Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPELReunião Projeto META, junho/2011 Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Autor/apresentador Área

Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Reunião Projeto META, junho/2011

Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL

Autor/apresentador

Área

Título do trabalho

Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL

Cepel

Projeto METABanco Mundial / Ministério de Minas

e Energia

Impactos nas Atividades do Cepel

21.06.11


Projeto META – Cepel – R$ 78 Mi

TÓPICO ATIVIDADES

Consultoria em Mudanças Climáticas

Consultoria na área de mudanças climáticas, envolvendo estudos de estatística/modelagem para aperfeiçoamento de metodologias e modelos, oficiais, de apoio ao planejamento da expansão e programação da operação de sistemas hidrotérmicos interligados. - INPE (preparação de dados); LEMMA/UFPR +CEPEL (modelagem); 26 meses; 2011/2013

Clusters Computacionais

"Clusters" de computação e desenvolvimento de infraestrutura associada, referente a P&D de metodologias e modelos, oficiais, para uso no planejamento da expansão e programação da operação de sistemas hidrotérmicos interligados. – 1ª geração DELL (2005; 32 x 1 processadores); 2ª geração IBM (2009; 84 x 4 = 336 processadores); novo (expectativa 504 núcleos e desempenho superior = dobrar capacidade); 8 meses; 2012

Lab PMU

Laboratório de PMUs, visando à investigação do comportamento de Unidades de Medição Fasorial (PMUs), para aplicações no Sistema Interligado Nacional e em sistemas elétricos de potência, em geral. – 10 PMUs (modelos diversos: relé de proteção; medição de qualidade; GPS interno; vários fornecedores) e 1 RTDS (modelagem física de redes elétricas; ensaio “físico” do PMU); 10 meses; 2012

Lab Smart Grid

Laboratório de Smart Grid, visando à pesquisa experimental, desenvolvimento e avaliação de tecnologias em Smart Grid, sob os aspectos de conexão a redes de distribuição (harmonicos, disturbios de tensão e frequência). - Consultoria, Equipamentos e Obras. (Valores para Obras e Equipamentos estimados com base em informações prévias obtidas com o Kema) - (nível de tensão de 34,5 kV e potência de 1MVA)


Projeto META – Cepel - R$ 78 Mi

TÓPICO ATIVIDADES

Projeto LongDist (infraestrutura para pesquisa experimental, desenvolvimento e implantação de tecnologias para transmissão a longas distâncias em Ultra Alta Tensão - UAT, CA e CC, visando aos aproveitamentos hidrelétricos da Amazônia) – complementa a fase 1; além de ensaios cadeias de isoladores, configurações de LTs; 16 meses; 2012

Fabricação e montagem de dois pórticos com fundações e barra de traçãoObras (Bases, Caneletas, Arruamento e Iluminação)

Eletrodos e estais HAEFELY - CA e CC

Quatro conjuntos de Yokes

Fonte para gaiola corona – HAEFELY

Capacitor de acoplamento DC – HAEFELY

Roletes

Revitalização da SE Adrianópolis / Reposição de Equipamento de AT – reequipar e automatizar; 11/19 meses; 2012/2013

Revitalização e automação da subestação de 138 kV e serviços auxiliares da Unidade Cepel – Adrianópolis.

Conjunto de transformadores de ensaios, para montagem em cascata de 1200 kV, com recursos de automação (reposição de unidades com tempo de vida esgotado)


Consultoria na área de mudanças climáticas, envolvendo estudos de estatística/modelagem para aperfeiçoamento de metodologias e modelos, oficiais, de apoio ao planejamento da expansão e programação da operação de sistemas hidrotérmicos interligados.


Consultoria em Mudanças ClimáticasContexto/Justificativa

No apoio às atividades de planejamento, programação e despacho centralizados dos recursos de geração, o CEPEL desenvolveu uma cadeia de metodologias e programas computacionais, cujos principais modelos são o NEWAVE, o DECOMP e o DESSEM.

Compõem também essa cadeia modelos para previsão e geração de cenários sintéticos de vazões aos diversos aproveitamentos hidrelétricos, estudos de prevenção de cheias, análise de investimentos em projetos de geração de energia e metodologias para a incorporação da dimensão ambiental nas etapas do processo de planejamento dos empreendimentos do setor elétrico, além da avaliação do potencial energético de sistemas isolados.

No caso específico do planejamento da operação e do planejamento da expansão de curto prazo do sistema hidrotérmico brasileiro, é necessário representar, com detalhes, o processo estocástico de afluências aos diversos aproveitamentos hidroelétricos, que apresenta comportamentos distintos pelas diversas regiões do país.

Nesse sentido, a contratação de consultoria técnica especializada, no âmbito de variáveis representativas de condições climáticas e de informações meteorológicas, tem por objetivo complementar os conhecimentos e experiências acumuladas pelo CEPEL nessa área de conhecimento, com aplicação imediata em seus modelos computacionais como o PREVIVAZ, PREVIVAZM, PREVIVAZH, GEVAZP e CHEIAS.


Objetivo


A consultoria especializada deverá complementar a equipe do Cepel na pesquisa de como incluir as variáveis representativas de condições climáticas e de informações meteorológicas na modelagem do processo estocástico de afluências às usinas hidroelétricas. Especificamente, a consultoria especializada deverá agregar conhecimento nas áreas de:

1. Modelagem matemática de processos meteorológicos e hidrológicos;

2. Métodos estatísticos para identificação de mudanças climáticas em registros hidrológicos;

3. Avaliação e ajuste de previsões de médio prazo (horizonte de 11 dias) de modelos dinâmicos da atmosfera para as principais bacias hidrográficas do sistema interligado nacional;

4. Avaliação e ajuste das previsões climáticas sazonais (horizonte de 4 meses) de modelos dinâmicos da atmosfera para as principais bacias hidrográficas.


