automaÇÃo

7/21/2019 AUTOMAÇÃO

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Resultados Obtidos na Instalação de telecomando Alternativo em subestações desubtransmissão.

Lino L. Zanchi, -

E-mail: [email protected]

Palavras-chave – Telecomando alternativo desubestações de subtransmissão.

Resumo - Este trabalho relata as experiências deinstalação e aplicação de telecomando alternativode subestações pertencentes aCONCESSON!"#- $istribuidora %a&cha de

Ener'ia S(#. São apresentados os resultados deinstalações utili)ando C*+. # instalação dochamado telecomando convencional demonstrou

boa con,iabilidade porm alto custo. Neste casoreali)ou-se estudo para implementação de um novosistema de telecomando denominado alternativocom menor custo porm com as mesmascaracter/sticas do telecomando convencional no0ue se trata de monitoração de sinais anal1'icosdi'itais e comando de e0uipamentos cu2osresultados durante instalação desempenho eresultados são apresentados a se'uir.

INTRODU!O# aplicação de sistemas de telecomando amplamente utili)ada em subestações visando amelhoria dos /ndices de $EC e 3EC tra)endo

principalmente um atendimento mais r4pido ee,iciente ao consumidor ,inal. # utili)ação detelecomando em subestações tambm tr4s in&meros

bene,/cios na 4rea de telemetria 24 0ue 5 medida0ue se envia dados para atuar em certose0uipamentos tambm se conse'ue receber dadosnão s1 di'itais de estados dos e0uipamentos comoanal1'icos ou in,ormações de medidores. 6uitos

pro2etos comprovam tcnica e economicamente asvanta'ens de se ter telecomando em subestaçõessobre uma operação local convencional comoperadores o custo bene,/cio de se ter uma pessoa

para operar a subestação por si s1 24 2usti,ica talimplementação aliado a isto h4 toda 'ama dein,ormações capa)es de se ter assim como acapacidade de atuação e uma monitoração econtrole dos e0uipamentos na subestaçãocomprovadamente estes itens atestam a,uncionalidade do telecomando em subestações.#tualmente existem v4rios e0uipamentos para setelecomandar uma subestação a abertura de

mercado 24 tr4s a um bom tempo acesso a v4riastecnolo'ias para este processo existeme0uipamentos ,abricados especi,icamente para esta

,inalidade inte'rando toda subestação desde daa0uisição de in,ormação 7telemetria8 a sinaisdi'itais e sa/das de comando. Neste caso o

principal ob2etivo seria implementação de sistemaalternativo ao inicialmente adotado com intuito de

baixar custos sem perder autonomia. #tualmentecom a alta do $1lar a a0uisição de tecnolo'iaimportada 'era um alto investimento para o

processo de telecomando ao se utili)ar e0uipamentos importados 24 consa'rados para estetipo de aplicação. #pesar das inerentes vanta'ensda implementação terceiri)ada do telecomandochamado convencional pela CONCESSON!"#caracteri)ado este pela utili)ação de 9T" 79nidadeTerminal "emota8 especi,ica para processo detelecomando com entradas di'itais anal1'icassaias de comando e inter,ace de protocolosdistintos aliado a um meio de comunicação viasatlite o alto custo tem um impacto 'rande naimplementação de tal tecnolo'ia decorrente davariação cambial.

Neste sentido são apresentados os resultados sobrea aplicação de telecomando alternativo ao 24existente em subestações daCONCESSON!"# cu2os resultados daimplementação ,oram satis,at1rios con,ormedescrito a se'uir.

". #ARA#T$R%&TI#A DO#ONTRO'ADOR '()I#O*RO)RA+,-$' $&#O'IDO*ARA O T$'$#O+ANDO DA&&U/$&TA0$&.

