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Monitoramento de transformadores de rede subterrânea de distribuição

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Edição 52, Maio de 2010
Por Elisete Pereira, Policarpo Uliana e Sérgio Henrique Cabral


Este trabalho analisa o projeto de instalação de um sistema de monitoramento de rede de distribuição empregando a tecnologia PLC (do inglês, Power Line Communication). Trata-se de um típico circuito que naturalmente apresenta difícil acesso, na mesma medida em que o seu monitoramento é importante, dada a quantidade e a qualidade das cargas servidas. Dentre os vários resultados esperados do projeto, um dos principais corresponde à primeira etapa, que trata do monitoramento dos transformadores da rede de distribuição subterrânea.

 

 

Nessa etapa, almejava-se a obtenção online de parâmetros de desempenho dos transformadores de distribuição envolvidos, tais como a regulação de tensão, a qualidade e as quantidades da energia recebida e entregue, bem como as perdas internas, que estão associadas à temperatura de trabalho de cada transformador e à sua respectiva vida útil.

Para tanto, um modem PLC disponível no mercado e um conjunto de equipamentos de medição de corrente, de tensão e de temperatura foram instalados juntos a esses transformadores de distribuição subterrânea. Esses dados são processados em tempo real por programas desenvolvidos ao longo do próprio projeto, em plataforma Windows, permitindo avaliar cada transformador monitorado nas suas condições de operação.

Dessa forma, pretendia-se detectar antecipadamente indícios de problemas internos, tais como a ocorrência de pontos com temperatura excessiva e desequilíbrio elevado de tensão e de corrente, dentre outros. Por sua vez, dado que os transformadores são elementos críticos do sistema de potência, esse tipo de monitoramento permite prevenir ou, pelo menos, minimizar as interrupções de fornecimento causadas por eventuais problemas nos transformadores.

Para serem implementadas as funções de monitoramento, foram montados circuitos de aquisição de dados controlados por placas de processamento de sinais. As placas de aquisição, por sua vez, são controladas via programas embarcados, desenvolvidos no âmbito do projeto.

O programa utiliza o sistema de comunicação suportado pelo PLC para disponibilizar os resultados na Web, por meio de páginas HTML e também via conexões FTP seguras, enquanto o monitoramento é feito em tempo real. Finalmente, outro importante resultado alcançado pelo projeto foi a caracterização de uma importante aplicação de tecnologias PLC no Brasil.

Essas tecnologias se encontram hoje em um estágio de domínio tecnológico e disponibilidade de equipamentos que permitem um uso prático e efetivo a custos relativamente baixos, sendo empregadas com sucesso em diversos países, principalmente na Europa, na Ásia e nos Estados Unidos. Mas, apesar disso, no Brasil o PLC ainda não se tornou aceito e apenas experiências piloto, patrocinadas por empresas do setor elétrico, têm sido realizadas.

Visão geral do projeto

O presente trabalho descreve parte substancial de um projeto mais amplo, que visa a implantação de um sistema de monitoramento de rede elétrica subterrânea em área urbana e que está dividido em duas etapas:

a) Monitoramento de transformadores de distribuição;

b) Monitoramento da rede elétrica ao longo do ramal de baixa tensão.

Essa primeira etapa, que visa o monitoramento de transformadores, é representada pelo estabelecimento de um sistema de monitoramento de grandezas elétricas, como correntes e tensões associadas ao desempenho do transformador, bem como de grandezas não elétricas, mas que traduzem de forma indireta o estado do transformador, incluindo sua vida útil. Essas grandezas são: temperatura do topo do óleo de cada transformador, vibração mecânica e pressão do óleo.

Assim, de uma forma geral, o sistema de monitoramento é composto pelos seguintes equipamentos:

• Monitor de transformador (MT): Equipamento instalado próximo ao transformador e que

monitora parâmetros elétricos e físicos do transformador. Será instalado um MT para cada

transformador monitorado, sendo que se prevêem nove transformadores a serem monitorados;

• Monitor residencial (MR): Equipamento instalado em uma residência atendida pelo transformador para monitoramento da tensão. Para cada transformador, devem ser instalados, no mínimo, seis MRs (dois por fase) a fim de obter uma base de dados mínima para o cálculo de regulação;

• Central de Análise: Micro PC que vai configurar os equipamentos e coletar os dados de medição, rodando software de análise que será desenvolvido para o projeto. Neste caso, como o sistema foi criado para um trecho de rede de distribuição na área central da cidade de Blumenau (SC), seriam instaladas três centrais de análise, sendo duas em Blumenau (na Universidade Regional de Blumenau, conhecida como Furb, e na Celesc) e a terceira na Documentta, na cidade de Florianópolis, também no Estado de Santa Catarina.

A Figura 1 mostra o diagrama unifilar geral do sistema de monitoramento da rede subterrânea. Podem ser observados nessa figura os elementos do sistema de distribuição, que são compostos do alimentador de 23,2 kV, transformadores e circuitos de distribuição em 220 V, incluído os consumidores.

Para cada um dos transformadores monitorados pelo sistema, será utilizado um monitor (MT), instalado próximo ao transformador, bem como diversos monitores residenciais (MRs), instalados com os consumidores, principalmente nos pontos extremos dos circuitos. A comunicação entre o MT e os MRs é feita por meio de modems com tecnologia PLC, adquiridos no mercado. A comunicação entre MTs próximos será ser feita por meio de um canal óptico dedicado. Já a comunicação entre a central de análise e os MTs será feita por meio de modem celular.

Credito

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Comentários  

 
0 #1 MonitoraçaoA. Kelper 2012-08-12 14:30
O projeto de monitoraçao apenas avisa ao operador a situaçao. Ele nao preve telecomando, e deste modo nao protege a rede subterranea, a qual com o secundario na configuraçao "queima-livre" revela-se perigosa para a populaçao, haja vista os diversos eventos de fogo, fumaça e explosao nas redes da Light Rio e tambem em S. Paulo. Mas sem duvida eh um avanço, que deveria se tornar obrigatorio pela Aneel. o artigo do eng. Estellito publicado na ediçao de dezembro de 2011 traz importantes detalhes. Parabens aa revista pelas materias de alta qualidade.
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