Testes de Sistemas de Proteção, Automação e Controle de Grandes Áreas - Parte 1

Introdução

Os testes funcionais e de aplicações é a prática de teste amplamente aceita em sistemas de proteção, automação e controle. Essa prática é necessária para assegurar que cada um dos seus componentes funcionará como projetado, sob diferentes condições de operação.
A integração de diferentes dispositivos multifuncionais em sistemas complexos de proteção, automação e controle distribuídos por uma extensa área requer o uso de uma abordagem diferente em comparação com os testes de sistemas de subestação, especialmente quando eles são instalados na casa de controle da subestação.
O início do processo de testes do sistema de proteção, controle e automação pressupõe que todos os dispositivos selecionados para uso já foram submetidos a testes de aceitação e são compatíveis com as especificações de comunicação selecionadas.
O trabalho discute em detalhes os requisitos para testes funcionais de dispositivos e funções distribuídas usadas em sistemas de proteção, automação e controle de grandes áreas - WAPACS (do inglês wide area protection, automation and control systems). Os métodos de ensaio desses sistemas são propostos com base na seguinte ordem de testes:
· Teste funcional em cada IED usado no sistema
· Teste funcional das funções distribuídas dentro da subestação
· Teste funcional das funções distribuídas entre subestações
· Teste funcional de WAPACS completos
· Testes ponta a ponta em WAPACS
Requisitos para configuração, monitoramento e emissão de relatórios de ensaios de grandes sistemas complexos são discutidos. Soluções para o ensaio de dispositivos individuais, bem como para o teste de aplicativos distribuídos são descritos em detalhes.

Sistemas de Proteção, Automação e Controle de Grandes Áreas (WAPACS)

WAPACS são aplicações distribuídas baseadas na troca de informações e sinais de controle entre dispositivos eletrônicos inteligentes localizados em diferentes subestações ao longo de todo o sistema e aplicações em diferentes níveis da hierarquia deste sistema.
Eles desempenham um papel muito importante para a disponibilidade e manutenção da estabilidade do sistema elétrico de potência através de proteção adaptativa, descarte de carga (load-shedding) ou retirada de geração. Esta é a razão de porque é muito importante garantir que essas funções sejam devidamente testadas antes da entrada em serviço.
Os WAPACS podem ser considerados como sistemas que tem três tipos de elementos funcionais:
· Elementos de monitoramento de sistema
· Elementos de proteção
· Elementos de execução

A. Elementos de Monitoramento de Sistema

As funções dos elementos de monitoramento de sistema são:
· Detectar uma mudança na topologia do sistema elétrico de potência
· Detectar uma mudança na carga do sistema
· Detectar uma mudança na geração
Esta função é realizada normalmente por IEDs multifuncionais com funções de proteção principalmente e baseia-se nos sinais de contatos auxiliares de disjuntores ou chaves e medições analógicas usando sensores convencionais ou não convencionais.

B. Elementos de Proteção

A função de proteção da integridade do sistema determina se qualquer uma das mudanças do sistema descritas anteriormente, ou suas combinações, representam uma ameaça para a estabilidade do sistema elétrico de potência.
Se houver a ocorrência de uma perturbação local ou em uma grande área, a função de proteção deve tomar uma decisão e enviar sinais para algumas medidas a serem aplicadas no sistema elétrico que sofre a perturbação. Essas ações ou medidas são necessárias para evitar a perturbação ou pelo menos limitar o efeito do evento.
As funções de proteção podem estar localmente na subestação ou podem ser dispostas e acionadas em diferentes níveis hierárquicos do WAPACS. Elas podem ser iniciadas pelos elementos de monitoramento, baseados na mudança de estado dos equipamentos ou variação dos parâmetros do sistema.

C. Elementos de Execução

A função dos elementos de execução são receber os sinais do WAPACS e executar localmente a ação necessária. Na maioria dos casos consiste no disparo do disjuntor que resulta no isolamento da falha ou descarte de carga ou retirada de geração.

Continua...