizada para telecomandar chaves dos circuitos da rede prim ria de distribui o que utiliza uma tens o interna CC de 12 V para isto O circuito eletr nico do cart o ED que mede a tens o nos terminais compara a com dois n veis de tens o 75 ou 9 V e 25 ou 3 V para transi es positivas e negativas que correspondem respectivamente a contato fechado e aberto A este par de terminais de entrada aa corresponder na UAC um endereco que conter a informa o 1 ou 0 caso o contato esteja fechado ou aberto Sa das Digitais SD Neste cart o aloja as sa das digitais cada qual contendo tamb m um endere o na UAC Qu
24. do Sistema Entrada Digital Global Positioning System Intelligent Electronic Device Dispositivo Eletr nico Inteligente The Institute of Electrical and Electronics Engineers Interface Homem M quina Rede Local Contato Normalmente Aberto Navy Navigation Satellite System Contato Normalmente Fechado Operador Nacional do Sistema Controlador L gico Program vel Registrador Digital de Perturba es Sa da Digital Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia Supervisory Control and Data Aquisition Subesta o Sistema Interligado Nacional Seq encial de Eventos Transformador de Corrente Tecnologia da Informa o Transformador de Potencial Unidade de Aquisi o e Controle Unidade de Controle Local Unidade Terminal Remota Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Cap tulo 1 Introdu o A vida moderna n o pode prescindir da energia el trica Como insumo b sico o consumo de energia el trica aumenta com o crescimento populacional e fator fundamental para o desenvolvimento econ mico de qualquer na o A depend ncia da sociedade na energia el trica se traduz por uma crescente demanda por qualidade e continuidade do suprimento bem como por aumento do consumo al m do crescimento vegetativo da popula o tal qual ocorre nos pa ses em desenvolvimento Entretanto a expans o da oferta de energia el trica exige investimentos elevados que associados
25. encadeamento hist rico das ocorr ncias Devido elevada precis o a aquisi o desses dados efetuada normalmente por equipamentos aut nomos que se comunicam com o centro de controle e demandam um dispositivo de sincroniza o de tempo 6 Em uma subesta o digitalizada os dados de comando sinaliza o e alarme da subesta o s o armazenados no SCADA de maneira a permitir Apresenta o na tela o operador ou registro na impressora de listagens completas parciais ou resumidas dos eventos ocorridos em um determinado per odo na ordem cronol gica de suas ocorr ncias Apresenta o na tela ou registro na impressora de listagens de eventos espec ficos para fins hist ricos e estat sticos Transmiss o para o n vel de supervis o superior A data e tempo de ocorr ncia de cada evento devem ser determinados pelas UAC s Desta forma quando os dados s o transmitidos para n veis superiores j tem rotulados suas datas e tempos de ocorr ncia Da vem a import ncia da sincroniza o entre as diversas UAC s do sistema O processo de armazenamento c clico ou seja quando todo o espa o de mem ria destinado armazenagem dos eventos for preenchido os eventos mais novos substituir o os mais antigos 55 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 3 6 Medic o A aquisi o dos dados de medi o efetuada pelas UAC s atrav s de cart es de entradas
26. nica do operador n o estando envolvido o sistema digital de supervis o controle e protec o Local ssimo el trico nos disjuntores seccionadoras dependendo da tens o e reguladores por exemplo existem bot es de comando local junto a eles pr prios que por sua vez podem contemplar todos os intertravamentos que se fa am necess rios provenientes do sistema digital N vel de bay em todos os equipamentos comand veis no seu respectivo painel de bay atrav s de IHM s contemplando os intertravamentos implantados N vel de Subestac o em todos os equipamentos comand veis atrav s do SCADA na mesa do operador contemplando todos os intertravamentos desenvolvidos no sistema digital de supervis o controle e protec o N vel Remoto em todos os equipamentos comand veis atrav s do COR ou COS contemplando todos os intertravamentos desenvolvidos no sistema digital de supervis o controle e protec o 50 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 3 2 Intertravamento Devem efetuar o bloqueio ou liberac o de ac es de comando em chaves disjuntores ou seccionadoras em func o da topologia da subestac o visando seguranca operativa desses equipamentos Os circuitos das seccionadoras disjuntores comutadores dos transformadores e demais equipamentos devem ser providos de intertravamentos de seguran a para evitar que erros de manobra possam resultar em danos pe
27. o equipamento de controle e o outro o supervis rio onde se desenvolvem todas as telas que servir o de interface do operador com o sistema atrav s do software que s o configuradas todas as entradas e sa das digitais que fazem parte da instala o Tamb m os ajustes e par metros os limites inferiores e superiores das grandezas anal gicas s o configurados neste software al m de poderem ser alterados on line em fun o das caracter sticas necess rias ao sistema Todas as l gicas de consist ncia de estados intertravamentos obten o de pulsos e l gicas de automatismos s o programadas com uma linguagem de programa o que varia de fabricante para fabricante Todos as telas que s o representadas no display de cristal l quido de cada IHM tamb m devem ser programadas para terem seus estados e comandos interligados com os equipamentos no campo Na figura 2 20 temos um exemplo de uma tela representada em uma IHM TRA Setor 138kv PIO s62 sis PTO ma vF2 0 89 50 MES coma IND EJ HAPO Fag TAP OO AUTOD DIREM IHM O Figura 2 20 Tela de uma IHM O software supervis rio provido de um sistema de desenho CAD onde s o desenvolvidos os diagramas unifilares de prote o utilizados para a supervis o e controle da SE 37 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Neste software ainda configurada a base de dados do sistema com informa
28. r dio que viajam a velocidade da luz assim os receptores conseguem saber quanto o sinal viajou sabendo quanto tempo ele demorou para chegar 14 Frente caracter stica dos sistemas digitais de controle de subesta es integrarem diversos equipamentos que devem operar de forma conjunta e integrada um requisito fundamental a estes sistemas a sincroniza o de tempo Para que a an lise dos dados seja feita de forma correta os v rios registradores de perturba es da subesta o devem ter uma hora e data comum Logo em todas as subesta es digitalizadas existe um GPS que atrav s da unidade de controle central dever sincronizar todos os rel gios internos dos 33 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello equipamentos sincronizando as UAC S rel s de protec o e tudo o que est conectado rede de telecomunicac o da SE Esta rotina de sincronizac o do tempo dever ser processada na inicializac o do sistema periodicamente geralmente a cada 10 minutos e tendo ocorrido uma perda de sincronismo ap s o restabelecimento de tal o 0104 05 Fail SAT t U as E BO o pa Es Eu Es y 4 wj Figura 2 18 GPS usado em SE s e sua vista traseira 9 Se por exemplo uma unidade de processamento foi programada para receber uma mensagem de sincroniza o em per odos de 10 em 10 minutos e esta unidade n o recebe nenhuma mensagem de sincronismo durante um
29. se dizer neste ponto que estas unidades s o semelhantes s UAC s consistindo de CPU mem ria cart es de entrada e de sa da Os rel s digitais para executar suas fun es usam as entradas anal gicas para determinar os valores de corrente e tens o processam as informa es e como resultado atuam numa sa da digital que entra no circuito de comando do disjuntor Os equipamentos de oscilografia possuem entradas digitais e anal gicas processam as informa es e mostram seus resultados em tela e impressora Os medidores multifun o possuem entradas anal gicas para ler as tens es e correntes trif sicas e a partir delas calculam as demais vari veis P Q cos fi Segue se pois que todos estes equipamentos s o semelhantes em circuitos e fun es Devido diferen a entre as fun es que executam n o econ mico ter um nico equipamento geral para os fins descritos anteriormente e para a UAC Os rel s de prote o precisam coletar dados com resolu o menor que 1 ms ou seja a cada 1 ms devem coletar os valores de tens es e correntes em todas as fases Precisam tamb m neste intervalo de tempo filtrar os sinais de entrada e process los para decidir sobre exist ncia ou n o de defeito Os equipamentos de oscilografia precisam reproduzir as formas de onda incluindo algumas harm nicas Dependendo das harm nicas de interesse ele precisa coletar os dados das vari veis exemplo tens o e corrente com frequ ncia
30. topologia do sistema e o funcionamento de cada uma das UAC s que a comp e pois no caso de uma falha a UAC defeituosa ser facilmente identificada 78 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Colinas COL 500Kv ASSIS 525 440 kV dnadmin logon from colservl SS Poe OPQZ2 7 26 2006 9 20 12 AM colservl dnaAdmin Listas BARRA 1 500ky BARRA 2 500ky Relat rios LT RIBEIRO GON ALVES 89701 L 89D1 52DX 89D3 52DY 4 N L s92 7 N X 89D4 Colinas COL 500Kv TELVEN Estado Atual SEM SINCROHIZADOR COM SINCRONIZADOR Controle Chave Local Remoto ABRIR mi FECHAR E Executar Tens o de refer ncia Tens o de sincronismo Diferen a angular Rel de Bloqueio 86BF Estado Atual RESET Cart o Amarelo Figura 4 10 Unifilar da SE Colinas no SCADA Estado Atual INSERIR RETIRAR Cart o Vermelho Estado Atual INSERIR RETIRAR Alarmes do Ponto 79 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Configuracao do Sistema Configuracao do Sistema COLSERV1 COLSERY2 dnaAdmin REDE 1 REDE 2 PCDX CONRTROLE PCSA CONTROLE PFE PTL TELEPROTE O LT RIBEIRO GONCALVES SERVICOS AUXILIARES FRONT END LT RIBEIRO GONCALVES TT its TI por pon S ME a 4 3
31. transmiss o um meio de transmiss o de ondas eletromagn ticas portadoras de informa es ou sinais a Condutores met licos Os condutores met licos tipicamente representados pelo par tran ado e pelo cabo coaxial t m a seguintes caracter sticas principais par tran ado bom em economia de dinheiro tempo e energia alta velocidade e de baixa imunidade Figura 2 5 Cabo Par Tran ado cabo coaxial ruim em velocidade e bom em versatilidade maior imunidade a ru dos ruim em facilidade de instala o e manuten o Figura 2 6 Cabo Coaxial 13 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello b Fibras pticas As fibras pticas s o constitu das por um guia de ondas cil ndricas composto de 2 materiais transparentes de ndices de refra o diferentes o externo com ndice ligeiramente superior A transmiss o feita atrav s de sinal de luz codificado geralmente na frequ ncia do infravermelho emitida por diodos emissores de luz LED ou laser Como a frequ ncia de transmiss o frequ ncia da portadora bem superior s frequ ncias de sinaliza o usuais a atenua o do sinal no dom nio da frequ ncia constante permitindo taxas alt ssimas de transmiss o A atenua o em fibras pticas depende do comprimento de onda ou frequ ncia da luz utilizada na transmiss o Observe se que dada a caracter stica da unidirecion
