Práticas da AES Eletropaulo na Manutenção e Recuperação de Protetores de Rede do Sistema Reticulado

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1 Práticas da AES Eletropaulo na Manutenção e Recuperação de Protetores de Rede do Sistema Reticulado Gerência de Redes Subterrâneas Diretoria Regional II Maurício dos Santos Pedreiro Técnico do Sistema Elétrico

2 AES Eletropaulo Dados Gerais AES Eletropaulo é uma empresa do grupo AES Corporation; Opera em 24 municípios, incluindo a Capital Paulista; km 2 de área de concessão; 91% dos clientes estão concentrados em 28% da área de concessão; 45 mil quilômetros de rede de distribuição; 6,4 milhões de clientes ( ~3% atendido por redes subterrâneas); colaboradores e contratados. ATIVOS DE REDES SUBTERRÂNEAS: Poços de Inspeção: 4.436; Câmaras Transformadoras: 4.057; Protetores de Rede: Km de Rede AT: 190 km. Km de Rede MT: km; Km de Rede BT: km;

3 Agenda 1. Conceito 2. Equipes e ações de manutenção 3. Oficina Técnica de Protetores 3

4 Agenda 1. Conceito 2. Equipes e ações de manutenção 3. Oficina Técnica de Protetores 4

5 Protetores de Rede ou Network Protector Os Protetores de Rede são aplicados no Sistema Reticulado Subterrâneo sendo equipamentos essenciais para a proteção do sistema bem como a segurança dos ativos de distribuição subterrâneo (transformadores, cabos, etc). No Brasil, a utilização de Protetores é exclusivo de apenas 6 concessionárias de distribuição mostrando que sua aplicação no cenário nacional é extremamente restrito. Nos Estados Unidos e Canadá, todas as grandes capitais tem sistemas reticulados adotados como solução para atendimento de suas cargas relevantes.

6 Sistema Reticulado ( 20 kv ) 1 2 ETD Centro CTR -217 CTR -218 CTR -219 CTR RUA FREI CANECA 15 Sistemas 60 circuitos protetores de rede

7 Histórico do Sistema Reticulado Em Seattle, Washington, feitas melhorias para o sistema básico. Envolveu conectar os terminais de BT dos transformadores à malha de baixa tensão através de protetores de rede. Estes protetores atuavam automaticamente ao fluxo de potência reversa e eram fechados manualmente. 1928: AES Eletropaulo implanta sistema Reticulado (malha infinita) / 216,5-125V; Década de 80: Alteração da configuração dos Reticulados de malha infinita para spots e mini-reticulados Criada a primeira malha reticulada protegida apenas com fusíveis em Memphis - Tennessee : Segundo Reticulado da AES Eletropaulo - PSO 20kV; Anos 50 - A Light Rio implanta o sistema o primeiro sistema reticulado. 1922, entrou em operação o primeiro sistema em correnta alternada, em que os protetores de rede foram automatizados, abertura e fechamento por relés, foi colocado em serviço na cidade de Nova Iorque pelo United Electric Light and Power Company

8 Componentes de uma CT Média Tensão (21 kv) Baixa Tensão (120 / 208 V) 29% 5% Transformador 66% CM-22 MG-08 CM-52 NP NWP na AES CM-22 Westinghouse CM-52 Eaton MG-08 General Electric NP Richards

9 CM-22 Westinghouse: Protetores de Rede CM-22 e MG-8 Links Fusiveís Placa do Rele BN Rele de Fase CNJ Mecanismo Rele Mestre CN- 33 MG-08 General Electric: Câmara de Extinção de arco Relé mestre CHN Relé de fase CHL Mecanismo

10 Relés para NWP Relés eletromecânicos e eletrônicos para MG-8 São projetados para controlar a operação dos protetores tipo MG-8 que tem como finalidade oferecer proteção e controle aos sistemas de malha de baixa tensão. Relé eletrônico SSNPR-100 Contato móvel Contato fixo CLOSED Led de refechamento CLOSED Contato fixo TRIP Led de abertura TRIP Relé mestre CHN Características dos Relés Principal (mestre) e de fase para CM-22 São projetados para controlar a operação dos protetores tipo CM-22 que tem como finalidade oferecer proteção e controle aos sistemas de malha de baixa tensão. Contato fixo CLOSED Relé mestre CN-33 Contato fixo TRIP Relé de fase CN-J Contato móvel Contato fixo CLOSED Contato móvel

11 Relés para NWP Relés Microprocessados: Os relés da série MPCV, micro processados, foram projetados para substituir o relé mestre CN-33, o relé de fase CNJ e o relé dessensibilizador BN, esses três do tipo eletromecânico. Esses relés utilizam algoritmo baseado em componentes simétricas, com excelente desempenho e estabilidade mesmo para grandes variações das tensões de entrada. Os relés MPCV trabalham com as mesmas tensões e correntes de entrada que os relés eletromecânicos acima citados, monitorando continuamente as tensões existentes nos lados de entrada e de saída de um protetor aberto e também as correntes que fluem por um protetor fechado. MPCV - EATON ETI - RICHARDS Na parte superior e inferior do rele estão localizados os terminais Corpo metálico do rele em latão. O conector, (verde), para comunicação do relé em rede Conector para ligação do dispositivo programador Leds indicadores de operação e situação do relé.

