Trabalho Premiado em Evento Internacional

Centenas de especialistas do setor elétrico internacional participaram do evento mais importante da atualidade. O CIDEL Argentina 2010 foi realizado de 27 a 29 de setembro de 2010, organizado pela Asociación de Distribuidores de Energía Eléctrica de la República Argentina (ADEERA) e pelo Comité Argentino de la Comisión de Integración Energética Regional (CACIER).

O evento contou com 380 participantes da Latinoamérica, Europa, EUA e China, sendo representados um total de 17 países.

Foram recebidos mais de 300 resumo d para as sessões técnicas e apresentados 142 trabalhos.

Eu apresentei dois trabalhos, sendo o trabalho "Avaliação em campo de buchas em transformadores de potência - Fator de dissipação a 60 Hz é suficiente?" premiado como um dos melhores do Congresso.

O trabalho foi reproduzido no blog e publicado em 6 partes:

Avaliação de Buchas (Parte 1)
Avaliação de Buchas (Parte 2)
Avaliação de Buchas (Parte 3)
Avaliação de Buchas (Parte 4)
Avaliação de Buchas (Parte 5)
Avaliação de Buchas (Parte final)

Trabajo "Avaliação de Buchas" Premiado

Cientos de especialistas del sector eléctrico participaron del evento más importante de la actividad que se desarrolló en Buenos Aires. Hubo propuestas, debates, estudios y un aporte incalculable al desarrollo de la distribución eléctrica.

El CIDEL Argentina 2010 se llevó a cabo entre el 27 al 29 de setiembre de 2010 en Buenos Aires, con la organización de la Asociación de Distribuidores de Energía Eléctrica de la República Argentina (ADEERA) y el Comité Argentino de la Comisión de Integración Energética Regional (CACIER).

El evento fue el ámbito propicio de debate sobre las nuevas tecnologías y normativas del sector, así como también de las relaciones de las empresas con la sociedad en la que actúa.

El Congreso fue programado para una duración de tres días, y fue complementado con una interesante Muestra Comercial en paralelo, donde las empresas y suministradores de bienes y servicios de la industria eléctrica pudieron mostrar sus más novedosos productos y servicios. Tuvo una estructura de un curso pre-congreso, un panel y 6 Sesiones Técnicas funcionando en forma simultánea.

El evento contó con 380 participantes de Latinoamérica, Europa, EEUU y China, siendo representados un total de 17 países.


Sesiones Técnicas
Se recibieron más de 300 resúmenes para las seis sesiones técnicas del Congreso, de los cuales se presentaron 142 trabajos.

Trabajo Premiado:
Sesión 1: Instalaciones Eléctricas en la Distribución: Subestaciones, Líneas y Cables:
Avaliação em campo de buchas em transformadores de potência - Fator de dissipação a 60 Hz é suficiente? - Marcelo E. de C. Paulino - Brasil

Em 2011

A vida é assim, feita do que ela é. Feita do que já se foi. E a gente se repete nela, se fazendo e refazendo sempre.
Tenho a alma e gosto de caipira, pois a muito não tenho mais a aparência de terra batida, pé de manga e goiaba, milho verde cozido, cheiro de fogão de lenha... A muito o asfalto cobriu. Essa vida que roda igual peão no terreiro faz da gente uma folha que o vento carrega. E olha que a gente fica até tonto, achando que tem as rédeas desse potro chucro que é o dia a dia.
Por isso tem dia que a gente sente uma vontade enorme de conversar, desfiar uma prosa sem fim pra modo de desafogar as idéias. O suspiro no peito marca a chegada, a tal da saudade.
Saudade de quem já não tá, saudade do cheiro do mato e das coisas mais simples.
Saudade do acontecido e do que não aconteceu.
Saudade do planalto paulista, retinho. Do pantanal e aquele mundaréu de água. Da barranca do Rio Pardo e o verde dos canaviais. Das montanhas de Minas. Com o escreveu o Mestre Poeta Gildes Bezerra no “Poema de Mim”:
“Minha história é esculpida em pedra e pensa.
Pulsa a cada entalhe do cinzel.
A lógica é a linha que lhe define o semblante
Entre a noite e os detalhes embrutecidos que respiram.
O todo não inspira encantamento de fadas
Mas sonha o sonho que a realidade exige.
Viva, dói. Tocada, machuca. Sentida, aquece.
Assenta-se em contínua mutação. Fogo, água e sempre.
Desprovida de pedestal, sorri descalça.
Não se contém em redomas de além, aquém ou aqui.
Anda e ama”
Mas quem quer que leia isso que fique sabendo, não to reclamando não. Isso é um canto, um canto de alegria de um caipira que tem na alma e no coração o desejo de caipira, e caipira é aquele que ama a sua terra e sua gente (e é claro que os ama com bastante moda de viola).
Saudade não é problema, não. É medalha no peito de quem viveu, é troféu de quem tem gente do lado, amando e sonhando, lembrando e construindo.
Pronto, o suspiro agora já é outro. É de saber que o amigo já compartilha o sentimento do caipira.

