Trabalho de Subestações docx 2

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CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 AMANDA EVENNY HENRIQUE SILVA NUNES
MARCOS CESAR NUNES LARANJEIRAS FILHO
Automação de Subestações
 
 
 
SALVADOR
2019
FACULDADE ESTÁCIO FIB
 
DEFINIÇÕES
Automação é um sistema que utiliza processos automáticos que comandam e controlam seus mecanismos para seu próprio funcionamento.
Esta palavra tem origem no grego autómatos que significa se mover por si ou que se move sozinho, de forma autônoma.
A automação é um sistema que faz uso de técnicas computadorizadas ou mecânicas com o objetivo de facilitar e otimizar todos os processos produtivos dos mais diversos setores da economia, no setor elétrico não poderia deixar de ser diferente.
Automação De Subestações
Automatizar uma subestação significa dotá-la de recursos de inteligência artificial, normalmente utilizando relés eletrônicos. Digitalizar uma subestação significa aplicar o mesmo princípio anterior, porém utilizando relés digitais. No primeiro caso os resultados obtidos são muito limitados, no segundo caso pode-se obter facilidades extraordinárias, desde que se empreguem equipamentos de potência (disjuntores, chaves e etc) compatíveis com os resultados pretendidos.
A automação de subestações de energia elétrica no momento está demorando para que as equipes sejam integrados em sistemas SCADA HMI (Human Machine Interface), através de vários protocolos, dependendo do fabricante de cada uma das equipes e é por isso se pode ver integrações de sistemas SCADA com a integração de equipamentos de marcas diferentes ou até mesmo integrações mistas nas quais diferentes equipamentos de diferentes fabricantes são integrados ao mesmo sistema SCADA alcançado pelo uso de protocolos livres (abertos) (ZEYNAL et al., 2014). 
Os processos de transformação e proteção elétrica, que ocorrem nas Subestações Elétricas, são controlados por equipamentos projetados para cada uma das funções necessárias de cada implementação, é o objetivo de todo engenheiro de controle e automação, integrar esses equipamentos em sistemas robusto e confiável que pode funcionar sem parar (on-line) 24 horas por dia; Desta forma, para salvaguardar a operação correta de todo o sistema, monitorando e armazenando as informações importantes antes da ocorrência de qualquer evento ou incidente. Esta é a automação do processo de subestações de energia elétrica, que em diferentes países está sendo reguladas e exigidas para ser subestação automatizada pode ser implementado sistemas SCADA que por sua vez podem se comunicar com outros sistemas SCADA e conseguir a transferência de informação de um do outro lado, automaticamente (KIRRMANN, 2011).
	Seguindo os modelos dos sistemas de controle de Subestações Elétricas, sob o ponto de vista de controle e automação, geralmente é dividido em 4 níveis de automação, considerado o nível 0 como fundo e 3 como topo.
	O primeiro nível, é o nível do Pátio em que o equipamento de campo, assim como os interruptores e seccionadores, essas equipes geralmente controlam cada um deles. 	O controle da operação deste nível pode ser feito a partir de cada um dos equipamentos ou dos circuitos de cada uma das células, de acordo com a lógica de controle e os intertravamentos que cada circuito possui (ZHU et al., 2011).
	O segundo nível, é o nível de Cloth - IED's, é composto por equipes especializadas em controlar e proteger o funcionamento das equipes de campo. Nesse nível, equipamentos com diversas características estão disponíveis, mesmo com funções de integração de vários IEDs em um. A este nível, a operação de controlo é dado a partir do próprio IED ou das placas em que ser instalados IED, estando os referidos cartões comutadores, botões e relês auxiliares que, em conjunto desempenham funções de controle, regulação encravamentos têm , proteção e medição de sinais de campo (ZHU et al., 2011b).
	Zhu et al. (2011) diz que o terceiro nível é o nível de Subestação, no qual a partir de um Sistema SCADA HMI, as funções de controle, supervisão e aquisição de dados de toda a Subestação se encontra. Neste nível há um desenvolvimento de engenharia para a integração de todos os IEDs em um único sistema SCADA HMI. Neste nível, o controle da operação é realizado a partir do software SCADA implementado eo controle e segurança das manobras a serem realizadas é protegido sob o controle de cada um dos operadores e supervisores do Sistema SCADA. A partir deste nível pode-se obter as informações gerais de cada um dos IEDs, informações como:
Estado do equipamento de campo (interruptores e seccionadores)
Valores de medição analógica (voltagens, correntes e mais)
Níveis de petróleo e gás.
Consumo de energia
Etc.
O quarto nível (nível 3), é o nível do Centro de Controle - SCADA, neste nível concentra as informações dos Sistemas HMI SCADA implementados no terceiro Nesse nível, os meios de comunicação estabelecidos entre o Centro e o Centro são primordiais. Controle SCADA com os Sistemas SCADA HMI de cada Subestação, como a confiabilidade do sistema será controlada e monitorada a partir desse nível. Este nível é o principal e mais importante, se a integração de todos os níveis inferior foi desenvolvido corretamente, com o desenvolvimento deste nível simplesmente não seria mais necessário utilizar o pessoal de supervisão em cada subestação, bastaria ter uma equipe especial que pudesse ser utilizada para qualquer contingência, para todo o resto, do SCADA Control Center, onde pode-se desenvolver, monitorar, controlar e adquirir informações importantes, tudo isso diretamente "on-line (KRIGER et al., 2013). 
	Entre cada um dos níveis de automação, os seletores são usados como controle, que se usa para ativar ou desativar o controle imediato do equipamento a partir do próximo nível superior, desta forma se pode realizar manobras manutenção com maior segurança.
As subestações elétricas instaladas contêm sistemas eletromecânicos que cumprem as funções de proteção e medição adequadamente. No entanto, a maioria desses sistemas não possui capacidade de comunicação e processamento de sinal, o que resulta em limitações para supervisão e controle com dados do equipamento. A Figura 1 ilustra um sistema centralizado que fornece eletricidade ao usuário final (SIDHU; GANGADHARAN, 2005).
 