32. 6 Nilo Felipe Baptista de Mello Efetua se a convers o Digital Anal gica dos dados Os dados na forma anal gica s o transmitidos no meio de comunicac o cabo neste exemplo Os dados chegam ao subsistema de comunicac o do computador 2 e sofre uma convers o Anal gica Digital Os dados s o retirados pelo programa do usu rio no computador 2 para sua aplicac o Desta forma verifica se que muitas s o as alternativas de se fazer a transmiss o ao mesmo tempo em que se pode imaginar porque existe necessidade de se criar alguns padr es permitindo assim uma boa conectividade A tecnologia de comunica o tenta estabelecer algumas arquiteturas visando padronizar as solu es de v rios fabricantes Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 1 1 Padr o RS 232C e RS 485 O padr o RS 232C foi o primeiro padr o de comunicac o serial para interligac o de equipamentos tendo sido introduzido em 1962 Suas caracter sticas que s o basicamente para sinalizac o do meio f sico compreendem transmiss o unidirecional uso de l gica positiva 5 V a 15 V equivale ao 1 l gico e 5 V a 15 V equivale ao 0 l gico faixa garantida para opera o entre O e 20 kbps quilo bits por segundo dist ncia m xima recomendada 50 p s 15m O padr o RS 485 um padr o de comunica o diferencial para linhas balanceadas unidirecionais d
33. AUTOMAC O DIGITAL DE SUBESTACOES DE ENERGIA EL TRICA Nilo Felipe Baptista de Mello PROJETO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA EL TRICA DA ESCOLA POLIT CNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESS RIOS PARA A OBTENC O DO GRAU DE ENGENHEIRO ELETRICISTA Aprovada por Prof Ivan Herzterg M Sc Orientador Prof Sergio Sami Hazan Ph D Prof Sebasti o rcules Melo de Oliveira D Sc Agradecimentos minha m e Josefina Carmen Diaz de Mello e ao meu pai Nilo Baptista de Mello que me educaram da melhor forma poss vel e me deram a oportunidade de fazer uma carreira acad mica TELVENT BRASIL S A que me deu certeza da minha op o na escolha da Engenharia El trica como profiss o A todos os meus amigos que me apoiaram e me ajudaram com este trabalho A DEUS Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello NDICE RESUMO s dada iv LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS aanannnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn v Cap tulo 1 Introdu o s essnsnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nnna 1 1 1 ODjetiV S PoE RANCOR CERA DEAR A REA SRA RAS ARA ERA SERA ER RARA NEAR SERASA ATE 3 1 2 Vantagens e Desvantagens da AUutoMac O ccccccccccccccccccccccccncnenenenennnnnnnns 3 Cap tulo 2 Conceitos e Metodologia nese ssa 5 2 1 TeleCOMUNICA ES ri 5
34. B9RCX2 sorcxa o E E E 7TPO LOX 5p E gt Il o lo o E g RE RCX1E RE RCX2E Le 7PR 7 ho os Ho o E ROXI NE RE ROX2 NE 1 1 LT IMPERA l 4 JPR Es LBX 1 i BB LEX Ame q 7TPO LBX l g 752BA _ CL Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Figura 4 2 Unifilar Simplificado da SE Colinas e o LT MIRACEMA E pr 12 BB LCZ o Loo L f AM o e e LT MIRACEMA 2 e Rs PRE 3B LBZ A PR LBZ 63 4 1 Arquitetura b sica do Sistema Na figura 4 3 temos a arquitetura b sica do sistema de comunicac o da SE Colinas Nela temos 3 UAC s uma para fazer o controle da linha para a SE Ribeiro Goncalves a segunda para fazer o controle dos servicos auxiliares da SE e a ltima para fazer a func o de Front End concentrando todas as informac es das outras 4 SE s Foram projetados 10 pain is para a SE Colinas 1 7 8 9 PCDX Painel de Controle da LT Ribeiro Gon alves 2 PCSA Painel de Controle de Servi os Auxiliares 3 PTL Painel de Teleprote o 4 5 PPDX Painel de Prote o Principal da LT Ribeiro Gon alves e do FE Painel Front End Reator PADX Painel de Prote o Alternada da LT Ribeiro Gon alves do Reator e para falha dos disjuntores PS Painel de Sincronismo e RDP Painel do Registrador de
35. COJI ROO da EP ii t g l RGO5 1EC 870 5 103 EM Ss aatos pi EC 870 5 103 COURIER I TOURER I I COURIER c i gt C3 6A E ADM CRA ARNO R PANEL REAN P NEL PRINCIPAL RA RE A INCIPA ANEL SEC Al AT AINE INCIF ANEL SECUNDA PA EA PAINEL PRINCIPAL o DETALHES PAINEL SECUNDARIO PElAHES T 230kv PERITOR DETALHES F l TERESINA DETALHES PAINEL SECUND RIO DETALHES it aa ps Jon LT 230kV PERITOR l RES LT 230kV PERITOR ver FL21 LT 250kV PERITOR p RF LT 240kV TERESINA i MER FL26 LT 230kV TERE ver FL24 LT 250kV TERESINA A A A e a a a o lt dl gt a co E A o o qo A Con tia ata DE A A A A a a feng a e o PR SE E A ii SERA EEE La pet a ic IS FL15 2 5 5 3 HASA ELISA 3 x de FL 15 2 FL 13 FL 13 FLS FL 13 FL 13 SO ELAS FLAS FL15 5 FL 13 o capo a N FLI5 3FLI5 2FLISA o PENN s593 Ss A 15 1FL 13 FL 13 LO AA A FL 13FL 13 2 E MEN o tp Mm 3233 z 32 foal osr AAN 4 o ETN ER e 7 ES oh Ds ES y PAra q DS ajo o ola S O A J a olo SEN SS el e NN E 10 00 e oj 2 gt 2 a ola SS SiS Asa 2 S S 9 Se S 18 8 8 SID 5 S 4 3 3 3 E a S E ES a O fa 31 E o oj o O S S S 3298 S Ss 2 8 Es SA 5 olo S SS oj9 E 5 SAS epa EM e FOJUT f rojute Four 3 rojur co VT 505W 1f 2 j VT 505W AN VT 505W i2 3 VT 505W T Dis 7 UCD1 2 Lesz ucD1 1 leszz UCDI 1 x RDP sas MODBUS TO Rss MODUS T assag MODAS UCD1 RPIy R4 8 001 1 A VODEUS N RDP VODBUS y i 85485 RPIV R4 8 O MoDBIS p f
36. O projeto de interligac o das 4 SE s conhecido como projeto ATE II Como se pode observar no unifilar da SE Colinas Figura 4 2 temos 1 linha para a SE Ribeiro Gon alves e 1 reator de linha a serem implementados As outras linhas para Imperatriz e Miracema n o nos interessa neste trabalho 61 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 1489011950 XNK sm a a un m O F CON gt E g 3 po 1118 E gt Hof O ne lt O pu t E gt E H H Pan e a i E E ES e zw amp ay z Ez r CIAMIP ANDO SIAIVI NO9 WIAVEOOTISO 8 IB 56 2 o Mm 8 E 2 5 Figura 4 1 Arquitetura Geral das SE s Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 62 LT RIBEIRO GON ALVES LDX PRDX TPO LDX PTA LT IMPERATRIZ 1 o o LCX JPR e Mi 4 E 4 je es BB LCX 89 RCX1
37. O x x A l f E E a G3MER2ACOFA RG RAX CORRENTE FASE A G3MER2ACOFB RG RAX CORRENTE FASE B G3MER2ACOFC RG RAX CORRENTE FASE C G3MER2ACONE RG RAX CORRENTE NEUTRO G3MER2ACOME RG RAX CORRENTE MEDIA ENTRE FASES G3REE2ATENA RG RAX TEMPERATURA ENROLAMENTO FASE A REO5E2 G3REE2ATENB RG RAX TEMPERATURA ENROLAMENTO FASE B RE05E2 G3REE2ATENC RG RAX TEMPERATURA ENROLAMENTO FASE C REO5E2 G3REE2ATOLA RG RAX TEMPERATURA LEO FASE A REO5E2 G3REE2ATOLB RG RAX TEMPERATURA LEO FASE B RE05E2 G3REE2ATOLC RG RAX TEMPERATURA OLEO FASE C RE05E2 G3MEBAATEBA RG RAX TENS O FASE B BARRA A G3MEBAAFREQ RG RAX FREQUENCIA FASE B BARRA A G3RES_AI09 Ar 2 2 a Dl 2 A A A A IE A 0 O RESERVA AIO9 Tabela 2 3 Entradas Anal gicas Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 44 A tabela 2 4 exibe pontos de entradas e sa das digitais que um IED pode aquisitar no caso um rel digital E z z E E a G4APO1EC87A RG RAZ DISP DIFERENCIAL FASE A COM RESTRI O INORMAL DISPARO G4AP01EC87B IRG RAZ DISP DIFERENCIAL FASE B COM RESTRI O NORMAL DISPARO G4AP01EC87C IRG RAZ DISP DIFERENCIAL FASE C COM RESTRI O NORMAL DISPARO G4AP01ES87A IRG RAZ DISP DIFERENCIAL FASE A SEM RESTRI O NORMAL DISPARO G4AP01ES87B RG RAZ
38. S Control Areas new Page Acknowledge dzekad Remote Conditions in alarm not in alarm both am Dans Page 1 Remote unacknowledged acknowledged both Description Figura 4 13 Lista de Alarmes da SE Colinas 82 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello CONCLUS O Com o advento dos atuais controladores program veis muitos benef cios ficaram claros quanto facilidade de opera o e seguran a do sistema Dentre todas as caracter sticas apresentadas a quest o da redund ncia tanto nas l gicas quanto nos equipamentos fundamental uma vez que o sistema de automa o de uma subesta o controla um fluxo de energia muito grande e por isso n o pode ficar desassistido Um eventual desligamento sin nimo de grandes perdas de faturamento e poss veis multas tamb m devido a isso que o sistema deve adotar uma filosofia de controle do tipo distribu do para que o defeito em um equipamento n o comprometa o funcionamento do restante do sistema No caso de uma falta uma vez que o sistema disponibiliza listas de alarmes e eventos fica mais r pida e f cil a rastreabilidade do defeito diminuindo assim o tempo de restabelecimento total do sistema enquanto que antigamente com a utiliza o exclusiva dos dispositivos eletromec nicos a causa de um determinado defeito poderia levar dias Uma outra vantagem da auto
39. SCADA feita via rede de comunica o Os dados devem ser tamb m transmitidos para o COR e COS segundo suas necessidades 53 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 3 4 Alarme Toda e qualquer anormalidade nos equipamentos principais e auxiliares da subestac o bem como nas pr prias unidades do sistema deve gerar uma indicac o nas UAC s e um alarme no SCADA al m de ser transmitida para o n vel superior de supervis o Estes alarmes s o aquisitados ou gerados pelas UAC s e transmitidos ao SCADA via rede de comunica o Com as facilidades dos sistemas digitais nas subesta es que utilizam se de tais tecnologias poss vel eliminar o uso do convencional anunciador de alarmes uma vez que poss vel simul lo no SCADA Podemos elaborar uma tela de alarme por bay retratando um painel de alarme convencional e em cores diferentes dependendo da gravidade do defeito Os dados de alarme podem ser registrados automaticamente em uma impressora e s o reconhecidos pelo operador no SCADA local ou no centro remoto COS COR 54 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 3 5 Registro Sequencial de Eventos Dever registrar a atuac o de rel s de protec o abertura e fechamento de disjuntores e chaves seccionadoras e outras indica es de estado de interesse com precis o de at um milissegundo possibilitando o
40. a es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello A O COELHO NETO SALA DE COMANDO ARQUITETURA GERAL DO SISTEMA PAINEL REASON s a o SCADA LOCAL EEG x QOSC1 A EN o o EN DETALHES VER FL44 USO SAGE IMPRESSORA 41 DETALHES VER FL 45 USO SAGE o SISTEMA ABB EXISTENTE a ES 5 EE E e DETALHES PERTUBOGRAFIA a E SETTING EH i VER FL 46 E z CONCENTRADOR E REASON PCOM a a SE UTPOO1 ZE 4 ELETRONORTE E l i amp E E i UNID ANALISE NUM 2 1 F 0 UTP 2 1 F 0 uTP i uNe i q es ja es M DE E A ea E Ec cr a J MICROSCAD E SWITCHT6 DETALHES L ACROSCADA E
