SUBESTAÇÕES SCMS Sistema de monitoramento de corrente de fuga
SCMS / STRAY CURRENT MONITORING SYSTEM (SISTEMA DE MONITORAMENTO DE CORRENTE DE FUGA) Definição de corrente de fuga O funcionamento dos sistemas de tração de CC requer medidas adequadas para evitar a corrosão causada por correntes de fuga em instalações ferroviárias e não-ferroviárias. Com essa finalidade, a norma europeia EN50122-2:2011 (Anexo B) recomenda uma supervisão contínua do isolamento ferroviário. O Sécheron Stray Current Monitoring System é um método simples e eficiente de monitoramento da corrente de fuga, que evita a medição manual repetitiva e qualquer interferência com o sistema de coleta da corrente de fuga. O sistema mede continuamente o potencial da conexão dos trilhos à terra em condições operacionais, de forma completa e com capacidade de análise, visualização, sinalização e armazenamento centrais. As correntes de fuga são definidas como as correntes que se desviaram do seu alvo. Quaisquer estruturas metálicas, por exemplo, uma tubulação enterrada, representa um circuito de corrente de baixa resistência e é, portanto, fundamentalmente vulnerável aos efeitos de correntes de fuga. 1 ampere de corrente de fuga pode oxidar 9,11 kg de ferro por ano. Corrente de retorno Corrosão Corrosão Tubos subterrâneos Corrente de fuga Princípio de monitoramento da corrente de fuga em casos de flutuação O potencial entre o aterramento e os trilhos flutua, já que o circuito de retorno está flutuando. Circuito elétrico Corrente de tração em fiação de contato Subestação Corrente dos trilhos Distribuição de potencial Potencial dos trilhos comparado ao neutro sem deficiência de isolamento Aterramento neutro Potencial dos trilhos comparado ao neutro com deficiência de isolamento 2
Um sistema íntegro apresenta um perfil de tensão específica, denominada "referência" ou ''impressão". A deficiência do isolamento entre os trilhos e o aterramento vai modificar esta distribuição de tensão. O potencial dos trilhos pode ser usado para assegurar a integridade do isolamento e determinar uma modificação no comportamento da corrente de fuga, através de comparação com as curvas de referência. Com base em uma medida potencial dos trilhos, vemos Vantagens: Medição mais simples e prática Nenhuma interferência com o sistema de coleta da corrente de fuga Melhor sistema para limitar o nível de corrente de fuga Desvantagens: Medição relativa e indireta Dependente da operação de linha (trens, intervalo, sem sistema de parada do trem) A linha deve ser certificada, íntegra e estar em conformidade com os requisitos da norma antes do registro de referência. Arquitetura Avaliação remota através do modem ou da internet Unidade central de avaliação Linha de contato Circuito de retorno Sistema de medição Transmissão de dados O Stray Current Monitoring System (SCMS) recolhe continuamente os dados da tensão entre o circuito de retorno e a estrutura de aterramento, ao longo da linha. O valor potencial é medido através do dispositivo de limitação de tensão (VLD, Voltage Limiting Device). O SCMS inclui as seguintes funções: A criação de linhas e estações da rede, até 10 linhas e 60 pontos de controle A aquisição de dados e a transmissão através da rede de comunicação A determinação da referência de dados A integração do algoritmo específico, dependendo do tipo de rede A supervisão do status do VLD em todas as estações e o alarme, caso o dispositivo tenha funcionado A análise automática permanente dos valores registrados, realizada pela unidade central de avaliação, além do alarme em caso de aumentos na corrente de fuga A localização da falha detectada A análise manual dos possíveis valores registrados O armazenamento dos valores medidos em CEU A exportação dos valores medidos e registados A comunicação com o sistema SCADA O SCMS pode se adaptar a qualquer rede, tanto nova quanto já existente. Aterramento estrutural 3
SCMS / STRAY CURRENT MONITORING SYSTEM (SISTEMA DE MONITORAMENTO DE CORRENTE DE FUGA) CEU - Central Evaluation Unit (Unidade de Avaliação Central) As funções do SCMS são realizadas no CEU. O CEU inclui um programa de interface para representar os dados em tempo real capturados pelo SCMS, bem como os dados armazenados no banco de dados. Este programa de interface também permite que o usuário visualize os dados de maneiras diferentes, exporte os dados assinalados, execute várias análises manuais dos dados armazenados e definindo parâmetros ao SCMS. O CEU é projetado com memória suficiente para armazenar, pelo menos, 16 semanas de valores instantâneos e armazenar médias de valores por 10 anos. Os dados armazenados no CEU são mantidos em segurança em um sistema redundante de disco rígido RAID-1. Os dados podem ser exportados para arquivos de texto. O CEU se comunica com o sistema de rede e com o SCADA através de diferentes tipos de protocolos de comunicação: IEC61850, IEC60870-5-104 (-5-101), Modbus-TCP, DNP3.0 com