Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPELCepel | Set. 2013 Centro de Pesquisas de Energia...

Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013

Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL

Autor/apresentador

Área

Título do trabalho

Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL

Departamento de Linhas e Estações - DLE

MONITORAMENTO, ANÁLISE E

DIAGNÓSTICO DE EQUIPAMENTOS EM

SUBESTAÇÕES

Sistema DianE

30/set/2013


RESULTADOS ALÇANCADOS

ATÉ O MOMENTO

DianESistema DianE 2.1


Trafos

Disj.PRs

TP

Secion.TC

Capacit.

GIS

outros

Ensaios(dados)

P&D básico(estudos)

P&D tecnológico(projetos

PI, ANEEL,…)

Serviços

SE´sTPC

Reat.

Baterias

UNIVERSO DE ATUAÇÃO - CEPEL

LTs


MUDANÇA DE PARADIGMA NO MONITORAMENTO

Visão Visão SubestaçãoSubestação

Visão Regionais Visão Regionais & Empresa& Empresa

Visão Visão ComponenteComponente

Visão Visão EquipamentoEquipamento

Alertas da Condição

Impacto e Criticalidade

Causas & Riscos

Gerenciamento Estratégico

Ações

SOLUÇÃO GLOBAL COM SISTEMAS INTEGRADOS E SOLUÇÃO GLOBAL COM SISTEMAS INTEGRADOS E SENSORES DE MONITORAMENTO ON-LINE SENSORES DE MONITORAMENTO ON-LINE

CONTÍNUO INTEROPERÁVEISCONTÍNUO INTEROPERÁVEIS


A vision of future (?)

Interoperable Defects Modules (multiple suppliers)

Easy Insert/ remove


Easy Insert/ remove


Easy Insert/ remove


Easy Insert/ remove

IEC 61850

IEC 61850

IEC 61850

MUDANÇA DE PARADIGMA NO MONITORAMENTO


COMO FUNCIONA …

Repositóriode Dados

(prontuário)

Especialista Def(Método 1,1)


Defeito 1

Defeito 2

. . .

Fase de Coleta de

Dados

Fase de Análise (RCM FMEA)

Fase de Diagnóstico (RCM FMEA)

Fase de Decisão (RCM FMECA)

Conjunto de Sintomas de

Anormalidades

Consulta aos Dados e

Validação

Avaliação de Efeitos

Avaliação de Consequências

Conjuntos de Causas

Conjunto das Ações mais indicadas

FalhaFuncional 1

Causa 1

Componente1Modo deFalha 1

FalhaFuncional 1

Causa 2


FunctionalFailure i

Causa k

ComponenteMode deFalha r

FunctionalFailure

Causa k-h

ComponenteModo deFalha n

Ação 1

Ensaios

Ação 2

Ação j

Ação 1

InspeçõesInternas e Externas

Ação 2

Ação k

Ação 1

Reparo / Substituição

Ação 2

Ação m



Repositóriode Dados

(prontuário)



Defeito 1

Defeito 2

. . .

Fase de Coleta de

Dados

Fase de Análise (RCM FMEA)

Fase de Diagnóstico (RCM FMEA)

Fase de Decisão (RCM FMECA)

Conjunto de Sintomas de

Anormalidades

Consulta aos Dados e

Validação

Avaliação de Efeitos

Avaliação de Consequências

Conjuntos de Causas

Conjunto das Ações mais indicadas

FalhaFuncional 1

Causa 1


FalhaFuncional 1

Causa 2


FunctionalFailure i

Causa k

ComponenteMode deFalha r

FunctionalFailure

Causa k-h

ComponenteModo deFalha n

Ação 1

Ensaios

Ação 2

Ação j

Ação 1

InspeçõesInternas e Externas

Ação 2

Ação k

Ação 1

Reparo / Substituição

Ação 2

Ação m




• Novos tipos de equipamentos: Banco de Baterias, Unidade Geradora, Vertedouro (óleos lubrificantes e hidráulicos);

• Configuração de Limites para os ensaios;• Inclusão de Limites / Alertas nas telas de gráficos e ensaios;• Cálculo da Perda de Vida % dos transformadores e plugins para avaliação da

existência de sacrifício de vida;• Estudos de Carregamento (modelagem térmica de transformadores);• Gerenciamento de ensaios “aguardando parecer” da engenharia;• Melhoria nas interfaces de análise de óleo isolante e lubrificante pelos

métodos tradicionais;• Configuração para emissão de emails a partir das telas de ensaios;• Ensaios de: Resistência dinâmica de comutador; Resistência ohmica de

contatos de disjuntor; Resistência do resistor de pré-inserção; Megger; Fator de potência de buchas; Teor de umidade em gás SF6; Fator de Potência e Capacitância (reatores, TPs, transformadores);