Em busca de um melhor custo bene,icio paraimplementação do telecomando como 24 descritoacima se buscou estudar uma solução mais vi4vel

para a implementação do telecomando nassubestações dividiu-se primeiramente otelecomando em duas correntes uma seria ainte'ração de comando e monitoração de sinaisanal1'icos e di'itais por um C*+ e a outra ainte'ração dos protocolos existentes na subestação.#p1s uma pes0uisa de mercado encontramos v4rios

e0uipamentos com essas caracter/sticas.Escolhemos o C*+ de menor custo se comparadoaos demais pes0uisados porm havia nele todas as

mailto:[email protected]

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,unções b4sicas de um C*+ com entradasanal1'icas e di'itais e sa/das de comando o

protocolo de comunicação não padrão porm totalmente aberto. O C*+ ad0uirido conse'ue ler o

protocolo 6od:us utili)ado pelos transdutoresenviando assim todas as 'rande)as existentes na

subestação porm não lê os rels de proteção 0ueutili)am outro protocolo 0ue não o 6od:us.+rocesso esse 0ue se deixou para uma se'undaetapa.

;4 duas ,erramentas b4sicas< uma paracon,i'uração e controle das entradas e sa/das eoutra para supervisão. #s caracter/sticas do C*+encontrado são=

3.1 Entradas Digitais;

O C*+ utili)a um processador "SC de alta per,ormance >? bits. sso permite ciclos deexecução do pro'rama aplicativo abaixo de >ms.

O Controlador +ro'ram4vel @$AB 24 incorpora Dentradas anal1'icas -BF ->F ou ainda -Bm# de 'rande precisão 7>B bits8. Tambm

possui ? sa/das anal1'icas ->F ou -Bm# de >B bits. # nova rede de comunicação $ANET permitea conexão direta de at GB @$AB em uma redecom > Hm de comprimento a uma velocidade decomunicação de GDIbps. J poss/vel a conexão deat D sensores de temperatura e I sensores de

umidade diretamente em rede B

C dispon/vel noe0uipamento. #inda possui duas entradas deconta'em r4pida 7at >H;)8.

O @$AB apresenta porta serial completa e en'ate para cartão 66C 76ulti6edia Card8 paraarma)enamento de dados. Os conectores de entradae sa/da são de en'ate r4pido ,acilitando amanutenção. #travs de m1dulos de Expansão deEntradas(Sa/das poss/vel totali)ar B? (Osdi'itais.

3.1 Entradas Digitais;

- *1'ica normalmente a )ero 7com Kpull-doLnKde>H8.

- $etecção de > l1'ico= ? a BB F 7$C ou #C8.

- 3aixa de entradas para baixa tensão= ? a G F 7$Cou #C8.

- 3aixa de entradas para alta tensão= >> a BB F7$C ou #C8.

- $etecção de l1'ico= -IDF at MF.

- 3re0ência de entrada= $C - ?;) 7B?H;) para bloco +P6in8.

- Tensão em MF= ->IFdc 7con,orme alimentaçãoeltrica do @$A8.

- Entradas optoisoladas individualmente.

- Tensão de entrada selecion4vel via estrape72umper8 entre alta e baixa tensão.

3.2 Entradas Analógicas;

1 D entradas anal1'icas pro'ram4veis via estrapes

para a F a >F I a Bm#.- "esolução das entradas anal1'icas= D bits.

- Entradas anal1'icas prote'idas contra sobre-tensão.

- Comunicação com at >I controladores @$A viarede $ANET.

- I sa/das por modulação de lar'ura de pulso7+P68 compat/veis com o bloco +P6 do @$A.

- Sensor de temperatura di'ital com resolução atBQC e precisão de QC.

- 3aixa de operação do sensor de temperatura=

-QC a >BQC.- Sensor de umidade di'ital com resolução deR 9" e precisão de R 9".

- 3aixa de operação do sensor de umidade= > aR 9" 7umidade relativa8.

3.3 Saídas de comando.

- Sa/das de rel com contatos N# e N3dispon/veis.

- Tensão m4xima nos contatos= G F$C ou

BBFC#.- Corrente m4xima= >#.

- +otência de chaveamento= >P ou >BBF# 7C#8ou P 7$C com GF8.

- Fida &til sem car'a= >.. operações.

- Fida &til com car'a resistiva m4xima 7C#8=D. operações.

- solação 7entre bobinas e contatos8= B.Fe, 7>minuto8.

3.4 odem.

- 6odem Kauto-ansLerK G bps norma :ell >G.

