COMISSÃO DE INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA REGIONAL IV CIERTEC

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1 RESUMO A cisão da ELETROSUL em duas empresas, uma exclusivamente de transmissão e outra de geração, e também a criação do ONS, e cessão do seu SSC à este ONS, obrigou a ELETROSUL a adquirir um novo sistema específico para o controle do seu sistema de transmissão adequado a sua atual condição. Entre os vários requisitos do novo sistema estavam que fosse um sistema moderno, com interfaces padronizadas, e que permitisse a incorporação de funções avançadas, p. ex. auxílio a recomposição, tratamento de alarmes, disponibilização de informações para rede corporativa, além daquelas tradicionais de um sistema EMS (Energy Management System). Este sistema tem que atender também as condições do novo modelo do setor aberto, desregulamentado, com diversos agentes com interesses as vezes conflitantes e sujeito ás regras de penalização, exigindo a especificação de novas funcionalidades: - análise de indisponibilidade - comunicação com duas fontes de dados - intercambio de dados com o COSR-S do ONS e CSC de outras empresas - capacidade de telecontrole completo e em retaguarda de subestações - centro reserva - filtragem inteligente de alarmes - intercambio com a manutenção O trabalho apresenta os métodos utilizados na elaboração da ET resumidos aqui: 1) Diagnósticos da situação atual, revisão e análise de requisitos, COMISSÃO DE INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA REGIONAL IV CIERTEC SEMINÁRIO INTERNACIONAL SOBRE AUTOMAÇÃO DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA E CENTROS DE CONTROLE Área de Distribuição e Comercialização Identificação do Trabalho: BR-48 São Paulo, Brasil, Setembro de PARTICULARIDADES DA ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA DO SISTEMA DE SUPERVISÃO E CONTROLE PARA O CENTRO DE OPERAÇÃO DA TRANSMISSÃO DA ELETROSUL NO NOVO MODELO DO SETOR ELÉTRICO Tema: 01 Centros de Controle Autores: GILBERTO SIQUEIRA, ALCEU SARTOR J,LUCIANO PAMATO SANTANNA Empresa ou Entidade: ELETROSUL PALAVRAS-CHAVE: Centro EMS Especificação CSC Controle Telecontrole DADOS DO AUTOR RESPONSÁVEL Nome: Gilberto Siqueira Cargo: Chefe de Setor Endereço R. Antonio Edu Vieira 999 DES CEP Telefone: Fax: siqueira@eletrosul.gov.br asartor@eletrosul.gov.br pamato@eletrosul.gov.br 2) Minuta da ET 3) Consulta prévia a fornecedores tradicionais 4) Revisão geral, com consultor especializado, e baseada nos comentários dos fornecedores 5) Avaliação técnica/preço Destaca-se no método, a consulta prévia que realizamos enviando aos mais importantes fornecedores (SIEMENS, ABB, ALSTOM, GE, CEPEL e FOXBORO) uma minuta das Especificações Técnicas. Foram realizadas reuniões com estes fornecedores, quando foram discutidos os comentários à ET, análise de adequação ao produto do fornecedor, estimativa de preços e sugestão de alternativas. Foi também contratado consultor especializado para revisão geral da ET em conjunto com os técnicos da ELETROSUL. Este consultor foi contratado também para realizar treinamento da equipe técnica da ELETROSUL transferindo conhecimentos de Sistema SCADA/EMS, suas capacidades e limitações bem como tendências da indústria. Além da ET ter que atender às particularidades funcionais, por outro lado, no sentido de atender ao requisito custo é necessário também se aproximar de produtos padrões de fornecedores tradicionais sem esquecer da rápida e constante evolução tecnológica nesta área. São definidos, também, serviços de manutenção, suporte, up-grade e updates no sentido de proteger a disponibilidade e eficácia do sistema. 1

