quarta-feira, 31 de agosto de 2011

Ensaios de Alta Tensão

Cobra-se muito das instituições de ensino superior a interação com a sociedade e o mercado, geralmente apontando as deficiências do nosso sistema de ensino superior. Entretanto, devemos também mostrar os casos de sucesso.

Desde sua criação, em 1963, o Laboratório de Alta Tensão da UNIFEI tem propiciado oportunidade de aperfeiçoamento acadêmico à muitos alunos. Tanto para alunos graduados pela Universidade Federal de Itajubá com também para aqueles alunos graduados em outras Universidades; nacionais e internacionais.

A partir de 1994, sob a coordenação do Prof. Manuel Luís Barreira Martinez, o LAT-EFEI iniciou um período de forte crescimento. Ampliou suas instalações, adquiriu novos equipamentos, criou alguns equipamentos próprios e formalizou convênios com empresas do setor elétrico. Este cenário permitiu também um grande impulso na produção científica do LAT-EFEI. Aumentaram-se sensivelmente as quantidades de alunos graduandos, como estagiários, de alunos mestrandos e de alunos doutorandos, fazendo com que aumentasse também as quantidades de Dissertações de mestrado, de Teses de doutorados e de Artigos produzidos para congressos, seminários e revistas.

No tocante às atividades de pesquisas e ensaios , o LAT-EFEI tem desenvolvido várias ações e adequações em suas instalações para atender demandas e acompanhar tendências do mercado onde atua. A seguir estão agrupadas e relacionadas as subdivisões da linha de pesquisa e da linha de ensaios, atualmente atendidas pelo LAT-EFEI:

A – Linhas de pesquisas:

1 - Análises de Campo

a) Desempenho Dielétrico de Sistemas;
b) Desempenho Dielétrico de Equipamentos;
c) Técnicas de Inspeção de Equipamentos em Campo;
d) Coordenação de Isolamentos em Média Tensão;
e) Desempenho em Operação Equipamentos Elétricos;
f) Transformadores & Redes de Média Tensão;
g) Eficiência de Transformadores;
h) Cabos Isolados & Cabos Cobertos;
i) Compatibilidade Elétrica;
j) Pára-raios para Sistemas elétricos até 138 kV;
k) Termografia em Equipamentos e Componentes;

2 - Sistemas & Softwares

a) Confiabilidade de Sistemas de Distribuição;
b) Análises de Risco em Sistemas de Média Tensão;
c) Análises de Risco em Subestações;
d) Limitação de Curto Circuito;
e) Melhoria de Confiabilidade de Sistemas;
f) Análises de Alternativas de Subestações.


B - Linhas de ensaios:

1 – Cabos e Assessórios (terminais e emendas)

1) Resistência elétrica;
2) Tensão elétrica e de screening;
3) Resistência de isolamento à temperatura ambiente e de máxima de regime permanente;
4) Descargas parciais;
5) Determinação do fator de perdas no dielétrico (Tan d );
6) Ciclos térmicos em ar e em água;
7) Tensão elétrica de impulso até 40/69 kV;
8) Impulso atmosférico normalizado em regime de sobrecarga;
9) Umidade;
10) Névoa salina;
11) Compatibilidade dielétrica (sistema de distribuição compacto);

2 - Conectores

1 – Ciclos térmicos até 500 mm2 (sem curto-cirtuito);
2 – Ciclos térmicos com curto-circuito até 5,35 kA;
3 – Aquecimento;
4 – Resistência elétrica da conexão.

3 – Chaves Fusíveis de Distribuição

1) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico;
2) Tensão suportável nominal a freqüência industrial a seco e sob chuva;
3) Elevação de temperatura;
4) Resistência ôhmica dos contatos;
5) Poluição artificial;
6) Rigidez dielétrica transversal;
7) Tensão de radiointerferência.