- +ermite 'ravar >? n&meros tele,nicos 7com >?d/'itos cada8.

- $isca'em por pulso.

- N&mero de Krin'sK para atendimento pro'ram4vel7de > a >?8.

- Comunicação com at >I Controladores @$A via

rede $ANET.

+4'ina B(I



- nter,ace "S-BGBC com taxa de transmissão pro'ram4vel 7de G a ? bps8.

- nter,ace "S-ID opcional com taxa detransmissão pro'ram4vel 7de G a ? bps8.

- Controle opcional de "4dio-Transmissor comTA "A +TT e SU*.

G. "ede local<

# rede $ANET tem a caracter/stica de ter intercomunicação entre diversos C*+Vs ouaparelhos 0uais0uer 0ue precisem trocar in,ormações para e,etuar al'um controle de

processo= a "ede *ocal $ANET ,unciona emtopolo'ia tipo barramento isto todos osdispositivos li'ados 5 rede recebem 0ual0uer comunicado simultaneamente.

O modo de operação 6ulti-6estre ou se2a0ual0uer um dos dispositivos pode iniciar um

comunicado com 0ual0uer outroindependentemente de sinali)ações 7nas redes6estre-Escravo sempre um &nico dispositivo 0uesinali)a 0uando al'um outro poder4 reali)ar umacomunicação8. Este modo o mais recomendado

para os controles de processos 24 0ue o,erecee0uil/brio de prioridade a todos os dispositivos e

permite implementar sistemas mais imunes 5,alhas.

3.! "es#mo

BIG instruções incluindo l1'ica aritmtica de >? e GB bits.6ais de G vari4veis de >? bits.

6ais de B nodos.

Execução do pro'rama em modo de paralelismol1'ico.

Ciclo de execução do pro'rama aplicativo abaixo de>ms.

KPatch-$o' TimerK.

D entradas e ? sa/das anal1'icas 0ue podem ser usadascomo entradas di'itais.

B entradas de conta'em r4pida 7at >H;)8.

#t B? (Os via m1dulos de Expansão deEntradas(Sa/das 7@$AB>8.

"el1'io e calend4rio de tempo real 7inclusive com previsão de ano bissexto8.

$imensões= >> x D? x G mm.

+rote'ido contra transientes eltricos acondicionadoem 'abinete met4lico.

D$TA'$& DA I+*'$+$NTA!O DO #'*NA &U/$&TA!O #ON#$&&ION,RIA.

#p1s um estudo da situação e do e0uipamento emsi resolvemos implementar o C*+ na subestação deuma CONCESSON!"#. # subestação ,orare,ormada h4 pouco tempo e todos os rels de

proteção são da marca Siemes.

4.1 $ntegra%&o dos sinais Digitais.

:asicamente na subestação h4 0uatroalimentadores um dis2untor 'eral de :T e umdis2untor 'eral de #T. Conectamos as entradasdi'itais do C*+ nos contatos auxiliares dosdis2untores dos alimentadores no dis2untor 'eral de:T dis2untor 'eral de #T nos contatos auxiliaresda ventilação do T" de ,orça no alarme de CC

baixa do reti,icado e no contato auxiliar da lWminade aterramento da linha de che'ada de #T.6onitoramos todos os alarmes di'itais padrão doT" de ,orça ?GT?GC>B e as proteções 'eraiscomo D#T:T>:T>#TD?.?B:3.

4.2 $ntegra%&o dos sinais Digitais.

Uuanto aos sinais anal1'icos 0ue o T" de ,orçadispunha monitoramos a temperatura de seu rel de

proteção B?(I o 0ual permite tambm a ,unção desa/da anal1'ica de I a Bm# para leitura datemperatura do enrrolamento e do 1leo sendoassim conectamos essas sa/das anal1'icas nochamado conversor #($ do C*+ 0ue monitora ossinais anal1'icos e 0ue posteriormente são

trans,ormados em di'itais e a're'ados a vari4veisde acesso do C*+ monitoramos tambm as tensõesdo secund4rio do T+ de ?Hv e BGXF por meio doconversor e a umidade relativa externa dasubestação.

