CRITÉRIOS E CLASSIFICAÇÃO DOS ALARMES POR PRIORIDADE

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1 CRITÉRIOS E CLASSIFICAÇÃO DOS ALARMES POR PRIORIDADE Leonardo Berger da Silva ELETOROBRAS ELETROSUL Jairo Gustavo Dametto ELETOROBRAS ELETROSUL Ana Gabriela da Silva de Azevedo ELETOROBRAS ELETROSUL Mateus Alexandrino ELETOROBRAS ELETROSUL RESUMO DO ARTIGO: A fim de aumentar a eficiência das empresas do setor elétrico, os centros de operação evoluem no sentido de concentrar a maior quantidade possível de instalações. Nesse sentido, o sistema de supervisão e controle deve estar preparado para auxiliar os operadores nos momentos mais importantes. Para melhorar o desempenho dos alarmes no sistema de telecontrole para a operação de tempo real, em especial nas situações mais críticas, a Eletrobras Eletrosul aplicou as técnicas de identificação e racionalização no sistema de alarmes de suas subestações. Identificação e racionalização é uma das etapas do processo de gerenciamento de alarmes onde se analisam os eventos sinalizados no sistema de supervisão e para cada alarme é atribuído um nível de prioridade, além de ser documentada sua causa, ação e consequência. O resultado esperado é aumentar a eficiência operacional do sistema de alarmes, de modo a auxiliar o operador a rapidamente perceber as anormalidades que são mais urgentes, identificar a causa e atuar na sua correção. O objetivo deste artigo é apresentar os critérios utilizados pela Eletrobras Eletrosul para classificação dos alarmes por prioridade e demonstrar como a aplicação desses conceitos resultou na melhoria do desempenho do sistema de alarmes nos desligamentos de funções de transmissão. PALAVRAS-CHAVE: Gerenciamento, Alarmes, Centro de Operação, Supervisão, Telecontrole, Teleassistência

2 CRITÉRIOS E CLASSIFICAÇÃO DOS ALARMES POR PRIORIDADE 1. INTRODUÇÃO No sistema elétrico, uma situação anormal pode ser originada por um pequeno problema sem maiores consequências, ou até mesmo por um grande distúrbio que pode resultar no desabastecimento de energia para milhares de consumidores. Nesse tipo de situação é essencial a identificação da causa do problema pelo operador, bem como sua atuação para minimizar as consequências. O presente trabalho apresenta as técnicas utilizadas pela Eletrobras Eletrosul no tratamento de alarmes com o objetivo de melhorar o desempenho do seu sistema de supervisão e controle. Os resultados obtidos dessa aplicação demonstram como o sistema de alarmes torna-se uma poderosa ferramenta de tempo real que possibilita ao operador a tomada de decisão de modo ágil e seguro. 2. CONCEITOS E DEFINIÇÕES 2.1. Gerenciamento de Alarmes Gerenciamento de alarmes é todo processo relacionado a critérios, implementação e operação de todos os eventos que devem alertar os operadores sobre a situação em que se encontra o sistema sob sua responsabilidade. A principal definição associada a esse processo é a definição de alarme como a maneira visível ou sonora de indicar ao operador um defeito em equipamento, desvio de processo ou condição anormal que requer uma ação. A figura a seguir ilustra o modelo das melhores práticas para gerenciamento de alarmes referenciado pelos padrões ANSI/ISA 18.2 Management of Alarm Systems for the Process Industries e IEC Management of Alarm Systems for the Process Industries. Figura 1 O processo de Gerenciamento de Alarmes

