COMISSÃO DE INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA REGIONAL COMITÊ NACIONAL BRASILEIRO SEMINÁRIO INTERNACIONAL SOBRE GESTÃO DE PERDAS, EFICIENTIZAÇÃO ENERGÉTICA E PROTEÇÃO DA RECEITA NO SETOR ELÉTRICO Área de Distribuição e Comercialização Identificação do Trabalho: BR-46 Maceió, Brasil, Agosto de 2005 GASA GERÊNCIA DOS ALIMENTADORES DAS SUBESTAÇÕES AUTOMATIZADAS Tema: 1.1. Perdas Técnicas Autor: JOSÉ MARCOS KLOSTER Empresa ou Entidade: COPEL COMPANHIA PARANAENSE DE ENERGIA PALAVRAS-CHAVE - Perdas técnicas. - Programas de medições. - Planejamento da distribuição. - Gerenciamento de carga de alimentadores. - Medições de subestações automatizadas. RESUMO DO TRABALHO GASA Gerência dos Alimentadores das Subestações Automatizadas. Programa desenvolvido em Delphi que tem por objetivo disponibilizar as medições dos alimentadores das barras 34.5 e 13.8 kv de subestações automatizadas. Através dos valores de corrente e tensão o programa fornece aos usuários valores de potência (ativa, reativa e aparente), fator de potência, energia (MWh), corrente e tensão por fase, entre outros. Os dados são atualizados diariamente e disponibilizados de forma detalhada (minuto a minuto) ou integralizada (hora a hora). DADOS DO AUTOR RESPONSÁVEL Nome: José Marcos Kloster Cargo: Técnico de Distribuição Endereço: Rua José Izidoro Biazetto. 158 Bloco C Mossunguê Curitiba/PR CEP 81200-240 Telefone: (41) 3331 3874 ou (41) 3331 4141 ramal 3874 Fax: (41) 3331 3266 E-mail: kloster@copel.com E-Mail: O banco de dados possui aproximadamente 1.600 (um mil e seiscentos) alimentadores distribuídos em quase 300 subestações de um total de 370 existentes na Copel. Devido a importância do sistema, o mesmo é monitorado diariamente, com análise das medições e do banco de dados gerado. O programa se tornou importante ferramenta no manejo de dados que auxiliam os usuários nas atividades de planejamento, operação, manutenção, entre outras. Além disso, se tornou essencial nas análises de perdas no sistema de distribuição, devido a sua praticidade, rapidez e confiabilidade dos dados apresentados. Os dados são fornecidos em forma de planilha ou gráficos, separado por módulos.
Introdução: Devido ao processo de automação de subestações, onde foi possível disponibilizar de forma confiável e dinâmica dados de medições de alimentadores, se percebeu a necessidade de um programa para gerenciamento e controle dos valores medidos. Desta forma foi desenvolvido em ambiente Delphi um sistema que além de armazenar os dados por determinado período, fornece com qualidade informações para as áreas de planejamento, relacionamento com o mercado, controle de qualidade, operação e outras, tornando-se ferramenta indispensável aos profissionais envolvidos. Sistema Gasa: O sistema de automação de subestações da Copel possui dois módulos de medição em cada alimentador, um de tensão e outro de corrente. Estes módulos recebem informações dos transformadores de corrente e de potencial, localizados nos barramentos e nas saídas de cada circuito. Além disso, o módulo de corrente calcula e disponibiliza valores de potência ativa e reativa. Os dados são integralizados minuto a minuto, contendo os valores por fase (com exceção dos valores de potência, que disponibiliza somente o valor total do circuito) e são armazenados em micros exclusivos localizados nos Centros de Operação da Distribuição (COD s), onde ficam disponíveis por um período de trinta dias. Estes micros são denominados de Hispger ou NT s. Um servidor central armazena todos os dados em um banco, onde ficam disponíveis para consulta por um período de até um ano. Os dados são carregados diariamente, durante a madrugada, através da rede de fibra ótica da Empresa, que permite a comunicação entre o servidor central e os micros NT s de cada COD (cinco no total). Os dados armazenados ficam formatados em Excel, o que permite que o GASA se comunique com o banco e processe as solicitações. (Anexos figuras 1 e 2). O sistema GASA possui dois módulos de trabalho distintos, o módulo um apresenta valores minuto a minuto, enquanto o módulo dois mostra valores de hora em hora. (anexos figura 3). 1) Módulo minuto a minuto: Neste módulo são apresentados valores idênticos aos fornecidos pelos módulos de medição da cada circuito. O módulo apresenta três opções para consulta, contemplando valores de corrente, tensão, potência ativa, reativa, aparente e valores de energia consumida, este com cálculo do fator de carga. Os dados ficam disponíveis por um período de noventa dias. As três opções são: gráficos, totalização e energia. (Anexos figura 4). a) Gráficos: Nesta opção o usuário pode consultar valores de tensão por fase (do barramento), de corrente por fase (de cada alimentador) e de potência ativa, reativa e aparente (esta calculada pelo próprio programa). A visualização da consulta é por meio de gráficos que contém uma planilha em anexo com os valores das medições. Os gráficos possuem opção de execução em 3D ou normal, as duas com recurso de zoom, caso o usuário necessite de uma análise mais detalhada. Os dados podem ser exportados para o Excel, ou através de Clipboard fica disponível para colagem em outros aplicativos, a critério do usuário. (Anexos figura 5). b) Totalização: São apresentados valores de corrente por fase, potência ativa, potência reativa e aparente, com opção de escolha de barramento ou de todas as barras da subestação. A visualização da consulta é por meio de gráficos que contém uma planilha em anexo com os valores das medições. Os gráficos possuem opção de execução em 3D ou normal, as duas com recurso de zoom, caso o usuário necessite de uma análise mais detalhada. Os dados podem ser exportados para o Excel, ou através de Clipboard fica disponível para colagem em outros aplicativos, a critério do usuário. (Anexos figura 6).
