Seminário: Transmissão de Energia Elétrica a Longa Distância

Transcrição

1 Monitoramento de Transformadores de Potência Gerenciamento de Dados para o Monitoramento e Avaliação da Condição Operativa de Transformadores Seminário: Transmissão de Energia Elétrica a Longa Distância Recife 05 de outubro de 2007 Paulo Roberto / Depto.: Técnico / Seção de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) e Projetos de Sistemas de Controle e Automação

2 ESCOPO DA APRESENTAÇÃO 1- Introdução 2- Arquitetura do Hardware 3- Módulos do Software 3.1- Módulo de Comunicação 3.2- Módulo de Aquisição de Dados 3.3- Módulo de Gerenciamento do Banco de dados 3.4- Módulo de Simulação 3.5- Módulo de Diagnósticos e Prognósticos 3.6- Módulo Servidor WEB 02

3 INTRODUÇÃO Aquisição de Dados Parte Ativa Comutador Sob Carga Sobretensõe s Correntes e Sobrecorrentes Corrente de Fuga Pressã o Capacitânci a Níveis de Óleo Temperatura s Tempo de Sobrecarga Buchas Resfriamento e Sobrecarga Dispositivos de Proteção e Controle Sobrecarga s Tensões Degradação do Isolamento Sistema de Comutaçã o Indicação de Posição Torque Umidad e Gases Dissolvidos Resfriamento e Sobrecarga Sistema de Controle Ações de Comando Tensões de Controle e Auxiliares 03

4 ARQUITETURA DO HARDWARE Cabo Par Trançado Cabo Par Trançado EXEMPLO Terminais Firewall Ethernet Port Servidor WEB Comunicação Aquisição de Dados Diagnósticos e Prognósticos Ethernet Port Rede Ethernet TCP/IP Rede do Cliente Computador Host Rede Ethernet TCP/IP ou UDP/IP Cabo Óptico Cabo Óptico Cabo Óptico Ethernet Port PLC Transformador 1 Ethernet Port PLC Transformador 2 Ethernet Port PLC Transformador 3 Rede do Sistema 04

5 MÓDULO SERVIDOR WEB MÓDULO DE SIMULAÇÃO GERENTE DE BANCOS DE DADOS MÓDULO DE DIAGNÓSTICO E PROGNÓSTICO MÓDULO DE AQUISIÇÃO DE DADOS MÓDULO DE COMUNICAÇÃO SENSORES 05

6 Módulo de Comunicação Leitura das Variáveis Analógicas do PLC Leitura / Escrita das Variáveis Digitais do PLC Utiliza protocolo UDP/IP Utiliza protocolo tipo Master-Slave na Camada de Aplicação 06

7 Módulo de Aquisição de Dados Interpretação das Variáveis Analógicas e Digitais do Transformador Define a Formatação dos Dados para Uso do Gerenciamento da base de Dados Responsável pela Interface do Sistema de Monitoramento com o Transformador 07

8 Módulo Gerente de Base de Dados Recebe os Dados e Através de Modelos Matemáticos Transforma os Dados em Informações Disponibiliza as Informações para os Módulos de Diagnóstico / Prognóstico e Simulação Permite a Geração de Históricos, Relatórios, Gráficos de Tendências sobre o Comportamento do Transformador 08

9 Módulo de Simulação Realiza os Cálculos Necessários para a Simulação de Condições de Carregamento do Transformador Informa a Perda de Vida sob Condições Normais e sob Condições de Ponta Gera um Ciclo de Carga Completo 24 horas Para Requisições Remotas de Processamento, o Módulo de Simulação é Ativado pelo Módulo Servidor WEB Os Resultados do Modelo de Simulação são Escritos e Armazenados em Uma Tabela Temporária no Módulo Gerenciador de Banco de Dados 09

10 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 1 - Parte Ativa Variáveis de Entrada Tensão Atual Corrente Atual Potência Nominal Cálculo do Fator de Carga Variáveis de Saída Potência Atual Fator de Carga Atual 10

11 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 1 - Parte Ativa Variáveis de Entrada Temperatura Hot Spot Cálculo da Taxa de Envelhecimento Variáveis de Saída Taxa de Envelhecimento 11

12 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 1 - Parte Ativa Variáveis de Entrada Taxa de Envelhecimento de 30 Dias (Atualizada Diariamente) Cálculo do Consumo de Vida Útil Variáveis de Saída Consumo de Vida Útil (Informado em dias) 12

13 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 1 - Parte Ativa Variáveis de Entrada Status do Acionamento de Bombas e Ventiladores Fator de Carga Atual Theta Óleo e Theta Ar / Água Tensão Atual Posição do Comutador Cth Nominal Perdas a Vazio e Perdas em Carga Cálculo de Perdas Atuais Variáveis de Saída Consumo de Vida Útil (Informado em dias) 13

14 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 1 - Parte Ativa Variáveis de Entrada Status do Acionamento de Bombas e Ventiladores Fator de Carga Atual Theta Óleo e Theta Ar / Água Tensão Atual Posição do Comutador Cth Nominal Perdas a Vazio e Perdas em Carga Cálculo da Temperatura do Hot Spot Variáveis de Saída Temperatura do Ponto Quente de acordo com IEC Temperatura do Ponto Quente de acordo com o Modelo Térmico 14