2 1. INTRODUÇÃO A ELETROSUL, Empresa Transmissora de Energia Elétrica do Sul do Brasil S.A., foi uma das primeiras empresas a ser adequada ao novo modelo do setor elétrico brasileiro. A cisão da antiga ELETROSUL, Centrais Elétricas do Sul do Brasil S.A., em duas empresas, uma exclusivamente de transmissão e outra de geração, criou a figura da empresa responsável por disponibilizar recursos para o transporte da energia elétrica sem a direta responsabilidade de manter o fornecimento nos níveis necessários. Assim, cabe a ELETROSUL fundamentalmente colocar disponível os seus circuitos de transmissão para a operação do sistema de potencia. Com a criação do ONS e a cessão total do Centro de Supervisão e Controle da ELETROSUL, o sistema DETRE, a este ONS, configurando o Centro de Operação da Região Sul, COSR-S, a ELETROSUL ficou sem um centro próprio e, paliativamente, duas consoles deste sistema foram disponibilizadas a ELETROSUL. Desta forma, em termos de centro, a ELETROSUL ficou completamente dependente do ONS. Esta situação, e como o ONS está adquirindo um novo centro moderno em substituição ao sistema DETRE, que deixara de operar, obrigou a ELETROSUL a instalar um centro de transição e iniciar a especificação para licitar um novo sistema específico para o controle do seu sistema de transmissão e adequado a sua atual condição de empresa de transmissão. Como a ELETROSUL já dispunha do sistema SCADA, desenvolvido pelo CEPEL, controlando e supervisionando todas as suas subestações, foi possível com baixo custo e em curto prazo, aproveitando toda a configuração de base de dados e telas existentes, implantar o centro de transição baseado no sistema SAGE. Este centro de transição está em operação, hoje, sem as funcionalidades de EMS e sem conexão direta com as UTRs, os dados são distribuídos pelas controladoras, que estão interpostas entre o centro e as subestações. Para a implantação de um centro definitivo a diretoria da ELETROSUL decidiu licitar um novo centro que refletisse o estado da arte em termos de centro. Entre os vários requisitos do novo sistema estavam que fosse um sistema moderno, com interfaces padronizadas, e que permitisse a incorporação de funções avançadas, p. ex. auxílio a recomposição, tratamento de alarmes, disponibilização de informações para rede corporativa, além daquelas tradicionais de um sistema EMS (Energy Management System). Este sistema tem que atender também as condições do novo modelo do setor aberto, desregulamentado, com diversos agentes com interesses as vezes conflitantes e sujeito ás regras de penalização, exigindo a especificação de novas funcionalidades. 2. A ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA 2.1 ETAPAS DE ELABORAÇÃO A elaboração da especificação técnica pode ser dividida em quatro etapas, etapas estas que viabilizaram um documento fortemente consolidado com alta perspectiva de sucesso. A) MINUTA Inicialmente, foi criado um grupo de trabalho, interdepartamental, que aproveitando o texto da ET recentemente 2

3 utilizado pelo ONS para a aquisição do seu novo centro, elaborou uma nova especificação técnica adequada às características da ELETROSUL e com capacidade de telecontrolar, em retaguarda, suas subestações. Este grupo não trabalhou em tempo integral e como também era responsável pela implantação do já citado centro de transição e dos telecontroles em andamento a elaboração desta minuta demorou da ordem de um ano. Neste período ocorreram várias apresentações de fornecedores de centros de supervisão e controle. B) COMENTÁRIOS Após a conclusão da minuta, esta foi encaminhada a seis tradicionais fornecedores de centros de supervisão e controle deste porte: GE, ABB, SIEMENS, ALSTOM, CEPEL e FOXBORO solicitando contribuição com comentários ao conteúdo técnico desta especificação inclusive analisando as funcionalidades e requisitos técnicos com relação ao seu produto, como também estimativa de custos, sem compromisso, para previsão orçamentária. Nesta etapa, houve várias trocas de comentários por e- mail e reuniões, com presença de alguns desses fornecedores, que foram muito proveitosas para aumentar o conhecimento técnico da equipe ELETROSUL e permitir uma revisão mais consciente da ET. C) REVISÃO Para elaborar revisão geral no texto da especificação técnica foi realizada uma licitação para contratação de uma empresa de consultoria especializada em centros de controle. Então foi contratada a KEMA Consulting que elaborou um plano de trabalho composto de diagnóstico da situação atual, análise de requisitos, seminário curto de treinamento da equipe ELETROSUL, reuniões de discussão técnica e revisão propriamente dita do texto com a proposta da KEMA, com comentários da ELETROSUL e considerando, conforme citado no item anterior, as contribuições dos fornecedores. D) EDITAL O edital está sendo elaborado pela própria equipe da ELETROSUL e definido como do tipo técnica/preço. Na ocasião da elaboração deste trabalho estávamos executando a revisão da ET e elaboração do edital. Na ocasião da apresentação deste trabalho poderemos fornecer mais detalhes do resultado da licitação. 2.2 CONTEÚDO DA ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA A Especificação técnica foi divida em 11 capítulos: 1. Introdução 2. Requisitos Gerais Do SSC 3. Requisitos De Hardware Do SSC 4. Software Do Sistema 5. Funções SCADA 6. Software Aplicativo 7. Interface Do Usuário 8. Documentação Técnica 9. Plano De Treinamento 10. Garantia De Qualidade, Testes E Serviços De Manutenção E Suporte 11. Gerenciamento Do Projeto A seguir, um resumo de alguns pontos importantes da ET: 3