41. a determinac o da posi o de um receptor na superf cie da Terra ou em rbita O GPS est baseado no sistema de sat lites NAVSTAR pertencente ao governo americano e monitorado ininterruptamente pelo DoD Departamento de Defesa americano Seu uso civil foi liberado somente em 1980 O sistema composto por 24 sat lites orbitando em 6 planos inclinados em 55 ao Equador a uma altitude de 20200 km com ciclos de 12 horas Todos em opera o e mais tr s sobressalentes est o dispostos de tal forma que no m nimo existam cinco deles vis veis para qualquer ponto da terra e a qualquer momento Devido grande altitude em que os sat lites se encontram suas rbitas se tornam muito est veis pois quase n o sofrem resist ncia atmosf rica O DoD tem quatro esta es monitoras na Terra tr s esta es de transfer ncia e uma esta o de controle central As esta es monitoras rastreiam os sat lites continuamente e fornecem dados para a esta o de controle central A esta o de controle central calcula os caminhos dos sat lites e coeficientes de corre o dos rel gios e os envia para uma esta o de transfer ncia As esta es de transfer ncia transmitem os dados para cada sat lite pelo menos uma vez por dia Cada sat lite cont m um par de rel gios at micos com precis o de nanosegundos que constantemente enviam sinais com seus c digos de identifica o Os dados s o enviados para a superf cie por meio de ondas de
42. ado permitindo assim o telecomando de equipamentos e dispositivos chaves disjuntores etc Sa das Anal gicas fornecimento de valores cont nuos para ajuste da refer ncia setpoint de componentes eletr nicos dedicados de controle como os reguladores de tens o e de velocidade de geradores e sinais para medidores anal gicos tipo amper metros 25 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Com todos os dados processados pelos cart es digitais e anal gicos a CPU da UAC aquisita os dados em pacotes e os envia ao sistema SCADA atrav s de protocolo de comunica o Nas SE s anal gicas as remotas antigas chamadas de Unidades Terminais Remotas UTR s possuem uma capacidade de aquisic o de pontos muito reduzida e limitada Para enviar os dados ao ONS as UTR s enviam os dados via microondas a um Centro de Operac o do Sistema COS que j possua um SCADA e de l a ONS coleta os pontos As UAC s e unidades dedicadas s o projetadas para coletar dados que chegam na forma de sinal padr o por exemplo correntes CC na faixa 4 20 mA ou tens o CC de 10 V Nem sempre o sinal do processo se enquadra neste padr o A adaptac o dos sinais do processo de forma a torn los compat veis com a UAC feita pelos dispositivos de interface transformadores de corrente TC transformadores de potencial TP transdutores reles de interface 26 Automa o Digital de Sub
43. ados que circulam nessas redes na maioria dos casos n o poss vel identificar um propriet rio da rede propriamente dita j que em geral utilizam recursos p blicos cabos telef nicos e outros e est o sujeitas a legisla es espec ficas dos pa ses conectados c Rede de rea Metropolitana MAN Metropolitan Area Network s o as redes que possuem dist ncias razo veis tipicamente dentro de uma mesma cidade mas nas quais s o utilizadas tecnologia das LAN o caso por exemplo das redes policiais de firmas de servi os p blicos etc Os equipamentos b sicos que interligam uma rede s o o hub o switch e o roteador Hub O hub um dispositivo que tem a fun o de interligar os computadores de uma rede local Sua forma de trabalho a mais simples se comparado ao switch e ao roteador o hub recebe dados vindos de um computador e os transmite s outras m quinas No momento em que isso ocorre nenhum outro computador consegue Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello enviar sinal Sua liberac o acontece ap s o sinal anterior ter sido completamente distribu do Em um hub poss vel ter v rias portas ou seja entradas para conectar o cabo de rede de cada computador Geralmente h aparelhos com 8 16 24 e 32 portas A quantidade varia de acordo com o modelo e o fabricante do equipamento Caso o cabo de uma m quina seja desconectado ou apresente algu
44. alidade de transmiss o o mais usual a instala o de duas fibras numa rede uma para cada sentido Figura 2 7 Cord o de Fibra ptica Duplex com conectores ST ST c Outros Transmiss o via r dio sat lite micro onda Usam o ar como caminho de passagem do sinal 14 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 1 4 Protocolos de Comunicac o Um protocolo de comunica o nada mais do que a l ngua dos equipamentos na realidade um conjunto de conven es que rege o tratamento e especialmente a formata o de dados num sistema de comunica o Seria a gram tica de uma linguagem de comunica o padronizada Protocolos de comunica o s o como regras gramaticais atrav s das quais dispositivos computadorizados comunicam se entre si a maneira pela qual organizam e transmitem sinais bin rios codificando informa o em padr es espec ficos De forma mais simplificada um protocolo um conjunto de regras que regulamenta como mensagens que cont m dados e informa es de controle s o agrupadas em uma fonte para sua transmiss o atrav s da rede e desagrupadas quando alcan am seu destino Para a transmiss o de dados estes precisam ser organizados em um quadro de mensagens protocolo Houve poca em que cada fabricante estabelecia seu pr prio protocolo Como resultado quando este equipamento precisava ser integrado com outro n o se co
45. ando num endere o est o d gito 1 na correspondente sa da digital surgir uma corrente que poder ser enviada ao campo para comando Em muitos casos este acionamento feito via rel s auxiliares de baixo consumo permitindo o uso dos componentes mais simples no cart o Fig 2 10 20 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello SD SD E rel a uxiliar Figura 2 10 Esquem tico de uma SD via direta ou via rel auxiliar Estes cart es podem incluir uma rotina denominada check before operate normalmente constitu da por duas fun es a primeira mais simples consiste em verificar o estado status das sa das digitais a qualquer momento e a segunda consiste em verificar se a sele o dos elementos de comando foi correta antes do acionamento Esta verifica o feita com o sinal presente no conector de sa da que por sua vez lido e a informa o devolvida ao processador O processador tem posse do sinal desejado e o sinal na sa da do conector Sendo estes iguais o processador aguarda o comando ser conclu do Em caso contr rio desativa o circuito de alimenta o das sa das digitais inibindo a realiza o do comando Neste ponto pode se entender como feito o telecomando e supervis o no sistema digital 21 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello disjuntor acionamento sala de comando
46. ares pois executam automatismos atrav s de l gicas internas enquanto que em SE s convencionais pain is inteiros s o utilizados para a realiza o de l gicas 74 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello vallada ES 2 E 3 5 5 7 3 E gt a NM 2 s 3 E 2 D E 2 D pa 3 e 3 g S g E 9 Ba E Es E 3 gt A S g 8 2 E o Ea 3 E g sa i a E y 4 v y y y T l l gt Po e e e e e E e e gt A A y T adro E sugoc m u004 T l gt a A Figura 4 8 Diagrama L gico implementado para 50 62BF do Disjuntor 52DX 75 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 4 3 O SCADA da SE O SCADA da SE Colinas foi configurado pelo software Oasys da Telvent Brasil S AO Neste software configurada a base de dados do sistema com informa es de n meros operacionais dos equipamentos e narrativas que aparecer o nas listas de eventos e alarmes neste software que o operador da subesta o ter
47. astante complexa pelo elevado grau de incerteza e pelo grande n mero de vari veis que manipula As diversas a es de supervis o e controle requerem a presen a de um operador capaz de manipular Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello v rios tipos de dados e informa es respondendo s solicita es de forma efetiva em curto tempo 10 Toda aplica o baseada na tecnologia anal gica com a introdu o da tecnologia digital nas subesta es melhora intensamente o modo de operar uma subesta o Com a automa o o controle feito com o m nimo de interven o do usu rio resultando na efici ncia da opera o em pequeno tempo Duas principais fases do avan o tecnol gico em controle do sistema el trico foram O emprego dos sistemas SCADA Supervisory Control and Data Aquisition na d cada de sessenta O uso de mini e posteriormente microcomputadores realizando muitas tarefas de controle sist mico centralizadamente e umas poucas tarefas locais em subesta es na d cada de setenta Mas promoveu se a mudan a tecnol gica de fato a partir da d cada de oitenta quando microprocessadores mais potentes e algoritmos mais r pidos processadores de sinal processadores l gicos e processadores de comunica o come aram a ser arranjados para manipular algoritmos complexos transferindo grande massa de dados em tempo real com links ticos a altas taxa
48. barra Outros dados n o t m interesse como por exemplo o estado dos disjuntores do servi o auxiliar da esta o No COR ocorrem a opera o e o atendimento das subesta es e usinas de uma regi o da rea global Dele partem os sinais de telecomando dos disjuntores os sinais para partir e conectar um dado gerador na usina e chegam todos os dados coletados nas UAC No COR est localizado um sistema computacional que possui a interface homem m quina IHM adequada ao operador da rede regional A IHM permite a ele tomar o conhecimento dos alarmes da sequ ncia de eventos das medi es bem como executar os telecomandos Em resumo reside no COR um sistema SCADA No Centro de Opera o do Sistema COS encontram se as facilidades para a opera o global centralizada do sistema e a coordena o da gera o e carga No COS est localizado um sistema digital onde encontram se as fun es denominadas de alto n vel onde s o obtidas as informa es necess rias a opera o adequada e segura do sistema Algumas destas fun es s o e Previs o de carga ligada em base hor ria e Programa o hidro energ tica previs o de cheias e vaz es efluentes nos reservat rios e Fluxo de pot ncia 41 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello e Estimador de estado e An lise de conting ncia an lise de seguran a e Otimiza o da gera o e transmiss o e Control
49. cdes de n meros operacionais dos equipamentos e textos descritivos que dever o aparecer nas listas de eventos e alarmes neste software que o operador da subestac o ter acesso aos comandos dos equipamentos da SE sendo este o local apropriado para se executar os comando j que assim ele ter uma vis o global da SE SUBESTA O PERITOR Unifilar 230 KV Maranh o Figura 2 21 Unifilar de uma SE em um SCADA As sinaliza es em uma SE digitalizada aparecem na tela do SCADA alertando o operador sobre qualquer evento que ocorra no sistema Nas SE s convencionais as sinaliza es aparecem nos chamados anunciadores que ficam 38 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello geralmente de frente para os operadores A figura 2 22 exemplifica um anunciador utilizado na SE Bandeirantes GO FALHA PROTEC PRIM RIA ALTERNADA LTXABDZ Figura 2 22 Anunciador do setor de 345kV da SE Bandeirantes GO O software SCADA fornece ao operador todas as informa es da SE atrav s da tela do seu microcomputador Informa es como Lista de Eventos s o representadas cronologicamente A precis o de registro de milissegundos o que facilita o rastreamento dos defeitos Al m das Listas de Eventos temos as Listas de Alarme que nos mostram apenas altera es emergenciais nestas telas os alarmes ativos e n o ativos devem ser reconhecidos pelo operador para
