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