Que em 2011 a gente seja feliz.

Marcelo Paulino
23-dez-2010

Wishing you...

Feliz 2011!

Using IEC 61850 for condition monitoring diagnosis and analysis

Em mais uma reunião do Grupo GT A2.03 - Monitoramento e Diagnóstico de Transformadores, realizada no IEE - Instituto de Eletrotécnica e Energia da USP (Universidade de São Paulo), eu apresentei uma palestra sobre a interação da norma IEC 61850 e os grupos de estudo do Technical Committee 57: Power systems management and associated information exchange que tratam de CMD (Condition Monitoring Diagnosis) com as necessidades de monitoramento. Essas necessidades são descritas como as variáveis elencadas no documento do Gerenciamento de Dados para Monitoramento e Avaliação da Condição Operativa de Transformadores (GDMT)- CIGRÉ – GT A2.23.

O processo de automação já chegou aos equipamentos primários da subestação quando ocorre a digitalização os sinas analógicos (tensão e corrente) e os sinais de comando e controle (por exemplo, os sinais de trip para o disjuntor enviados por mensagens GOOSE através da rede Ethernet).
Agora, auxiliando os processos de monitoramento da condição desses equipamentos, a automação cumpre o papel de viabilizar que as informações desses equipamentos fiquem disponíveis para os algoritmos de diagnóstico.
Nos dois casos, a norma IEC61850 constrói o caminho para a automação desses processos.

Segue um resumo da apresentação:

Requisitos para Interoperabilidade de IEDS e Sistemas Baseados na Norma IEC61850

O trabalho foi apresentado no STPC Seminário Técnico de Proteção e Controle, em Recife – Pernambuco – Brasil, neste ano de 2010. Os autores foram eu, o Eng.Iony P. de Siqueira e o Eng. Ubiratan A. do Carmo, ambos da CHESF.

Esse trabalho aborda os requisitos para interoperabilidade de sistemas, descrevendo pontos da norma IEC61850 que podem definir a interoperabilidade. Mostra que os requisitos que garante interoperabilidade de um sistema são a conformidade com a norma; a documentação formal da configuração do sistema, a padronização dos requisitos dados do tipo private, p definição e projeto da topologia e arquitetura da rede de subestação e de processo e a validação do sistema através dos testes adequados.

A norma IEC61850 para redes de comunicação e sistemas de automação permite às empresas considerar novos projetos de subestações, tanto para as novas subestações, como para expansões ou retrofits. A norma pode ser aplicada em todos os níveis de comunicação, promovendo a cobertura de todo o sistema de automação e controle.

Capacita o projetista a adotar inovações que resultam em vantagens significativas nos custos em todas as fases de um projeto. Isto é resultado direto das soluções de comunicação flexíveis implementadas em todos os níveis de integração funcional.

Essa integração não afeta exclusivamente o projeto da subestação, mas afeta quase todos os componentes e sistemas de proteção e controle. Basicamente interfere na conexão entre os componentes, substituindo as interfaces com cabeamento rígido por conexões através de links de comunicação.

A utilização de comunicações de alta velocidade ponto-a-ponto usando mensagens de Eventos Genéricos de Subestação (Generic Substation Event – GSE) e Valores Amostrados (Sample Values – SV) permite, entre outras coisas, o desenvolvimento de aplicações distribuídas.