50. cujas informa es de seus estados sejam obtidos atrav s de dois sensores ou dispositivos existindo a possibilidade de ambos estarem atuados ou desatuados simultaneamente Estas sinaliza es de estado duplas devem possuir l gica de verifica o de consist ncia devendo ser emitido um alarme sempre que ambos os sensores ou dispositivos de informa o de estado estiverem atuados ou desatuados simultaneamente gerando os bloqueios nos circuitos de comando intertravados por esses sensores O alarme deve ocorrer ap s transcorrido um determinado tempo ajust vel para cada equipamento Na figura 3 2 temos um exemplo da l gica utilizada para verifica o da consist ncia do estado de uma seccionadora Figura 3 2 L gica de consist ncia de estados de uma seccionadora As sinaliza es de estado simples devem ser usadas para a indica o do estado dos rel s contatores chaves de sele o pressostatos termostatos e demais equipamentos cujas informa es de estado sejam obtidas atrav s de um dispositivo 52 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello onde n o existe a possibilidade dos contatos estarem simultaneamente abertos ou fechados A aquisi o dos dados de sinaliza o efetuada pelas UAC s atrav s de cart es de entradas digitais e a transmiss o para o
51. dimentos de rede documentos elaborados pelo ONS que estabelecem os procedimentos e os requisitos t cnicos para o planejamento a implanta o o uso e a opera o do SIN exige um n mero m nimo de pontos a serem supervisionados dependendo da SE Procedimento de Rede M dulo 10 19 A tabela 2 1 apresenta um exemplo de lista de pontos contendo as entradas digitais a serem utilizadas como modelo e 4 e Q o o El z E E E 5 x x PA e E E A RG3SC24EPOOP RG RAX SECC 35E2 4 ABERTA IN O ABERTA ABERTA RG3SC24EPOCL IRG RAX SECC 35E2 4 FECHADA IN O FECHADA FECHADA RG3SC24EF125 IRG RAX SECC 35E2 4 FALTA 125Vcc CIRC CONTROLE NORMAL FALHA RG3SC24EF480 IRG RAX SECC 35E2 4 FALTA 480Vca CIRC MOTOR NORMAL FALHA RG3SC24EFMOT RG RAX SECC 35E2 4 FALHA NO MOTOR NORMAL FALHA RG3SC24EDPOL IRG RAX SECC 35E2 4 DISCORD NCIA DE P LOS NORMAL ATUADO RG3SC24ECREM IRG RAX SECC 35E2 4 CHAVE EM REMOTO ILOCAL REMOTO RG3SC25EPOOP RG RAX SECC 35E2 5 ABERTA IN O ABERTA ABERTA RG3SC25EPOCL IRG RAX SECC 35E2 5 FECHADA IN O FECHADA FECHADA RG3SC25EF125 IRG RAX SECC 35E2 5 FALTA 125Vcc CIRC CONTROLE NORMAL FALHA RG3SC25EF480 IRG RAX SECC 35E2 5 FALTA 480Vca CIRC MOTOR NORMAL FALHA RG3SC25EFMOT RG RAX SECC 35E2 5 FALHA NO MOTOR NORMAL FALHA RG3SC25EDPOL IRG RAX SECC 35E2 5 DISCORD NCIA DE P LOS INORMAL ATUADO 43 Automa o Digital de Subesta es de E
52. dl BIS a ll E Slo a lala 18 Slo eee los aiaa 3l3lelele gt 9 z 5 HS IS sis MaS 3 5 5 2 325313 dunca Gp 5 5 5 a alaz SATEL 2000DP SAITEL 2000DP SAITEL 2000DP SATEL 2000DP CR2F2 ho COURIER DES MA 70 5 1EC 870 5 103 ne hits 5 X 8 El E Rs4g5 2n05 RR KIZ 201 KIZ 274 a 3 j AREVA RS485 2F105 al E y 2710s FR a AREVA i uos K BUS COURIER o AREVA y Ca ui P7 D Do uos Ll ici RS485 2F10S P143 7 p RGO8 RG09 R5485 2F105 l enin EC 870 5 103 IEC 870 5 103 A Ec 870 5 103 C0104 COURIER COURIER COURIER RCO7 j QPC1 BEY DETALHES QPCI 6BY QPC1 6DY QPC1 4FX E A DETALHES A r 3 A PAINE TRANE DOR 9 6 1 PAINEL BARRAS 230kV VER FL28 PAINEL TRANFORMADOR 1 230 69 15 8ky PAINEL TRANFORMADOR 2 230kV PAINEL TRANFORMADOR 2 69 13 8kV E EE d s AA EE E OA A re pie EA ROS yr 15 1 Figura 2 25 Arquitetura simplificada do sistema de comunica o entre os pain is de controle e prote o Cap tulo 3 Requisitos Funcionais de Supervis o e controle A principal fun o do sistema de supervis o e controle de monitorar e registrar as informa es dos subsistemas integrados e isto pode ser realizado com o aux lio de uma interface que comumente trata se de um PC localizado na pr pria casa de comando Esta interface suporta as fun es de apresenta o e visualiza o de estados do processo em telas gr ficas definidas pelo usu ri
53. e autom tico de gera o CAG ou o controle de carga e frequ ncia e Coordena o da manuten o Figura 2 23 N veis hier rquicos de um Sistema de Supervis o e Controle Os sistemas de supervis o podem agir na subesta o ligando desligando linhas e transformadores Esta fun o tem maior ou menor dificuldade de ser implementada dependendo do padr o de comunica o usado Por isso importante que os sistemas digitais utilizem sistemas de comunica o que sejam padronizados 42 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 2 11 Base de Dados Na base de dados de uma SE est o todos os dados que ser o coletados e enviados ao SCADA e ao ONS Na base est o os TAG s que s o uma sequ ncia de caracteres que a UAC e ou SCADA vai identificar de forma que n o existem TAG s iguais pois n o existem pontos iguais a descri o dos pontos se o ponto gera alarme ou evento e para onde ele vai se vai para o COR COS etc importante manter um padr o nos TAG s e descri es dos pontos para que quando um disjuntor operar todos os equipamentos tenham sempre a mesma mensagem de abertura ou fechamento No Brasil todos os pontos da base de dados devem chegar ao ONS respons vel pela coordena o e controle da opera o das instala es de gera o e transmiss o de energia el trica no Sistema Interligado Nacional SIN E o ONS a partir de seus proce
54. e forma a permitir a implementa o de redes de at 32 transmissores e at 32 receptores no mesmo par de fios de comunica o Suas caracter sticas principais s o sinal de sa da nas faixas 2 V a 6 V e 2 V a 6 V 0 4 V m nimo de sinal diferencial limites de 10Mbit para dist ncias de at 40 p s 13m ou ent o dist ncia m xima de 4000 p s 1300m para velocidades de at 100 kbps Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 1 2 Conceituac o de redes O termo Rede de Computadores tem sido utilizado para designar a interconex o de computadores aut nomos ou seja computadores que executam programas independentes Tendo em vista as v rias configura es previstas para as redes de computadores suas finalidades caracter sticas e as dist ncias entre equipamentos comum classificar se as redes como sendo a Rede de rea Local LAN Local Area Network s o aquelas que t m at poucos quil metros de extens o taxa de transmiss o de dados de alguns Mbps s o em geral particulares propriet rias de uso restrito estando instaladas em f bricas num conjunto de escrit rios num condom nio etc b Rede de rea Extensa WAN Wide Area Network s o aquelas que interligam equipamentos entre cidades ou mesmo pa ses diferentes possuem taxas de transmiss o de dados menor que 1 Mbps s o de acesso aberto n o existindo uma classe espec fica de d
55. essa forma a UAC do Front End aquisita todos os pontos Painel Front End O painel Front End possui uma UAC apenas com cart es de comunica o e 2 CPU s As CPU s concentram todas as informa es das 4 SE s Colinas Ribeiro Goncalves S o Jo o do Piau e Sobradinho e enviam s 2 redes de comunicac o que por sua vez encaminham ao SCADA As informa es tamb m s o encaminhadas aos COS s envolvidos CHESF ELETRONORTE E ONS N e NE No painel Front End est tamb m alocado o GPS que est conectado s CPU s e ao concentrador dos rel s digitais de modo a sincronizar todos os equipamentos da SE Painel de Prote o Principal da LT Ribeiro Gon alves e do Reator Neste painel est o 2 rel s digitais da SEL um SEL421 que vai fazer a prote o de dist ncia da linha e um SEL387A que vai fazer a prote o diferencial do reator Os rel s est o conectados entre si para fechar o anel com o m dulo CPU da UCD1 do painel PCDX Est o conectados tamb m ao concentrador de dados dos rel s o SEL2020 Painel de Prote o Alternada da LT Ribeiro Gon alves do Reator e para falha dos disjuntores Neste painel est o 4 rel s digitais da SEL um SEL421 que vai fazer a prote o de dist ncia secund ria da linha sendo o stand by do principal um SEL351A que vai fazer as prote es de sobrecorrente instant nea e temporizada e 68 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mel
56. esta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 2 3 Transformadores de corrente e potencial A grande expans o dos sistemas el tricos exige o uso de correntes e tens es cada vez mais elevadas Para controlar e proteger esses sistemas necess rio que as informa es sobre os valores de corrente e tens o sejam conhecidos Com a impossibilidade de dispormos de instrumentos que me am diretamente essas grandezas utilizamos transformadores de instrumentos para obtermos valores de tens o e corrente que se adaptem aos instrumentos dispon veis No caso da medida de tens o utilizamos os transformadores de potencial TP e para corrente temos os transformadores de corrente TC Figura 2 14 Transformador de Corrente 27 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Os transformadores de corrente e potencial tem a func o de suprir de corrente e tens o os rel s e medidores com tens o proporcional aos circuitos de pot ncia suficientemente reduzidas do ponto de vista de seu isolamento Esses transformadores de corrente apresentam a imped ncia vista pelo lado do enrolamento prim rio enrolamento ligado em s rie com o circuito de alta tens o desprez vel comparada com a do sistema ao qual est instalado De maneira que a corrente que circula no prim rio dos transformadores de corrente definida pelo circuito de pot ncia Figura 2 15 T
57. fundidos s o usados por v rios fabricantes Neste conjunto pode se citar o TCP IP usado na Internet e o MODBUS dentre outros Ao utilizar um destes protocolos os fabricantes est o atribuindo aos seus equipamentos grande conectividade o que altamente desej vel pelo usu rio Todos os protocolos dispon veis podem trabalhar em paralelo O padr o Ethernet foi um dos primeiros protocolos de comunica o de rede local Esse esquema de cabeamento e sinaliza o que descreve um m todo de conectar e compartilhar a fia o de computadores e sistemas de dados chegou ao mercado no final dos anos 70 e continua sendo um padr o respeitado A raz o para a longa vida do padr o Ethernet simples proporciona transmiss o de alta velocidade a um pre o econ mico al m de apresentar uma base s lida para o suporte de diversas aplica es de rede local As empresas que comercializam placas adaptadoras Ethernet v m mantendo seus produtos atualizados e a Ethernet continua sendo uma boa op o em termos de rede local 16 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 2 Engenharia Em uma SE digitalizada necess rio o conhecimento de todos os equipamentos utilizados na automa o e na digitaliza o 2 2 1 Sistema de Aquisi o de Dados O sistema de aquisi o de dados composto pelas unidades de aquisi o de dados e controle UAC e por unidades dedicadas especializadas