conectividade flexível (cabo de cobre RJ45, fibra ótica). Gestão de alarmes e eventos Medição Número máximo de linhas 10 Número máximo de pontos de medição Frequência de aquisição Comunicação Protocolo de comunicação Visualização e armazenamento Valores instantâneos Valores da análise de curto prazo Valores da análise de longo prazo Tamanho total da memória Idiomas disponíveis Histograma do número de operação do contador Análise Número de aquisição para o perfil de referência Número de aquisições (global) Período de registro diário Mín. 60 para um sistema 1 seg Protocolo fieldbus padrão Em função do tempo Últimas 16 semanas Média de valores / Média do valor absoluto Em função do tempo ou da posição Janela da média de 1 a 60 min. Armazenamento por no mín. 10 anos Média de valores / Média do valor absoluto Em função do tempo ou da posição Janela da média de 1 a 30 dias Armazenamento por no mín. 10 anos 1 TB Inglês 10 medições mais relevantes Todos os pontos por 16 semanas Valores médios salvos por 10 anos Ajustável 4 Visão geral da linha Lista dos alarmes
Representação em função da localização Valores típicos do potencial de linha durante o funcionamento (impressão digital) Referência da localização da deficiência do isolamento Representação em função do tempo Os valores de curto prazo permitem a análise da deficiência do isolamento Os valores de longo prazo permitem a análise da tendência No final de cada dia, o programa gera automaticamente um arquivo de análise dos dados registrados durante o dia e o salva como arquivo csv. A janela de análise permite ter acesso aos arquivos de histórico e gerar um relatório pdf. 5
SCMS / STRAY CURRENT MONITORING SYSTEM (SISTEMA DE MONITORAMENTO DE CORRENTE DE FUGA) Medição e certificação dos trilhos A variação do potencial estrutural pode ser considerada como nula e, assim, compatível com o requerimento da EN50122-2 (<200 mv). Antes do registro dos dados de referência, a Sécheron pode fornecer o serviço de seus especialistas em aterramento e equipotenciação para a certificação dos trilhos. Esta competência permite que sejam feitas verificações, se a instalação atende às características definidas pela norma EN50122-2: 2010: Medição da resistência dos trilhos Condutância por comprimento entre os trilhos percorríveis e as estruturas Certificação de isolamento das junções ferroviárias Interferência da corrente de fuga de estruturas de concreto armado Emissão de corrente de fuga Competência e recomendação Treinamento do pessoal Assistência com registro dos dados de referência Suporte de parametrização Início do projeto Fase de design e de construção Serviços de engenharia em aterramento e equipotenciação Treinamento para o controle da condutância entre o aterramento e os trilhos antes da soldagem Fase de comissionamento Certificado de isolamento da junção dos trilhos Certificado de mudança da potencial da estrutura menor do que 200 mv Certificado de trackwork (isolamento dos trilhos) Simulação do potencial dos trilhos - aterramento Fase de registro de referência Fase de operação Definição das configurações de proteção Monitoramento para manutenção (intervalo de teste) Tempo 6
Coleta de dados do VLD O Stray Current Monitoring System (SCMS) recolhe continuamente os dados do dispositivo limitador de tensão (VLD) ao longo da linha: a tensão entre o circuito de retorno e a estrutura do aterramento, através do sensor de alta precisão, a corrente potencial que flui no VLD, através de um sensor de alta precisão, o status do VLD. SISTEMA DE MONITORAMENTO DE CORRENTES DE FUGA BARRAMENTO PLC PLC PLC V A V A V A VLD VLD VLD VLD Como gerenciar a corrente de fuga? Circuito de retorno flutuante negativo (não aterrado) Subestação de tração próxima à estação de passageiros Subestações de tração razoavelmente espaçadas Trilhos soldados continuamente Junção dos dormentes contínua eletricamente ("coletor de corrente de fuga") Concreto de alta resistência para os dormentes, por exemplo, aditivo de microssílica Depósito eletricamente isolado da linha principal Rede realocadas, projetadas com provisões de controle de corrente de fuga Alta resistência trilho-aterramento 7
SG825868BPT_BR_B00-09.14 Sécheron SA Rue du Pré-Bouvier 25 1217 Meyrin - Genebra CH-Suíça Tel: +41 (0)22 739 41 11 Fax: +41 (0)22 739 48 11 substations@secheron.com www.secheron.com Este documento não tem valor contratual e contém informações correspondentes ao nível de tecnologia na data de sua impressão. A Sécheron, a qualquer momento, reserva-se o direito de modificar e/ou aperfeiçoar o produto cujas características estão descritas neste documento, conforme as novas tecnologias assim o exigir. É da responsabilidade do comprador informar-se sobre as condições e requisitos de manutenção do produto, sejam quais forem as circunstâncias. A Sécheron reserva-se todos os direitos, especialmente aqueles oriundos das nossas Condições Gerais de Fornecimento. Copyright 2007 Sécheron SA