4 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA O SSC conforme entregue pelo Fornecedor deverá ser dimensionado para processar todas as funções especificadas nas respectivas dimensões finais, incluindo todos os requisitos de aquisição de dados associados com as UTR, existentes e futuras, e enlaces de dados com SDSC, com o COSR-S, e pelo menos 5 com (cinco) Centros de controle de outras Empresas. Na ET são apresentadas tabelas de quantidades de pontos, enlaces, interfaces com o usuário, alarmes, UTRs, barras, nós, etc. O sistema é especificado com capacidade de telecontrole de todas as subestações da ELETROSUL. REQUISITOS GERAIS DE HARDWARE As principais funcionalidades a serem suportadas pela configuração de hardware proposta estão relacionadas no capítulo 2 como funções críticas e não críticas. Tais funções poderão ser executadas quer individualmente, através de máquinas dedicadas e separadas, ou através de máquinas reunindo várias destas funcionalidades a critério do Fornecedor desde que atendendo os requisitos funcionais de performance e de segurança. Contudo, as seguintes funções deverão ser executadas em equipamentos separados: aquisição de dados das UTR e SDSC, conexão com o COSR-S e Centros de Operação de outras Empresas ; SCADA Funções Avançadas (EMS); Sistema de desenvolvimento; Armazenamento histórico. FUNÇÕES DE TEMPO REAL A seqüência em tempo real deverá conter no mínimo os seguintes programas disponíveis e integrados no ambiente a ser fornecido: Configurador de Redes; Estimador de Estado; Parameter Adaptation ; Análise de Contingência com Configurador associado; Fluxo de Potência/Fluxo de Potência do operador. 4

5 CONFIGURAÇÃO FUNCIONAL DO SISTEMA Subsistema de Comunicação Consoles e outros equipamentos de IHM equipamentos de IHM FIREWALL Satélite LAN Redundante GPS Servidores de comunicação com as UTR e SDSC FIREWALL Servidores de histórico Servidor do Sistema de Desenvolvimento e Manutenção de Base de dados (reserva fria sistema de microondas e dos Servidores ondas portadoras de Aplicação Principal) Servidor de I/O local Simulador de treinamento Rede Corporativa DOCUMENTAÇÃO TÉCNICA Além dos costumeiros requisitos de documentação técnica a ET ressalta, e consideramos fundamental, o destaque dado na especificação para o Workstatement e a Lista de Pontos: WORKSTATEMENT O objetivo deste workstatement (caderno de encargos) é definir o detalhamento executivo de todo o Sistema de Supervisão e Controle, a partir do conhecimento das características técnicas dos produtos efetivamente ofertados pelo Fornecedor e para um atendimento integral a esta Especificação Técnica, ou seja, particularizar a Especificação Técnica às características do hardware e software que efetivamente estão sendo fornecidos, devendo inclusive conter os entendimentos finais após os esclarecimentos realizados no período das propostas. Tem o objetivo também de identificar todas as necessidades de suprimento e os respectivos critérios de agrupamento em 5