58. gitalizar significa criar uma plataforma digital na qual sistemas possam residir e se relacionar E com este objetivo que a Digitaliza o de Subesta es realiza uma convers o de todas as informa es de supervis o controle e prote o para a forma digital para posteriormente process las Com isto o projeto de digitaliza o de subesta es no que diz respeito especifica o e engenharia b sica necessita de defini es claras e corretas de 3 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello modo que convirjam a soluc es exequ veis igualmente para a execuc o do projeto e das etapas de desenvolvimento e implantac o em um trabalho conjunto das equipes do cliente e do fornecedor Dentre as vantagens que a automac o pode proporcionar pode se citar a criac o de novos setores de emprego como o de desenvolvimento de softwares espec ficos para controle de SE s servicos de maior qualidade e com um n vel de confiabilidade elevado Enquanto que uma subesta o convencional exigia uma grande quantidade de cabos e possu a uma grande complexibilidade para a realiza o de automatismos complicados o que acarretava em uma pequena flexibilidade frente a modifica es necess rias al m de um custo consideravelmente elevado as subesta es digitalizadas substituem grande parte da fia o por redes de comunica o aumentando a confiabilidade e seguran a da instala o C
59. ias fun es algumas das quais est o listadas a seguir sinaliza o ou monitora o de estado status de equipamentos medi o prote es de linha de transformador de barra de reator por perda de sincronismo monitora o das prote es religamento autom tico estimativa de localiza o de falta na linha telecomando prote o por falha de disjuntor controle de equipamentos de chaveamento intertravamento sequ ncia autom tica de chaveamentos monitora o de sobrecarga em transformadores controle local de tens o e fluxo de reativo corte seletivo de cargas load shedding sincronizac o alarme indica o e registro de sequ ncia de eventos oscilografia interface homem m quina interface com COR COS e outros sistemas 60 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Neste cap tulo ser mostrado como foi feita a digitaliza o de uma subestac o de energia a partir de um caso real Ser o apresentados a arquitetura de comunicac o da SE alguns automatismos atrav s dos diagramas esquem ticos da SE alguns diagramas l gicos que foram implementados na SE O sistema a ser implementado um bay da SE Colinas TO A SE Colinas funciona tamb m como Front End para outras 3 SE s interligadas as SE Ribeiro Goncalves MA SE S o Jo o do Piau PI e a SE Sobradinho BA como na arquitetura geral de SE s mostrada na figura 4 1
60. istema Central diretamente na rede local ou atrav s de processadores de comunica o encarregados de receber as informa es e transmiti las para a rede Existem v rias filosofias de comunica o de divis o do sistema em m dulos e mesmo de quais fun es ficam no Sistema Central ou pr ximo do processo O uso de rel s digitais exerce grande impacto na defini o da filosofia destes sistemas Dependendo do seu tamanho e das fun es desejadas a complexidade do sistema digital da subesta o ser maior ou menor Novas tecnologias como o uso de sensores inteligentes transformadores de corrente tens o pticos ter o impacto na concep o destes sistemas Um sistema central pode ser composto por subsistemas Estes subsistemas est o ligados atrav s de um LAN rede de rea local dual que pode ser do tipo Ethernet por exemplo Os computadores podem ser esta es de trabalho independentes Cada console de opera o constitu do por uma esta o de trabalho O controle de IHM realizado em duas esta es de trabalho independentes conectadas no modo hot stand by redund ncia onde caso haja problema em uma a outra assume a tarefa com informa es duplicadas A Figura 2 24 mostra um tipo de arquitetura de sistema em uma SE A Figura 2 25 mostra a disposi o dos pain is e as interliga es entre os rel s digitais as UAC s e os dispositivos de interface como RDP s conversores etc 46 Automa o Digital de Subest
61. ital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 3 9 Protec o uma func o realizada por equipamentos aut nomos e redundantes em face da sua import ncia e velocidade com que devem atuar composta por rel s de protec o que podem ser digitais ou convencionais sendo que esses ltimos podem ser eletromec nicos ou de estado s lido O sistema de automac o respons vel apenas pela monitora o da atua o dos rel s que no caso de rel s convencionais efetuada por meio de contatos auxiliares J os rel s digitais apresentam a possibilidade de transfer ncia dessa informac o por protocolos de comunica o 6 A figura 3 6 mostra um rel digital Figura 3 6 Rel Digital 13 59 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Cap tulo 4 Automa o Digital de uma Subesta o O sistema digital de automac o de subestac o visa prover os meios para operac o e manutenc o desta Ele se caracteriza por dois n veis hier rquicos o n vel interface com o processo e aquisic o de dados e o n vel de comando e supervis o tamb m denominado Sistema Central No n vel de interface com o processo encontram se as unidades de aquisi o de dados UAC e os outros equipamentos dedicados como os rel s de protec o digital ou n o e os equipamentos de oscilografia No n vel do Sistema Central desenvolvem se v r
62. lar e operar uma subestac o dist ncia a partir de um centro de controle fazendo uso da tecnologia da informac o O uso da tecnologia da informac o vem da cooperac o de v rias empresas que buscam formas de automatizar ou controlar a gerac o transmiss o e distribuic o de energia el trica investindo na pesquisa de softwares e hardwares para viabilizar seus objetivos Este trabalho abrange um conjunto de assuntos interdisciplinares utilizado na automa o de processos aonde se destacam tr s principais computa o engenharia el trica telecomunica es A computa o vai de encontro com as reas da inform tica como linguagens de programa o hardware e software o conhecimento de engenharia el trica exigida em todos os equipamentos instalados na subesta o desde o mais simples rel auxiliar at as unidades terminais remotas e a telecomunica o envolve as formas de comunica o como protocolos arquiteturas de redes e todos os equipamentos utilizados na comunica o de dados como servidores roteadores hubs e switches 6 1 2 Vantagens e Desvantagens da Automa o A automa o tornou se algo de import ncia fundamental para a evolu o tecnol gica da humanidade imposs vel pensar que muitos dos benef cios dos quais a humanidade desfruta hoje poderiam ser alcan ados sem que a automa o tivesse parte neste contexto Mas afinal o que automa o A Digitaliza o ou seja o ato de di
63. lo mais 2 SEL352 que v o fazer a protec o para falha dos 2 disjuntores 50 62BF Os rel s est o conectados entre si para fechar o anel com o m dulo CPU da UCD1 do painel PCDX Est o conectados tamb m ao concentrador de dados dos rel s o SEL2020 Painel de Sincronismo Neste painel temos um rel digital da SEL o SEL351A que vai fazer apenas o sincronismo das barras com a linha e o reator O painel est equipado com um volt metro um frequenc metro e um sincronosc pio para visualiza o e sincronizac o local Painel do Registrador Digital de Perturba es Neste painel est alocado o RDP da SE que vai fazer a aquisic o dos eventos da SE Ele est ligado rede 3 que est ligada diretamente ao concentrador dos rel s digitais para aquisitar qualquer evento sinalizado por eles e ao microcomputador da oscilografia Painel de Interface Neste painel est o apenas alocados bornes Painel de Telecomunica es Neste painel est o alocados os disjuntores para alimenta o CC e CA dos novos pain is digitais 69 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 4 2 Automatismos da SE Os equipamentos possuem contatos auxiliares NA s e NF s que ligados por meio de fia o chegam s UAC s onde s o implementadas l gicas que verificam a consist ncia de estados dos equipamentos Os automatismos da SE Colinas foram feitas com aux lio de rel s digitais utili
64. locidade 55 rel de fator de pot ncia 56 rel de aplica o de campo 57 dispositivo de aterramento ou curto circuito 58 rel de falha de retifica o 59 rel de sobretens o 60 rel de balan o de tens o queima de fus veis 61 rel de balan o de corrente 62 rel temporizador 63 rel de press o de g s Buchholz 64 rel de prote o de terra 65 regulador 66 rel de supervis o do n mero de partidas 67 rel direcional de sobrecorrente 68 rel de bloqueio por oscila o de pot ncia 69 dispositivo de controle permissivo 70 reostato eletricamente operado 71 dispositivo de detec o de n vel 72 disjuntor de corrente cont nua Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 87 73 contator de resist ncia de carga 74 func o de alarme 75 mecanismo de mudan a de posi o 76 rel de sobrecorrente CC 77 transmissor de impulsos 78 rel de medi o de ngulo de fase prote o contra falta de sincronismo 79 rel de religamento 80 reservado para futura aplica o 81 rel de sub sobrefrequ ncia 82 rel de religamento CC 83 rel de sele o transfer ncia autom tica 84 mecanismo de opera o 85 rel recepto
65. m dulo s o tamb m inclu dos os circuitos para prote o contra eventuais surtos vindos do campo e que possam atingir a UAC c m dulo de processamento este m dulo a unidade central de processamento onde encontra se o microprocessador que controla e processa as informa es e o rel gio clock que define o ciclo de processamento Nele est o os bancos de mem ria onde se alojam os dados e o programa Neste m dulo encontram se tamb m os circuitos eletr nicos para efetuar a comunica o de dados entre a UAC e o sistema central A comunica o da UAC com outros n veis do sistema de automa o central de opera es outras UAC do sistema formando neste caso uma rede pode ser feita atrav s de transmiss o via r dio fio direto ou fibra ptica Esta comunica o estabelecida obedecendo se padr es f sicos e l gicos com velocidades de transmiss o caracter sticas de cada padr o Entradas Digitais ED As entradas digitais ocupam o papel de interface do sistema digital de prote o e controle como os equipamentos em campo atrav s das entradas digitais que se efetuam as aquisi es das informa es digitais a partir dos contatos externos da instala o por exemplo estados dos disjuntores e seccionadoras Os estados que dever o ser supervisionados para cada subesta o devem ser 19 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello definidos na fase de projeto e
66. m defeito a rede n o deixa de funcionar pois o hub que a sustenta Tamb m poss vel adicionar um outro hub ao j existente Por exemplo nos casos em que um hub tem 8 portas e outro com igual quantidade de entradas foi adquirido para a mesma rede 7 Figura 2 2 Hub 8 portas RJ45 100Mbps A velocidade um fator importante j que a velocidade da rede ficar limitada velocidade do hub Se for usado um Hub de 10 megabits a rede operar a 10 megabits mesmo que sejam usadas placas 10 100 Hubs s o adequados para redes pequenas e ou dom sticas Havendo poucos computadores muito pouco prov vel que surja algum problema de desempenho Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Switch O switch um aparelho com uma grande diferenca do hub os dados vindos do computador de origem somente s o repassados ao computador de destino Isso porque os switchs criam uma esp cie de canal de comunica o exclusiva entre a origem e o destino Dessa forma a rede n o fica presa a um nico computador no envio de informa es Isso aumenta o desempenho da rede j que a comunica o est sempre dispon vel exceto quando dois ou mais computadores tentam enviar dados simultaneamente mesma m quina Essa caracter stica tamb m diminui a ocorr ncia de erros colis es de pacotes por exemplo Assim como no hub poss vel ter v rias portas em um switch e a
