Utilização da tecnologia ZigBee para a supervisão de equipamentos em uma subestação de potência

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1 Utilização da tecnologia ZigBee para a supervisão equipamentos em uma subestação potência Rogério Lara Leite*, Célio Fonseca Barbosa, Victor Vellano Neto, Cristiano Ferreira e Silva, Valdir Cardinalli Júnior, Eduardo Ferreira da Costa, Antonio Augusto Netto Faria, João Paulo da Silva Nogueira, Delson Meira, Carlos Henrique Sousa Nogueira**, Luís Carlos Gomes** Este artigo apresenta os resultados um estudo experimental que utiliza a tecnologia sem fio ZigBee no ambiente uma subestação potência. Os principais atributos da tecnologia ZigBee são: a facilida implantação, o tamanho reduzido, o baixo custo, o baixo consumo energia, a capilarida e a escalabilida. Além disso, os transceptores operam numa faixa frequência que não requer licença do órgão regulador telecomunicações. Para viabilizar o estudo, foram senvolvidos quatro sensores equipados com transceptores ZigBee e um protótipo software em Java para monitorar os sensores e armazenar os dados coletados em uma base dados. O artigo apresenta a arquitetura do sistema supervisão, o protótipo software, os ensaios realizados nos laboratórios do CPqD e na Universida Feral Minas Gerais e a instalação realizada em uma subestação da Cemig. Palavras-chave: ZigBee. Subestação potência. Linha transmissão. Transformador potencial TP. Transformador corrente TC. Introdução As subestações potência contêm diversos equipamentos medição que fornecem informações importantes para a operação do sistema elétrico, como a supervisão e o controle do fluxo carga, o acionamento da proteção contra falhas e a coornação manobras no sistema. Os equipamentos medição mais comuns são os transformadores potencial (TP) e os transformadores corrente (TC), cujas saídas analógicas são cabeadas para a sala controle da subestação. Essa configuração tradicional do sistema medição, embora atenda aos requisitos básicos do sistema elétrico, apresenta alguns inconvenientes que limitam a sua evolução. Por exemplo, o cabeamento utilizado para a conexão TPs e TCs é muito longo, o que limita a largura banda do sinal obtido, impedindo uma avaliação abrangente seu conteúdo espectral. Além disso, esse cabeamento também capta surtos elétricos que pom interferir ou mesmo danificar equipamentos eletrônicos utilizados no processamento digital dos sinais medição. Uma alternativa ao uso extensivo cabos sinais no pátio uma subestação é a aplicação enlaces radioelétricos curto alcance para essa comunicação. Existem diversas tecnologias radiocomunicação que pom ser utilizadas, cada uma com suas vantagens e svantagens. Além disso, uma re comunicação sem fio cobrindo o pátio uma subestação permite que uma série sensores seja adicionada à re, expandindo significativamente as granzas medidas. Por exemplo, po-se medir a temperatura elementos do sistema (e.g., transformadores, disjuntores, condutores, etc.) e a altura condutores linhas em vãos próximos da subestação. A implantação uma re sem fio no pátio uma subestação ve levar em consiração a existência um ambiente eletromagnético severo no local, on elevados campos elétricos e magnéticos ocupam a parte inferior do espectro frequências, enquanto em frequências mais altas encontram-se as emissões radioelétricas, vido ao efeito corona (KUFFEL; ZAENGL; KUFFEL, 2000). Esse aspecto foi abordado em talhes em outro trabalho (BARBOSA et al., 2012), cujo resumo é apresentado na Seção 1 ste artigo. Este trabalho apresenta o senvolvimento um sistema que usa a tecnologia sem fio ZigBee para a supervisão equipamentos em uma subestação potência, com ênfase nos sensores senvolvidos para coletar informações diversos equipamentos e disponibilizá-las para o operador. Para a instalação experimental foi escolhida a subestação Neves 1 da Cemig, que opera em 345 e 500 kv e situa-se na região metropolitana Belo Horizonte. Este trabalho é fruto um projeto pesquisa e senvolvimento, incentivado pela Aneel e *Autor a quem a correspondência ve ser dirigida: **Cemig Geração e Transmissão (Cemig GT).