4.3 Ade'#a%&o ( e)cl#s&o e incl#s&o da *#n%&o

+, dos rels de rote%&o dos alimentadores.

Como a inte'ração a 0ue nos propomos era demonitorar sinais anal1'icos di'itais e acionar sa/das de comando o C*+ não tinha caracter/stica

para inter,ace de protocolos com ,inalidade de

executar certas ,unções. Sendo assim adaptamosestas ,unções como a exclusão e inclusão da ,unção dos rels di'itais via entrada bin4ria a 0ualestando com pulso de > l1'ico na tensão de >BFccexclui a ,unção de reli'amento e na situação de l1'ico volta a incluir. 9tili)amos deste arti,/cio

pois no caso o rel nos propiciava essa artimanhaao passo 0ue h4 outras ,ormas de se excluir esta,unção por exemplo< se por acaso ao invs de relsdi'itais a proteção ,osse por rels eletromecWnicos

poder/amos colocar o N3 da sa/da de comando doC*+ em srie com o pulso de disparo parareli'amento de maneira 0ue ao passar o contato

para o estado N# excluir/amos assim a ,unção .O mesmo arti,/cio vale para exclusão de proteções

+4'ina G(I



como e > no caso dos rels di'itais paraexcluir tal ,unção via entrada bin4ria pr-

pro'ramada.

4.4 $ntegra%&o das saídas de comando.

#s conexões para comando dos dis2untores na

subestação basicamente ,oram li'adas em paraleloao comando local porm introdu)iu-se uma chave-seccionadora7IGT8 com dois contatos N#-N3 0ueliberam um pulso de comando de cada ve) deacordo com o respectivo curso escolhido na chave<denominados Y*ocalZ ou Y"emotoZ para comandodos e0uipamentos na subestação. Este tipo de

procedimento padrão na subestação inclusive parase'urança do pessoal 0ue eventualmente ,a)serviço de manutenção na subestação.

4./ Sistema S0ADA

O sistema SC#$# utili)ado para ,a)er o telecontrole em campo com o centro de controle daempresa COS nos permitiu o desenvolvimento dosdrivers de comunicação para inter,ace com omodelo de C*+ descrito acima. O sistema SC#$#como um todo alm de ,a)er a supervisão econtrole permite criação de diversos relat1rios em

banco de dados diversos assim como a 'eração derelat1rios em tempo real. # comunicação entrecentro de controle e subestação em campo ,eita

por meio de sistema satlite de comunicação comatuação em tempo real.

R$&U'TADO& O/TIDO& NA IN&TA'A!ODO T$'$#O+ANDO A'T$RNATI-O.

9m dos principais 'anhos na instalação dotelecomando alternativo alm do principal ob2etivo0ue melhora de dos /ndices de $EC e 3EC ,oi ocusto bene,icio obteu-se uma di,erença de DR amenos em relação ao telecomando convencionaltemos 0ue advir tambm 0ue o C*+ não inte'rainter,ace de protocolo o 0ue se torna muito &til para

obter certas in,ormações mesmo assim conse'uiu-se o principal ob2etivo 0ue era a monitoração ecomando dos principais itens da subestação. O'rande motivo do baixo custo da implementação dotelecomando alternativo se deve ao custo do C*+ eseus peri,ricos. Se compararmos uma subestaçãotelecomandada pelo sistema convencional poderiasair pelo custo de "[>. ao passo 0ue parase telecomandar uma subestação do mesmo porte

pelo telecomando alternativo

'astaria-se não mais 0ue "[>. incluindoinstalação e material. # ordem de custos ,ica dase'uinte maneira=

T$'$#O+ANDO #ON-$N#IONA'2

$os >R 'astos<

Custo material- ?R do valor total<

Custo mão de obra terceiri)ada instalação ,/sica dotelecomando na subestação- BR<

Custo inter,ace parametri)ação da 9T" comsubestação- "[BR<

T$'$#O+ANDO A'T$RNATI-O2

$os >R 'astos<

Custo material- IR do valor total<

Custo mão de obra pr1pria parametri)ação C*+ einstalação ,/sica na subestação- ?R<

+4'ina I(I

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