Alcance


Os serviços e produtos desta consultoria devem, nos próximos dois anos, promover o aprimoramento dos modelos de previsão e geração de afluências aos diversos aproveitamentos hidroelétricos brasileiros, bem como aos modelos de controle de cheias, da Cadeia de Modelos desenvolvida pelo Cepel e que está em uso pelo Setor Elétrico Brasileiro, de forma a incorporar as variáveis representativas de condições climáticas e de informações meteorológicas.

Adicionalmente, visto o crescimento da participação da geração eólica na matriz elétrica brasileira, os resultados desta consultoria podem trazer benefícios na modelagem estocástica de cenários futuros de ventos nos parques eólicos brasileiros, em desenvolvimento pelo CEPEL.

Produtos1. Relatórios contendo o Estado da Arte;

2. Avaliação e ajuste das previsões de médio prazo (horizonte de 11 dias) de um modelo dinâmico da atmosfera para as principais bacias hidrográficas;

3. Avaliação e ajuste das previsões climáticas sazonais (horizonte de 4 meses) de um modelo dinâmico da atmosfera para as principais bacias hidrográficas;

4. Relatório Técnico com os principais resultados da investigação.


CRONOGRAMA* – Valor Estimado R$ 1. 000.000,00


Ano Mês % Etapa % total Valor

1

1 1,8 1,8 R$ 18.000,00

4 5,4 7,2 R$ 54.000,00

6 22,9 30,1 R$ 229.000,00

9 22,9 53 R$ 229.000,00

10 11,2 64,2 R$ 112.000,00

12 14,4 78,6 R$ 144.000,00

26 10,7 89,3 R$ 107.000,00

12 10,7 100 R$ 107.000,00

Total R$ 1.000.000,00


Aquisição de dois "Clusters" de computação e desenvolvimento de infraestrutura associada, referente a P&D de metodologias e modelos, oficiais, para uso no planejamento da expansão e programação da operação de sistemas hidrotérmicos interligados.


Justificativa•Agilizar os Projetos de Aprimoramento da Modelagem Matemática dos Programas desenvolvidos pelo CEPEL

– Despachos de Usinas– Nova Geração de Cenários para Cálculo da Função de Custo Futuro– Nova Metodologia de Cálculo da Função Produção de Usinas

Hidroelétricas– Ferramentas Multiobjetivo/Multicritério– Avaliação da Metodologia para Recálculo de Garantia Física de

Usinas Hidroelétricas e Termelétricas

• Implementação de Estratégias de Paralelização mais Eficientes

•Aumento da Capacidade de Processamento de Cenários para Estudos Simultâneos

Cluster


Objetivo• Aquisição de dois novos “clusters” para atualizar a

infra-estrutura do Laboratório Computação Intensiva → Aceleração/viabilização de importantes aprimoramentos na modelagem matemática utilizadas em programas computacionais para o setor elétrico (NEWAVE, DECOMP e SUISHI).

Cluster


Alcance:Permitirá agilizar a disponibilização de ferramentas cada vez mais robustas e eficientes para:

• Ministério das Minas e Energia (MME) e Empresa de Pesquisas Energéticas (EPE) → Utilização do programa NEWAVE em estudos de planejamento da expansão, cálculo das garantias físicas de novos empreendimentos e cálculo do índice de custo-benefício (ICB) dos leilões de energia nova;

• Operador Nacional do Sistema (ONS) → Utilização dos programas NEWAVE e DECOMP no planejamento da operação energética de médio e curto prazo, respectivamente;

• Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) → Utilização dos programas NEWAVE e DECOMP na determinação do preço de liquidação das diferenças; e

• Todos os demais agentes do Setor Elétrico Brasileiro → Utilização dos modelos NEWAVE e DECOMP em estudos de planejamento e operação do Sistema Elétrico Brasileiro.

Benefícios:• Maior Robustez → Ganhos na qualidade dos planos de expansão da geração e da

operação energética• Maior Eficiência → Maior presteza na produção de resultados, aumentando a

segurança e minimizando o risco frente às incertezas futuras• Consequências → melhor uso dos recursos naturais, aumento da confiabilidade e

menor custo operativo, gerando benefícios para toda a sociedade brasileira

Cluster


Laboratório de PMUs (Unidades de Medição Fasorial), visando à investigação do comportamento de Unidades de Medição Fasorial (PMUs), para aplicações no Sistema Interligado Nacional e em sistemas elétricos de potência.


Laboratório de PMUs (Unidades de Medição Fasorial)

Contexto

Um sistema elétrico interligado, de grande porte, com transmissão em grandes distâncias e a sazonalidade do período de chuvas de cada região, como é o caso brasileiro, aumentam consideravelmente a complexidade da sua operação, em termos de segurança e eficiência.

Sistemas de medição fasorial, conhecidos como PMUs, baseados em sincronização usando-se satélites (GPS), permitem relacionar informações de fase e magnitude de tensões e correntes em várias subestações localizadas nos mais diversos pontos geográficos da rede elétrica do Sistema Interligado Nacional (SIN).

As PMUs são de especial importância para a operação do SIN, sobretudo para as atividades de supervisão em tempo real, análise de perturbações, validação de modelos e avaliação de desempenho dinâmico de controles e proteções sistêmicas. Dentre outras qualidades, permitem identificar situações de risco para a segurança dinâmica do sistema, e preveni-las através de rápidas ações corretivas da operação.