12 Princípio de básico de funcionamento CTR-201 CTR-202 CTR-203 CTR-204 Máx. 75% TR TR 1 Máx. 75% TR TR 2 Máx. 75% TR TR 3 Máx. 75% TR TR 4 NWP NWP 1 NWP NWP 2 NWP NWP 3 NWP NWP 4 Carga Carga TR Transformador Subterrâneo NWP Network Protector Protetor Fechado Protetor Aberto Carregamento do Transformador

13 Princípio de básico de funcionamento Fluxo de Corrente Elétrica CTR-201 CTR-202 CTR-203 CTR-204 Máx. 75% TR TR 1 Máx. 75% TR TR 2 Máx. 75% TR TR 3 Máx. 75% TR TR 4 NWP NWP 1 NWP NWP 2 NWP NWP 3 NWP NWP 4 Carga Carga TR Transformador Subterrâneo NWP Network Protector Protetor Fechado Protetor Aberto Carregamento do Transformador

14 Princípio de básico de funcionamento Simulação de Falha CTR-201 CTR-202 CTR-203 CTR-204 TR TR 1 Máx. 100% TR TR 2 Máx. 100% TR TR 3 Máx. 100% TR TR 4 NWP NWP 1 NWP NWP 2 NWP NWP 3 NWP NWP 4 Carga Carga TR Transformador Subterrâneo NWP Network Protector Protetor Fechado Protetor Aberto Carregamento do Transformador

15 Caracterização do Desafio O sistema reticulado para operar em corrente alternada foi desenvolvido em 1922 com uma larga aplicação nas décadas subseqüentes; Atualmente, por se tratarem de sistemas dispendiosos para implantação, encontramos uma certa estanquiedade em seu crescimento e uma baixa renovação no pessoal que dominam a aplicação de NWP, sendo que muitas empresas norte-americanas já não possui mais este profissional em seu staff; A formação da mão de obra especializada é um processo lento e permanente.

16 Agenda 1. Conceito 2. Equipes e ações de manutenção 3. Oficina Técnica de Protetores 16

17 Ações de Manutenção Inspeção em Protetores de rede (2 anos): Atualmente temos 05 equipes de trabalho focadas em inspecionar os protetores de rede, isto para verificar condições de operatividade, de modo á evitar locais de primeira contingência nos locais atendidos pelo sistema reticulado da AES Eletropaulo. O cronograma de inspeção baseia-se nos seguintes critérios: - Data da última inspeção; - Cronograma de Automação; - Eventuais necessidades em possíveis falhas. Veículo de Manutenção NWP 17

18 Manutenção em Network Protector Instalação das barreiras adicionais antes da retirada dos link s Barreiras de Proteção Exceto CM-52 - DEAD FRONT 18

19 Manutenção em Network Protector Itens de checagem: Resistores (3.100 Ohm ou Ohm); Bobinas e contatos dos relés Eletromecanicos ou Parametrização dé relés MPCV; Bloco de contatos; Motor de ligação; Separadores de fase e isolações em geral; Chave auxiliar A e B 8 poles; Bobina de Trip; Contatos móveis, estacionários e de arco; Inspeção e lubrificação do mecanismo; Contador de operações; Vedação e gaxetas do invólucro; Fusiveis. 19

20 Agenda 1. Conceito 2. Equipes e ações de manutenção 3. Oficina Técnica de Protetores 20

21 Oficina Técnica de Protetores Site dedicado a: 1. Manutenção de protetores (montagem, desmontagem e reparos); 2. Acoplamento / desacoplamento de protetores em transformadores; 3. Manutenção / calibração de reles 4. Aprimoramento do conhecimento bem como capacitação de pessoal próprio; 5. Nivelamento da informação técnica com foco nos conceitos das analises de defeitos em circuitos eletrônicos. Reparo de reles eletromecânicos e eletrônicos

22 Fluxo do Processo Capacidade Instalada Estimada de 30 NWP / mês Desacoplamento Avaliação Parte Ativa Invólucro (1) (23) (6) (3) (21) (6) Condenar Revisar Recuperar Condenar Revisar Recuperar - Prateamento -Bicromatização -Calderaria -Pintura Acoplamento RECUPERADORA Ensaio de Estanqueidade