4 – Pára-raios

Carboneto de Silício - SiC
1) Resistência do isolamento;
2) Corrente de Fuga;
3) Tensão disruptiva a freqüência industrial (seco e sob chuva);
4) Tensão disruptiva a impulso atmosférico;
5) Tensão residual X corrente de descarga;
6) Correntes suportáveis a impulso (até 50 kA);
7) Corrente suportável de longa duração;
8) Suportabilidade do invólucro;
9) Ensaio do desligador automático;
10) Característica Tensão disruptiva X tempo;
11) Tensão de radiointerferência.

Óxido Metálico (de zinco) - ZnO

1) Corrente de fuga;
2) Tensão residual X corrente de descarga;
3) Correntes suportáveis a impulso (até 50 kA);
4) Corrente suportável de longa duração;
5) Ensaio do desligador automático;
6) Ciclo de operação;
7) Tensão residual de impulso íngreme;
8) Descargas parciais.

5 - Isoladores

1) Tensão aplicada em freqüência industrial a seco e sob chuva;
2) Tensão de descarga em freqüência industrial a seco e sob chuva;
3) Tensão suportável nominal sob impulso atmosférico (a seco);
4) Tensão de descarga a impulso atmosférico;
5) Determinação da tensão suportável nominal a impulso atmosférico;
6) Tensão de descarga a impulso atmosférico;
7) Tensão de radiointerferência;
8) Poluição;

6 – Transformadores de distribuição

1) Resistência elétrica dos enrolamentos;
2) Relação de tensões;
3) Resistência do isolamento;
4) Polaridade;
5) Deslocamento angular e seqüência de fases;
6) Perdas em vazio e em carga;
7) Corrente de excitação;
8) Impedância de curto-circuito;
9) Tensão suportável à freqüência industrial (tensão aplicada);
10) Tensão suportável nominal de impulso atmosférico (até 500 kVA – 34,5 kV);
11) Elevação de temperatura (até 112,5 kVA – 15 kV e 75 kVA – 25 kV);
12) Nível de ruído (acústico);
13) Fator de potência do isolamento;
14) Nível de tensão de radio interferência (RIV);
15) Tensão induzida;
16) Descargas parciais.

7 – Transformadores de corrente e de potencial indutivos

1) Tensão suportável à freqüência industrial a seco e sob chuva (até 36,2 kV);
2) Descargas parciais (até 36,2 kV secos);
3) Resistência dos enrolamentos;
4) Tensão suportável de impulso atmosférico;
5) Tensão de rádiointerferência;

8 – Barras de geradores/motores

1) Tensão suportável de impulso atmosférico;
2) Ciclos térmicos;
3) Descargas Parciais

9 – Outros ensaios

Sob consulta: através de contato@lat-efei.org.br ou (35)3622-3546.

quarta-feira, 24 de agosto de 2011

Trabalho Premiado no SIMPASE – Simpósio de Automação de Sistemas Elétricos

O trabalho a seguir foi apresentado no SIMPASE – Simpósio de Automação de Sistemas Elétricos, realizado em Curitiba neste mês. Este trabalho foi premiado com um dos melhores do evento.

A Digitalização do Barramento de Processo e a Implementação das Unidades de Conformação de Dados (Merging Units)

Autores

Marcelo E. de C. Paulino – Adimarco
Ubiratan A. Carmo – CHESF
Denys Lellys – Schneider Electric

Resumo

Este trabalho técnico apresenta os principais conceitos e as características técnicas das unidade de conformação de dados ou em inglês Merging Unit (MU), aplicadas no barramento de processo da subestação. Mostra também os resultados de teste realizados com uma MU comercial promovendo a interoperabilidade no sistema. Este trabalho mostra ainda configurações padrões de teste e arquiteturas para testes de mensagens GOOSE e sinais amostrados na rede (SV), aplicados nos sistemas baseados na IEC61850. Mostra a validação de um IED operando com implementação total da norma IEC61850 em conjunto com uma MU. São mostrados resultados de testes de interoperabilidade utilizando IEDs de diferentes fabricantes operando com tecnologias convencionais, usando fiação rígida e sinais analógicos de tensão e corrente, e IEDs operando com implementação total da norma IEC61850, utilizando mensagens GOOSE e valores amostrados na rede.