No primeiro semestre de 2009, o Cepel participou de testes de certificação em oito modelos de PMU de diferentes fabricantes, Os ensaios foram realizados no SynchroMetrology Test Lab do NIST (National Institute of Standards and Technology) em Gaithersburg-MD, Estados Unidos. No NIST, foi avaliado o desempenho estático e dinâmico das PMUs de acordo com a norma IEEE C37.118-2005. Essa homologação foi realizada com o objetivo de garantir a interoperabilidade entre os equipamentos a serem instalados no SIN.



Objetivo

Dotar o CEPEL de capacidade para atender, no País, às necessidades de realização de ensaios, estudos e pesquisa experimental sobre PMUs.

O LabPMU permitirá, também, apoio às atividades do Centro, no desenvolvimento e integração de novas metodologias e técnicas aos seus produtos que se encontram em uso no Sistema Interligado Nacional e em sistemas elétricos de potência em geral

Além de possibilitar análises avançadas, de modo a contribuir para a elaboração e aperfeiçoamento das especificações e normas técnicas nacionais e internacionais envolvidas, levando-se em conta as necessidades, características específicas e experiência adquirida no âmbito do sistema eletroenergético nacional.


AlcanceDo ponto de vista das aplicações de PMUs ao SIN, o laboratório oferecerá suporte tecnológico ao ONS, às empresas transmissoras e aos fabricantes de equipamentos; à pesquisa e desenvolvimento de novas aplicações de medição fasorial ao SIN, como técnicas de monitoração da rede e ferramentas para análise de perturbações.

Proporcionará ainda apoio tecnológico à implementação de uma rede de PMUs no Brasil.




Escopo do Fornecimento

LOTE Nº ITEM Nº EQUIPAMENTO CONFORME ESPECIFICAÇÃO (Ver Anexo III)UNIDAD

EQUANTIDA

DEVALOR

11 Unidade de medição fasorial (PMU)

Unid.3

R$ 75.150,002 Receptor GPS externo à PMU e acessórios 3

21 PMU com relé de proteção de linhas de transmissão.

Unid.3

R$ 75.150,002 Receptor GPS externo à PMU e acessórios. 3

3 1Unidade de medição fasorial (PMU) com medição de qualidade de energia e receptor GPS interno.

Unid. 2 R$ 50.100,00

4 1Unidade de medição fasorial (PMU) com relé de proteção de linhas de transmissão e receptor GPS interno.

Unid. 2 R$ 50.100,00

5 1 Programa computacional para Concentrador de Dados de Fasores (PDC). Unid. 1 R$ 30.100,00

61 Servidor para PDC

Unid.2

R$ 20.000,002 Estação de trabalho 3

7 1 Simulador Digital em Tempo Real (RTDS) Unid. 1 R$ 1002.000,00

8 1 Osciloscópio Digital Unid. 1 R$ 40.000,00

9 1 Gerador de Sinais Unid. 1 R$ 30.000,00

101 Multímetro de 5,5 dígitos

Unid.1

R$ 20.200,002 Multímetro de 3,5 dígitos 1

11 1 Fonte de alimentação DC Unid. 1 R$ 10.000,00

12 1 Amplificadores trifásicos de Tensão e Corrente Unid. 4 R$ 311.200,00

13 1 Sistema modular de Condicionamento e Aquisição de Dados Unid. 1 R$ 37.875,25

TOTAL R$ 1.751.875,25



Cronograma de desembolso

LOTE EQUIPAMENTO A SER FORNECIDO (Ver Anexo I e III) DESEMBOLSO (Valor Total - ou %)

1Unidade de medição fasorial (PMU).

Total 30 dias após a entregaReceptor GPS externo à PMU e acessórios.

2Unidade de medição fasorial (PMU) com relé de proteção de linhas de transmissão.

Total 30 dias após a entregaReceptor GPS externo à PMU e acessórios.

3Unidade de medição fasorial (PMU) com medição de qualidade de energia e receptor GPS interno à PMU.

Total 30 dias após a entrega

4Unidade de medição fasorial (PMU) com relé de proteção de linhas de transmissão e receptor GPS interno à PMU.

Total 30 dias após a entrega

5 Programa computacional para Concentrador de Dados de Fasores (PDC). Total 30 dias após a entrega

6Servidor para PDC

Total 30 dias após a entregaEstação de trabalho

7 Simulador Digital em Tempo Real (RTDS)10% após a entrega da documentação80% após envio do equipamento10% após o comissionamento e aceitação.

8 Osciloscópio Digital Total 30 dias após a entrega

9 Gerador de Sinais Total 30 dias após a entrega

10Multímetro de 5,5 dígitos

Total 30 dias após a entregaMultímetro de 3,5 dígitos

11 Fonte de alimentação DC Total 30 dias após a entrega

12 Amplificadores trifásicos de Tensão e Corrente Total 30 dias após a entrega

13 Sistema modular de Condicionamento e Aquisição de Dados Total 30 dias após a entrega


Laboratório de Smart Grid, visando à pesquisa experimental, desenvolvimento e avaliação de tecnologias em Smart Grid, sob os aspectos de conexão a redes de distribuição (harmônicos, distúrbios de tensão e frequência).


Laboratório de Smart Grid

Contexto

A implantação do laboratório proposto no CEPEL, pioneiro no País, visa ampliar a capacidade do Centro no desenvolvimento de novas tecnologias que atendam as necessidades das redes de distribuição do futuro.

Baseando-se em laboratório existente no KEMA, Holanda (FLEX POWER GRID LAB), foram preliminarmente definidas as características principais (nível de tensão de 34,5 kV e potência de 1MVA) e o conjunto básico de equipamentos para sua infraestrutura.

Para detalhamento das especificações dos equipamentos do laboratório e para elaboração do seu projeto executivo, foi preparado um termo de referência visando a contratação de consultoria externa, tendo como referência orçamento obtido junto ao KEMA.


