INTEGRAÇÃO E AUTOMAÇÃO DOS CENTROS DE OPERAÇÃO DO SISTEMA E DA DISTRIBUIÇÃO DA NOVA CENTRAL DE OPERAÇÕES DA ELETROPAULO Abstract Carlos Augusto Longue Antoninho Borghi Nirlei Aparecida Ferreira Eletropaulo Metropolitana Eletricidade de São Paulo S/A e-mail: clongue@eletropaulo.com.br, aborghi@eletropaulo.com.br, nirlei@eletropaulo.com.br The new Eletropaulo Operating Center integrates the transmission and distribution areas through of the automation computer systems. This paper describe all systems already used in this new center and their features : System ATENDE ( this is a outage management system) System OPERA ( this system controls the medium voltage network) System SSC ( this system supervises and manages the 88kV substations) System SCADA (Distribution Network Automation System) System of Meteorology The paper shows how the new Eletropaulo Operating Center works and the integration with the data and voice network of the company. Resumo A nova Central de Operações da Eletropaulo integrou as áreas de transmissão e distribuição através da interligação dos diversos sistemas computacionais de automação da operação. O trabalho descreve todos os sistemas já implantados na nova Central de Operações e suas interligações: ƒ Sistema Atende (Gerencia todas as reclamações e ocorrências nas redes de distribuição) ƒ Sistema Opera (Controla a operação da rede de média tensão) ƒ Sistema SSC (Automação das Estações Transformadoras de Distribuição e de Chaveamento de 88 kv) ƒ Sistema SCADA (Automação da rede de Distribuição) ƒ Sistema de Meteorologia O trabalho mostra ainda o funcionamento da nova Central de Operações da Eletropaulo a sua interligação com as áreas de telecomunicações e a rede de dados da empresa. Palavras chaves Operações; integração; automação; sistemas; distribuição; transmissão. 1 - Introdução Em abril de 1999 a Eletropaulo decidiu pela mudança dos seus Centros de Operação para um prédio próprio, integrando todas as áreas de operação. A mudança foi planejada, sendo que, além dos aspectos físicos do prédio, foram criados diversos grupos para revisão e integração de todos os sistemas de Automação já em funcionamento e os novos sistemas que estavam em planejamento. A mudança ocorreu em 28/11/99, já com os sistemas de automação revisados e quase totalmente integrados.
Essa integração tem permitido uma maior velocidade na implantação e desenvolvimento de novos aplicativos, garantindo assim que a nova Central de Operações esteja apta a subsidiar, além das áreas técnicas, as áreas comerciais nas novas relações com o mercado. 2 - A nova central de operações O novo prédio da Central de Operações da Eletropaulo integra o Call-Center com 200 posições de atendimento, 390 troncos e 240 canais de URA (Unidade de Resposta Audível), o Centro de Operação da Distribuição - COD com 6 salas que operam 1.700 alimentadores, o Centro de Operação do Sistema - COS que opera as linhas de transmissão em 88kV e 138kV, as 140 Estações Transformadoras de Distribuição - ETD's e 103 consumidores ligados neste nível de tensão. O novo prédio conta ainda com uma Central de Operação das áreas de Telecomunicações operando todas as redes de rádio troncalizado próprio e os 700 km de rede de fibra óptica que interligam todas as áreas da empresa. Para a construção da Nova Central de Operações, o COS e COD foram objetos de projeto arquitetônico específico considerando os conceitos ergonômicos típicos de salas de operação, e contou com as mais modernas soluções para as questões de iluminação, consoles, cadeiras, divisórias e acústica do ambiente. A figura 1, ilustra os níveis de atendimento na operação do sistema elétrico: USINAS LINHA DE TRANSMISSÃO MAIOR QUE 230.000 V. 14 ETT s 98 pontos de entrega EPTE ETT COD S DESCENTRALIZADOS SUBTRANSMISSÃO LINHAS DE 138.000 V. ou 88.000 V. 140 ETD s 103 ETC s ETD INDUSTRIA EM AT COS RESIDENCIA CIRCUITOS PRIMÁRIOS DE DISTRIBUIÇÃO 4.800.000 CONSUMIDORES CIRCUITOS SECUNDÁRIOS DE DISTRIBUIÇÃO 127/ 220 v figura 1 TRANSFORMADORES DE DISTRIBUIÇÃO 1.700 circuitos primários 18.000 km de rede COMERCIAL / INDUSTRIAL COD CENTRALIZADO NOVA CENTRAL 3 - Integração dos sistemas de automação Os sistemas de Automação, tanto dos Centros de Operação como das Estações Transformadoras de Distribuição e das Redes de Distribuição, sempre foram desenvolvidos isoladamente, o que invariavelmente resultava em retrabalhos e duplicidades. A integração dos diversos sistemas e a remodelação de alguns permitiu a racionalização de todos os sistemas em desenvolvimento. 1