3 Filosofia de Alarmes: é o documento que estabelece as diretrizes de todo o processo, desde a criação até a manutenção do sistema de alarmes. Identificação e Racionalização: consiste em identificar aqueles eventos que atendem aos critérios de alarmes relacionados na Filosofia de Alarmes e atribuir níveis de prioridade de acordo com a urgência da anormalidade. Projeto e Implantação: etapas que envolvem a criação e o estabelecimento do sistema de alarmes baseado nas definições das etapas anteriores. Operação e Manutenção: acompanhamento e aperfeiçoamento contínuo do desempenho do sistema de forma que se mantenha dentro dos índices definidos na Filosofia de Alarmes Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia SAGE O SAGE é o sistema de supervisão e controle que a Eletrobras Eletrosul utiliza para operação de suas instalações. No SAGE, a interface com o operador é realizada através de uma série de telas, denominadas visores, dos quais destacam-se: Visor de Telas: apresenta as diversas telas de operação da instalação. Este visor possibilita realizar comandos e monitorar as grandezas elétricas e os estados dos equipamentos. Visor de alarmes: exibe na forma de lista todas as ocorrências que exigem ação do operador. Visor de log: apresenta todos os eventos ocorridos na instalação, independente da necessidade de ação operacional. Este visor destina-se à análise de pós-operação e não é otimizado para o uso em tempo real. Figura 2: Visor de alarmes do SAGE 3. CRITÉRIOS E CLASSIFICAÇÃO DOS ALARMES POR PRIORIDADES A classificação dos alarmes por níveis de prioridade corresponde à etapa do processo de gerenciamento de alarmes que tem por objetivo auxiliar o operador na tomada de decisão, especialmente nos momentos em que são submetidos a situações de maior estresse. No caso da Eletrobras Eletrosul, categorizar os alarmes de acordo com sua gravidade e apresentar os eventos no visor de alarmes do SAGE conforme essa severidade possibilita aos operadores de Centro de Operação rapidamente identificar a extensão de desligamentos e atuar na sua recomposição.

4 3.1. Critérios dos níveis de prioridade Para identificar corretamente os eventos por nível de prioridade é essencial estabelecer previamente todas as diretrizes associadas ao sistema de supervisão. A Eletrobras Eletrosul, ao iniciar o seu processo de gerenciamento de alarmes, elaborou o documento de Filosofia de Alarmes, cujas principais definições são destacadas a seguir: 3.1.a. Alarme: maneira visível e/ou sonora de indicar ao operador um defeito em equipamento, desvio de processo ou condição anormal que requer uma ação. 3.1.b. Alarme de Diagnóstico: alarme cuja ação do operador não requer o acionamento imediato da manutenção, apenas o registro da solicitação de reparo para o atendimento ser programado. 3.1.c. Nível de Prioridade: nível de importância definido para o alarme, que pode ser representado por diferenciação de cor, som ou simbologia. A tabela 1 indica as atribuições associadas ao alarme conforme sua prioridade. Nível de Prioridade Severidade SAGE Cor do Texto 0 Disjuntor aberto Fatal Vermelho 1 Alto Fatal Vermelho 2 Médio Urgência Laranja 3 Baixo Advertência Amarelo 4 Diagnóstico - - Sem som Tabela 1: Definição dos níveis de prioridade Som Som 1: Contínuo, somente silenciado por ação do operador Som 2: Atua por tempo determinado, automaticamente silenciado Som 3: Atua por tempo determinado, automaticamente silenciado Som 4: Atua por tempo determinado, automaticamente silenciado Para correta identificação do nível de importância do evento é preciso analisar a ação a ser realizada pelo operador com base nos motivos que provocaram a anormalidade e nos possíveis efeitos na instalação e no sistema elétrico. A tabela 2 a seguir auxilia na definição da prioridade do alarme a partir dessa análise, considerando dois aspectos: consequência e urgência. A consequência (menor, média ou grave) está relacionada a aspectos de segurança e equipamento/função de transmissão. A urgência está relacionada ao tempo de resposta para uma ação do operador.

5 Segurança Equipamento / Função de Transmissão Ação Consequência Danos insignificantes, o equipamento continua em operação, sem desligamento Equipamento de segurança fora de operação Dano significante ao equipamento / Possibilidade de desligamento / Limitação operacional Risco iminente à pessoas Dano significante ao equipamento / Desligamento de equipamento Menor Média Grave Ação imediata do operador MÉDIO ALTO ALTO Ação do operador e/ou informar a manutenção em tempo real MÉDIO MÉDIO ALTO Ação do operador e/ou informar a manutenção. O atendimento pode ser realizado no próximo BAIXO BAIXO -não se aplicadia útil. Registrar solicitação de reparo para equipe de manutenção DIAGNÓSTICO -não se aplica- -não se aplica- Tabela 2: Níveis de prioridade de acordo com consequência e urgência 3.2. Processo de classificação dos alarmes por prioridade Classificar os eventos por níveis de prioridade consiste em aplicar os conceitos definidos na Filosofia de Alarmes. É preciso analisar cada um dos eventos supervisionados no sistema de telecontrole e isso requer tempo. Por isso essa etapa pode ser considerada a mais onerosa do processo de tratamento de alarmes, ao mesmo tempo em que os resultados obtidos na melhoria de desempenho do sistema de supervisão justificam o investimento. Para desempenhar essa tarefa, a Eletrobras Eletrosul definiu uma equipe de 5 profissionais das áreas de projeto, operação e manutenção para analisar individualmente cada um dos alarmes do seu sistema de supervisão e controle. Os alarmes foram separados em 6 grupos: controle, proteção, serviços auxiliares, disjuntor, transformador/reator/banco de capacitor e compensador síncrono. Eventualmente, quando um assunto específico fosse tratado, por exemplo, transformador, um especialista nesse equipamento era convocado para participar da análise. Ao todo foram realizados 16 encontros do grupo ao longo de dois meses, onde foram verificados 1285 eventos do SAGE. O resultado é apresentado nas tabelas a seguir: Requer ação do operador = alarme % Não requer ação do operador = não é alarme % Total % Tabela 3: Resultado da análise dos alarmes