KEMA, Holanda (FLEX POWER GRID LAB)



Alcance• Desenvolvimento de infraestrutura de pesquisa experimental e ensaios, permitindo conhecer, com alto grau de confiança, o comportamento de novas tecnologias e sistemas antes de serem conectadas às redes de distribuição;

• Apoio no desenvolvimento de novas técnicas e metodologias, voltadas à operação e supervisão de sistemas elétricos;

• Apoio ao desenvolvimento industrial de equipamentos e sistemas;

• Treinamentos de profissionais do setor;

• Estudos de caracterização do comportamento de cargas e de novos sistemas de geração de energia

• Criação de modelos que permitam a modelagem de novos sistemas de geração de energia para aplicação em ferramentas computacionais de simulação

• Desenvolvimento de procedimentos de ensaios para novos equipamentos relacionados a geração distribuída

• Pesquisa sobre os sistemas de controle associados a fontes de geração distribuídas e renováveis

• Otimização do controle de geração e de carga


Laboratório de Smart Grid - Consultoria

ObjetivoContratação de consultoria necessária para a elaboração de projeto executivo do laboratório, incluindo especificações detalhadas dos bens a serem adquiridos e das condutas e procedimentos laboratoriais de ensaios.


Laboratório de Smart Grid - Consultoria

JustificativaA atuação do CEPEL no campo de pesquisas o credencia a prestar suporte tecnológico em atividades ligadas ao Ministério de Minas e Energia, bem como a atuar como parceiro nos projetos desenvolvidos no âmbito das empresas do Sistema Eletrobras. Como exemplo destas atividades, podemos mencionar a participação no Grupo de Trabalho com o objetivo de analisar e identificar ações necessárias para subsidiar o estabelecimento de políticas públicas para implantação de um Programa Brasileiro de Rede Elétrica Inteligente – “Smart Grid”, e o projeto de P&D ANEEL –“Desenvolvimento de um Modelo de Referência, para as EDEs, fundamentado na experimentação de aplicações de um conjunto de tecnologias dentro do conceito Smart Grid”, proposto pelas Empresas de Distribuição da Eletrobras.

Apesar de toda a experiência supracitada, não há no CEPEL, expertise em laboratório com as características desejadas proposto para o desenvolvimento de novas tecnologias que atendam as necessidades das redes de distribuição do futuro. Desta forma, além de contar com a experiência supramencionada do CEPEL, para conseguir o máximo de abrangência e eficiência do laboratório, há a necessidade de uma consultoria com experiência em laboratórios semelhantes.


CRONOGRAMA DE DESEMBOLSOValor total para consultoria: R$ 1.600.000,00


ETAPA ATIVIDADE PERÍODO DE EXECUÇÃO

DESEMBOLSO (realizado no final do

período)

1 Elaboração de especificações detalhadas dos bens a serem adquiridos.

Meses 3-6 400.000,00

2 Elaboração de especificações detalhadas da infraestrutura.

Meses 3-6 400.000,00

3 Elaboração de especificações detalhadas dos procedimentos básicos do laboratório.

Meses 6-12 400.000,00

4 Acompanhamento da implantação do laboratório.

Meses 3-27 0

5 Comissionamento do laboratório. Meses 27-30 400.000,00


Laboratório de Smart Grid - Bens

ObjetivoAquisição dos equipamentos necessários para o Laboratório de Smart Grid, conforme especificação detalhada resultante da consultoria.

Equipamentos previstosDesembolso de 6 a 12 meses após início do processo de compras

R$ 15.500.000,00

Item previstos Valor (R$)

Transformadores , cargas resistivas e reativas (indutivas e capacitivas), gerador de perturbação de redes de eletrônica de potência incluindo controle especialmente destinado a aplicações de Smart Grid e outros componentes de eletrônica de potência a serem especificados

10.600.000,00

Chaves, cabos, controles e acessórios 900.000,00

RTDS 4.000.000,00


Laboratório de Smart Grid - Obras

Objetivo

Contratação da construção de área edificada para as instalações do Laboratório de Smart-Grid

Valor estimado R$ 2.300.000,00

Desembolso de 6 a 24 meses após o início do processo de contratação.


Projeto LongDist

Infraestrutura para pesquisa experimental, desenvolvimento e implantação de tecnologias para transmissão a longas distâncias em Ultra Alta Tensão - UAT, CA e CC, visando aos aproveitamentos hidrelétricos da Amazônia.

Laboratório de Ultra Alta Tensão - LabUAT


Contexto/Justificativa


Com a participação das Empresas Eletrobras, o Cepel vem desenvolvendo novas concepções de linhas de transmissão de alta capacidade visando a transmissão de grandes blocos de energia da região Norte, notadamente dos futuros empreendimentos de geração do rio Madeira e da UHE Belo Monte, para as Regiões Sudeste e Nordeste.

A introdução de inovações tecnológicas em empreendimentos de transmissão de grande porte requer o desenvolvimento permanente de estudos, a construção de protótipos e a realização de pesquisa experimental em instalações laboratoriais e em linhas piloto.

Considerando essas necessidades, o Cepel concebeu um projeto inovador para o laboratório de Ultra Alta Tensão (LabUAT), que será localizado na sua Unidade de Adrianópolis e contará com dimensões suficientes para realizar ensaios elétricos em configurações de linhas de transmissão, com classe de tensão até 1.200 kV em corrente alternada, e ±800 kV em corrente contínua; níveis estes adequados para atender os requisitos previstos para aplicação de tecnologias de transmissão em UAT no Brasil.