6 painéis, que irão permitir ao Fornecedor confirmar os processos de compra e de fabricação. A elaboração deste documento é de responsabilidade do fornecedor, devendo o mesmo ser sujeito à aprovação da ELETROSUL. Antes do início da elaboração do workstatement deverá ser fornecido treinamento básico sobre o sistema padrão do fornecedor, detalhando suas características e particularidades, no sentido de viabilizar a participação da ELETROSUL na elaboração e aprovação deste documento. O relatório final do workstatement deverá ser um anteprojeto do Sistema de Supervisão e Controle, com definição de toda a sua concepção básica, permitindo definir todo o suprimento, etapas, configurações e documentos necessários, identificar processos prioritários e críticos para o atendimento das metas estabelecidas e conter informações suficientes para elaboração do projeto detalhado e integração do sistema, inclusive o cronograma executivo do fornecimento e treinamento. LISTA DE PONTOS O fornecedor deverá elaborar e submeter à aprovação prévia lista de pontos, físicos e lógicos, do sistema de supervisão e controle com base nos padrões utilizados pela ELETROSUL. Esta lista terá em campos próprios: identificação do dispositivo, discriminação do ponto, tipo, ligação de hardware, configuração do protocolo, definição dos centros, aplicação, etc. Deverá ser elaborada utilizando aplicativo amigável, com facilidade de edição, atualização, modificação e obtenção de relatórios. A descrição dos pontos e eventos seguirá o padrão da ELETROSUL de maneira a facilitar o entendimento e treinamento do pessoal responsável pela operação e manutenção do sistema. Ao longo do projeto caberá à contratada atualizar esta lista sob aprovação da ELETROSUL, emitindo ao final do comissionamento uma versão final revisada. A inclusão de novos mnemônicos ou outras informações na lista deverá ser submetida à aprovação da ELETROSUL. Deverão ser incluídos na Lista de Pontos as variáveis calculadas ou resultado de lógicas, indicando parcelas e tipo/lógica de cálculo. SIMULADOR DE TREINAMENTO DE OPERADORES O simulador deverá ser fornecido em ambiente separado, porém interligado também à rede, com a função de treinamento e testes, no qual o operador deverá usar uma réplica do SSC para praticar com segurança as várias funções operacionais em condições operativas normais e de emergência do sistema de potência. 2.3 LISTA DE TOPICOS DE DESTAQUE Alguns assuntos foram objetos de análise e discussões mais profundas e merecem destaque, sendo de importância fundamental ser reportada neste trabalho a experiência para aproveitamento de futuros elaboradores de especificações técnicas similares. Durante as etapas de elaboração da minuta e durante a etapa de comentários dos fornecedores, alguns tópicos eram freqüentemente objeto de posições distintas e suscitavam interessantes discussões. Durante a etapa de revisão da ET foi solicitada à KEMA uma análise e recomendação sobre os seguintes tópicos que constam da ET e que resultaram em 6

7 assuntos para serem discutidos em reunião: 1. Arquitetura considerando a situação atual e futura dos meios de comunicação da ELETROSUL, considerando também as UTRs existentes, o intercâmbio com outras empresas e com o ONS O atual sistema de comunicação da ELETROSUL, micro-ondas e carrier, permite apenas comunicação radial, mas está também em fase de especificação uma anel óptico que permitirá a implantação de um anel e uma rede WAN. As UTRS da ELETROSUL têm capacidade de falar com dois centros, mas existe a necessidade de comunicar com três centros, o centro do ONS, a controladora da subestação e o centro de controle, no sentido de atender os requisitos do procedimento de rede e viabilizar confiabilidade e flexibilidade para o telecontrole de subestações desassistidas. Assim, dependendo de cada caso e estudo específico, haverá um elemento interposto na comunicação com um dos centros, enquanto a ELETROSUL não possuir o novo anel de comunicação e/ou enquanto as UTRs não forem adaptadas para falarem em rede ou com três centros. Esta situação obrigou a ET exigir uma arquitetura flexível e com capacidade de se adaptar aos diferentes cenários possíveis. Alguns fornecedores defenderam, em função do preço e do aumento de capacidade dos PCs, a revisão da ET no sentido de aceitar esta tecnologia. Apesar de, a princípio se preferir especificar plataformas abertas e os requisitos de dimensionamento, expansão, desempenho e disponibilidade do sistema que deverão cumprir os servidores principais e, com base nestes requisitos os proponentes definirem o hardware, optou-se por especificar hardware dos servidores principais baseados em WS RISC devido a ainda maior qualidade e garantia destes equipamentos em comparação com a eventual possibilidade de se ver obrigado a aceitar hardware de menor disponibilidade e/ou com procedência duvidosa. 3. Capacidade de receber e gerenciar dados telemedidos de duas fontes distintas Na arquitetura de maior flexibilidade e disponibilidade o SSC poderá receber dados das controladoras ou diretamente das remotas, assim um dos requisitos é que o sistema deverá gerenciar esses dados definindo a fonte principal e backup. O chaveamento entre as fontes deverá ser automático e sem perda de integridade da base de dados. 4. Hardware atualizado à época do TAC (teste de campo) 2. Hardware dos servidores principais em PC ou Work Station RISC 7