Palavras-Chave

Automação, Proteção, Controle, Comunicação, Redes Ethernet, Barramento de Processo, Merging Unit

Introdução

As mudanças no mercado de energia têm exigido das empresas a otimização do gerenciamento das redes do sistema de potência em todos os níveis. As constantes privatizações, o crescimento do número de instalações e de acessantes em instalações antigas cria a abertura de novos mercados. Essa nova condição difere de todos os aspectos do mercado tradicional, requerendo novas técnicas, procedimentos e dispositivos para seu projeto, operação e manutenção. Uma conseqüência direta desse processo é a implementação de processos automatizados nas subestações existentes direcionados para suprir as necessidades do mercado e garantir a confiabilidade das instalações.
A aplicação de dispositivos digitais implica em maior flexibilidade, multifuncionalidade, compactação de equipamentos, melhora do desempenho dos sistemas, capacidade de agregar diversas lógicas operando em conjunto, possibilidade de interoperabilidade, dentre outras vantagens. O uso da Norma IEC61850 cumpre o papel de capacitar as estruturas de comunicação para operar com esses dispositivos digitais. A Interoperabilidade entre dispositivos de diferentes fabricantes é um dos principais requisitos para qualquer sistema baseado no norma IEC 61850. Com a introdução da norma IEC 61850 e a utilização da rede Ethernet, os sinais analógicos e digitais via fiação metálica são substituídos por dados que trafegam na rede.
Este trabalho técnico apresenta os principais conceitos e as características técnicas das unidade de conformação de dados ou em inglês “merging unit” (MU), aplicadas no barramento de processo da subestação. A finalidade principal da MU é suprir com sinais analógicos digitalizados (SV – sampled values) as informações dos transformadores de corrente e de potencial designadas para os IEDs de proteção e medição. Estas amostras são devidamente sincronizadas e em conformidade com a norma IEC 61850-9-2. As informações de estado dos disjuntores e secionadoras, através de módulo de entrada/saída digitais, também podem ser disponibilizadas pelas MUs. Mostra também os resultados de teste realizados com uma MU comercial, ou seja, com um dispositivo capaz de ler os sinais analógicos de tensão e corrente e enviar mensagens SV baseadas na norma IEC61850 na rede Ethernet, promovendo a interoperabilidade no sistema.
Este trabalho mostra ainda configurações padrões de teste e arquiteturas para testes de mensagens GOOSE e sinais amostrados na rede (SV), aplicados nos sistemas baseados na IEC61850. Mostra a validação de um IED operando com implementação total da norma IEC61850 em conjunto com uma MU. São mostrados resultados de testes de interoperabilidade utilizando IEDs de diferentes fabricantes operando com tecnologias convencionais, usando fiação rígida e sinais analógicos de tensão e corrente, e IEDs operando com implementação total da norma IEC61850, utilizando mensagens GOOSE e valores amostrados na rede (sinais analógicos digitalizados conformes a norma IEC61850).

Conclusão

A aplicação de dispositivos digitais implica em maior flexibilidade, multifuncionalidade, compactação de equipamentos, melhora do desempenho dos sistemas, capacidade de agregar diversas lógicas operando em conjunto, possibilidade de interoperabilidade, dentre outras vantagens.
Este trabalho técnico apresentou os principais conceitos e as características técnicas das unidade de conformação de dados ou em inglês Merging Unit (MU), aplicadas no barramento de processo da subestação.
Se a finalidade principal da MU é suprir com sinais analógicos digitalizados (SV – sampled values) as informações dos transformadores de corrente e de potencial designadas para os IEDs de proteção e medição, esse trabalho considera que esse papel só é cumprido se os equipamentos envolvidos, IEDs e MUs, promoverem a interoperabilidade entre si e entre outros equipamentos conforme com a norma IEC61850, sem utilizar recursos de configuração ou instalação que inviabilizem o uso com outros equipamentos.
Os testes realizados não deixam nenhuma duvida com relação ao uso de Merging Unit e IEDs com entrada utilizando valores amostrados e com relação ao uso rede ethernet para barramento de processo. A interoperabilidade é uma realidade, mas constatamos que as diversas particularidades encontradas durante os testes não deixa dúvida que o processo de projeto de SAS é um projeto de engenharia e necessita de ferramentas especificas e conhecimentos dos especialistas.