Alcance/Benefícios


Os resultados obtidos com as pesquisas a serem desenvolvidas no LabUAT serão utilizados no aperfeiçoamento dos modelos computacionais para otimização de arranjos de configurações de LTs com o conceito de Linhas de Potência Natural Elevada (LPNE). Esses programas terão grande importância nos projetos de desenvolvimento sustentável da hidroeletricidade do Amazonas e na expansão das LTs do Sistema Elétrico Brasileiro.

O Laboratório de Ultra Alta Tensão será uma instalação que permitirá o desenvolvimento de linhas de transmissão em até 1.200 kV em corrente alternada e até ± 800 kV em corrente contínua. Esse Laboratório também permitirá a realização de ensaios disruptivos em equipamentos de subestações de energia elétrica para até 2.250 kV em corrente alternada e até 1.600 kV em corrente contínua.

O Laboratório de Ultra Alta Tensão, cujas características são únicas no mundo, permitirá ainda o desenvolvimento de tecnologia de transmissão e de equipamentos de subestação elétricas que poderão ser empregados em regiões semelhantes às existentes no Brasil, como países sul americanas, africanos e demais regiões tropicais.


Laboratório de Ultra Alta Tensão – LabUAT – Concepção

Futuro Laboratório de Ultra-Alta Tensão (LabUAT)CA: 750 kV trifásico, 1500 kV e 2250 kV monofásicoCC: 800 kV bipolo e 1600 kV uma polaridade.

Fonte CA, 750 kV Pórtico, HxL:70 x 70 m

Carretas para troca de fontes CA x CC


Laboratório de Ultra Alta Tensão – LabUAT – Itens Projeto META – R$ 35,6 Mi

Projeto LongDist (infraestrutura para pesquisa experimental, desenvolvimento e implantação de tecnologias para transmissão a longas distâncias em Ultra Alta Tensão - UAT, CA e CC, visando aos aproveitamentos hidrelétricos da Amazônia) - Fabricação e montagem de dois pórticos com fundações e barra de tração

15.000.000,00

Projeto LongDist - Obras (Bases, Caneletas, Arruamento e Iluminação) 8.000.000,00

Projeto LongDist - Eletrodos e estais HAEFELY - CA e CC 5.800.000,00

Projeto LongDist - Quatro conjuntos de Yokes para arranjos no âmbito do conceito de Linhas de Potência Naturalmente Elevada – LPNE 2.000.000,00

Projeto LongDist - Fonte para gaiola corona - HAEFELY 2.500.000,00

Projeto LongDist - Capacitor de acoplamento DC – HAEFELY 1.500.000,00

Projeto LongDist - Sistema para movimentação de cabos - Roletes 300.000,00


Projeto LongDist

Pórticos para o LabUAT


Justificativa

LongDist – Pórticos e Obras do Laboratório de Ultra-alta Tensão

As linhas em concepção pelo Cepel necessitam de sustentação mecânica para serem ensaiadas. Essa sustentação é garantida por estruturas metálicas, denominadas pórticos, que devem permitir uma grande flexibilidade operacional e de montagem, devido ao grande leque dimensional das novas concepções de linhas e dos projetos em estudo.


Objetivo

LongDist - Pórticos e Obras do Laboratório de Ultra-alta Tensão

O objetivo deste edital é apresentar as condições necessárias para a construção de dois pórticos e as suas respectivas fundações e ainda complementar as obras civis necessárias para a operação do Lab UAT.

Pórticos: Estruturas metálicas em perfil tubular, montados de modo a possuir um vão livre de 70 m x 70 m, cada uma, e devem ficar espaçados de 110 m. Cada pórtico possuirá uma viga móvel onde serão fixadas as sustentações da linha sob ensaio.

O projeto dos pórticos apresenta uma característica inovadora ao permitir a realização de montagens de configurações de linhas de transmissão em corrente alternada ou corrente contínua, alternadamente, por meio do reposicionamento dos componentes do circuito de ensaio.

Essa característica de mobilidade e versatilidade possibilita uma maior taxa de ocupação das instalações físicas do laboratório e flexibilidade com relação aos arranjos de montagem para ensaios, otimizando custos de investimento.



Obras civis complementares para o Lab UAT:

• Fundações dos 2 pórticos supracitados,

• Base de concreto para os equipamentos de ensaio de corrente alternada e de corrente contínua,

• Base de concreto de teste da geração de impulso móvel,

• Base de concreto para as bobinas de cabos de ensaio,

• Bases de concreto para os equipamentos para ensaios disruptivos em corrente alternada e corrente contínua (“base de montagem do transformador 2,25 MV e retificador 1,6 MV”),

• Base de concreto de concreto para a fixação de equipamentos a serem submetidos a ensaios disruptivos (“base principal de ensaio”),

• Barras para guinchos de tração,

• Canaletas e eletrodutos para cabos de controle e de alimentação de equipamentos nas bases e pórticos,

• Arruamento, drenagem e iluminação externa.


Cronograma e desembolso


Fabricação e montagem de duas estruturas metálicas (pórticos) e complementação das obras civis do LabUAT: valor estimado R$ 23,0 Mi.

Etapa Atividade a ser desenvolvidaPeríodo de execução

(dias)

Percentual de execução (%)

Desembolso ao término da etapa (R$)

1 Desenhos de fabricação dos pórticos e desenhos de montagem das obras civis

15 5 1.150.000,00

2 Aquisição dos materiais para os pórticos e obras de drenagem

20 20 4.600.000,00

3 Preparação das peças dos pórticos e 50 % das bases

30 5 1.150.000,00

4 Pintura das peças dos pórticos, fundações dos pórticos e 50 % das bases

30 10 2.300.000,00

5 Transporte das peças dos pórticos para o CEPEL/Adrianópolis

5 10 2.300.000,00

6 Montagem e comissionamento do pórtico 1 e canaletas

40 25 5.750.000,00

7 Montagem e comissionamento do pórtico 2, arruamento e iluminação

40 25 5.750.000.00


Projeto LongDist

Eletrodos e estais CA e CC - Haefely


Justificativa

As linhas em concepção pelo Cepel devem ser submetidas a ensaios para a determinação do valor da tensão quando ocorre uma descarga disruptiva. Essa informação é de fundamental importância para que o projetista da linha possa definir a coordenação de isolamento de modo a obter a melhor confiabilidade do projeto.