• Cadastro de gerenciamento de falhas;• Conexão com o SINAPE (Sistema de Análise de Perturbações);• Outras melhorias…

NOVIDADES NA VERSÃO 2.1


Graus de Risco, Causas, Ações e sua Confirmação

Visualização de todos os

equipamentos de uma Regional

Visualização de todas as

SE´s da empresa

Visualização das causas e possíveis

riscos

EXEMPLO DE TELAS …


Risco Consolidado por

Aspecto de Análise



Dados Periódicos provenientes de

cadastro manual ou importações de outros sistemas

Dados on-line a partir do SAGE ou outros sistemas



Visualização de unifilar de uma SE

Ensaio de Descargas Parciais

Situação Geral com os indicadores de Grau e Confiança



Visão Geral e Expectativas da Eletrobras com relação ao monitoramento on-line

contínuo e gestão de ativos

Plano de ações


• Reunião Eletrobras com Empresas resolveu em Março/2102 que deveria ser criado um GT para Elaboração de minuta de plano básico de trabalho para implantação de sistemas de monitoramento on-line contínuo de equipamentos nas Empresas Eletrobras.

• O plano deve ser adaptável às peculiaridades de cada uma das empresas envolvidas e proporcionar a obtenção de uma gestão e desenvolvimento corporativo sob controle das empresas.

• Participam do grupo, representantes das seguintes Empresas do Sistema Eletrobras: Eletrobras, Chesf, Furnas, Eletronorte, Eletrosul, Itaipu e Cepel. A coordenação do grupo ficou a cargo do Cepel

• Estágio atual: Plano de ações enviado para a Eletrobras (rel. Estágio atual: Plano de ações enviado para a Eletrobras (rel. Técnico DP-16858/2013).Técnico DP-16858/2013).

DECISÃO DAS DIRETORIAS


• O plano de 6 Etapas considera a utilização dos sistemas DianE e SAGE na fase final do processo, utilizando-se das plataformas já em operação nas empresas como base da implementação, até que estes dois sistemas apresentem recursos operacionais que atendam os requisitos das empresas.

• O sistema adotado prestará suporte às engenharias de manutenção disponibilizando informações para que a mesma, através de seus métodos, possa tomar decisões quanto a intervenção em equipamentos sob análise.

• Evidenciou-se que a aplicação do monitoramento on-line contínuo deveria ocorrer em situações onde a tecnologia existente atenda as necessidades e o investimento seja justificável pela importância do ativo no sistema ou a consequência da falha. Cronogramas de implantação devem ser discutidos em separado com cada empresa.

• O principal motivo percebido para a implantação futura de sistemas O principal motivo percebido para a implantação futura de sistemas confiáveis de monitoramento on-line contínuo é a possível melhoria confiáveis de monitoramento on-line contínuo é a possível melhoria na gestão da manutenção, com racionalização de recursos e custos na gestão da manutenção, com racionalização de recursos e custos de manutenção e aumento da disponibilidade e confiabilidade das de manutenção e aumento da disponibilidade e confiabilidade das instalações.instalações.

PROPOSTA DO GT


ARQUITETURA PARA EMPRESAS ELETROBRAS

CME - ARQUITETURA


• E1 - Avaliação da situação atual de cada empresa e definição de escopo– Definição das instalações e dos equipamentos e a serem inicialmente

considerados;– Definição da ordem de priorização das instalações e equipamentos– Levantamento sobre os sistemas de monitoramento existentes;– Identificação de sistemas legados que devem ser integrados ao DianE

• E2 - Melhoria de aspectos deficitários de infraestrutura– Aquisição de servidores, licenças de software, coletores de dados, etc;– Melhorias nas redes de TI (tecnologia da informação) e TA (tecnologia

de automação) nas SEs;– Implantação/melhoria na infraestrutura de comunicação entre os

equipamentos monitorados (sensores) e os pontos de acesso nas SEs;– Definição de equipes e atribuição de responsabilidades.

PROPOSTA DO GT (Etapas)


• E3 - Estruturação do controle de informações e dados– Revisão do cadastro dos equipamentos no ERP (ou outros sistemas) e

coleta / revisão dos dados adicionais a serem digitalizados para carga no DianE;

– Instalação e configuração inicial;– Carga de informações a partir de sistemas legados ou cadastro manual;– Automatismo da integração com os sistemas de monitoramento legados

da empresa que serão fontes de dados para o DianE e que não serão desativados;

– Integração / configurações SAGE x DianE, SINAPE x DianE, IMA x DianE, etc.

• E4 - Utilização inicial do Sistema – Treinamento para administradores e multiplicadores;– Definições das permissões de acesso e das classes de usuários;– Utilização das funcionalidades básicas de: cadastro, análise, situação

geral e gráficos;– Avaliações iniciais da condição dos equipamentos e dos prazos da

manutenção.