Se quiser informações adicionais, entre em contato através de mecpaulino@yahoo.com.br.

Se quiser ler o trabalho completo, visite Digitalização do Barramento de Processo

quinta-feira, 18 de agosto de 2011

Questionário sobre Sistemas Digitais de Automação de Subestações

Prezado Colega,

Em nome do WG B5.39 - Documentation requirements from design to operation to maintenance for Digital Substation Automation Systems do CIGRÉ, solicito sua ajuda para responder a um questionário sobre o escopo desse grupo de trabalho.

Há 10 perguntas principais, embora alguns com várias partes, mas deve ser gasto poucos minutos para respondê-las.

Necessitamos respostas até sexta-feira 26 de agosto. Visite o link a seguir.
http://www.surveymonkey.com/s/GJLP5KQ Escopo do Trabalho:
O escopo do questionário é fazer um levantamento dos usuários de documento de Sistemas Digitais de Automação de Subestações e para descobrir as principais necessidades que surgem devido ao uso da tecnologia digital.
O processo de engenharia de proteção da subestação e sistemas de controle tem sido baseada em tecnologias com cabeamento rígido em mais de 100 anos.
O advento das tecnologias digitais introduziu a possibilidade de usar protocolos de comunicação para substituir centenas de milhares de fios na subestação. Isto, porém, apresenta um desafio de como a documentação e registros são produzidos para o de Sistemas Digitais de Automação de Subestações.
O objetivo deste levantamento é identificar os diferentes tipos de informações que os profissionais buscam entrar ou extrair do processo de engenharia dos Sistemas Digitais de Automação.

Desde já obrigado pela sua cooperação.
Caso necessite de informações adicionais, por favor, entre em contato.

Atenciosamente,

Marcelo Paulino
Coordenador do GT B5.39
Requisitos de documentação de projeto, operação e manutenção de Sistemas Digitais de Automação de Subestações
mecpaulino@gmail.com

segunda-feira, 1 de agosto de 2011

Redes Inteligentes - Smart Grid


A energia elétrica, desde a sua descoberta, exerce um papel fundamental na sociedade contemporânea. A dependência da sociedade está relacionada com a qualidade de vida e com o progresso econômico associado ao uso da energia elétrica, resultando na qualidade de produto e dos serviços. Esses resultados dependem por sua vez de como as empresas de eletricidade projetam, operam e mantêm os sistemas elétricos.
O grande aumento na demanda por energia elétrica nas últimas décadas e o crescimento dos sistemas interligados de geração, transmissão e distribuição multiplica as interligações entre os sistemas elétricos existentes tornaram a operação e o controle destes uma atividade extremamente complexa.
Os componentes de proteção, automação e controle dos modernos sistemas elétricos também têm evoluído para satisfazer as necessidades desses sistemas. A complexidade desses dispositivos é proporcional às inovações tecnológicas implementadas. A utilização de dispositivos numéricos programáveis respondeu às necessidades de controle e monitoramento dos modernos sistemas de automação, evoluindo para os Dispositivos Eletrônicos Inteligentes (identificados pela sigla IED, do inglês Intelligent Electronic Devices) que, comparados aos dispositivos com tecnologia mais antiga (por exemplo, medidores ou relés de proteção eletromecânicos e estáticos), apresentam caráter multifuncional relacionado não apenas com as funções primárias, mas integrando diversas funções adicionais como medição, proteção, controle, aquisição de dados e comunicação.
Em resumo, atualmente os dispositivos utilizados na automação e controle dos sistemas de energia elétrica tendem a assumir um caráter multifuncional, utilizando tecnologia microprocessada. Recentemente, esses IEDs adquiriram ainda capacidade de comunicação, permitindo a integração e execução de das funções de proteção e controle distribuídos sobre redes locais de comunicação.


Leia o restante deste artigo na revista "O Setor Elétrico"