3.1 - O banco de dados A Eletropaulo possui sua base de dados da rede em um sistema denominado GRADE (Gerência de Redes Automatizadas da Distribuição) que contém todos os dados elétricos desde as Linhas de Sub- Transmissão, ETD's até as entradas dos consumidores em média e baixa tensão (primários e secundários), permitindo o controle do carregamento dos transformadores e dos circuitos, as quedas de tensão, os fluxos de carga, etc. Possui também a Base Cartográfica de toda área de concessão em coordenadas UTM, de onde é possível a representação dos diagramas unifilares, das respectivas redes. A base de dados de confiabilidade, denominada GOD (Gerência de Ocorrências da Distribuição), foi desenvolvida para o cadastramento de todas as informações das ocorrências do sistema elétrico de toda a área de concessão e também está vinculado ao GRADE. A integração dos sistemas exigia uma unificação dessas bases de dados de forma que todos os sistemas tivessem uma única base cadastral. A figura 2 abaixo ilustra a integração AVALIADOR DO SISTEMA SISTEMA TRONCALIZADO DE RÁDIO SISTEMA DE METEOROLOGIA SISTEMA DE MENSAGENS REDE DE FIBRA ÓPTICA CALL CENTER COD CENTRALIZADO COS ATENDE CONTROLE DAS RECLAMACÕES ATENDE CONTROLE DOS ATENDIMENTOS ÃS RECLAMACÕES COD DESCENTRALIZADO 7 SALAS REGIONAIS ATENDE CONTROLE DAS OCORRÊNCIAS PRIMÁRIAS OPERA VISÃO GRÁFICA DAS REDES SSC SISTEMA DE SUPERVISÃO ECONTROLE EM ETD S GRADE ATENDE CONTROLE DAS OCORRÊNCIAS SECUNDÁRIAS AUTOMACÃO DAS REDES DE DISTRIBUICÃO SCADA SISTEMA SUPERVISÃO DA TRANSMISSÃO GOD figura 2 3.2 - O novo sistema de rádio A Eletropaulo possui diversos sistemas de rádios para a comunicação com as equipes. Algumas áreas com Sistema VHF próprio em frequências específicas, outras com sistema troncalizado contratado e outras com ambos os sistemas. Esta configuração além de apresentar muitas falhas na comunicação não permitia uma integração entre as diversas áreas. A integração dos sistemas contemplou a compra de um novo sistema de rádio troncalizado cobrindo toda a sua área de concessão. 3.3 - As informações sobre a operação Todos os sistemas de automação estão integrados de forma a enviar a um único banco de dados pós operação todas as informações do tempo real. 3.4 - Modularidade As ações descritas nos itens 3.1, 3.2 e 3.3 possibilitam, como mostra a figura 2, a interligação entre todos os sistemas e a possibilidade da modularidade de operação e de controle, como citados nos exemplos abaixo: Quando não é conveniente pode-se simplesmente desativar os COD's Descentralizados e operar através do COD Centralizado. 2
Pode-se, também, através de um simples comando, passar a operação dos disjuntores do COD para o COS ou vice e versa. 4 - Mudança na estrutura gerencial 4.1 - Integração da operação A estrutura organizacional da Eletropaulo engloba em uma única Superintendência a operação das redes de transmissão e distribuição o que facilita bastante a integração de todos os sistemas de automação em desenvolvimento. 4.2 - Criação do cargo de avaliador da operação As salas de controle do COS e dos COD sempre tiveram coordenações próprias e agiam muitas vezes de forma não integrada. Foi criado na nova Central de Operações o cargo de Avaliador da Operação onde os melhores profissionais de cada sala (COS e COD) foram selecionados e designados para essa função. O novo cargo, além de integrar os problemas comuns dos Sistemas de Transmissão e Distribuição, recebeu suporte do sistema de meteorologia e sistema automático de envio de mensagens a todos os funcionários da empresa e tem como principais funções o acionamento de recursos extras e a manutenção das informações sobre os problemas que estão acontecendo no sistema elétrico. 