Cigré/Brasil. CE B5 Proteção e Automação. Seminário Interno de Preparação para a Bienal de 2008

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Norma Amaral Ramalho
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1 Cigré/Brasil CE B5 Proteção e Automação Seminário Interno de Preparação para a Bienal de 2008 Rio de Janeiro, de junho de 2008

2 Dados do Artigo Número B5-106 Título Autoria Processo de comunicação em Subestações de acordo com a IEC Exemplos de arquitetura e aplicação Thomas SCHAEFFLER, Doz. Dr.-Ing. Hartmut BAUER, Wolf FISCHER, Dietmar GEBHARDT, Jürgen GLOCK, Clemens HOGA, Dr.-Ing. Rüdiger KUTZNER, Uwe NOLTE, Werner STEINGRAEBER, Dr. techn. Fred TEINHAUSER, Tobias STIRL, Dr.-Ing. K. VIERECK País Alemanha e Austria

Hartmut BAUER, Wolf FISCHER, Dietmar GEBHARDT, Jürgen GLOCK, Clemens HOGA, Dr.-Ing.

3 Objetivo As funcionalidades e dados requeridos para monitoramento não estão completamente cobertos na IEC É desejável realizar tais funcionalidades com os métodos da IEC DKE / 2006 => foco especial neste assunto. Resumo das tarefas do DKE , => resultados e escopo futuro. Centro de interesse do DKE Estabelecimento de um modelo de comunicação de dados de acordo com a IEC para vãos típicos de uma subestação modelo. Monitoramento de secionadoras, disjuntores, comutadores sob carga, reguladores automáticos de tensão e compartimentos de gás Aspectos ainda não cobertos na IEC 61850, mas muito importantes para uso prático e atratividade da solução dos barramentos de processo que estão diretamente inseridos nas atividades do grupo de estudos de padronização da IEC

Monitoramento de secionadoras, disjuntores, comutadores sob carga, reguladores automáticos de tensão e compartimentos de gás Aspectos ainda não cobertos na IEC 61850, mas muito importantes para uso

4 Destaques De acordo com o calendário de trabalho as tarefas do AK são: 1. Verificar a IEC com respeito a integralidade e aplicabilidade para equipamentos do barramento de processo, 2. Criar versões de documentos para monitoramento de equipamentos do barramento de processo, 3. completar o modelo de subestação GAK 15 (vão C1Q2 e um vão de transformador) com as versões de documentos criados, 4. iniciar o serviço de modelagem de acordo com a IEC e IEC (opcional ainda não decidido), 5. executar tarefas adicionais (opcional), por exemplo no que diz respeito aos conceitos de redundância na (atualmente em execução).

Criar versões de documentos para monitoramento de equipamentos do barramento de processo, 3.

5 Subestação modelo

6 Destaques Monitoramento de disjuntores Equipamentos de diferentes fabricantes com bases de dados distintas e diversos treinamentos Padronização desses dados Dados sugeridos para monitoramento de disjuntor foram associados a dois novos LN s: SSWI Supervisão do circuito de comutação e SOPM supervisão do mecanismo de operação Também, o LN SIMG existente Supervisão do meio isolante a gás foi melhorado com informações de analise de tendências. O esboço foi enviado ao IEC WG10 para que as sugestões possam ser incluídas na edição 2 da série IEC atualmente em preparação.

SOPM supervisão do mecanismo de operação Também, o LN SIMG existente Supervisão do meio isolante a gás foi melhorado com informações de analise

7 Objetos selecionados para monitoramento do disjuntor

8 Destaques Monitoramento de transformadores Importância de sistemas de monitoramento on-line de transformadores combater ações do envelhecimento LN s usados para modelar completamente um transformador de potência: YPTR Transformador de potência SIML Supervisão do meio isolante CCGR Controle do grupo de resfriamento MMXU Medição ZBSH Buchas SPDC Monitoramento e diagnóstico para descargas parciais

transformador de potência: YPTR Transformador de potência SIML Supervisão do meio isolante CCGR

9 Web-based online data visualization of a transformer

10 Destaques Comutador sob carga Desenvolvimento de um modelo com funções de monitoramento e controle diários Como resultado de um modelo completo de funções de monitoramento de um comutador de TAPs e de seu motor contém objetos dos seguintes LN s : YLTC Tap Changer, SIML Insulation Medium Supervision, ATCC Automatic Tap Change Control.