2 realizado pela Fundação CPqD em conjunto com a Cemig Geração e Transmissão, intitulado GT341 PA Uso da tecnologia wireless ZigBee na construção sensores e sistemas embarcados para monitoramento equipamentos subestação e linha transmissão. 1 Avaliação do ambiente eletromagnético É importante realizar medições dos campos eletromagnéticos presentes no local on será implantado o sistema-piloto, para intificar a presença sinais interferentes na faixa operação dos transceptores ZigBee. As intensidas dos campos eletromagnéticos foram medidas nas faixas 915 e MHz, que são faixas operação do padrão ZigBee. Além disso, foram também medidos os campos eletromagnéticos em 60 Hz, pois eles pom interferir nos circuitos eletrônicos dos equipamentos. Um resumo ssas medições é apresentado nesta seção, sendo que em Barbosa e autores (2012) é possível encontrar uma scrição mais talhada. A Figura 1 ilustra as medições realizadas no pátio da subestação, enquanto a Figura 2 ilustra uma medição dos campos elétricos e magnéticos baixa frequência sob a linha transmissão. As intensidas dos campos eletromagnéticos medidas nas faixas 915 e MHz foram relativamente baixas. Por exemplo, o nível médio campo registrado abaixo da linha transmissão na faixa MHz foi 1,3 mv/m. Consirando um transceptor ZigBee transmitindo em sua potência nominal (10 mw) através uma antena 3 dbi ganho e uma relação sinal/ruído mínima 3 db para a recepção, verifica-se que esse enlace rádio po Figura 1 Medições realizadas no pátio da SE Neves 1 50 operar até uma distância 420 metros. Essa distância é bem superior às distâncias entre os transceptores no pátio da subestação, as quais são limitadas em cerca 100 metros. De uma forma geral, a faixa MHz mostrou-se mais limpa em termos ruídos eletromagnéticos do que a faixa 915 MHz, o que levou à escolha ssa frequência (2.450 MHz) para os transceptores ZigBee. As medições campos frequência industrial (60 Hz) mostraram níveis campo elétrico bem elevados em diversos locais ao longo do pátio da subestação. Caso os circuitos dos transceptores sejam expostos a esses campos, pom ser induzidas tensões perigosas para os componentes eletrônicos. Por exemplo, caso uma trilha circuito 5 cm fique exposta no sentido do campo elétrico medido nas imediações do TC (14,5 kv/m), será induzida uma tensão 725 V na trilha. Caso a trilha esteja conectada a um componente eletrônico alta impedância, a tensão induzida provavelmente danificará o componente. Felizmente, um campo elétrico baixa frequência po ser efetivamente blindado através da utilização uma caixa metálica. Portanto, os equipamentos do sistema supervisão foram instalados em gabinetes metálicos. Para efeito blindagem, o potencial absoluto do gabinete é irrelevante, i.e., o gabinete po ou não estar aterrado. Naturalmente, se o equipamento for instalado em local acessível ao ser humano, é recomendável que ele seja aterrado para garantir a segurança do operador. As medições campo magnético em 60 Hz mostram níveis relativamente elevados nos diversos locais medidos ao longo do pátio da subestação. Como esses campos são baixa Figura 2 Medições em 60 Hz realizadas sob a LT

3 frequência, o efeito blindagem proporcionado pelo gabinete metálico do transceptor é sprezível, forma que o campo magnético penetra no gabinete praticamente sem atenuação. Por outro lado, como as tensões induzidas pelo campo magnético são proporcionais à frequência, o efeito indutor sse campo sobre os circuitos do transceptor e do sensor não é significativo. Por exemplo, consirando-se que as trilhas da placa circuito impresso do transceptor formem uma espira quadrada 5 cm lado e que a espira esteja posicionada ortogonalmente às linhas força do campo magnético indutor 5,8 A/m (valor máximo medido baixo da LT), a tensão induzida na espira é 6,9 µv, sprezível frente aos níveis sinal dos circuitos eletrônicos Re ZigBee A topologia re selecionada foi a mesh, porque, pelas características do local da instalação, a topologia estrela não seria viável. Uma outra possibilida seria a topologia árvore, mas a topologia mesh facilita a expansão da re, visando uma ampliação futura. Além prover alta confiabilida ao sistema, em função