c) Energia: Nesta opção o usuário pode consultar os valores de energia (MWh e fator de carga) de cada alimentador, de uma subestação, de um Centro de Operação e até de toda a Empresa. O banco possui valores disponíveis por um período de um ano e são apresentados em forma de planilhas. É possível exportar dados para o Excel se necessário. Os valores são apresentados dia a dia com as devidas totalizações. (Anexos figura 7). 2) Módulo hora a hora: Neste módulo são apresentados valores integralizados para cada hora, com base nos dados fornecidos pelos módulos de medição da cada circuito. O módulo apresenta quatro opções para consulta, contemplando valores de corrente, tensão, potência ativa, reativa, aparente, valores máximos de demanda, fator de potência e curva de carga. Os dados ficam disponíveis por um período de um ano. As quatro opções são: integralização, máximas, média hora a hora e máximas diárias. a) Integralização: Nesta opção o usuário pode consultar valores de um determinado alimentador, de um barramento ou até de todos os barramentos de uma subestação. Uma planilha apresenta os valores de tensão por fase, corrente por fase, potência ativa, reativa, aparente e fator de potência. A partir da planilha o usuário pode representar graficamente as grandezas (tensão, corrente e potência). Os dados podem ser exportados para o Excel, ou através de Clipboard fica disponível para colagem em outros aplicativos, a critério do usuário. (Anexos figuras 8 e 9). b) Máximas: Nesta opção são apresentados valores de potência máximos integralizados de cada mês, com dados disponíveis até um período de um ano. A consulta é apresentada em planilha mostrando os valores de cada alimentador, por barramento e o total da subestação, indicando o dia e a hora da ocorrência da máxima. A partir da planilha é possível representar graficamente os dados. A partir do gráfico é possível exportar dados tanto para o Excel ou para outro aplicativo, utilizando a forma de Clipboard. (Anexos figura 10). c) Média hora a hora: Esta opção fornece ao usuário a curva de carga de um alimentador, de um barramento ou de todos os barramentos de uma subestação. A curva representa a média das potências medidas e integralizadas de todas as horas do dia de um período específico. Os dados disponíveis são de um período de até um ano. A partir das medições de potência ativa e reativa o sistema calcula a potência aparente e o fator de carga. Os dados são apresentados graficamente (com opção de 3D) com uma planilha anexa com os valores, sendo possível exportação de dados para o Excel ou para outro aplicativo através do Clipboard. (Anexos figura 11). d) Máximas diárias: Nesta opção são apresentados valores de potência máximos integralizados de cada dia, com dados disponíveis até o período de um ano. A consulta é apresentada em gráfico (com opção de apresentação em 3D) mostrando os valores de cada alimentador, por barramento e o total da subestação, indicando o dia e a hora da ocorrência das máximas. A partir do gráfico é possível exportar dados tanto para o Excel ou para outro aplicativo, utilizando a forma de Clipboard. (Anexos Figura 12). Outros indicadores: O sistema disponibiliza ainda para seus usuários informações a respeito de alguns equipamentos de uma subestação, como por exemplo: banco de reguladores de tensão (posição de ponteiros e contador de operações), banco de capacitores (horários
de entrada e saída de operação e contador de operações) e transformadores de potência (percentual de carregamento). Conclusões: O banco de dados contém informações de mais de noventa por cento de toda a malha de distribuição da Empresa. O sistema possui aproximadamente trezentos usuários de diversas áreas da Empresa, destacando-se planejamento de redes de distribuição, operação, manutenção, relações com o mercado, medição, controle de qualidade da distribuição, entre outros. Devido a sua praticidade, qualidade dos dados apresentados, diversificação de informações dentre outros, tornou-se ferramenta fundamental no contexto da Empresa, tanto para os usuários como também servindo de base para consulta de outros aplicativos (análise de contingências, evolução de mercado, planejamento de redes, etc.). A qualidade dos dados apresentados é controlada diariamente pelos responsáveis, como também implementações e alterações são analisadas periodicamente, visando a melhoria do sistema. Equipe responsável: - José Marcos Kloster - Marcos Anselmo Ribeiro - José Molinari Pinto - Cleverson Luiz da Silva Pinto - Joana Palu da Costa - Orlando José Pellanda Junior - Charlon João Suckow - Daniele Mary Ashikaga Bernini - Luiz Fernando da Costa Pires
Anexos:
Figura 3 Tela inicial do sistema GASA Figura 4 Módulo minuto a minuto Tela de seleção do relatório
Figura 5 Módulo minuto a minuto Gráfico de potências de um alimentador Figura 6 Módulo minuto a minuto Totalização Gráfico de potências de um barramento de 13,8 kv
Figura 7 Módulo minuto a minuto Energia Planilha de medição de MWh de um alimentador Figura 8 Módulo hora a hora Integralização Planilha com medições integralizadas de um alimentador
Figura 9 Módulo hora a hora Integralização Gráfico de corrente por fase de um alimentador Figura 10 Módulo hora a hora Máximas Planilha com as demandas máximas de dois alimentadores e do barramento de 13,8 kv
Figura 11 Módulo hora a hora Média hora a hora Gráfico típico de um alimentador de características residencial Figura 12 Módulo hora a hora Máximas diárias Gráfico de máximas por dia de um alimentador, indicando quedas de demanda nos finais de semana