• E5 - Estruturação da manutenção preditiva e diagnóstico– Adaptações das análises RCM das empresas ao padrão descritivo

utilizado pelo DianE (grupo de trabalho conjunto);– Introdução de tecnologias para diagnóstico (plugins adicionais);– Aumento progressivo do uso de sistemas com dados contínuos on-line;– Utilização de funcionalidades de diagnóstico do sistema;– Avaliação de indicadores estatísticos de desempenho;– Integração ao controle de ordens de serviço da manutenção;

• E6 - Aperfeiçoamento contínuo e melhorias específicas– Especificações apropriadas para os novos sistemas e sensores a

serem integrados;– Estudos sobre as bases de dados consolidadas para geração de novas

tecnologias de diagnóstico e aperfeiçoamento de plugins existentes;– Inserção de novas técnicas e plugins de diagnóstico;– Avaliação e melhoria do processo de planejamento e programação das

manutenções, visando otimização da disponibilidade e confiabilidade– Atualização tecnológica de hardware/software;– Revisão da política RCM utilizada e configurada no Sistema DianE;– Utilização plena das funcionalidades.



Estágio de Implantanção


CME_DianENovos Sensores On-line (IEDs)

Sistemas On-line Legados

Outros Sistemasdas Empresas e CEPEL

ELETRONORTE - ELETROSUL - CHESF – FURNAS - CEPEL

SAGE Histórico

BDDianE

BDE / SAP / SIGA

Sistema DianE 2.1

ESTÁGIO DE IMPLANTAÇÃO


ESTÁGIO DE IMPLANTAÇÃO

ELETRONORTE ELETROSUL CHESF FURNAS CEPEL

Instalação (DianE 2.0) C C C C C

Integração via Sensores SAGE+DianE

C C C C C

Instalação SAGE Histórico C C C C C

Configuração SAGE+DianE P P P P P

Interação On-line Legados de Fabricantes

A (OMI)

M (IMA-DP)

A

(3T-Itajai)

I I -

Interação Sistemas Empresa (dados de ensaios)

A

(SIGLACEN)

M

(BDE)

M

(SIES)

M

(SIANGER)

-

Interação BDE / SAP / SIGA (dados cadastrais)

I

(SAP)

M

(BDE)

A

(SIGA)

M

(SAP)

-

Aplicação de Treinamento P-C P I P-C I

Sistema DianE 2.1

A - Automatizado M – Manual C – Concluído P – Parcial I - Inicial


FUNCIONALIDADES DISPONÍVEIS

1 2 3 4 5

Transformador

Pára-Raios

Reator

TC

TP

TPC

Bucha

Comutador

Disjuntor

Chave-Seccionadora

GIS

1. Cadastro1. Cadastro

2. Ensaios e Gráficos2. Ensaios e Gráficos

3. Relatórios3. Relatórios

4. Análises4. Análises

5. Diagnóstico RCM5. Diagnóstico RCM

(causas & ações)(causas & ações)

Sistema DianE 2.0

Em desenvolvimento:

- Linhas de Transmissão

- Baterias

- Unidades Geradoras

- Proteções


Comentário Final


• “As concessionárias estão cientes do valor do monitoramento on-line da condição, mas ainda estão procurando formas e metodologias para introduzi-lo efetivamente em suas práticas"

DESAFIOS


• Do ponto de vista dos fornecedores de solução (fabricantes e centros de pesquisa), o desafio é desenvolver ferramentas confiáveis, padronizadas e modulares capazes de cumprir as especificações dos usuários, bem como, ajudar os usuários dos dispositivos de monitoramento contínuo para que obtenham um bom retorno sobre o investimento (ROI) de tais equipamentos.

DESAFIOS DOS DESENVOLVVEDORES


• O desafio inicial do usuário é definir quais são as funções dos equipamentos e quais os defeitos que se quer que sejam avaliados via monitoramento para manter, de forma proativa, a saúde dos equipamentos, a sua longevidade e baixo risco operacional.– As análises escolhidas / algoritmos devem ser desenvolvidos por

pessoal da própria empresa ou especificados de forma padrão para um desenvolvimento externo uniforme.

• Para o sucesso a longo prazo, os usuários precisam estar preparados em suas empresas para conviver com a nova realidade de sistemas inteligentes e que estes sistemas deverão ser adequadamente mantidos e atualizados periodicamente para aproveitar os benefícios da nova tecnologia.

• As empresas devem preparar-se para incorporar monitoramento da condição ao seu processo produtivo. Instruções de manutenção e utilização dos sistemas devem estar preparadas antes mesmo que a implantação seja feita. É importante realizar um bom treinamento de pessoal e planejar com cuidado cada passo a ser dado.

DESAFIOS DOS USUÁRIOS


DianDianEE

Organizar - Padronizar - OtimizarOrganizar - Padronizar - Otimizar

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