da redundância comunicação, a topologia mesh possibilita a reconfiguração automática da re, caso um dos seus componentes falhe. A Figura 4 ilustra a arquitetura da re ZigBee implementada, com quatro módulos ligados a sensores e um módulo configurado como coornador. Tecnologia comunicação sem fio Após a realização das medições campos eletromagnéticos, foi finida a arquitetura da re. Para isso, foram utilizados módulos comerciais com a tecnologia ZigBee, que possui uma baixa taxa dados (250 kbit/s) e um baixo consumo energia. A pilha do protocolo ZigBee comunicação utilizado no projeto já vem embarcada no módulo pelo fabricante, sendo que alguns seus parâmetros pom ser configurados pelo usuário, como, por exemplo, PAN ID, portas IOs, canais potência RF, etc. Essa tecnologia possibilita res alta capilarida, com capacida centenas dispositivos por re, nas topologias estrela, árvore ou mesh. O tamanho do hardware é reduzido, sendo ial para aplicações que envolvem sensores e monitoramentos remotos. A re ZigBee utilizada emprega o algoritmo segurança AES (Advanced Encryption Standard) 128 bits, que permite a confincialida, a integrida e a autenticida da origem dos quadros da camada MAC, protegendo a informação e dificultando a intrusão na re ZigBee. No projeto, foi utilizado o módulo Xbee-Pro (DIGI INTERNATIONAL INC., ) com conector SMA-RP para a comunicação sem fio, conforme Figura 3. Figura 4 Arquitetura do sistema 2.2 Pátio da subestação No pátio da subestação foram instalados dois sensores, um tensão e um corrente. Esses sensores, ligados a um módulo ZigBee configurado como roteador, se comunicam com a unida aquisição dados, ligada a um módulo ZigBee configurado como coornador, instalado na casa comando da subestação. Optou-se por não se utilizar módulos ZigBee configurados como end vice visando facilitar a expansão futura da re sensores. Os dados coletados pelo software monitoramento pom ser armazenados na re dados da Cemig, e pom ser acessados a partir do Centro Operação do Sistema (COS). A Figura 5 ilustra o sistema na subestação. Figura 3 Módulo ZigBee Figura 5 Sistema ZigBee na subestação 51

4 2.3 Linha transmissão Na linha transmissão Três Marias, nas imediações da subestação Neves 1, foram instalados dois sensores altura cabo/solo: um utilizando a tecnologia ultrassom e outro utilizando a tecnologia óptica. No sensor ultrassom foi adicionado um sensor temperatura, para medir em tempo real a temperatura do cabo, pois o módulo ZigBee utilizado possui entradas para mais um sensor. A Figura 6 ilustra o sistema na linha transmissão. Essas medições se justificam porque a temperatura do cabo uma linha transmissão aumenta com a corrente carga, reduzindo a altura do cabo em relação ao solo, vido à sua dilatação térmica. Essa redução altura po comprometer a segurança da linha, razão pela qual as concessionárias energia têm observar limites mínimos altura dos cabos. Portanto, a partir da temperatura do cabo e dos mais dados projeto, po-se calcular a sua altura. Uma alternativa para essa técnica é a medição direta da altura do cabo. No projeto em questão, as duas técnicas foram implementadas, pois cada uma comporta vantagens e svantagens; no entanto, essa análise está fora do escopo ste trabalho. Cabe observar que o controle da altura do cabo em vãos críticos permite que a concessionária opere com a linha no limite sua capacida transporte energia. Estima-se que o controle da altura do cabo possibilitaria um aumento até 15% na potência uma linha transmissão, em relação à sua potência nominal (NASCIMENTO et al., 2009). sensores. Uma scrição mais talhada é encontrada no trabalho Leite e autores (2011). 