Podem ser usados componentes de diversas tecnologias na instalação física do sistema, como sensores convencionais ou não convencionais, permitindo a diminuição do uso de cabeamento rígido e sua substituição por links de redes ópticas.

Para implementar essa estrutura de comunicação é necessário se certificar que os componentes do sistema irão atender a requisitos de desempenho específicos. Neste caso, a definição das funções distribuídas tem o importante papel de impor diferentes requisitos de desempenho para diferentes configurações do sistema. Esses requisitos devem ser considerados no processo de concepção do projeto da subestação.

Uma das principais razões para o sucesso da IEC 61850 é que pela primeira vez, introduziu um conjunto de ferramentas que permite o alto desempenho e adaptação nos sistemas de automação de subestação (SAS), baseados na mais recente tecnologia de comunicações e equipamentos multifuncionais de diferentes fornecedores. Esses sistemas de automação e a proteção distribuída não são algo novo, e têm sido tipicamente concebidos e implementados como soluções de um único fornecedor, utilizando-se fiação rígida ou protocolos de comunicação de propriedade do fornecedor do sistema. Devido a necessidade do uso de novas soluções de comunicações, utilizando mais de um fornecedor, sem perder funcionalidade ou desempenho do sistema, foram desenvolvidos os modelos e serviços para comunicações ponto-a-ponto conhecidos como GOOSE (Eventos Genéricos de Subestação Orientados a Objeto) e transmissão dos SV (Valores Amostrados) no domínio IEC 61850.

É importante compreender que o objetivo da IEC61850 é garantir a interoperabilidade, ou seja, a capacidade de dois ou mais IEDs do mesmo fornecedor, ou de diferentes fornecedores, de trocar informações e usar essa informação para a execução correta das funções especificadas, mas nem sempre os projetos são dotados de especificações suficientemente detalhadas para garantir a interoperabilidade entre IEDs ou entre sistemas. É necessário que o responsável pelo sistema especifique corretamente o sistema. Esse trabalho aborda o tema, descrevendo pontos da norma que podem definir a interoperabilidade, requisitos necessários em uma especificação, e também aborda os testes para indicação se um sistema é ou não interoperável.

Considerações Finais e Conclusões do Trabalho

Um exemplo de padronização da comunicação pode ser descrito com uma determinada rede se subestação formada por IEDs com definição de algum nó lógico, data object e qualquer tipo de private data criado pelo responsável da implementação. Tem-se a necessidade da elaboração da documentação para que a especificação e um novo IED componente desta rede obedeça aos mesmos requisitos dos IEDs existentes na rede.

Essa prática, adicionada aos procedimentos antes descritos forma o conjunto de procedimentos que garantirá a interoperabilidade dos IEDs e das funções do Sistema de Automação da Subestação.

No Brasil, grandes empresas de energia elétrica federais formam a base do sistema elétrico brasileiro. Estas empresas estão submetidas a um sistema que obriga que as aquisições de equipamentos e IEDs do Sistema de Automação da Subestação sejam realizadas por um processo de licitação publica. Neste caso a documentação e padronização dos requisitos de comunicação do Sistema de Automação da Subestação são de fundamental importância para garantir a interoperabilidade dos IEDs.

Outro fator importante para garantir a interoperabilidade é a engenharia de projeto das redes de estação e de processo. Um projeto de rede inadequado pode ocasionar congestionamento e grande atraso nas informações que trafegam nas redes do Sistema de Automação da Subestação. Mesmos que os IEDs estejam conforme a norma IEC 61850 e com um conjunto de dados compreensível por todos os iEDs a rede poderá entra em colapso por problema de um projeto inadequado.

Podemos então resumir que os requisitos que garante interoperabilidade de um sistema são:

•Conformidade com a norma;
•Documentação formal;
•Padronização dos requisitos dados do tipo private;
•Topologia e arquitetura da rede de subestação e de processo;
•Validação do sistema através dos testes adequados.