Para executar ensaios disruptivos, tanto o sistema de ensaio de corrente alternada como o sistema de ensaio de corrente contínua, sendo o primeiro composto por transformadores, reatores e divisores de tensão (três unidades de cada, um para cada fase) e o segundo composto por dois retificadores, devem ser montados em superposição, como pode ser visto nos desenhos a seguir, referente à montagem do transformador.

Devido ao elevado valor da tensão nos ensaios disruptivos, os eletrodos originais situados no topo dos equipamentos devem ser trocados por outros mais adequados.

LongDist - Eletrodos e estais CA e CC


Eletrodo para ensaios disruptivos

Estai isolante

Justificativa

Eletrodo original



Objetivo

Os eletrodos pertencentes a este termo de referência são estruturas metálicas de forma esférica, confeccionada com perfis e tubos de alumínio, coberta com pratos de aço inoxidável destinado a dar sustentação mecânica à montagem dos sistemas de ensaio de corrente alternada e corrente contínua para a execução de ensaios disruptivos.

Para fornecer maior estabilidade à montagem, os eletrodos necessitam de estais isolantes para sua fixação ao solo, com a função de dar suportabilidade aos efeitos de vento.

Serão fornecidos 4 eletrodos com os respectivos conjuntos de estais sendo 3 para cada elemento do sistema de corrente alternada (transformador, reator e divisor de tensão) e 1 para o retificador do sistema de corrente contínua.




CRONOGRAMA – Valor Orçado R$ 5. 800.000,00

ETAPA Atividade a ser desenvolvida Período de Execução(meses)

Desembolso ao fim da Etapa

(% do valor total)

1 Antecipação para fins de contratação, pelo fabricante, de fornecedores de matéria prima e componentes para possibilitar o início do processo de fabricação (ver Nota 1 no TdR).

1 30

2 Abertura de carta de crédito condicionada ao embarque do equipamento para o Cepel. (ver Nota 2 no TdR)

6 65

3 Fabricação, Montagem, comissionamento na fábrica, embarque, comissionamento do equipamento no Cepel, entrega de documentação do equipamento e termo de aceite. (Ver nota 3 no TdR)

1 5


Projeto LongDist

Quatro conjuntos de Yokes para arranjos no âmbito do conceito de Linhas de Potência Naturalmente Elevada - LPNE


Justificativa

LongDist - Quatro conjuntos de Yokes para arranjos no âmbito do conceito de Linhas de Potência Naturalmente Elevada - LPNE

As linhas em concepção pelo Cepel necessitam de sustentação mecânica para serem ensaiadas.

Essa sustentação é garantida por estruturas metálicas, denominadas pórticos.

A terminação da linha sob ensaio exige uma blindagem complexa, denominada yoke, para garantir a eliminação total do efeito de ponta, responsável pelo aparecimento de descargas não controladas e por corona.


Objetivo

Estrutura metálica confeccionada com perfis e tubos de alumínio, projetada para blindar as extremidades e permitir o tracionamento dos feixes de condutores sob ensaio.

Devido à grande variação nas dimensões das configurações de linha a serem ensaiadas, há necessidade de yokes com diâmetros e formas diferentes de modo a atender a todas as possíveis configurações de ensaio. Assim sendo, o presente termo de referência abrange o fornecimento de 4 lotes com 6 yokes iguais em cada lote. Cada um dos yokes de cada lote será posicionado na extremidade de uma fase da linha sob ensaio. As dimensões dos yokes de cada lote será a seguinte:

• Lote 1: circular com 4 m de diâmetro

• Lote 2: circular com 2 m de diâmetro

• Lote 3: elíptico com 4 m x 2,5 m

• Lote 4: elíptico com 3 m x 2 m



Cronograma: Valor orçado R$ 2,0 Mi


Etapa Atividade a ser desenvolvidaExecução

(dias)Execução

(%)Desembolso ao fim

da Etapa (R$)

1Preparação, entrega e aprovação do projeto dos yokes

10 10 200.000,00

2Antecipação para compra de matéria prima, pelo fabricante.

10 15 300.000,00

3 Fabricação e entrega do primeiro lote de Yokes 45 10 200.000,00

4Comissionamento e aprovação do primeiro lote nos ensaios no Cepel

10 5 100.000,00

5 Fabricação e entrega do segundo lote de Yokes 45 10 200.000,00

6Comissionamento e aprovação do segundo lote nos ensaios no Cepel

10 5 100.000,00

7 Fabricação e entrega do terceiro lote de Yokes 45 15 300.000,00

8Comissionamento e aprovação do terceiro lote nos ensaios no Cepel

10 5 100.000,00

9 Fabricação e entrega do quarto lote de Yokes 45 15 300.000,00

10Comissionamento e aprovação do quarto lote nos ensaios no Cepel

10 10 200.000,00


Projeto LongDist

Transformador (Fonte) para a gaiola corona


Justificativa

LongDist - Transformador (Fonte) para a gaiola corona

Além dos ensaios executados no laboratório de UAT, para análise de novas concepções de linhas de transmissão é necessária a execução de estudos e ensaios para a seleção ótima do condutor para estas linhas de transmissão. A definição do condutor da linha é de suma importância visto que ele representa cerca de 60% do custo de uma linha de transmissão. Este tipo de análise é realizado na Gaiola Corona, que atualmente está em processo de revitalização no Cepel.