8 Apesar das vantagens de se receber um sistema super atualizado, devido os comentários generalizados dos fornecedores consultados de que este requisito causaria um custo significativamente superior e considerando o objetivo de se implantar o sistema em curto prazo, decidimos por retirar este requisito. Outro motivo, são as incertezas oriundas de se utilizar um hardware diferente daquele utilizado no TAF (teste de aceitação em fábrica). 5. Requisitos de Upgrade e update do sistema De forma a viabilizar a atualização do sistema são definidos requisitos de hardware e software que devem ser fornecidos até vencer o período de garantia. 6. Centro reserva Deverá ser previsto um sistema reserva, alternativo ao SSC principal, que será instalado fisicamente em outro prédio da ELETROSUL, numa controladora. O sistema terá a capacidade mínima de supervisão e controle de todas as subestações, quando da indisponibilidade do SSC principal por motivo de manutenção ou condição de emergência. 7. Funções aplicativas específicas: a. Análise de indisponibilidade b. Inteligência de alarmes c. Recomposição automática d. Monitoração de equipamentos e. Ordens de manobra padronizadas f. Interface com os aplicativos de pré e pós-operação As Funções aplicativas específicas serão objeto de detalhamento no workstatement mas neste trabalho ilustramos o resumo de algumas: Controle Automático de Tensão (CAT) O programa de Controle Automático de Tensão (CAT) tem por objetivo exercer um controle eficiente das tensões nos barramentos secundários dos transformadores com comutação sob carga. Sistema Inteligente de Processamento de Alarmes Esta função deverá ser capaz de analisar e diagnosticar ocorrências no sistema elétrico a partir do processamento de alarmes originados no SCADA. O objetivo é de auxiliar o Operador nas tomadas de decisão durante as faltas no sistema de transmissão, quando é gerada uma quantidade muito grande de alarmes. O sistema deverá estar totalmente integrado ao ambiente de tempo-real. Ordens de Manobras Padronizadas Esta função deverá ser capaz de executar ou auxiliar o Operador nas manobras de liberação de circuitos/equipamentos para as equipes de manutenção, ou nas manobras de mudanças de topologia do sistema elétrico. O sistema deverá estar totalmente integrado ao ambiente de tempo-real, e permitir a partir deste, acessar e interagir tanto com banco de dados da equipe de programação de desligamentos quanto com o banco de dados de Ordens de Manobra Padronizadas da ELETROSUL. Análise de Indisponibilidades/Penalidades para o Sistema de Transmissão Esta função deverá ser capaz de analisar os reflexos das indisponibilidades dos 8

9 Circuitos/Equipamentos/Linhas de Transmissão na parcela variável da receita da ELETROSUL, e ainda sugerir alternativas ao Operador para otimizar o restabelecimento das condições operativas necessárias visando manter o máximo de disponibilidade do sistema de transmissão. O sistema deverá estar totalmente integrado ao ambiente de tempo-real e modo estudo. 8. Requisitos de flexibilidade para atender funções futuras O fornecedor deverá descrever na proposta os meios que permitirão à ELETROSUL incorporar novas funcionalidades, expandir e adequar as aplicações fornecidas às necessidades de mudança das suas responsabilidades. 2.4 REQUISITOS DE PRE- QUALIFICAÇÃO A habilitação técnica para participar da licitação é fundamental para o sucesso do empreendimento. Neste sentido os requisitos de pre-qualificação devem limitar a participação para fornecedores de reconhecida experiência neste tipo de empreendimento. Assim, é requisitado ao proponente fornecer atestados em nome do proponente por concessionária de energia elétrica brasileira ou estrangeira comprovando o fornecimento de sistemas similares com o desempenho requerido e também comprovando a sua experiência em projeto, desenvolvimento, comissionamento de sistemas EMS ou SCADA em operação, para sistemas de energia elétrica de transmissão com no mínimo dez subestações de tensão igual ou superior a 500kV. 9