3.1 Sensor potencial O sensor potencial acessa os condutores do secundário do TP através um transformador com enrolamentos distintos, garantindo um nível isolamento, pelo menos, V entre os enrolamentos primário e secundário. O método medição abrange as três fases da linha, conforme Figura 7. Observa-se nessa figura que a tensão 115 Vac é baixada para 10 V pelo transformador e, pois, através divisores resistivos e capacitivos, ela é condicionada para atenr os requisitos entrada do conversor valor eficaz (RMS) verdairo (AD376). A saída do AD376 é um sinal DC proporcional ao valor RMS do sinal entrada, o qual é aplicado ao conversor analógico-digital do chip ZigBee, para ser enviado para o sistema aquisição dados. A Figura 8 mostra a instalação do sensor potencial na base do TP da Cemig e a Figura 9 mostra esse mesmo sensor em serviço, bem como as chapas para proteção contra incidência direta da luz do sol. Figura 7 Diagrama blocos do sensor potencial Figura 6 Sistema na linha transmissão 3 Sensores Para avaliar o sempenho da re ZigBee nos ambientes subestação e linha transmissão, foram realizados testes campo empregando-se quatro (4) sensores: dois com função coletar as informações tensão do TP e corrente do TC e dois para fornecer a altura cabo/solo, sendo um com tecnologia óptica (trena óptica) e outro com tecnologia ultrassom (trena ultrassom). Este último inclui a medida da temperatura do condutor. Esta seção apresenta uma scrição sucinta dos 52 Figura 8 Instalação sensor potencial

5 Figura 11 Sensor corrente em serviço Figura 9 Sensor potencial em serviço 3.2 Sensor corrente 3.3 Sensores altura cabo/solo Para o projeto do sensor corrente, consirou-se que o condutor do secundário do TC não po ser interrompido para a inserção do medidor. Portanto, o método medição utilizado baseia-se na instalação um núcleo ferromagnético bipartido no condutor da corrente secundária do TC. Para tanto, foi utilizado um núcleo comercial já encapsulado na forma pinça, MN307 da AEMC Instruments (AEMC INSTRUMENTS, ), que opera em uma faixa 0,01 a 12 A e fornece um sinal tensão alternada 0,1 V/A. Sua banda passante é 40 Hz a 10 khz, o que permite monitorar a corrente na frequência fundamental e as principais harmônicas. O circuito eletrônico do sensor corrente senvolvido é muito semelhante ao circuito do sensor potencial. A principal diferença é a troca do transformador do sensor tensão pelo transdutor MN307. A Figura 10 mostra o diagrama esquemático do sensor corrente e a Figura 11 mostra esse sensor instalado na base do TC da Cemig, on po ser visto o painel solar utilizado para a sua alimentação. Os sensores distância são responsáveis por monitorar a altura do cabo em relação ao solo nos vãos intificados como críticos. O vão crítico é um trecho que apresenta uma gran distância entre duas torres, on a catenária varia muito com o aquecimento do cabo. A função sse sensor é monitorar a distância mínima entre o cabo e o solo. Foram utilizadas duas técnicas medição para a utilização sses sensores, uma baseada em ultrassom e outra, na tecnologia optoeletrônica. Foram utilizados sensores distância comerciais, controlados por circuitos eletrônicos dicados e com uma interface ZigBee, integrando uma re mesh, conforme Figura 5. O circuito medidor altura do cabo é alimentado por energia retirada do próprio cabo da LT, através um transformador com núcleo bipartido, sendo que o cabo da linha constitui o enrolamento primário. A tensão saída sse transformador é regulada e filtrada para alimentar o equipamento. Paralelamente à fonte tensão, foi projetado um sistema auxiliar com baterias lítio para alimentar o sistema quando não houver corrente circulando pela linha. Foi senvolvido também um gabinete especial que se pren ao cabo da linha, conforme Figura 12. A n te n a Cab o TC B a te ria Sen s o r Figura 12 Empacotamento mecânico das trenas 3.4 Trena ultrassom Figura 10 Diagrama do sensor corrente O sensor selecionado para a medição altura do cabo é utilizado em medição nível em tanques e silos e é fabricado pela Omega Engineering Inc. ( ). O molo LVU41RS232, mostrado na Figura 13, utiliza a tecnologia ultrassom para a tecção 53