Objetivo

Transformador e divisor de tensão para 300 kV, 1 A, isento de corona e radiointerferência.

LongDist - Transformador (Fonte) para a gaiola corona




(% do valor total)


1 30


6 65

3 Fabricação, Montagem, comissionamento na fábrica, embarque, comissionamento do equipamento no Cepel, entrega de documentação e termo de aceite. (Ver nota 3 no TdR)

1 5


Projeto LongDist

Capacitor de acoplamento DC - Haefely


Justificativa

LongDist

Capacitor de acoplamento CC

As linhas de corrente contínua em concepção pelo Cepel devem ser submetidas a ensaios para a medição da tensão de radiointerferência de modo a poder quantificar o nível de perdas produzidas por ela.

Para executar esse ensaio, o sistema de ensaio de corrente contínua necessita de um capacitor de acoplamento instalado ao lado de cada retificador com o objetivo de fornecer a capacitância necessária para captar o sinal de radiointerferência.

Capacitor de acoplamentoTubo de conexão

Retificador


ObjetivoDois capacitores de acoplamento para uso na medição de radiointerferência com o sistema de ensaio de corrente contínua.


LongDist

Capacitor de acoplamento CC



(% do valor total)


1 30


6 65

3 Fabricação, Montagem, comissionamento na fábrica, embarque, comissionamento do equipamento no Cepel, entrega de documentação e termo de aceite. (Ver nota 3 no TdR)

1 5


Projeto LongDist

Sistema para movimentação de cabos - Roletes


Justificativa

LongDist - Roletes

As linhas em concepção pelo Cepel não podem ser arrastadas pelo chão, durante a montagem para ensaios, pois qualquer dano superficial pode afetar os resultados. Assim sendo, o Cepel concebeu um sistema pelo qual o cabo a ser montado é tracionado por um guincho sobre um leito de roletes de polímero de alto impacto. Esses roletes permitirão que o cabo seja desenrolado de sua bobina sem se danificar até ser cortado na dimensão adequada e montado no arranjo de ensaio.

Cabo

Rolete


Objetivo

Roletes de polímero de alta performance instalados em suportes poliméricos com sulcos adequados para permitir a movimentação de cabos com as seguintes características:

Os roletes e seus suportes devem resistir às seguintes condições ambientais:

• vento: 120 km/h, com rajadas de 160 km/h;

• temperatura ambiente: variando entre 15 oC e 44 oC;

• elevada incidência solar;

• umidade relativa: variando entre 40% a 93%;

• nível de poluição: médio (devido a ventos provenientes do mar mas não próximo ao mar).

LongDist - Roletes



LongDist - Roletes

Etapa Atividade a ser desenvolvidaExecução

(dias)

Execução(%)


(R$)

1Antecipação para compra de matéria prima pelo fabricante.

30 0 105.000,00

2

Fabricação, entrega, montagem, comissionamento e aprovação da estrutura de movimentação dos cabos para o arranjo sob ensaio no CEPEL

60 100 195.000,00





Objetivo

O projeto visa uma maior segurança na operação dos laboratórios de ensaio além de proporcionar uma melhor supervisão e controle de toda a alimentação das instalações e também atender, de forma mais confiável, novas demandas de energia.

Os novos equipamentos proporcionarão uma economia de manutenção e também serão integrados ao sistema de automação da subestação. Além disso, seguirão as normas técnicas mais recentes que incluem segurança pessoal e das instalações em caso de defeitos.


Alcance

As instalações atualizadas irão atender com maior confiabilidade, segurança e eficiência os laboratórios que realizam ensaios de pesquisa e desenvolvimento de tecnologias voltadas para as necessidades do sistema de energia elétrica e também serviços especializados que garantem a qualidade e a confiabilidade dos equipamentos a serem instalados no campo.

Os equipamentos associados aos laboratórios de alta tensão e ultra alta tensão beneficiarão diretamente os estudos e projetos de P&D, gerando subsídios para decisões sobre tecnologias a serem utilizadas nos sistemas de transmissão de energia elétrica, incluindo os relacionados com os aproveitamentos hidroelétricos da região amazônica.

As empresas de geração, transmissão e distribuição e fornecedores de equipamentos e sistemas para essas empresas se beneficiarão da atualização da infra-estrutura laboratorial.



Revitalização e automação da subestação de 138 kV e serviços auxiliares da Unidade Cepel – Adrianópolis - Cronograma.

Valor orçado: R$ 7,7 Mi

Seccionadoras - R$ 852.380,00

Etapa ATIVIDADEPERÌODO DE EXCECUÇÃO

DESEMBOLSO (%)(realizado no final do

período)

1 Elaboração do projeto executivo15 dias após assinatura do contratato

10

2Análise e aprovação do projeto executivo

10 dias após etapa 1 10

3Fornecimento das novas seccionadoras


4Desmontagem das seccionadoras existentes, montagem das novas, comissionamento e start-up


5 Emissão do Termo de Aceitação 10 dias após etapa 4 10




Cubículos - R$ 3.426.978,00

Etapa ATIVIDADEPERÍODO DE EXECUÇÃO

DESEMBOLSO (%)(realizado no final

do período)

1Elaboração do projeto executivo

30 dias após assinatura do contratato

10

2Análise e aprovação do projeto executivo


3Fornecimentos dos novos cubículos


4

Desmontagem dos cubículos existentes, montagem dos novos, comissionamento e start-up


