Gestão de transformadores por meio de aplicativo do Google Earth

mar, 2013

Edição 84 – Janeiro 2013

Artigo

 Por Levi de Oliveira Junior, Rodrigo Melquiades, Bruno Ceotto, Bianca Simões, Fernando da Costa, Adriano Vieira e Patrícia Amaro*

 

O foco do projeto foi direcionar com maior velocidade, praticidade e precisão as ações de manutenção preventiva em transformadores de distribuição que apresentavam alto nível de reincidência de desarmes e de sobrecarga

Os desarmes recorrentes em transformadores de distribuição são um problema comum às concessionárias de energia. Encontrar uma metodologia eficiente para reduzir o índice deste tipo de ocorrência é determinante para a melhoria da qualidade do fornecimento.

A área de concessão da Light S.E.S.A. tem aproximadamente 10.970 km², com mais de
55.000 km de redes de distribuição (25 kV e 13,8 kV e 220 V), 3,9 milhões de clientes e 82.687 transformadores de distribuição. Considerando o crescente nível de exigência do consumidor brasileiro e no Rio de Janeiro, o cenário atual da cidade, enquanto sede de grandes eventos (Copa do Mundo e Olimpíadas), é imprescindível um sistema de distribuição de energia confiável e estável tanto na média quanto na baixa tensão.

Tendo em vista que os indicadores coletivos de continuidade da Light, de uma forma geral, apresentam elevação nos últimos dois anos e que o DEC e o FEC da rede de baixa tensão representam cerca de 30% do total, é muito importante observar com maior foco os indicadores individuais. Estes indicadores representam uma boa parcela da conta de ressarcimento paga aos consumidores por violação, conforme a revisão 4 do módulo 8 dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica do Sistema Elétrico Nacional (Prodist).

É nesse contexto que a Light, com o objetivo de reduzir as altas taxas de transformadores defeituosos e de reincidência de ocorrências desenvolveu um sistema que auxilia o direcionamento das manutenções em transformadores de distribuição por meio de relatórios.

A junção dos dados acima com o sistema Google Earth pelo FME Server, ferramenta
cliente-servidor que automatiza atividades de SpatialETL (ExtractTransformLoad – Extração, Transformação e Carga de dados espaciais), trouxe agilidade e facilidade no manuseio e visualização dos dados que influenciam na tomada de decisão sobre os casos prioritários.

 

Os principais produtos gerados pelo sistema criado foram:

 

  • Relatórios de reincidências de ocorrências em instalações transformadoras;
  • Dados técnicos das unidades de transformação (exportação de dados espaciais para visualização na ferramenta do Google Earth);
  • Visualização seletiva dos transformadores que traduzem os diferentes níveis de sobrecarga, quantidade de reincidências e quantidade de clientes atingidos.

 

Desenvolvimento

Software

O sistema desenvolvido é baseado na extração de dados de placa dos transformadores e ocorrências do SGD, além do cruzamento de informações com o banco que armazena as leituras periódicas, de tensão e de carga realizadas nos referidos equipamentos.

Foi realizado o levantamento de informações necessárias para montagem e padronização de relatórios que auxiliam na identificação dos transformadores com necessidade de ações de manutenção. Além disso, definimos critérios para possibilitar a priorização dos casos a trabalhar, com vistas a ter maior assertividade em menor espaço de tempo.

 

Os critérios determinantes para atuação são:

  • Transformadores com reincidência de desarmes;
  • Nível de sobrecarga;
  • Volume de recursos utilizados na compensação financeira aos clientes por violação dos indicadores individuais;
  • Áreas com maior incidência de ocorrências de clientes isolados;
  • Transformadores com maior número de clientes;
  • Nível de criticidade das áreas;
  • Definição de legenda e layout de apresentação que melhor traduzem os dados, destacando os equipamentos com necessidade de ações mais urgentes, evidenciando os critérios já definidos acima por meio de cores e formas;
  • Identificação da necessidade de integração de todos os dados relevantes para a priorização na tela de consulta do sistema Google Earth.

 

Na Figura 1, pode-se observar a tela com a priorização dos transformadores e ainda os dados de catálogo.

 

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Figura 1 – Tela de visualização dos transformadores.

 

 Arquitetura e aspectos tecnológicos do sistema 

A arquitetura de portal de dados da Light é distribuída em três camadas de aplicação – interface do usuário, middleware e bancos de dados. Esta interface está representada na Figura 2.

 

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Figura 2 – Camada da arquitetura do portal Light.

 

A interface do usuário, via web, permite que seja selecionada a área que se deseja obter o relatório espacial em 3D, com opções adicionais de busca, como intervalo de datas, filtro por região, etc.

A camada intermediária, middleware, possui como componente tecnológico o FME Server, que realiza duas atividades principais:

 

  • Acessa dados do SmallWorld, no modelo VMDS e os transforma, realizando conversões de modelo de dados, formato, geometrias e sistemas de coordenadas, e os carrega em um Banco Oracle Locator. Este procedimento é realizado periodicamente, mantendo os dados sempre atualizados e é agendado e realizado automaticamente no FME Server.

 

  • Realiza integração entre a interface WEB (Portal) e o banco de dados Oracle a seguinte maneira: no momento em que o usuário faz uma consulta no portal, são enviados dados para dentro de um fluxo de trabalho (workspace) publicado no FME Server. Este workspace realiza a extração de dados do Oracle Locator e transforma os pontos (X, Y) e os demais parâmetros para cilindros, com cores, tamanhos e espessuras de acordo com estes parâmetros, convertendo para o formato OpensGIS KML, que é lido no portal.