67. ma o digital frente automa o convencional a diminui o da quantidade de rel s auxiliares que podem ser substitu dos por linhas de programa o com a mesma confiabilidade utilizando l gicas a rel s consequentemente diminuindo o tamanho dos pain is casa de comando como tamb m diminuindo a quantidade de fia o Devido a esta redu o geral temos tamb m uma necessidade menor de manuten o dos equipamentos levando a uma redu o dos custos como um todo Esta evolu o nos m todos de controle trouxe n o s aspectos positivos pois evidente a redu o de empregos em certos setores como o de operador de subesta es Uma nica pessoa capaz de monitorar v rias SE s a partir de centros de opera o enquanto tamb m uma pessoa o suficiente para permanecer de plant o em um setor onde existem v rias SE s atendendo a chamados da central j que somente ir atuar em casos espor dicos de falhas de comunica o Esta evolu o torna os projetos cada vez mais complexos uma vez que ainda existem os projetos com as l gicas internas do software fazendo com que 83 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello projetistas aprendam a programar l gicas em softwares espec ficos dos equipamentos Novos procedimentos de testes necessitam de profissionais completos que al m do conhecimento el trico tenham conhecimento de hardware software de linguagens de pr
68. nergia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello A tabela 2 2 exibe uma lista com as sa das digitais configuradas Tabela 2 1 Entradas Digitais e Es gt m o S z E E E a x x A E E E E a RG3SC240PERM RG RAX PERMISS O DE MANOBRA SECCIONADORA 35E2 4 PERMISS O RG3SC2400RCL RG RAX FECHAMENTO SECCIONADORA 35E2 4 FECHAR RG3SC2400ROP RG RAX ABERTURA SECCIONADORA 35E2 4 ABRIR RG3SC250PERM RG RAX PERMISS O DE MANOBRA SECCIONADORA 35E2 5 PERMISS O RG3SC2500RCL RG RAX FECHAMENTO SECCIONADORA 35E2 5 FECHAR RG3SC2500ROP RG RAX ABERTURA SECCIONADORA 35E2 5 ABRIR RG3DJE200RCL RG RAX COMANDO FECHAR DISJUNTOR 15E2 FECHAR RG3DJE200PCS RG RAX CMD ABRIR DISJ 15E2 COM SINCRONIZADOR ABRIR RG3DJE200PSS RG RAX CMD ABRIR DISJ 15E2 SEM SINCRONIZADOR ABRIR RG3DJE202SF6 RG RAX DISJUNTOR 15E2 2 EST GIO SF6 ATUAR RG3RES_DO11 RESERVA_DO11 RG3SR280PERM RG RAX PERMISS O DE MANOBRA SECCIONADORA 35E2 8 PERMISS O RG3SR2800RCL RG RAX FECHAMENTO SECCIONADORA 35E2 8 FECHAR RG3SR2800ROP RG RAX ABERTURA SECCIONADORA 35E2 8 ABRIR RG3TPBAOSNCI RG RAX SELE TPC DA BARRA A PARA SINCRONISMO ATUAR RG3TPBBOSNC2 RG RAX SELE TPC DA BARRA B PARA SINCRONISMO ATUAR RG386E2ORESE RG RAX RESET REL DE BLOQUEIO 86BF DISJ 15E2 REARMAR Tabela 2 2 Sa das Digitais A tabela 2 3 apresenta as entradas anal gicas o is e ml o E z E E E
69. nfiabilidade do sistema pois assim alguns pontos podem ser supervisionados por mais de um equipamento pontos de prote o por exemplo s o supervisionados pelo rel digital e pela UAC Devido necessidade de aquisi o e controle em tempo real os dados s o transportados utilizando a tecnologia de protocolos de comunica o Atualmente os Dispositivos Eletr nicos Inteligentes IED s se comunicam tamb m atrav s de protocolos de comunica o em conex o direta com a UAC o que permite coletar dados diretamente dos IED s Figura 2 8 UAC Saitel 2000DP da Telvent 18 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello As UAC S s o compostas por m dulos descritos a seguir a fonte o m dulo de fonte o respons vel pela alimentac o dos m dulos ativos e constitui se de uma fonte chaveada com alimentac o que pode ser CA 110 220 V CC 12 V CC 48 V etc e sa das de 5 V 12 V 24 V com o recurso de manter os valores de sa da constantes independente das varia es de entrada b borneira e condicionamento de sinais neste m dulo conectada a fia o vinda do campo sinais de entrada e sa da A liga o com os dispositivos do campo feita atrav s de circuitos pticos acopladores circuitos estes que convertem o sinal el trico em luz e a seguir fazem a desconvers o ou ent o por rel s auxiliares mantendo assim uma isola o entre o campo e a UAC Neste
70. nseguia estabelecer a comunica o Esta dificuldade tem sido superada por iniciativa de rg os internacionais que procuram padronizar estes protocolos ou pelo fato de algum protocolo tornar se t o comum de dom nio p blico que v rios fabricantes passam ent o a us lo Sistemas de automa o de subesta es estabelecem comunica o das Unidades de Aquisi o e Controle de Dados UAC s com dispositivos eletr nicos inteligentes IED para transmiss o de informa es atrav s de protocolos de comunica o Os protocolos de comunica o aplicados variam de natureza dependendo da configura o do sistema e do tipo de troca de informa o efetuada Em particular interessante mencionar o protocolo IEC 870 5 que define as regras para a comunica o de equipamentos usados na automa o de sistemas el tricos Existem as aplica es espec ficas desta norma denominada IEC 870 5 101 que detalha a comunica o de um Sistema Central com uma UAC e a IEC 870 5 103 que detalha a comunica o de um computador com rel s digitais 15 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Um protocolo derivado desta norma IEC 870 5 o protocolo DNP que define a comunicac o de um Sistema Central com uma UAC bastante utilizado nos EUA J a norma IEC 870 6 detalha a comunica o entre centros de controle Existem tamb m os protocolos padr o de mercado que por serem altamente di
71. o captura apresenta o e tratamento de hist ricos possibilidade de conex o remota al m de poder controlar e ajustar prote es Por ser uma exig ncia da maioria das concession rias os softwares dos sistemas de automa o de SE s Subesta es operam em ambiente WINDOWS Atrav s deste console s o realizadas as fun es de supervis o e comando al m disto ele possui um conjunto de programas necess rios integra o de algumas funcionalidades que s o fundamentais e Defini o da base de dados da subesta o e Configura o de gr ficos representativos da subesta o e Configura o das informa es da subesta o e Supervis o das telas representativas da subesta o e Supervis o do conjunto de prote es da instala o Esta interface recebe todas as informa es das UAC s atrav s de rede de fibra tica e difusores de fibra tica utilizando se de v rios protocolos de comunica o como por exemplo PROCOME DNP 3 0 IEC 870 104 Um sistema digital de automa o de subesta es geralmente apresenta as seguintes fun es b sicas 49 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 3 1 Comando O comando dos equipamentos de cada subestac o poder ser efetuado dos seguintes modos Local ssimo mec nico em todos os equipamentos de manobra nos pr prios equipamentos Este procedimento ser de emerg ncia e de responsabilidade
72. o por TC ou por TP para que se possa definir corretamente Se for alimentado por TC tamb m pode ser utilizado como uma unidade 51 ou 61 Se for alimentado por TP pode se utilizar uma unidade 59N ou 64G A func o 64 tamb m pode ser encontrada como protec o de carcaca massa cuba ou tanque sendo aplicada em transformadores de forca at 5 MVA 67 N rel de sobrecorrente direcional de neutro instant neo ou temporizado 67 G rel de sobrecorrente direcional de terra instant neo ou temporizado 670 rel de sobrecorrente direcional de sequ ncia negativa Prote o Diferencial ANSI 87 O rel diferencial 87 pode ser de diversas maneiras 87 T diferencial de transformador pode ter 2 ou 3 enrolamentos 87G diferencial de geradores 87GT prote o diferencial do grupo gerador transformador 87 B diferencial de barras Pode ser de alta m dia ou baixa imped ncia Pode se encontrar em circuitos industriais elementos de sobrecorrente ligados num esquema diferencial onde os TC s de fases s o somados e ligados ao rel de sobrecorrente Tamb m encontra se um esquema de seletividade l gica para realizar a fun o diferencial de barras 87M diferencial de motores Neste caso pode ser do tipo percentual ou do tipo autobalanceado O percentual utiliza um circuito diferencial atrav s de 3 TC s de fases e 3 TC s no neutro do motor 89 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo
73. o tamb m para fen menos de longa dura o como oscila es afundamentos de tens o atendendo desta maneira tanto o setor de transmiss o e distribui o quanto o de gera o Tr s tipos diferentes de registros s o armazenados registros de forma de onda registros fasoriais e registros de medi o cont nua Figura 2 19 Registrador Digital de Perturba es 9 35 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Os registros de forma de onda s o os mais conhecidos onde poss vel analisar a pr pria forma da onda possibilitando assim a verificac o de fen menos da ordem de microsegundos e tamb m a an lise harm nica do sinal j que os dados s o capturados a at 5760 amostras por segundo Os registros fasoriais s o menos conhecidos pois poucos equipamentos possuem esta capacidade ainda mas estes registros s o muito teis em usinas e para a an lise de fen menos mais lentos da ordem de minutos J os registros de medic o cont nua permitem acompanhar os n veis de corrente e tens o assim como grandezas derivadas durante o dia 9 36 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 2 9 Sistema de Supervis o Controle e Aquisi o de Dados SCADA Para a configura o dos sistemas digitais de subesta es normalmente existem dois softwares b sicos Um deles utilizado para programar
74. ograma o protocolos de comunica o prote o e estejam aptos a solucionar os mais diversos tipos de problemas que podem vir a surgir em um processo de energiza o complexa a quest o da adapta o dos operadores aos novos m todos de se operar uma SE pois est o acostumados com o uso dos anunciadores e falta a eles confian a nos SCADA s Profissionais mais bem preparados far o a diferen a 84 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello REFER NCIAS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 AREVA www areva td com 2006 ARTECHE www teamarteche com 2006 COSERN O processo de automac o dos sistemas de transmiss o e distribui o da COSERN Desafios custos e benef cios Ne polis Natal RN COSS Boewn Combs Dunn Hildreth amp Pilcher Smart Industrial Substations A modern integrated approach to plant safety reliability and production IEEE Industry applications magazine www ieee org ias 2005 FINDER www findernet com 2006 GRANDI Gilberto Metodologia para especifica o de Telecontrole em Subesta es de Energia El trica Florian polis 12 2000 INFOWESTER http www infowester com hubswitchrouter php ONS http www ons org br REASON Tecnologia http www reason com br 2006 RIBEIRO Guilherme Moutinho e Ant nio Varej o Godoy Impacto da automa o no projeto de subesta es
