Sistema de Monitoramento por Câmeras de Vídeo em Subestações de Alta Tensão para Manobras de Chaves Seccionadoras e Inspeção Térmica

Transcrição

1 XXII Seminário Nacional de Distribuição de Energia Elétri SENDI a 10 de novembro Curitiba - PR - Brasil Sandro Lanes Marques de Oliveira Light Serviços de Eletricidade S/A sandro.oliveira@light.com.br Anderson Frazão de Moura Light Serviços de Eletricidade S/A anderson.frazao@light.com.br Sistema de Monitoramento por Câmeras de Vídeo em Subestações de Alta Tensão para Manobras de Chaves Seccionadoras e Inspeção Térmica Palavras-chave Câmera Dome Câmera Térmica Monitoramento PTZ Vídeo Resumo Em constante expansão, o sistema elétrico requer que haja um aproveitamento do desenvolvimento de novas tecnologias a fim de torná-lo robusto, disponível e confiável. Com isso torna-se inevitável a aplicação de investimentos em soluções que melhorem a operação do sistema e, de forma sustentável, reduza os custos operacionais. O projeto a ser apresentado descreve uma solução tecnológica, adotada pela Light, que permite ter a certeza da correta operação das chaves seccionadoras dos barramentos de alta tensão em subestações da transmissão, por meio de instalação de câmeras de vídeos PTZ e Térmicas. Associada a esta solução podemos ainda destacar a melhoria nas ações de manutenção e a segurança patrimonial destes ambientes remotos. Cabe ressaltar que idealização da solução é perfeitamente aplicável em outras subestações. 1. Introdução 1/6

2 Com o passar dos anos e com do desenvolvimento tecnológico as características dos consumidores de energia elétrica tem sido alterada, tornando-os cada vez mais exigentes e, fazendo com que os órgãos reguladores aumentem ainda mais o rigor na apuração dos índices de qualidade de fornecimento. Na contínua busca de soluções que visam atender estas constantes demandas as empresas do setor elétrico vem direcionando esforços na área tecnológica, o que permite um ganho operacional significativo. Alinhado a esta diretriz, a Light identificou que, além da automação de suas subestações, poderia ainda melhorar seu desempenho operacional se também atuasse na supervisão de alguns elementos do sistema que, apesar de serem monitorados, requerem cuidados em sua operação devido a sua criticidade. Neste trabalho específo estaremos tratando do monitoramento das chaves seccionadoras nos barramentos de alta tensão das SEs. Figura 1 - Chave Seccionadora (Barramento de 138Kv) Esses equipamentos críticos, devido a sua característica e suscetibilidade, podem apresentar falhas mecânicas em sua operação, acarretando grandes prejuízos financeiros, ou seja, um mau fechamento ou uma abertura parcial podem danificar as chaves causando um falha no barrament. Pelo exposto, a operação desta chave é comumente realizada sob uma supervisão local fazendo com que haja a necessidade de disponibilizar turmas, mesmo a chave sendo comandada através Centro de Operações, pois esta é a única forma atualmente de termos certeza absoluta quanto à correta operação da chave. Nesse sentido a Light identificou que seria fundamental prover, de forma remota, a visualização das manobras realizadas nestas chaves seccionadoras e, com isso reduzir também o custo operacional relacionados ao envio de equipes para certificação da correta operação. Após a idealização desta solução verificou-se que ainda poderia ser acrescentado mais uma grande funcionalidade através da instalação de câmeras termográficas, sendo possível reduzir as inspeções regulares em campo, melhorando o procedimento de manutenções e aumentando a possibilidade de sucesso nas manutenções. Com estas ideias foi 2/6

3 elaborado uma especificação técnica mínima para licitação de um projeto específco para atender nossa demanda, consolidando e definindo a melhor forma de implantação a fim de obter os melhores resultados. Escolhemos uma parceiro que já possuia "cases" e "know-how" em outros projetos. 2. Desenvolvimento Colocando em prática as idealizações com base nas prerrogativas levantadas definiu-se um escopo para atender a necessidade individual de cada subestação. Cabe ainda ressaltar que, por se tratar de um projeto piloto, a quantidade de câmeras foi limitada e com isso a escolha para alocação levou em consideração os pontos que visualizassem as principais chaves seccionadoras do barramento de alta tensão de cada subestação. Sendo assim o escopo definiu modelos de câmeras e serviços descritos abaixo: 1- Câmeras Dome PTZ (Pan/Tilt/Zoon) Esse modelo de câmera é tipo colorida com zoom óptico fornecendo funções panorâmica, inclinado e zoom, garantindo uma ampla cobertura de área e ótimos detalhes de imagem. O principal objetivo é a visualização da operação física das chaves (abertura/fechamento), além de possibilitar a identificação de quaisquer anormalidades no funcionamento de outros componentes da subestação. Outro ganho é utilização desta função para realização de segurança patrimonial, uma vez que as subestações podem estar em locais remotos e de difícil controle, tornando-se vulneráveis a violações de seu perímetro. Figura 2 - Câmera Dome PTZ 2 - Câmeras Térmica Câmeras Térmicas são equipamentos capaz de capturar luz infravermelha e convertê-la para faixa visível do espectro permitindo ver o calor gerado por objetos. O princípio do funcionamento diz que qualquer corpo aquecido à temperatura maior que o zero absoluto emite ondas eletromagnéticas cuja intensidade total, distribuição espectral de energia e frequência de máxima emissão mostram-se dependentes fundamentalmente da temperatura dos corpos. Neste projeto optamos por ter associada algumas câmeras PTZ as câmeras térmicas, ou seja, duas caixas de proteção diferentes, sendo uma para a câmera térmica e outra para uma câmera colorida com zoom. O principal objetivo é o monitoramento dos contatos das chaves manobradas à distância no momento logo após a operação. Outro ganho é monitoramento programado de pontos especificados pela operação das subestações, tais como conexões, buchas de transformadores, contatos das chaves seccionadoras entre outros. Esse recurso nos permite realizar as manutenções preventivas, que anteriormente eram feitas por equipes de manutenção enviadas para cada 3/6