monitoramento de um comutador de TAPs e de seu motor contém objetos dos seguintes

11 Destaques Barramento de processo: Recomendações para disponibilidade, topologia de rede e redundância Transmissão de valores amostrados => Rede com alta performance e faixa de banda reservada Estratégias de redundância otimizadas Tipo e número de transformadores de instrumentação a serem conectados ao barramento de processo Reserva de faixa de banda para sinais importantes Maneiras de atender exigência de sincronismo de tempo Redundância: Opcional para o disparo dos disjuntores Não é requisito para o fechamento dos disjuntores Não é requisito para sistemas de monitoramento A livre decisão do usuário por um método de medição (ex. para GIS) convencional ou não convencional, não devem ser restringidos pela norma

para sinais importantes Maneiras de atender exigência de sincronismo de tempo Redundância: Opcional para o disparo dos disjuntores Não é requisito para o fechamento dos

12 Destaques Em princípio, o trafego cliente servidor, GOOSE e valores amostrados podem ser transmitidos em uma mesma rede de comunicação sem pré-condições especiais. Necessidade de alcance de alta performance e velocidade com 100Mbits Planejamento cuidadoso e extenso conhecimento de redes são necessários Aumento das velocidades de transmissão no futuro => os problemas de performance com a transmissão de valores de amostras ficarão menos severos. Possibilidade de priorização do trafego da rede via switches da rede com transmissão preferencial dos valores amostrados Não é reserva de faixa de banda VITUAL LAN Afeta carga nas portas individuais dos IEDs mas não da rede como um todo Estimativa Simples 15 valores amostrados rede 100Mbit/s Stress excessivo para IEDs conectados Gerenciamento apropriado e filtro de multicast evitam problemas mas não resolve o problema de reserva de faixa de banda

problemas de performance com a transmissão de valores de amostras ficarão menos severos.

13 Destaques Mecanismo de sincronização de tempo para identificar valores amostrados coincidentes de diferentes MU s As correntes discussões e recomendações para estruturas de redes de comunicação baseadas em Ethernet determinam que devem preencher requisitos de confiabilidade, segurança, resposta e amostragem sincronizada. Entretanto os seguintes tópicos devem ser resolvidos: Estruturas de rede por vão para redundância ótima, Estruturas de rede na subestação que podem preencher os requisitos de tempo real para proteção de barras bem como sincronismo, Uso de protocolos de comunicação ao invés de rede adicional de tempo para amostragem sincronizada nas merging units, Filtro de trafego nas interconexões dos segmentos de rede para reduzir carga na rede Implementação universal de redundância para componentes de redes de comunicação incluindo fonte de alimentação e sincronismo, A redundância requerida tem que ser decidida pela concessionária dependendo do nível de tensão, disponibilidade e custos.

Entretanto os seguintes tópicos devem ser resolvidos: Estruturas de rede por vão para redundância ótima, Estruturas de rede na subestação que podem preencher os requisitos de tempo real para proteção

14 Controle e proteção redundante (base para discussão)

15 Dúvidas Os LN s aqui citados já são de domínio público, ou seja, já conhecidos pelos fabricantes de equipamentos de monitoração? Os padrões de redundância atualmente em elaboração para IEC v2 já foram divulgados?

16 Conclusões Recomendações cruciais para a implementação prática dos componentes e sistemas do barramento de processos. O grupo de estudos tem lidado em profundidade com recomendações para normatização das funcões de monitoramento de equipamentos elétricos e propondo estas recomendações para os processos de normatização em andamento. Mesmo utilizando redes Ethernet na mais recente tecnologia, o barramento de processo necessita de altos requisitos no que tange a sincronismo de tempo e precisão das amostragens. Operação segura também necessita de alto requisito no que tange a disponibilidade e redundância. Estes aspectos foram relevantes neste artigo; eles são um dos núcleos dos trabalhos do grupo de estudos

17 Respostas às questões do REP Número da questão Questão Resposta:

18 Evolution of communication in substations

19 Motor drive for load tap changer with control and monitoring functionality

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