75. omo desvantagem pode se citar a demora na implanta o do sistema A integra o das Unidades de Aquisi o e Controle UAC s e os Dispositivos Eletr nicos Inteligentes IED s pode ser demorada Na Figura 1 1 temos pain is digitais da SE Bandeirantes GO Figura 1 1 Pain is Digitais da SE Bandeirantes GO Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Cap tulo 2 Conceitos e Metodologia A automac o de uma subestac o de energia el trica envolve muitos equipamentos e m todos e exige um conhecimento te rico b sico dos mesmos 2 1 Telecomunica es Em uma subesta o digitalizada os equipamentos est o se comunicando em tempo real e imediato atrav s de protocolos de comunica o em redes utilizando diversos equipamentos Comunica o De Dados Princ pios Diferentes aspectos mais ou menos complexos est o envolvidos na comunica o de dados entre computadores como ser visto a seguir Na figura 2 1 mostrada uma comunica o entre 2 computadores COMPUTADOR 1 COMPUTADOR 2 CABO DE COMUNICA O Figura 2 1 Comunica o entre 2 computadores Para transmitir dados do computador 1 para o computador 2 ocorrem as seguintes etapas O programa do usu rio no computador 1 seleciona os dados a transmitir e deposita os no subsistema de comunica o Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 200
76. orma 1 O operador recebe um chamado da central por telefone ou r dio 2 Recebe as instru es de que por um motivo qualquer dever efetuar um desligamento 3 Clica com o mouse sobre o elemento desejado por exemplo o disjuntor 4 Abre se ent o uma janela com os poss veis comandos sobre o elemento 5 Com o mouse seleciona o comando a que foi instru do e aceita 6 Ele deve aguardar que o estado do equipamento se altere caso isso ocorra o elemento mudar de cor representando o novo estado Caso n o ocorra o sistema emitir um alarme informando que o comando n o foi executado Neste caso o operador deve informar a central para ser orientado e que novo procedimento deve tomar Este procedimento um caso muito espor dico pois normalmente a subesta o ser telecomandada pelo Centro de Opera o de Regional COR e o procedimento ser adotado no caso de uma falha de protocolo de comunica o entre o COR e a SE Outro caso ainda mais raro seria a falha ao mesmo tempo da comunicac o entre os dois telecontroles e no SCADA da subestac o ou seja n o ter amos como desligar determinado equipamento Neste caso h a possibilidade de se comandar os equipamentos diretamente atrav s das IHM s que possuem um display de cristal liquido onde se encontra a representac o do bay ao qual supervisiona adotando procedimento semelhante ao descrito acima Na Figura 4 11 temos a arquitetura do sistema de comunicac o nela mostrada a
77. orrente consider vel Assim para que uma sa da digital de uma UAC entre nestes circuitos preciso que ela tenha esta capacidade de corrente e tens o podendo resultar num projeto antiecon mico A alternativa fazer com que ela venha a agir atrav s de rel s auxiliares com esta capacidade Analogamente os contatos auxiliares de equipamentos disjuntores seccionadoras etc est o previstos para serem inseridos em circuitos CC de 125 250 V Alguns projetistas consideram que seja necess rio o uso deste n vel de tens o para identificar o estado status destes equipamentos visto que estes contatos est o submetidos a intemp ries oxida es podendo resultar numa falsa indica o quando utilizado com tens es menores 12 24 48 V Neste caso ou se projeta a entrada digital da UAC para tens es e correntes altas ou alternativamente utilizam se rel s auxiliares Este rel s s o tamb m denominados rel s de interposi o e permitem pois que se utilize tens es baixas nas entradas e sa das digitais das UAC s Estes rel s ao mesmo tempo prov m uma isola o separa o entre os circuitos de campo e da UAC Figura 2 17 Rel auxiliar com 2 contatos NA NF 5 30 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 2 6 Unidades dedicadas Est o inclu dos neste grupo rel s digitais equipamentos de oscilografia medidores eletr nicos multifun o Pode
78. per odo de 15 minutos o sistema digital ir declarar se em perda de sincronismo e o registro seq encial de eventos n o ser confi vel at que se restabele a uma situa o normal de sincroniza o Atualmente existem GPS s equipados exclusivamente para atuarem em instala es de gera o transmiss o e distribui o de energia el trica E em alguns casos possuem v rias portas com diferentes tipos de conectores para efetuar o sincronismo conectores RJ45 DB9 IRIG B etc o que permite sincronizar diversos tipos de equipamentos 34 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 2 8 Oscilografia Os oscil grafos s o utilizados para analisar fen menos do sistema el trico Nas SE s automatizadas deve se registrar a atua o de rel s de prote o abertura e fechamento de disjuntores e chaves seccionadoras e outras indica es de estado de interesse com precis o de at um milisegundo possibilitando o encadeamento hist rico das ocorr ncias Devido elevada precis o a aquisi o desses dados efetuada normalmente por equipamentos aut nomos que se comunicam com o centro de controle e demandam um dispositivo de sincroniza o de tempo GPS Esse registro atualmente feito por Registradores Digitais de Perturba es RDP Eles podem ser utilizados como registradores tanto de eventos de curta dura o do tipo curto circuitos energiza o com
79. por exemplo comandos de abertura fechamento ou religamento nos disjuntores As condi es sob as quais os contatos das sa das digitais mudar o de estado devem ser definidas na fase de projeto e devem estar representadas nos diagramas l gicos A Figura 2 12 exemplifica uma l gica de fechamento e abertura de um disjuntor 52DX Os blocos amp representam um bloco l gico E os blocos gt 1 representam um bloco l gico OU os blocos com S1 e R blocos SE T RESET e os restantes s o temporizadores 23 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello e v1074 gt a FALHA COMANDO DISJUNTOR 52DX 67 2 INTERTRAVAMENTO ABRIR DISJUNTOR 52 Figura 2 12 L gica de Fechamento e Abertura de um disjuntor Entradas Anal gicas Este cart o abriga as entradas anal gicas cada qual contendo um endere o na UAC No endere o fica escrito o valor da vari vel cont nua correspondente a um valor de entrada de tens o CC dentro da faixa de 10 V ou um valor de corrente CC em diversas faixas 4 20mA 0 10mA etc As entradas anal gicas servem para a aquisi o de informa es anal gicas a partir de transdutores de corrente o
80. quantidade varia da mesma forma O hub est cada vez mais em desuso Isso porque existe um dispositivo chamado hub switch que possui pre o parecido com o de um hub convencional Trata se de um tipo de switch econ mico geralmente usado para redes com at 24 computadores Para redes maiores mas que n o necessitam de um roteador os switchs s o mais indicados 7 Figura 2 3 Switch 24 portas RJ45 10 100Mbps 10 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Atualmente existem switches pticos onde o meio f sico da comunicac o feita diretamente por cabos de fibra ptica ao inv s de cabos de rede de par tracado com conectores lsso evita a necessidade de conversores de Fibra ptica para Ethernet quando da comunicac o de equipamentos de protec o e oscilografia por exemplo em uma SE digitalizada Roteador O roteador um equipamento utilizado em redes de maior porte Ele mais inteligente que o switch pois al m de desempenhar a mesma func o deste tamb m tem a capacidade de escolher a melhor rota que um determinado pacote de dados deve seguir para chegar em seu destino como se a rede fosse uma cidade grande e o roteador escolhesse os caminhos mais curtos e menos congestionados Da o nome de roteador Existem basicamente dois tipos de roteadores e Est ticos este tipo mais barato e focado em escolher sempre o menor caminho para os dados
81. que desapare am da tela confirmando assim que esta informa o foi vista Temos al m das telas de supervis o e controle as telas de ajustes que s o telas de navega o para profissionais espec ficos pois s o nestas telas que informamos aos algoritmos programados os tempos de abertura fechamento de 39 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello disjuntores seccionadoras etc como tamb m tempo de subida descida de tap s dos transformadores 40 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 2 10 Centros de Opera o Regional COR e do Sistema COS Quando uma subesta o possui um sistema digital ele acumula as informacdes em duas bases de dados a de tempo real e a hist rica Alguns dados em tempo real s o necess rios ao sistema de supervis o e controle da rede COS COR Desta forma s o previstos nos sistemas digitais meios para a intercomunicac o destes dados Os dados relativos s UAC s s o comunicados aos Centro de Opera o Regional COR via canal de telecomunica es Cumpre notar neste ponto que apenas os dados mais significativos da esta o dizem respeito s atividades do Sistema de Supervis o e Controle Por exemplo de interesse o estado dos disjuntores das linhas geradores e transformadores as pot ncias ativas e reativas em cada elemento e a tens o nos v rios trechos de
82. quem tico aonde est sendo utilizado o terceiro contato NA do rel r pido 94P1A para partida de BF Break Failure isto falha do disjuntor 52DX O contato 03 05 quando fechado energiza a entrada digital IN202 do rel digital SEL352 denominado UPD3X que faz a func o 50 62BF Este contato quando energizado entra em uma l gica interna do rel Figura 4 8 Esta l gica diz que caso o disjuntor n o abra ap s 100ms o rel manda o disjuntor abrir novamente retrip e caso o mesmo falhe novamente ap s mais 100ms ele sinaliza falha do disjuntor SUBESTA O DE COLINAS 500kV SETOR 500kV V O DX DY LT RIBEIRO GON ALVES REATORES ENTRADAS DIGITAIS UPD3X 50 62BF DISJUNTOR 52DX CODJ7 04 ATUA O PROTE O PRINCIPAL PARTIDA DE BF ATUA O PROTE O ALTERNADA PARTIDA DE BF FASE A FASE B FASE V FASE A FASE B FASE V 68 PPDX BNC469 PPDX BNC 70 85 PADX BNC486 PADX BNC 87 IN202 IN203 IN204 827 A 01 321 321 321 B28 B30 B32 450 D 06 N2 3X 432 D 01 Figura 4 7 Diagrama Esquem tico partida 50 62BF do Disjuntor 52DX 73 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello De forma an loga pode se analisar os rel s 94P1B e 94P1C para as fases B e C respectivamente Os rel s digitais diminuem o espaco utilizado por rel s auxili
83. r de sinal de telecomunica o 86 rel auxiliar de bloqueio 87 rel de prote o diferencial 88 motor auxiliar ou motor gerador 89 chave seccionadora 90 dispositivo de regula o 91 rel direcional de tens o 92 rel direcional de tens o e pot ncia 93 contator de varia o de campo 94 rel de desligamento 95 99 usado para aplica es espec ficas COMPLEMENTA O DA TABELA ANSI 50 N sobrecorrente instant neo de neutro 51N sobrecorrente temporizado de neutro tempo definido ou curvas inversas 50G sobrecorrente instant neo de terra comumente chamado 50GS 51G sobrecorrente temporizado de terra comumente chamado 51GS e com tempo definido ou curvas inversas 50BF rel de prote o contra falha de disjuntor tamb m chamado de 50 62 BF 510 rel de sobrecorrente temporizado de sequ ncia negativa com tempo definido ou curvas inversas 51V rel de sobrecorrente com restri o de tens o Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 51C rel de sobrecorrente com controle de torque 590 rel de sobretens o de sequ ncia negativa 59N rel de sobretens o residual ou sobretens o de neutro tamb m chamado de 64G 64 rel de protec o de terra pode ser por corrente ou por tens o Os diagramas unifilares devem indicar se este elemento alimentad