6 distância, tem alcance 18 metros e suas dimensões viabilizam o seu uso no projeto. O molo em questão oferece duas opções para o fornecimento das leituras: uma saída analógica que apresenta uma faixa corrente 4 a 20 ma, variando proporcionalmente em relação à altura medida; e uma porta RS232 fornecendo a medição já digitalizada. O módulo ZigBee oferece suporte para aquisição e envio das duas formas leituras. Foi selecionada a leitura analógica porque o protocolo do fabricante do sensor para a leitura dos dados é fechado. No mesmo gabinete da trena ultrassom, foi instalado um sensor temperatura para monitorar a temperatura do cabo. A Figura 14 ilustra a trena ultrassom em sua forma final. uma média aritmética das medições para melhorar a sua precisão. A Figura 16 mostra a trena óptica instalada em um cabo, durante a realização testes na Fundação CPqD. 4 Sistema monitoramento O sistema monitoramento tem a função realizar a aquisição e o processamento dos dados dos sensores tensão, corrente, altura e temperatura do cabo, possibilitando o armazenamento das granzas medidas e sua exportação para uma planilha Excel ou para um arquivo em formato XML. O sistema possui uma interface humano-computador simples, que permite o acesso às informações dos sensores em tempo real. O sistema é dividido em dois blocos: hardware e software. 4.1 Hardware Figura 13 Sensor LVU41-RS Figura 14 Trena ultrassom Trena óptica A solução optoeletrônica, representada pelo uso do laser, apresenta uma faixa medição bem maior que os sensores baseados em ultrassom, chegando a medir mais 300 metros, em condições específicas. O módulo Laser Rangefinr RS400 (OPTI-LOGIC, ), mostrado na Figura 15, é fornecido pela empresa Opti-Logic Corporation para ser utilizado em trenas a laser e binóculos com medição distância. Ele foi escolhido por apresentar baixo custo e dimensões compactas, além oferecer uma faixa medição que cobre o especificado no projeto. O módulo RS400 conta com uma porta comunicação RS-232, por on é possível realizar configuração, controle e aquisição dados do dispositivo. Figura 15 Módulo laser RS400 Figura 17 Bastidor do sistema monitoramento Figura 16 Trena óptica instalada em um cabo Foi senvolvido um sistema microcontrolado para acessar o módulo RS400 e realizar um pré-processamento das informações, que consiste em efetuar aquisições da distância durante aproximadamente 5 segundos e calcular 54 Para captar e processar os dados dos sensores, foi instalado um microcomputador e um transceptor ZigBee na casa controle da subestação. Devido às características do ambiente operação, optou-se por um microcomputador industrial, uma vez que é mais robusto e já tem mecânica pronta para fixação em um bastidor 19 polegadas. As especificações do microcomputador são: processador Intel Core 2 Duo (2.8 GHz), memória 2GB DDR2 800 MHz, disco rígido Sata 250GB, gravador DVD/CD e monitor LCD. A Figura 17 ilustra o bastidor 19 polegadas do sistema monitoramento. A Figura 18 mostra o transceptor ZigBee configurado como coornador da re mesh. Esse dispositivo se comunica com os sensores via rádio e com o microcomputador via interface serial RS232.

7 b) Camada negócios: módulo responsável pelo cadastro e pelo gerenciamento dos MRC, bem como pela geração das saídas em formato.txt (texto) ou.xml; c) Protocolo: protocolo-padrão comunicação, bem como um dispositivo controle que garante a confiabilida dos dados. Tal dispositivo controle é baseado em um código verificação integrida (CRC); d) Interface física: camada responsável por prover uma comunicação entre o coornador da re ZigBee e o software monitoramento. Ela implementa regras comunicação, aquando-se ao tipo interface física usada (serial, USB, paralela, etc.). No caso uma futura mudança placa ou tecnologia, quando houver consequentemente necessida se adotar uma outra interface física, essa seria a única parte do software a ser alterada. Sua forma interação com a camada protocolo permanecerá constante, seja qual for o tipo entrada da nova placa; Figura 18 Transceptor ZigBee 4.2 Software Foi senvolvido um protótipo software para gerenciar os sensores scritos na Seção 4, aqui chamados MRC (Módulos Remotos Comunicação). Esse software permite a visualização dados, como temperatura, tensão, corrente e altura terminados pontos da re. As principais características da ferramenta são: a) interface entre os MRC e o sistema monitoramento via rádio (ZigBee); b) atualização periódica dos dados medidos pelos MRC e do seu status; e) Base dados: responsável pela persistência dos objetos domínio em um banco dados. No sistema tem-se uma base local PostgreSQL, que contém as tabelas que suportam os cadastros dos MRC, bem como o resultado suas medições. c) solicitação