23 Classificação da Triagem Condenar Revisar Recuperar

24 Triagem dos Protetores de Rede 1. Recebimento dos protetores e transformadores retirados da rede; 2. Avaliação técnica do equipamento; 3. Verificação referente aos níveis de corrosão e oxidação; 4. Análise técnica do encapsulamento, vedações e guarnições; 5. Análise técnica da parte extraível; 6. Desacoplar o protetor do transformador; 7. Proceder com a manutenção do encapsulamento ou enviar á reformadora;

25 Processos de Reparo nos Protetores de Rede Processos para Revisão e Reparos na Oficina Técnica de Protetores de Rede: 1. Realizar a limpeza, ajustes, seqüência de fechamento e alinhamento dos contatos; 2. Verificação de todos os componentes internos, isoladores, separadores de fase, motor de ligação, bobina de trip e relés auxiliares; 3. Promover a lubrificação das partes mecânicas; 4. Ensaios de resistência de isolação e contato; 5. Ensaios elétricos operativos de fechamento e abertura; 6. Proceder com a manutenção da parte extraível; 7. Ensaios finais de aprovação, contemplando ensaios de resistência de isolação e contato, ensaios elétricos operativos de fechamento e abertura do bloco de contatos e ensaios de operação mecânica, teste de estanqueidade.

26 Parte extraível ou Parte Ativa 1. Verificação da qualidade de prata nos barramentos principais inferiores, superiores e áreas de contato; 2. Verificação dos resistores de carga e dos circuitos do disjuntor; 3. Substituição parcial da fiação ou aperto; 4. Verificação da isolação das barras paralelas ou cruzada do bloco de contatos; 5. Resiliência das molas aceleradoras; 6. Realizar a limpeza, ajustes, seqüência de fechamento e alinhamento dos contatos; 7. Verificação de todos os componentes internos, isoladores, separadores de fase, motor de ligação, bobina de trip e relés auxiliares; 8. Promover a lubrificação das partes mecânicas; 9. Ensaios de resistência de isolação e contato; 10. Ensaios elétricos operativos de fechamento e abertura;

27 Recuperação de Protetores Protetor Danificado Processo de Montagem Protetor Recuperado Desmontagem completa do equipamento, confecção e instalação de fiação nova, componentes dos circuito de fechamento e abertura novos, isoladores e separadores de fase testados com megger.

28 Recuperação de Protetores CM-22 e MG-8 Protetor MG-8/1600A Recuperado Protetor CM-22/1600A Recuperado

29 Recuperação de Componentes dos Protetores Confecção da isolação das Barras paralelas. Parametrização de relés microprocessados e calibração de relés eletromecânicos. Limpeza e lubrificação do mecanismo de operações.

30 Equipamentos de ensaios TTR exclusivo para realização de ensaios em 100% dos TDS. Microhmímetro instrumento destinado a medir com alta precisão resistências muito baixas de contato com correntes de prova desde 1mA até 5A. Maleta Portátil para executar ensaios elétricos e calibração de relés. Megôhmetro Digital Verificar os níveis de isolação dos equipamentos entre fase/fase e fase/terra.

31 Encapsulamento 1. Executar a limpeza interna e externa do encapsulamento; 2. Proceder com a lubrificação das partes mecânicas, sendo eixos da alavanca de manobras, pinos e dobradiças da porta; 3. Verificação da qualidade das guarnições e vedações, caso necessário fazer a substituição; 4. Limpeza dos barramentos principais; 5. Limpeza dos terminais superiores externos; 6. Regulagem da alavanca de manobras; 7. Proceder com o acoplamento; 8. Regulagem da posição correta de fechamento da porta; 9. Efetuar o teste de estanqueidade garantindo a pressurização do invólucro;

32 Retrofit de Protetores de rede Proporciona a modernização dos protetores de rede MG-8/GE ou CM- 22/West utilizando disjuntores Retrofit, sendo que a AES Eletropaulo é pioneira no Brasil em implantar este método renovando o equipamento e garantindo alto nível de operação e segurança. EATON RICHARDS

33 Área de armazenamento de transformadores e protetores Armazenamento

34 Benefícios 1. Avaliação konw how: A AES Eletropaulo possui hoje cerca de 10 pessoas capacitadas à realizar todo tipo de intervenção em NWP.; 2. Avaliação de performance 2012: 110 Protetores de rede reformados/revisados e acoplados na Oficina desde sua criação em Maio de 2012 até Dezembro 2012 com 0% de falhas; 3. Avaliação de Custos: Os custos de um NWP recuperado na oficina da AES Eletropaulo é da ordem de 7% de um equipamento novo.

35 Obrigado! Maurício dos Santos Pedreiro Técnico do Sistema Elétrico - AES Eletropaulo

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