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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
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
RESULTADOS ALÇANCADOS
ATÉ O MOMENTO
DianESistema DianE 2.1
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
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
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
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
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
A vision of future (?)
Interoperable Defects Modules (multiple suppliers)
Easy Insert/ remove
Interoperable Defects Modules (multiple suppliers)
Easy Insert/ remove
Interoperable Defects Modules (multiple suppliers)
Easy Insert/ remove
Interoperable Defects Modules (multiple suppliers)
Easy Insert/ remove
IEC 61850
IEC 61850
IEC 61850
MUDANÇA DE PARADIGMA NO MONITORAMENTO
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
COMO FUNCIONA …
Repositóriode Dados
(prontuário)
Especialista Def(Método 1,1)
Especialista Def(Método 2,1)
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
Componente1Modo deFalha 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
Especialista Def(Método 1,2)
Especialista Def(Método 2,2)
Repositóriode Dados
(prontuário)
Especialista Def(Método 1,1)
Especialista Def(Método 2,1)
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
Componente1Modo deFalha 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
Especialista Def(Método 1,2)
Especialista Def(Método 2,2)
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
• 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
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
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 …
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
Risco Consolidado por
Aspecto de Análise
EXEMPLO DE TELAS …
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
Dados Periódicos provenientes de
cadastro manual ou importações de outros sistemas
Dados on-line a partir do SAGE ou outros sistemas
EXEMPLO DE TELAS …
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
Visualização de unifilar de uma SE
Ensaio de Descargas Parciais
Situação Geral com os indicadores de Grau e Confiança
EXEMPLO DE TELAS …
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Visão Geral e Expectativas da Eletrobras com relação ao monitoramento on-line
contínuo e gestão de ativos
Plano de ações
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
• 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
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
• 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
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ARQUITETURA PARA EMPRESAS ELETROBRAS
CME - ARQUITETURA
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• 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)
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
• 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.
PROPOSTA DO GT (Etapas)
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
• 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.
PROPOSTA DO GT (Etapas)
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Estágio de Implantanção
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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
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
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
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
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
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Comentário Final
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
• “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
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
• 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
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
• 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
Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Cepel | Set. 2013
DianDianEE
Organizar - Padronizar - OtimizarOrganizar - Padronizar - Otimizar
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