Figura 1 - Sistema centralizado de o fluxo de energia em uma direção para o usuário final.
		 Fonte: Sidhu; Gangadharan, (2005)
	As subestações elétricas podem ser classificadas, dependendo da função principal que executam. Assim, tem-se as subestações de geração que são responsáveis por direcionar o fluxo de energia para o sistema, as subestações elevadoras ou redutoras, devido a sua função o equipamento mais representativo é o transformador e as subestações de manobra que conectam várias linhas para distribuir o fluxo de poder para diferentes áreas do sistema. A partir da análise e estudos de campo pode-se determinar que em uma subestação elétrica estão integrados diversos campos de engenharia, através dos quais se pode obter maior funcionalidade, melhor qualidade e maior segurança nos sistemas. Essas características são úteis no controle de energia tanto para a empresa fornecedora quanto para o consumidor; porque através destes, as duas partes podem obter maiores vantagens do que as oferecidas pelos sistemas utilizados (ZEYNAL et al., 2014). 
	A tendência que vem sendo seguida pelo conceito de redes inteligentes é automatizar as subestações para que esses esquemas sejam capazes de executar as funções básicas e lidar com os eventos que surgem no processo de energia elétrica. Portanto, é necessário utilizar elementos que coordenem um registro de sua operação, para que, por sua vez, o operador possa realizar a avaliação da operação do sistema e obter uma avaliação da efetividade. Para isso, é necessário utilizar as ferramentas disponíveis que podem integrar diferentes funções em diferentes campos (KIRKMAN, 2007).
	A tecnologia de automação inclui dispositivos eletrônicos inteligentes (IEDs), plataformas de computador,sistemas operacionais, redes de comunicação e interfaces gráficas de usuário. 	A automação em Subestações aumenta a eficiência graças ao interoperabilidade de dispositivos inteligentes que ajudam a otimizar soluções para interrupções elétricas ou manutenção; Ele também fornece flexibilidade ao suportar qualquer topologia da rede elétrica, bem como extensões dela. (KIRKMAN, 2007)
 
REFERÊNCIA
Mamede Filho, João; Instalações Elétricas Industriais. Automação Indistrial. Rio de Janeiro- RJ. 6º Edição. LTC Editora, 1995.
KIRKMAN, R. Development in substation automation systems. In: Intelligent Systems Applications to Power Systems, 2007. ISAP 2007. International Conference on. IEEE,. p. 1-6. 2007.
KIRRMANN, H. Seamless and low-cost redundancy for substation automation systems (high availability seamless redundancy, HSR). In: Power and Energy Society General Meeting, 2011 IEEE. IEEE,. p. 1-7. 2011.
KIRRMANN, H.; OBRIST, M.; WIMMER, W. System level testing for substation automation systems. U.S. Patent n. 8,265,908, 11 set. 2012.
KRIGER, C.; BEHARDIEN, S.; RETONDA-MODIYA, J. C. A detailed analysis of the GOOSE message structure in an IEC 61850 standard-based substation automation system. International Journal of Computers Communications & Control, v. 8, n. 5, p. 708-721, 2013.
LIU, N. On-line Interlocking of Substation Automation and Its Mode of Implementation [J]. Automation of Electric Power Systems, v. 23, p. 58-63, 2006.
SIDHU, T. S.; GANGADHARAN, P. K. Control and automation of power system substation using IEC61850 communication. In: Control Applications, 2005. CCA 2005. Proceedings of 2005 IEEE Conference on. IEEE,. p. 1331-1336. 2005.