Veja o trabaho completo em Trabalho_STPC_2010

Avaliação em Campo de Buchas de Transformadores - Parte Final

Comparações de Medidas de Capacitância e Fator de Dissipação

É realizada a comparação das medidas de fator de potência entre as buchas das 3 fases de u m banco de reatores ASEA/BROWN BOVERI, tipo RM46, 2002, com Potência: 40,33 MVAr, Tensão HV: 500 kV, Corrente HV: 127 A.
As buchas testadas forma fabricadas em 2002 e são do tipo GOE 1675/1175/2500A (OIP) com isolação: 550/318(kV), e valores nominais da Capacitância C1 de 5516 pF e do fator de potência de C1 com 0,46 %. Os resultados de FP variando a freqüência são mostrados na figura a seguir.


Comportamento do fator de dissipação pela variação de freqüência - Comparação entre as 3 fases
Nota-se que o Fator de Potência tende a aumentar com o aumento da freqüência, comprovando o descrito anteriormente. Entretanto registraram-se picos negativos e positivos exatamente sobre a freqüência de 60 Hz. Isto ocorreu devido à forte interferência eletromagnética na medida, pois os reatores avaliados estão instalados ao lado de bay de 500kV energizado. Vale ressaltar que se as medidas fossem feitas apenas com 60 Hz os resultados anotados certamente estariam errados, pois não levariam em consideração as condições reais do isolamento sob teste.
A figura a segujir mostra as medidas de capacitância das buchas com variação de freqüência. Novamente pode-se observar o efeito da interferência eletromagnética em 60 Hz. Observam-se também os valores de capacitância praticamente não se alteram, apresentando uma variação de cerca de 0,7% em toda a escala de freqüências. A comparação entre as fases mostra uma diferença máxima de menos de 1% entre os valores de capacitância.



Comportamento da Capacitância pela variação de freqüência - Comparação entre as 3 fases A, B e V.

Ensaios em Bucha Armazenada de Forma Incorreta
Foi realizada a comparação das medidas de fator de potência em uma bucha reserva do Autotransformador, fabricante ASEA/BROWN BOVERI, tipo TT-44, com Potência: 100 MVA, Tensão 230/138/13.8 kV.
A bucha testada é do tipo GOB 650 138 kV, e valores nominais da Capacitância C1 de 289 pF e fator de potência de C1 com 0,345 % a 10 kV a 60 Hz.
Esta bucha reserva estava armazenada de forma inadequada e seu condutor ficou exposto ao tempo. Isto levou a bucha absorver umidade, o que foi constatado em três ensaios elétricos realizados em intervalos de tempo diferentes:
•O primeiro ensaio foi realizado às 08h30minh, com 28,6C de temperatura ambiente, com a bucha ainda muito úmida.
•O segundo ensaio foi realizado às 10h00minh, com 29,2C de temperatura ambiente, com a umidade começando a ser eliminada pelo aumento da temperatura ambiente.
•O terceiro ensaio foi realizado às 13h30minh, com 33C de temperatura ambiente, com grande parte da umidade eliminada, pela exposição de meio dia de sol intenso.
Os resultados de FP variando a freqüência são mostrados a seguir



Pode-se observar que à medida que a bucha é submetida a um ambiente com aumento de temperatura, ela perde umidade e melhora a condição do isolamento. Considerando os dados da tabela 2, o fator de dissipação aceitável é o dobro do valor nominal, ou seja, admite-se um valor de até 0,69% a 60Hz.
Entretanto, o valor de fator de dissipação obtido no Ensaio 1 é igual a 0,6055% a 60Hz. Este valor aprovaria o estado do isolamento da bucha. Mas pode-se comprovar, com a variação de freqüência, que o estado do isolamento da bucha é ruim. Após a secagem da bucha, o Ensaio 3 mediu o fator de dissipação igual 0,3614% a 60Hz e mostrou uma nova assinatura mostrando a qualidade do isolamento.

CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho apresentou procedimento de avaliação do isolamento de buchas através de aplicações envolvendo novas tecnologias e novos equipamentos capazes de realizar ensaios com maior rapidez e eficácia. A nova tecnologia de teste abordada permite a realização do teste de Fator de Dissipação e Capacitância em várias freqüências, e a comparação das curvas resultantes com os dados e características do elemento sob teste.
O trabalho mostrou que o testes realizados apenas a 60 Hz pode levar a diagnósticos errados ou incompletos. Com a variação de freqüência é possível detectar a degradação no isolamento em um estágio inicial, com uma análise mais detalhada.