84. ransformador de Pot ncia Indutivo Os objetivos principais desses transformadores s o e Alimentar os sistemas de prote o com tens o e corrente reduzidas e proporcionais s grandezas do circuito de forca e Proporcionar isolamento entre o circuito de alta tens o e os instrumentos 28 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 2 4 Transdutores Os transdutores s o dispositivos que modificam a natureza do sinal Pode ser considerado um transdutor o medidor de energia residencial composto por um disco que gira com velocidade proporcional ao produto dos fluxos magn ticos produzidos por uma tens o e uma corrente portanto a pot ncia aplicados a ele Outros tipos de transdutores recebem um sinal de entrada qualquer e produzem na sa da um sinal de corrente cont nua ou tens o proporcional Podem muitas vezes fornecer na sa da pulsos de frequ ncia proporcional ao sinal de entrada Na automa o el trica encontram se v rios tipos de transdutores para medi o de tens o corrente pot ncia ativa reativa cos fi temperatura n veis vaz es press es etc Figura 2 16 Transdutor que funciona tamb m como multimedidor 29 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 2 5 Rel s de interface Para acionamento dos disjuntores em geral utiliza se tens o CC de 125 ou 250 Volts e c
85. role de temperatura 24 Rel de sobreexcita o ou Volts por Hertz 25 rel de verifica o de Sincronismo ou Sincroniza o 26 dispositivo t rmico do equipamento 27 rel de subtens o 28 reservado para futura aplica o 29 contator de isolamento 30 rel anunciador 31 dispositivo de excita o 32 rel direcional de pot ncia 33 chave de posicionamento 34 chave de sequ ncia operada por motor 35 dispositivo para opera o das escovas ou curto circuitar an is Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello coletores 36 dispositivo de polaridade 37 rel de subcorrente ou subpot ncia 38 dispositivo de protec o de mancal 39 reservado para futura aplicac o 40 rel de perda de excitac o 41 disjuntor ou chave de campo 42 disjuntor chave de operac o normal 43 dispositivo de transfer ncia manual 44 rel de sequ ncia de partida 45 reservado para futura aplicac o 46 rel de desbalanceamento de corrente de fase 47 rel de sequ ncia de fase de tens o 48 rel de sequ ncia incompleta partida longa 49 rel t rmico 50 rel de sobrecorrente instant neo 51 rel de sobrecorrente temporizado 52 disjuntor de corrente alternada 53 rel para excitatriz ou gerador CC 54 disjuntor para corrente cont nua alta ve
86. s o realizadas computacionalmente Na figura 3 4 podemos observar um painel convencional inteiro composto de rel s para realiza o de um automatismo e um painel digital aonde a quantidade de rel s muito menor bieen SS Figura 3 4 Painel convencional X Painel Digital 57 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 3 8 Monitorac o Apresenta ao operador sob forma gr fica ou atrav s de desenhos esquem ticos os valores provenientes das medi es realizadas al m das indica es de estado dos disjuntores chaves seccionadoras e demais equipamentos de interesse As medi es podem ser obtidas por meio de transdutores conectados as entradas anal gicas das UAC s ou controladores program veis ou ainda atrav s de equipamentos dedicados que promovam a transfer ncia entre anal gico digital A figuras 3 5 exemplifica a tela de interface do operador SCADA com a arquitetura de uma SE constru da pelo Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia SAGE 6 SUBESTA O PERITOR Arquitetura Geral Maranh o REASON PCOM1 C mm ABB PCOM2 _m p a UAD COL Router 1 Router 2 E Pana TamdlaTe MEA SWEA E FE E Front End 1 Front End 2 REASON GPS RT 2000 NY AE pl p as UCDs T os Rel s T os Rel s CR2Fs CR2Fs CR2Fs CR2Fs NA p os MSAPs Figura 3 5 Arquitetura de uma SE constru da pelo SAGE 58 Automa o Dig
87. s de transmiss o com seguran a A partir de meados da d cada de 1990 come ou se a explorar o conceito de aproveitamento da intelig ncia distribu da nas subesta es digitalizadas Hoje tais sistemas atingiram sua maturidade sendo empregados praticamente para todas as fun es de prote o controle e monitora o de subesta es Essa evolu o tecnol gica pavimentou o caminho para sucessivo incremento da digitaliza o das subesta es pois tornaram se reas onde mais se necessita da tecnologia digital para simplifica o das atividades e confiabilidade da opera o Nesse sentido os processos de Digitaliza o de Subesta es podem se tornar requisito essencial para melhoria no desempenho t cnico e econ mico das Empresas de Energia El trica Sistemas de Controle e Prote o Digital realizam localmente desde fun es cl ssicas de prote o e controle at sofisticadas fun es autom ticas de tratamento de dados para a automa o de tarefas que demandem a presen a mais constante de operadores nas subesta es e facilitam o controle local em emerg ncia com aprimoramento e ou simplifica o de tarefas manuais ou autom ticas dos Centros de Opera o Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 1 1 Objetivos Este trabalho prop e uma metodologia para especificac o de telecontrole em subesta es de energia el trica O telecontrole permitir contro
88. sem considerar se aquele caminho tem ou n o congestionamento e Din micos este mais sofisticado e consequentemente mais caro e considera se h ou n o congestionamento na rede Ele trabalha para fazer o caminho mais r pido mesmo que seja o caminho mais longo De nada adianta utilizar o menor caminho se esse estiver congestionado Muitos dos roteadores din micos s o capazes de fazer compress o de dados para elevar a taxa de transfer ncia 7 Os roteadores s o capazes de interligar v rias redes e geralmente trabalham em conjunto com hubs e switchs 11 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Figura 2 4 Roteador 4 portas z A utiliza o de roteadores volada a redes de empresas redes corporativas Al m de serem mais caros tais dispositivos tamb m s o mais complexos de serem manipulados e s devem ser aplicados se h muitos computadores na rede No entanto muitos usu rios de acesso internet banda larga conseguem usar seus modems como roteador e assim compartilham a conex o da internet com todos os computadores do local sem que para tanto seja necess rio deixar o computador principal ligado Basta deixar o modem roteador ativado 12 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 2 1 3 Meios F sicos de transmiss o Um meio de transmiss o chamado tamb m de canal ou suporte de
89. ssoais ou materiais Em uma subesta o digitalizada os intertravamentos dos equipamentos de um bay devem ser programados nas suas respectivas UAC s atrav s de l gica interna Enquanto que em uma subesta o com comando convencional para se fazer intertavamentos que possu ssem informa es de bays distintos era necess rio a utilizac o de in meros contatos auxiliares Na subestac o digitalizada as informacdes que j est o dispon veis em uma UAC s o repassadas para as demais UAC s pela rede A Figura 3 1 mostra uma l gica de intertravamento de uma seccionadora DISJUNTOR 52DX CODJ7 04 ABE REL DE BLOQUEIO B6BF DISJUNTOR 52DX CODJ 04 COLOCAR CART O VERMELHO SECC 89D1 C RETIRAR CART O VERMELHO SECC 89D1 Figura 3 1 L gica de intertravamento de uma seccionadora A defini o dos intertravamentos consta nos diagramas l gicos ou de blocos que hoje se faz necess rio frente ao ONS e depende da filosofia adotada 51 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello 3 3 Sinalizac o Em um projeto de subestac o digital devem ser previstos dois tipos de sinaliza es de estado sinaliza o de estado dupla e simples As sinaliza es de estado duplas devem ser usadas para indica o do estado das seccionadoras disjuntores v lvulas e demais equipamentos
90. u tens o Podem tamb m controlar vari veis como temperatura press o e detectores de n vel de modo a fornecer ao sistema digital a capacidade de realiza o de automatismo como controle de bancos de capacitores Atrav s das entradas anal gicas e conversores anal gico digital internos ao equipamento grandezas anal gicas podem ser transmitidas a n veis superiores e gerar alarmes digitais em fun o de seus valores As entradas anal gicas coletam as medidas nos equipamentos e s o calculadas e exibidas na tela do operador e algumas vezes tamb m em multimedidores com display digital nos pain is de controle das SE s 24 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello Figura 2 13 Multimedidor com display remov vel 12 Sa das Anal gicas Este cart o aloja as sa das anal gicas cada qual com um endereco na UAC Dependendo do valor existente no endereco aparecer um sinal anal gico de tens o CC na faixa entre 10 V ou de corrente CC em diversas faixas 4 20mA 0 10mA etc De forma resumida Entrada de Dados Vari veis Anal gicas aquisi o de valores de tens o corrente temperaturas n veis de reservat rio dentre outros Vari veis Digitais aquisi o de informa o sobre o estado ou posi o de disjuntores aberto ou fechado de chaves ou de equipamento ligado ou desligado Sa das Digitais mudan a de posi o de contato aberto fech
91. zando tamb m contatos de rel s auxiliares r pidos lentos biest veis etc Na figura 4 5 temos um diagrama esquem tico para a abertura do disjuntor 52DX O rel digital SEL421 denominado UPD1X faz as prote es 21 67 78 59 50 e 27 ANEXO1 Quando o rel detecta uma falta na fase A por exemplo fecha seu contato NA OUT101 o bloco de testes 95 2 UPD1X ao detectar a falta fecha tamb m seu contato NA energizando a bobina do rel r pido RAR 94P1A Quando energizado o rel fecha seus contatos NA e abre seus contatos NF Neste caso est o sendo utilizados os 3 contatos NA do rel o primeiro para trip no circuito de abertura 1 do disjuntor 52DX o segundo para trip do circuito de abertura 2 do disjuntor 52DX e o terceiro para falha no disjuntor 52DX 70 Automa o Digital de Subesta es de Energia El trica 2006 Nilo Felipe Baptista de Mello SUBESTA O DE COLINAS 500kV SETOR 500ky V O DX DY LT RIBEIRO GON ALVES REATORES CIRCUITO DE DISPARO UPD1X DISJUNTOR 52DX 15C7 PA 451 801 PARA Br 620x PR eos 122 8 02 IRP CIRCA1 520X BROS ces 140 B 05 TRP CIRC2 520 eng PoR 4 451 8102 PARTOA Br 520x yng or 122 8 03 TRIP CIRCA 520X ny y A 140 8 05 TRIP CIRC 2 520X em ge Po FASE A FASE B FASE V ER A ass i i ig if OUT101 O0UT102 0UT103 10 273 273 273 100 i A02 A04 4 06 H A A A A E E o

automação digital de subestações de energia

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