6 Alarme Antes Nível de Prioridade Baixa pressão SF6 estagio 2 1 Alto 1 Alto Baixa pressão SF6 estagio 1 1 Alto 2 Médio Falha bobina abertura 1 1 Alto 3 Baixo Depois Falha filtro de óleo 1 Alto 4 Diagnóstico Gerador diesel pronto 1 Alto x Não é alarme Tabela 4: Comparativo antes x depois da classificação dos alarmes por prioridade As tabelas 3 e 4 registram a melhoria esperada no sistema de supervisão da Eletrobras Eletrosul a partir da aplicação das diretrizes previamente definidas. Os eventos, em sua maioria, foram reclassificados e não considerados alarmes, pois não exigem ação operacional. Para aqueles eventos considerados alarmes, a categorização por nível de severidade permite apresentar no SAGE sinalizações distintas por cor e som como apresentado na tabela 1. Logo, ao destacar no visor de alarmes as anormalidades mais urgentes, o sistema de telecontrole não apenas informa os alarmes existentes como também identifica ao operador aqueles mais importantes e que precisam de atendimento imediato, auxiliando na tomada de decisão. Além da classificação dos eventos, é preciso identificar causa, ação e consequência para aquelas anormalidades que possuem algum nível de prioridade. Como todo alarme requer ação operacional, nada melhor do que indicar ao operador a ação a ser realizada para cada ponto sinalizado no visor de alarmes. A tabela 5 traz como exemplo algumas das documentações associadas aos alarmes verificados pela Eletrobras Eletrosul. Alarme Nível Causa Consequência Ação Baixa pressão SF6 estagio 2 Baixa pressão SF6 estagio 1 Falha bobina abertura 1 Falha filtro de óleo Alto Médio Baixo Diagnóstico Vazamento de gás SF6 Vazamento de gás SF6 Falha de um dos circuitos de comando de abertura do disjuntor. Falha no filtro de óleo do comutador sob carga Abertura e bloqueio do disjuntor Se o vazamento não for contido poderá chegar ao nível crítico e ocasionar o desligamento da função. Perda na redundância do circuito de comando de abertura do disjuntor. Baixar a qualidade do óleo do comutador sob carga. Realizar os procedimentos para rearme do bloqueio Informar a manutenção Informar a manutenção Tabela 5: Exemplos de causa, consequência e ação por nível de prioridade Registrar solicitação de reparo à equipe de manutenção

7 3.3. Resultado da aplicação dos níveis de prioridade no SAGE Para comprovar a evidente melhora no desempenho do sistema de supervisão da Eletrobras Eletrosul, apresentamos um exemplo prático onde foi simulado um desligamento a fim de comparar as sinalizações exibidas no visor de alarmes antes e depois da aplicação dos conceitos de alarmes por nível de prioridade. O caso apresenta desligamento de linha de transmissão, que é um dos momentos mais críticos para os operadores, onde é esperada uma quantidade elevada de alarmes no sistema de supervisão. Figura 3 Visor de alarmes antes e depois da classificação dos alarmes por prioridade Ao compararmos o desempenho do SAGE antes e depois da aplicação das diretrizes do tratamento de alarmes, observamos visualmente dois aspectos: a redução da quantidade de alarmes e a forma como os mesmos são apresentados. Enquanto que antes, para o desligamento de uma linha de transmissão a quantidade de eventos sinalizados era da ordem 30, todos com a mesma cor e som, após a categorização dos alarmes com critérios bem definidos, o número de sinalizações reduziu para 11, além de mostrar claramente através de cor e som distintos aqueles alarmes mais urgentes Novas perspectivas de melhora no desempenho do SAGE A melhora do desempenho do sistema de telecontrole propiciada pela aplicação dos critérios de alarmes por nível de severidade propiciou uma nova área para auditoria de pós-operação. Além da análise das ocorrências do ponto de vista de sistemas de proteção e procedimentos