10 2.5 MARCOS DE PAGAMENTOS MARCO DESCRIÇÃO PRAZO PAGAMENTO 1 - Conclusão do Workstatement e 2 10% Assinatura do contrato 2 - Entrega e instalação dos Sistemas de 4 5% Edição do banco de dados, Formatação de display e Emissão de Relatórios - Conclusão dos respectivos Treinamentos 3 - Aprovação das especificações das 6 5% funções aplicativas específicas 4 - Aprovação do plano de documentação 8 5% - Emissão das ordens de compra do hardware - Protocolo de comunicação das UTR s/ Controladoras, COSR-S e outros Centros de Operação 5 - Arquitetura aprovada operando na 12 10% plataforma do Fornecedor - Banco de dados e displays do COT operando na plataforma do Fornecedor - Procedimentos dos testes de aceitação aprovados - Aprovação do Plano de Migração do Sistema existente 6 - Testes de Aceitação em Fábrica 15 20% Aprovados (TAF) 7 - Conclusão da entrega do hardware, 16 5% instalação e energização em campo 8 - Testes de Aceitação no Campo 21 10% Aprovados (TAC) - incluindo testes ponto-a-ponto e desempenho - Conclusão da aprovação e entrega de toda documentação 9 - Instalação e colocação em operação das 22 10% funções aplicativas específicas - Conclusão do Treinamento dos operadores e fornecimento do OTS 10 - Conclusão da Demonstração de 24 10% Disponibilidade e Emissão do Certificado de Aceitação Provisória (CAP) 11 - Término do Período de Garantia/Implantação nova versão do software e Emissão do Certificado de Aceitação Final 48 10% 10

11 2.6 AVALIAÇÃO TÉCNICA PREÇO Neste tipo de sistema a avaliação técnica/preço é, também, fundamental para o sucesso do edital, no sentido de permitir a aquisição do melhor sistema por um preço adequado e não simplesmente o sistema mais barato. São selecionados os requisitos mais importantes para os quais são atribuídos pesos. A cada proposta é definida uma nota para cada requisito. A totalização das notas ponderadas pelos pesos define a pontuação técnica de cada proposta. Esta nota técnica final é utilizada para equalização dos valores de custos entre os diversos proponentes obtendo-se assim a melhor proposta técnica preço. Na ocasião da elaboração deste trabalho estávamos discutindo os itens e pesos desta avaliação que iremos divulgar na ocasião da apresentação do trabalho. 3. CONCLUSÃO A experiência de elaboração da Especificação Técnica para a aquisição do novo Centro de Supervisão e Controle da ELETROSUL demonstrou a fundamental importância de se analisar, definir e ressaltar os requisitos com relação aos seguintes itens: pré-qualificação, avaliação técnica preço, workstatement, funcionalidades, up-date e up-grade e marcos de pagamento. A ampla análise e discussão de alguns tópicos viabilizaram uma ET consciente e adequada às particularidades e necessidades da ELETROSUL. Consideramos, também, fundamental para o processo de licitação de um empreendimento deste tipo o fato de se ter inicialmente elaborado uma minuta da ET com equipe interna, depois tê-la submetido à avaliação de fornecedores renomados e finalmente realizar uma revisão geral com participação de um consultor especializado e da própria equipe ELETROSUL. DADOS DOS AUTORES: Nome: GILBERTO SIQUEIRA Endereço R. Antonio Edu Vieira 999 DES Telefone: +(55 48) Fax: +(55 48) siqueira@eletrosul.gov.br Nome: ALCEU SARTOR Endereço R. Antonio Edu Vieira 999 DES Telefone: +(55 48) Fax: +(55 48) asartor@eletrosul.gov.br Nome: LUCIANO PAMATO SANTANNA Endereço R. Antonio Edu Vieira 999 DOS Telefone: +(55 48) Fax: +(55 48) pamato@eletrosul.gov.br 11