5 Descrição dos sistemas de automação 5.1 - Sistema ATENDE O Sistema Atende gerencia todo o fluxo de informações referentes ao atendimento das ocorrências no sistema elétrico de distribuição, integrando as várias áreas envolvidas neste atendimento, que são: Call-Center, COD Centralizado e COD's Descentralizados. O funcionamento básico do Sistema Atende está descrito abaixo: Na tela de entrada de reclamações no Call-Center, figura 3, o sistema elabora a fonetização do endereço reclamado, busca no cadastro de logradouros o endereço exato e informa ao atendente a existência de reclamação no local; Localiza eletricamente cada consumidor através do nome de rua (logradouro) e número da residência do cliente; Agrupa as reclamações automaticamente (triagem) e envia uma única ocorrência ao COD correspondente, contendo a informação do provável ponto de desconexão da rede (elo fusível, religadora ou disjuntor); Possui controle individualizado para consumidores de média tensão e consumidores especiais (sobre-vida, hospitais, grandes empresas, etc..), visando priorizar o atendimento; Permite emitir avisos indivualizados, "através do correio" e também de "call-back" em interrupções no fornecimento de energia programadas. As ocorrências são automaticamente enviadas ao COD centralizado (média tensão) ou aos COD s descentralizados (baixa tensão); As ocorrências são despachadas via rádio a cada turma de campo sendo que na tela do sistema as mesmas são arrastadas para os respectivos ícones de identificação das turmas; Diversas facilidades são oferecidas ao Operador, tais como: Ordenação de ocorrências, por campo selecionado (ex. bairro, alimentador, logradouro, prioridade no atendimento, etc.); Possibilita ao Operador organizar sua área de trabalho individualmente, exibindo ou ocultando campos; O Call-Center acessa a posição e o detalhe do atendimento de cada ocorrência, no mesmo instante do novo cadastramento; Gerencia o atendimento por COD(s) selecionado(s), informando em tempo real, o tempo médio de atendimento até o momento solicitado, totaliza as reclamações pendentes, em atendimento e finalizadas, totaliza também a quantidade de turmas de manutenção trabalhando na emergência; Visualiza todas as reclamações associadas automaticamente em uma determinada ocorrência; Permite "visitar", em tempo real, qualquer outro COD; 3
Cria ocorrências programadas para horários posteriores; Ativa/desativa turmas, conforme disponibilização, para serviços emergenciais. figura 3 A figura 4 mostra a tela do gerenciamento das ocorrências e dos veículos que estão sob o comando de cada COD. Após o término dos serviços pelas equipes de manutenção, os dados são retornados e finalizados na própria tela com indicação da causa, serviços executados, horários, etc. A tela de finalização é pré-preenchida automaticamente pelo Sistema, que armazenou todas as operações efetuadas anteriormente visando agilizar e facilitar o preenchimento. Após finalizadas as ocorrências são transferidas para o Sistema de Gerência de Ocorrências da Distribuição - GOD, disponibilizando, dentre outros produtos, os principais indicadores DEC, FEC, DIC, FIC, etc.. Na figura 4, a seguir, é mostrado, também, a tela de finalização das ocorrências: figura 4 5.2 - Sistema OPERA O Sistema Opera mostra graficamente toda a rede de distribuição desenhada a partir da base de dados do GRADE, sendo a principal ferramenta para o COD operar as redes de distribuição, fornecendo a 4
configuração dos alimentadores primários em formatos geo-referenciados e esquemáticos, permitindo a supervisão e operação das chaves em tempo real, ou seja, com as funções de um sistema SCADA, suas principais funções são: Ilustrar simbolicamente o provável ponto de desconexão da rede, no atendimento das ocorrências de emergência; Consultar dados elétricos de qualquer equipamento da rede (ex.: capacidade do transformador, bitola de cabos de trechos, capacidade de elos fusíveis, etc.) Exibir, em até 15 níveis de detalhamento, ex.: Visualiza somente estações transformadoras, ou Bases-fusíveis e chaves, e outros; Somente arruamento (cartografia); Possibilita simular planos alternativos para restabelecimento parcias ou totais de alimentadores, com cálculo automático de