8 operacionais, a verificação da atuação dos alarmes durante um desligamento tornou-se uma importante ferramenta no processo de gerenciamento de alarmes. A Eletrobras Eletrosul está identificando uma série de correções a serem realizadas em seu sistema de supervisão e controle que até então passavam despercebidas. É através da continuidade dessa auditoria que a empresa auxilia a operação de tempo real com objetivo de aumentar sua eficiência com segurança. 4. CONCLUSÃO A preocupação em apoiar e guiar os operadores na tomada de decisão nos momentos em que são submetidos a situações de maior estresse é uma realidade que desafia os agentes do setor elétrico preocupados com eficiência e segurança operacional. Nesse contexto, a classificação dos alarmes por nível de prioridade possibilita ao sistema de supervisão e controle não ser uma ferramenta que apenas indique as anormalidades ao seu usuário, mas também oriente o operador a identificar uma situação crítica e agir rapidamente na sua correção, evitando assim consequências mais graves. Os resultados obtidos ao aplicar as técnicas de gerenciamento de alarmes, em especial a categorização dos alarmes por níveis de severidade, propiciaram a melhora na qualidade do visor de alarmes do SAGE nos centros de operação da Eletrobras Eletrosul. Além disso, o desenvolvimento da auditoria focada no desempenho do sistema de telecontrole trouxe uma perspectiva à pós-operação, possibilitando a identificação de melhorias que até então não eram detectadas. O tratamento de alarmes envolveu a mudança e adaptação da empresa a novos conceitos e critérios, propiciando a nova classificação de alarmes de acordo com níveis de prioridade. A continuidade do processo irá permitir à Eletrosul manter a sua elevada eficiência e segurança operacional utilizando as melhores práticas de criação, manutenção e acompanhamento do seu sistema de supervisão. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] HOLLIFIELD, BILL R. & HABIBI, EDDIE. Alarm Management: A Comprehensive Guide, Second Edition - Estados Unidos. [2] ARAÚJO, ESTEVÃO VELOSO. Gerenciamento de Alarmes em Plantas Industriais: Conceitos, Normas e Estudo de Caso em um Forno de Reaquecimento de Blocos, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica - Universidade Federal de Minas Gerais, Brasil, Dezembro BIOGRAFIAS DOS AUTORES LEONARDO BERGER DA SILVA é Engenheiro Eletricista, graduado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) em Trabalha na Eletrobras Eletrosul desde 2007, atuando na área de engenharia de operação. leonardo.silva@eletrosul.gov.br Fone: (48)

9 JAIRO GUSTAVO DAMETTO é Engenheiro Eletricista, graduado pela Universidade de Passo Fundo (UPF) em 2001 com especialização em Engenharia de Produção e Manufatura. Trabalha na Eletrobras Eletrosul desde 2006, atuando na área Operação. Atua na área de coordenação da operação de instalações. jdametto@eletrosul.gov.br Fone: (48) ANA GABRIELA DA SILVA DE AZEVEDO é Técnica em Eletrotécnica pelo Instituto Federal Federal de Santa Catarina IFSC (ex-etfsc) em Trabalha na Eletrobras Eletrosul desde 2005, atuando na área de engenharia de automação de subestações... anagabriela@eletrosul.gov.br Fone: (48) MATEUS ALEXANDRINO é Engenheiro Eletricista, graduado pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) em Desenvolveu softwares embarcados para sistemas de telecomunicações na SIEMENS e Intelbras por cerca de dois anos antes de ingressar no ONS. Após dois anos de atividades de análise de intervenções e de ocorrências no Sistema Interligado Nacional Sul nas áreas de pré e pós-operação do COSR-S (ONS), ingressou na Eletrobras Eletrosul em 2011 na área de projetos de proteção e controle, onde participa de análises de projetos, testes em fábrica e comissionamentos de sistemas de proteção e controle para funções de transmissão de 69 a 525kV. mateus.alexandrino@eletrosul.gov.br Fone: (48)