5Emissão do Termo de Aceitação





Automação - R$ 3.430.000,00

Etapa ATIVIDADEPERÍODO DE EXECUÇÃO

DESEMBOLSO (%) (realizado no final

do período)

1

Elaboração do projeto dos painéis, do detalhamento da arquitetura de

comunicação dos CLP’s e do diagrama de causa e efeito

30 dias após assinatura do

contrato30

2Fornecimento das IHM’s, dos servidores e dos painéis do CLP da sala de parâmetros

60 dias após a etapa 1

10

3Fornecimento da instrumentação e de

todos os painéis da rede FF30 dias após a

etapa 220

4Instalação de todos os sensores e da conexão de todos os I/O’s de todos os

CLP’s

30 dias após a etapa 3

20

5 Emissão do Termo de Aceitação90 dias após a

etapa 420


Conjunto de transformadores de ensaios, para montagem em cascata de 1200 kV, com recursos de automação (Reposição de unidades com tempo de vida esgotado)


Conjunto de transformadores de ensaios de alta tensão

Objetivo

Equipar o laboratório de alta tensão do Cepel, unidade Adrianópolis, de um transformador para ensaios com tensão alternada até pelo menos 1200 kV, com capacidade de automação na operação e sistema de medição, para fins de pesquisa experimental, realização de serviços especializados e avaliação de equipamentos e outros dispositivos para sistemas de transmissão até a classe de 765 kV.

Algumas atividades experimentais que podem ser realizadas são: tensão suportável e disruptiva à freqüência industrial (seco/chuva); determinação da tensão disruptiva; medições de descargas parciais; medição da tensão de radiointerferência, medição da capacitância e tangente delta; identificação do corona com câmera UV e visual; edistribuição de potencial em cadeias de isoladores.



Alcance

As instalações atualizadas irão atender com maior confiabilidade, segurança e eficiência os laboratórios que realizam ensaios de pesquisa e desenvolvimento de tecnologias voltadas para as necessidades do sistema de energia elétrica e também serviços especializados que garantem a qualidade e a confiabilidade dos equipamentos a serem instalados no campo.

Os equipamentos associados aos laboratórios de alta tensão e ultra alta tensão beneficiarão diretamente os estudos e projetos de P&D, gerando subsídios para decisões sobre tecnologias a serem utilizadas nos sistemas de transmissão de energia elétrica, incluindo os relacionados com os aproveitamentos hidroelétricos da região amazônica.

As empresas de geração, transmissão e distribuição e fornecedores de equipamentos e sistemas para essas empresas se beneficiarão da atualização da infra-estrutura laboratorial.



Cronograma: Valor orçado: R$ 7,2 Mi



(% do valor total)


1 30


11 65

3 Fabricação, Montagem, comissionamento na fábrica, embarque, comissionamento do equipamento no Cepel, realização de treinamento e entrega dos relatórios de ensaio, certificados, documentação do equipamento, software e manuais de operação e termo de aceite. (Ver nota 3 no TdR)

1 5


Item ATIVIDADES VALORES (R$)

1

Consultoria na área de mudanças climáticas, envolvendo estudos de estatística/modelagem para aperfeiçoamento de metodologias e modelos, oficiais, de apoio ao planejamento da expansão e programação da operação de sistemas hidrotérmicos interligados.

R$ 1.000.000,00Ano 1: 78,6 % Ano 2: 21,4 %

2

Aquisição de dois "Clusters" de computação e desenvolvimento de infraestrutura associada, referente a P&D de metodologias e modelos, oficiais, para uso no planejamento da expansão e programação da operação de sistemas hidrotérmicos interligados.

R$ 5.200.000,00 Ano 1: 100 %

3Laboratório de PMUs (Unidades de Medição Fasorial), visando à investigação do comportamento de Unidades de Medição Fasorial (PMUs), para aplicações no Sistema Interligado Nacional e em sistemas elétricos de potência, em geral.

R$ 1.800.000,00Ano 1: 95 % Ano 2: 5 %

4

Laboratório de Smart Grid, visando à pesquisa experimental, desenvolvimento e avaliação de tecnologias em Smart Grid, sob os aspectos de conexão a redes de distribuição (harmonicos, disturbios de tensão e frequência). - Consultoria, Equipamentos e Obras.

R$ 1.600.000,00 Consultoria

Ano 1: 75 % Ano 2: 25 %

R$ 2.300.000,00 Obras

Ano 1: 50 % Ano 2: 50 %

R$ 15.500.000,00 Equipamentos (*)

Ano 1: 30 % Ano 2: 70 %

5

Projeto LongDist - Quatro conjuntos de Yokes para arranjos no âmbito do conceito de Linhas de Potência Naturalmente Elevada – LPNE

R$ 2.000.000,00 Ano 1: 100 %

Projeto LongDist - Fonte para gaiola corona – HAEFELY R$ 2.500.000,00 Ano 1: 100 % Projeto LongDist - Capacitor de acoplamento DC – HAEFELY R$ 1.500.000,00 Ano 1: 100 % Projeto LongDist – Roletes R$ 300.000,00 Ano 1: 100 %

6


R$ 7.709.358,00Ano 1: 66 %Ano 2: 44 %

Conjunto de transformadores de ensaios, para montagem em cascata de 1200 kV, com recursos de automação (reposição de unidades com tempo de vida esgotado)

R$ 7.200.000,00Ano 1: 90 % Ano 2: 10 %

Projeto META – Cepel – R$ 78 Mi (Ano 1: R$ 65 Mi - 83%; Ano 2: R$ 13 Mi - 17%)


Obrigado!Obrigado!

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Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPELReunião Projeto META, junho/2011 Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Autor/apresentador Área