 

A camada de bancos de dados possui dois componentes principais: o Banco VMDS, armazenado em Oracle, e um banco com modelo customizado, armazenado em Oracle Locator. De uma forma macro, na Figura 3 verifica-se a arquitetura completa do portal.

 

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Figura 3 – Visão macro do portal.

 

Planejamento

 

A partir da análise de rein

cidências de desarmes em transformadores de distribuição em ordem decrescente é feita a priorização dos casos que deverão ser tratados. Este é o primeiro critério adotado, pois os desarmes impactam diretamente nos indicadores (coletivos e individuais) e indicam a probabilidade de queima dos equipamentos.

O segundo critério adotado é o nível de sobrecarga, pois também é forte indício de queima. Estes casos são levados em consideração também em ordem decrescente na definição de prioridade de substituição com aumento de capacidade.

O terceiro critério utilizado é a compensação financeira paga por violação de indicadores individuais. Ele nós dá a visão do cliente sobre a qualidade do serviço prestado e também é determinante para o direcionamento das ações de melhoria.

O cruzamento de informações oriundas do Sistema de Gestão da Distribuição (SGD), a partir de ocorrências em clientes chamados isolados, permite identificar os casos mais críticos, ou seja, os transformadores que possuem maior incidência deste tipo de evento, o que também é um fator de escolha considerado no momento de determinar os casos a serem trabalhados.

O novo sistema apresenta, por meio de formas gráficas, visualização bem definida da densidade de clientes por transformador de distribuição. Este fato é um dos facilitadores no processo de priorização.

Além dos critérios descritos, o sistema oferece de forma rápida e prática a informação sobre o nível de criticidade da área escolhida, isto é, se estamos tratando área urbana ou comunidade.

Após a priorização, os técnicos fazem visitas a campo em cada uma das instalações dos transformadores que deverão sofrer intervenções de modo a realizar levantamento dos dados pertinentes para confecção de projeto. Este projeto inclui não só a substituição de transformadores por outros de maior capacidade instalada, como também de redes, dependendo das condições visualizadas em campo. Além disso, há casos – também contemplados no programa – em que há necessidade de criação de novos postos de transformação ao longo da rede.

É importante ressaltar a relevância do sistema também na gestão dos transformadores recém instalados na rede quando a demanda excede a capacidade máxima permitida a um único posto de transformação. Nestes casos é possível facilmente acompanhar o desempenho pelo portal WEB e relatórios de ocorrências.

 

Resultados obtidos

 

A utilização deste sistema aliado à metodologia de trabalho já praticada traz ganhos em todas as etapas da manutenção sob o ponto de vista da tomada de decisão, aumentando a eficiência do processo. 

Um ganho observado ao longo do ano 2011 foi a redução da taxa de falhas de transformadores (queima) em uma área amostral (Figura 4).

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Figura 4 – Evolução da taxa de falha em transformadores.

 

Taxa de falha (%) = (Quantidade total de transformadores queimados num determinado

período/Quantidade total de transformadores existentes na rede) x 100

 

 

O sistema agrega valor não só à redução dos indicadores de continuidade, mas também à redução do custo dos atendimentos de emergência e ressarcimentos por violação de indicadores individuais.

 

Podemos observar na Figura 5 que, na mesma área citada, houve redução de 17% na frequência simples sustentada em ocorrências de desarmes de transformador de distribuição.

 

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Figura 5 – Evolução da frequência simples sustentada – transformadores.

 

A queda nesta quantidade de ocorrências representa disponibilidade maior das equipes que atendem às emergências para focar o atendimento qualitativo, ultrapassando a barreira do quantitativo. Esse fator representa redução de custo, mas também ganhos intangíveis como satisfação de clientes e dos próprios colaboradores e parceiros, que conseguem dar uma atenção melhor a cada atendimento realizado.

 

Ressaltamos também que na área amostral, ao longo do ano 2011, houve sensível redução no número de ocorrências na rede de baixa tensão suprida pelos transformadores tratados em nosso programa. Além disso, não tivemos nenhuma queima de unidade transformadora após o aumento de capacidade. Tais fatos comprovam a assertividade e a eficiência do novo processo.

 

Conclusões

O planejamento, a execução do projeto e os resultados observados permitiram as seguintes conclusões:

  • Todos os dados necessários à tomada de decisão ficarão concentrados em um mesmo sistema, com visualização na mesma tela, agilizando a consulta e a análise;
  • Redução da necessidade de impressão de relatórios e planilhas;
  • Facilidade de visualização dos transformadores críticos, isto é, com maior urgência de ações de manutenção, o que pode ser verificado pelas próprias cores e formas dos gráficos da tela.
  • A precisão e a velocidade de diagnóstico obtidas na área testada proporcionaram redução no ressarcimento pago aos clientes que sofreram violação dos indicadores individuais e, consequentemente, melhoraram o índice de satisfação dos clientes com os serviços prestados pela distribuidora de energia;
  • Os resultados obtidos na área amostral demonstram que a expansão deste programa em todas as áreas da concessão ampliará os ganhos.

 

 

Referências 

– Relatório de sustentabilidade 2010. Disponível em: <http://relatoriolight.riweb.com.br/index.php/pt/light-uma-empresa-de-energia.html>.

– Prodist – Módulo 8. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/arquivos/PDF/Modulo8_Revisão_4.pdf>.

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