carga, apontando quais equipamentos (trafos em ETD's) possa ocorrer sobrecargas. A figura 5 abaixo ilustra o exemplo de um alimentador com o respectivo arruamento. figura 5 Possibilita ativar a função radar (visualização em miniatura do alimentador), e através do radar navegar sobre o alimentador em zoom desejado, posicionando-o sempre em relação à fonte. Exibir, em forma de agrupamento, todos os circuitos adjacentes. Visa identificar os alimentadores alternativos para, através de manobras, a minimização do trecho de interrupção no fornecimento de energia elétrica exatamente no local com o incidente. ƒ Além da visualização e da operação dos alimentadores na forma de sinóticos (geo-referenciados), foram elaborados alimentadores na visão esquemática, figura 6, possuindo as mesmas funções de consulta e navegação entre alimentadores esquemáticos x alimentadores esquemáticos e entre alimentadores esquemáticos x alimentadores geo-referenciados. figura 6 5
Ilustra de forma gerencial, todas as ocorrências em atendimento dentro da área de concessão, sinalizando a região com sobrecarga de serviços, figura 7. Totaliza a quantidade de ocorrências e turmas disponíveis na emergência no momento solicitado; Possui também, na mesma simbologia, a plotagem da localização das 140 Estações Transformadoras de Distribuição - ETD's. figura 7 5.3 - Sistema de automação da distribuição Todas as chaves automatizadas estão integradas ao Sistema Opera assim através da própria tela do desenho esquemático ou de geo-referenciado o operador comanda a operação das chaves. 5.4 - Sistema de supervisão e controle - SSC O sistema de Supervisão e Controle efetua a operação remota de todas as ETD s (Estação Transformadora da Distribuição), EBC s (Estação de Banco de Capacitores), ETR s (Estação de Transição) e EOC s (Estação de Operação de Chaves). A operação é efetuada diretamente pelo COS. A figura 8 mostra a tela de representação do esquemático de uma Estação Transformadora de Distribuição - ETD. figura 8 O Sistema faz a telesupervisão da carga, tensão e estado em todos os pontos automatizados. 6
No COS há a representação unifilar de todas as linhas de sub-transmissão, ETD's e ETC's (Estação Transformadora de Consumidor) em painéis de alta resolução, que permitem a visualização global na rede elétrica. O SSC fornece informações em tempo real para estes painéis possibilitando a atualização on-line da configuração do sistema elétrico. 5.5 - Sistema de meteorologia Para subsidiar as funções do Avaliador da Operação foram efetuadas convênios com os principais órgãos de Meteorologia que servem a região de concessão da Eletropaulo que são o INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), SIMEPAR (Sistema Meteorológico do Paraná), FCTH (Fundação Centro Tecnológica de Hidráulica da Universidade de São Paulo). Dessa forma são disponibilizados em tempo real, a imagem dos satélites, radares e sistemas de detecção de descargas atmosféricas (raios). Essas informações são consideradas no acionamento dos diversos níveis de alerta que são transmitidos a todos os funcionários da empresa envolvidos no atendimento as ocorrências. Tela de Radar do FCTH, figura 9. figura 9 6 - Conclusões A integração de todos os Sistemas de Automação dos Centros de Operação aliados a outras importantes ações efetuadas na empresa proporcionaram um melhor gerenciamento e controle da operação do sistema elétrico, disponibilizando com muita rapidez as informações necessárias para a agilização da tomada de decisões e/ou possíveis adequações nos processos envolvidos e o próprio gerenciamento. As principais ações que influiram diretamente na operação são: ƒ Criação das turmas multifuncionais; ƒ Criação do Moto-eletricista; ƒ Revisão do sistema de proteção; ƒ Novo sistema de rádio troncalizado; ƒ Intensidade de manutenção. Os resultados podem ser visualizados nos principais indicadores de desempenho operativo da empresa, onde verificou-se uma redução no verão de 99/2000, em relação ao ano de 98/99, de cerca de 64% no tempo médio de restabelecimento, 45% no DEC, 23% no FEC e 28% no DM (DEC/FEC) sem considerar os efeitos do Black-out de março de 1999. 7