4 uma das subestações. Figura 3 - Câmera Térmica associada PTZ 3 Servidores de Armazenamento O Servidor de Gerenciamento e Armazenamento de imagens tem sua principal função a gravação das imagens e alocação das bases de histórico das medições que servirão para as programações de manutenção. Ele também é a conexão das câmeras com gateway de comunicação que fará integração das informações com o Sistema de Supervisão e Controle da Light SCADA, disponibilizando essas imagens ao Centro de Operação da Distribuição e os setores de manutenção de subestações. Além disso, no servidor central é possível monitorar de forma concentrada todas as câmeras instaladas nas subestações. 4 Serviços de instalação Os serviços a fim de prover a criação de toda infraestrutura e operacionalizar o sistema foi realizado pela parceira, desenvolvendo uma solução que possibilitou a integração das imagens e temperatura a base de dados do SCADA da Light e em tempo real. Cabe ressaltar que a infraestrutura criada para levar as imagens das câmeras instaladas no pátio das subestações até o servidor instalado no bastidor de telecomunicação foram de de fibra ótica. Essa solução foi adotada, uma vez que os cabos de vídeos metálicos poderiam sofrer interferências eletromagnéticas de transformadores e das próprias linhas de transmissão. Com isso também garantimos que essas possíveis interferências não gerassem tensões nos terminais dos cabos, provocando assim queima das portas de comunicação das câmeras e servidores. A evolução desse estudo aponta ainda para utilização de comunicação de rádios entre as câmeras e servidores. No fim do projeto foi possível ter as seguintes operatividades: Monitoramento visual e térmcio dos Contatos das Chaves Seccionadoras integrados ao SCADA Monitoramenteo visual e térmico das outras infraestruturas instaladas dentro da SE Monitoramento dos paineis instalados dentro das salas de controle Monitoramento patrimonial da SE Histórico de temperaturas dos pontos especificados pelos temografistas 4/6

5 Os ganhos oriundos da implantação do projeto são: Reduções dos custos relacionados a utilização do operador para acompanhar as operações das chaves; Reduções dos custos relacionados a envio de turmas para realização de manutenções preventivas; Melhoria nas manutenções dos equipamentos. Imagem da empresa na diminuição dos riscos de interrupção associados a falha de fechamento das chaves, manutenção preventiva; Redução das compensações financeiras (violação de DIC/FIC/DMIC/DICRI) pelo não desligamentos indevidos da subestações. 3. Conclusões É inegável que as distribuidoras necessitam investir cada vez mais em suas estruturas a fim de torna-las robustas e disponíveis para atendimento às crescentes demandas do mercado. Os riscos de blecautes e apagões vem crescendo na rede de distribuição exigindo cada vez o uso de tecnologias em sistemas capazes de monitorar as condições de operação dos equipamentos críticos tanto nas subestações como em outras partes da rede. O monitoramento por câmeras de vídeo PTZ e Térmicas das chaves seccionadoras de alta tensão em subestação da Light tem se tornado uma solução cada vez necessária, onde os custos-benefícios oriundos da solução fez com que a Light ampliasse o projeto e licitasse compra para outras subestações. Hoje, a especificação técnica para contratação de ampliação ou modernização de qualquer subestação contém a inclusão do monitoramento das chaves seccionadoras de alta tensão. O sistema implantando gera imagens e dados precisos das condições de operação das estrutura monitoradas. É efetivo que o sistema implantado é capaz de antecipar, detectar e apontar necessidades de ações emergenciais antes mesmo que algum problema ocorra. Essa melhoria gera um retorno financeiro imensurável do ponto de vista de 5/6

6 concessão. Para uma avalição macro relacionado apenas uma das subestações na qual teve o sistema implantado, houveram manobras das chaves e o custo de envio da equipe de supervisão foi evitado. Para uma avaliação mais precisa do retorno financeiro relacionado a aplicação do projeto a Light está consolidando os dados para criação de uma metodologia de supervisão e manutenção da subestação. 4. Referências bibliográficas 6/6