medições a um MRC, sob manda. A arquitetura da solução é do tipo Cliente/Servidor. Os MRC instalados em campo se comunicam com um servidor central, que coleta e armazena as informações status e das medições, disponibilizando-as em formato.txt,.xls ou.xml. O software foi senvolvido em Java e utiliza um gerenciador banco dados livre PostgreSQL. A Figura 19 mostra a tela principal do software e a Figura 20 ilustra o seu diagrama blocos. Figura 20 Diagrama blocos do software 5 Figura 19 Tela principal do software Na Figura 20, po-se observar as seguintes camadas: a) IHM: interface gráfica com o usuário; Resultados obtidos e conclusão Os equipamentos senvolvidos passaram por diversos ensaios nos laboratórios do CPqD e também em laboratórios externos, antes serem instalados em campo. Um resumo dos resultados sses ensaios é apresentado a seguir. A realização ensaios emissão perturbações eletromagnéticas visou atenr à regulamentação aplicável (ANATEL, 2006). Os resultados mostraram que os níveis emissão eletromagnética atenram com folga aos limites 55

8 impostos pela regulamentação, conforme Figura 21. A linha vermelha da figura representa o limite e a linha ver, a emissão radiada pelo equipamento, pondo ser observada uma margem cerca 20 db. Para talhes sse ensaio, consultar Ferraz e autores (2012). Figura 21 Emissão perturbação radiada pelo sistema monitoramento Na sequência, foram realizados ensaios imunida aos campos eletromagnéticos, nos quais os equipamentos foram submetidos a um campo incinte 10 V/m 80 MHz a 1 GHz e 1,4 GHz a 2 GHz (ANATEL, 2006) enquanto suas funcionalidas eram verificadas. O sempenho dos protótipos do sistema monitoramento e do sensor corrente foi satisfatório, uma vez que não foram tectadas interferências durante os ensaios (PAULA, 2012). No entanto, durante o ensaio do sensor potencial, observou-se uma interferência em uma frequência específica, aparentemente corrente da ressonância com o cabo conexão da antena. Esse problema foi solucionado com a inserção núcleos ferrite no cabo da antena, conforme mostrado na Figura 22. Detalhes sse ensaio pom ser vistos em Ferraz e autores (2012). Figura 22 Sensor potencial com núcleos ferrite para supressão interferência Os equipamentos foram também submetidos a uma série ensaios climáticos, visando avaliar o seu sempenho com relação à connsação umida e à operação em temperaturas elevadas. O resultado do ensaio calor úmido foi satisfatório, pois não foi tectada a connsação umida. No entanto, foi 56 observada uma pendência da leitura tensão em relação à temperatura, o que foi corrigido através da substituição dos resistores do divisor tensão (Figura 7) por outros com compensação térmica. Os resultados sses ensaios climáticos são scritos em Leite (2012). As trenas ópticas e ultrassom foram ensaiadas no Laboratório Extra Alta Tensão (LEAT) da Universida Feral Minas Gerais (UFMG). Elas foram instaladas em um cabo típico linha transmissão, que foi isolado e conectado a um transformador alta-tensão. A parte inferior sse cabo passava ntro da janela um transformador núcleo ar, possibilitando induzir uma corrente até 150 Arms no condutor, simulando condições bem próximas àquelas encontradas em campo. Para talhes do experimento, ver Boaventura & Lima (2012). A Figura 23 mostra as trenas instaladas no condutor. Figura 23 Trenas no LEAT da UFMG A tensão ensaio foi elevada, em graus 20 até 80 kv, com corrente simultânea, e 80 até 240 kv, sem corrente. Em cada grau, foram feitas leituras altura das duas trenas eletrônicas, as quais foram comparadas com a altura do condutor (e.g., 5 m) medida por uma trena nylon esticada do condutor até o solo. As leituras das trenas mantiveram-se estáveis, com variações menores que 1%. É digno nota o comportamento dos transceptores ZigBee, que mantiveram o enlace mesmo com suas antenas emitindo forte corona visual, i.e, as antenas ficaram luminescentes. O ensaio foi repetido para diferentes alturas do condutor e obteve resultados similares. Foi então instalado um dispositivo no condutor, visando gerar scargas parciais (KUFFEL; ZAENGL; KUFFEL, 2000), e repetido o ensaio. Nesse caso, a trena óptica manteve suas leituras, mas a trena ultrassom teve suas leituras perturbadas pelas scargas parciais, aparentemente em corrência das ondas sonoras geradas pelas scargas. Esse resultado po representar um sério obstáculo para o uso trenas com tecnologia ultrassom nesta aplicação. Os equipamentos foram instalados na subestação Neves 1 da Cemig e entraram em