15 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 1 - Parte Ativa Variáveis de Entrada Umidade do Óleo Temperatura do Óleo Cálculo da Umidade no Papel Variáveis de Saída Umidade no Papel 15

16 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 1 - Parte Ativa Variáveis de Entrada Conteúdo de Gases Atual Cálculo do Gradiente de Gases Dissolvidos no Óleo Variáveis de Saída Gradiente de Gases no Óleo (Mensal e Horário) 16

17 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 1 - Parte Ativa Variáveis de Entrada Corrente Atual Cálculo do Número de Sobrecorrentes Correntes de Curto Circuito Variáveis de Saída Número de Sobrecorrentes Correntes Medidas por Oscilografia Armazenagem dos Dados de Oscilografia 17

18 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 2 Sobrecarga e Unidade de Resfriamento Variáveis de Entrada Status do Acionamento de Bombas e Ventiladores Fator de Carga Atual Theta Óleo e Theta Ar / Água Tensão Atual Posição do Comutador Cth Nominal Perdas a Vazio e Perdas em Carga Cálculo da Resistência Térmica - Rth Variáveis de Saída Rth Eficiência da Unidade de Resfriamento 18

19 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 2 Sobrecarga e Unidade de Resfriamento Variáveis de Entrada Status do Acionamento de Bombas e Ventiladores Fator de Carga Atual Theta Óleo e Theta Ar / Água Tensão Atual Posição do Comutador Cth Nominal Perdas a Vazio e Perdas em Carga Cálculo do Tempo de Sobrecarga Variáveis de Saída Tempo de Carregamento com Sobrecarga Tempo de Carregamento em Caso de Falta do Sistema de Refrigeração 19

20 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 2 Sobrecarga e Unidade de Resfriamento Variáveis de Entrada Status do Acionamento de Bombas e Ventiladores Fator de Carga Atual Theta Óleo e Theta Ar / Água Tensão Atual Posição do Comutador Cth Nominal Perdas a Vazio e Perdas em Carga Cálculo da Sobrecarga Máxima Variáveis de Saída Máxima Sobrecarga 20

21 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 2 Sobrecarga e Unidade de Resfriamento Variáveis de Entrada Temperatura de Entrada Resfriamento Temperatura de Saída Resfriamento Fluxo da Massa de Óleo Temperatura Média da Unidade de Resfriamento Cálculo das Características da Unidade de Resfriamento Variáveis de Saída Diferença Real das temperatura de Entrada e Saída Potência da Unidade de Resfriamento 21

22 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 3 Buchas Variáveis de Entrada Tensão Atual (3 fases) Cálculo da Variação de Capacitância Variáveis de Saída Variação de Capacitância 22

23 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 3 Buchas Variáveis de Entrada Tensão Atual Cálculo do Número de Sobretensões Variáveis de Saída Número de Sobretensões Oscilografia de Tensão Armazenagem de Dados de Oscilografia de Tensão 23

24 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 4 Comutador Sob Carga Variáveis de Entrada Posição do Comutador Potência Consumida no Motor Corrente de Carga Atual Durante a Operação do Comutador Cálculo das Características do Comutador e Condições Mecânicas Variáveis de Saída Posição do Comutador Contador de Operações Contador de Operações do Seletor Contador de Operações do Pré-Seletor Soma da Corrente de Comutação Índice de Energia da Comutação Máximos Valores de Potência para Três Seletores do Processo de Comutação Tempos de Partidas e de Operação Potências dos Ciclos 1, 2 e 3 de Comutação 24

25 Módulo de Diagnósticos e Prognósticos Diagrama de Requisitos MÓDULO 4 Comutador Sob Carga Variáveis de Entrada Temperatura do Óleo do Tanque Temperatura do Óleo do Comutador Cálculo da Diferença de Temperatura Variáveis de Saída Diferença de Temperatura entre Óleo do Tanque e Óleo do Comutador 25

26 Módulo Servidor WEB Páginas Desenvolvidas em HTML Páginas Atualizadas Automaticamente Para qualquer Aviso ou Advertência Aparecerá Informações Visuais e Sonoras (Opcional) independente do Período de Atualização / Amostragem 26

27 Módulo Servidor WEB Páginas Inicial 27

28 Módulo Servidor WEB Advertência / Avisos 28

29 Módulo Servidor WEB Página Home 29

30 Módulo Servidor WEB Página Sinalização de Eventos 30

31 Página de Gráficos e Tendências Módulo Servidor WEB Simulações 31

32 Módulo Servidor WEB Página de Gráficos e Tendências 32

33 Módulo Servidor WEB Página de Gráficos e Tendências 33

34 Módulo Servidor WEB Página de Diagnósticos e Prognósticos 34

35 Módulo Servidor WEB Página de Diagnósticos e Prognósticos 35

36 Módulo Servidor WEB Página de Configurações Página de Download s 36

37 Módulo Servidor WEB Página de Configurações Página de Download s 37

38 Contatos: Toshiba do Brasil S.A Belo Horizonte - MG Rodovia Fernão Dias km 1,5 Nr.:3045 Tel.: Depto. Vendas = 0xx Depto. Técnico Seção de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) e Projetos de Sistemas de Controles e Automação Paulo Roberto Costa Silva Tel.: 0xx paulo.roberto@toshiba.com.br 38