9 operação experimental (Figuras 9 e 11) na linha Três Marias, que opera em 345 kv. As leituras coletadas pelo sistema monitoramento são periodicamente analisadas e têm se mostrado consistentes. Além disso, não foram observadas indisponibilidas dos transceptores ZigBee. No entanto, ve-se observar que o período operação é relativamente curto (cerca 2 meses), sendo necessário um período maior (e.g., 1 ano) para se ter uma avaliação mais abrangente do comportamento do sistema. Agracimentos Os autores agracem o apoio dado a este trabalho, senvolvido no âmbito do Projeto Aneel GT341 Uso da tecnologia wireless ZigBee na construção sensores e sistemas embarcados para monitoramento equipamentos subestação e linha transmissão, e à Cemig Geração e Transmissão, MG. Referências AGÊNCIA NACIONAL DE TELECOMUNICAÇÕES (ANATEL). Regulamento para certificação equipamentos telecomunicações quanto aos aspectos compatibilida eletromagnética, regulamento anexo à Resolução 442, julho AEMC INSTRUMENTS. MN Disponível em: <http://www.aemc.com/>. Acesso em: mar BARBOSA, C. F. et al. Avaliação do Uso Tecnologia ZigBee no Ambiente uma Subestação Potência. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SISTEMAS ELÉTRICOS (SBSE), 4., 2012, Goiânia. Anais... maio BOAVENTURA, W. C.; LIMA J. L. C. Testes injeção corrente em condutor alumínio suspenso, com aplicação simultânea alta tensão alternada (80 kv rms), DEE.LEAT FCO.CPqD/CEMIG. LEAT EE-UFMG, jun (Relatório técnico). Abstract DIGI INTERNATIONAL INC. Xbee-Pro Disponível em: <http://www.digi.com/>. Acesso em: ago FERRAZ, C. E. S. et al. Ensaios Compatibilida Eletromagnética Protótipo Unida Central Controle Molo: UCC. PD A.0163A/RT-08AA. Campinas: CPqD, mar (Relatório técnico). KUFFEL, E.; ZAENGL, W. S.; KUFFEL, J. High Voltage Engineering: Fundamentals. 2nd edition. Butterworth-Heinemann, LEITE, R. L. Análise dos ensaios climáticos e EMC dos sensores e dos sistemas sem fio. PD A.0163A/RT-09-AA. Campinas: CPqD, abr (Relatório técnico). LEITE, R. L. et al. Especificações dos materiais e equipamentos. PD A.0163A/RT-03-AA. Campinas: CPqD, jun (Relatório técnico). NASCIMENTO, C. A. et al. Desenvolvimento tecnologias para controle e monitoramento da capacida transmissão em linhas energia elétrica. In: SIMPÓSIO DE AUTOMAÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS (SIMPASE), 7., 2009, Salvador. Anais CD-ROM. OMEGA ENGINEERING INC. LVU41-RS Disponível em: <http://www.omega.com/>. Acesso em: fev OPTI-LOGIC. Laser Rangefinr RS Disponível em: <http://www.optilogicprofessional.com>. Acesso em: fev PAULA, G. P. Ensaios Compatibilida Eletromagnética em Protótipo Sensor Corrente Molo: TC. PD A.0163A/RT-07-AA. Campinas: CPqD, mar (Relatório técnico). SIGRIST, P. H. Ensaios Compatibilida Eletromagnética em Protótipo Sensor Tensão Molo: TP. PD A.0163A/RT06-AA. Campinas: CPqD, mar (Relatório técnico). This article presents an experimental study that uses ZigBee wireless technology in the environment of a power substation. The main attributes of this technology are: facility to implant, small size, low cost, low power consumption, capillarity and scalability. In addition, the transceivers operate in a frequency band that do not require a license from the telecommunications regulatory agency. To facilitate the study, we veloped four sensors equipped with ZigBee transceivers and a software prototype written in Java to monitor the sensors and store the collected data in a database. The paper presents the architecture of the sensing system, the software prototype, tests performed in the laboratories of CPqD and the Feral University of Minas Gerais, as well as the installation carried out in a CEMIG's power substation. Keywords: ZigBee. Power Substation. Transmission Line. Potential Transformer PT. Current Transformer CT. 57

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