View
2
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
MONITORAMENTO E CONTROLE REMOTO DE SUBESTAÇÃO
Disciplina : Trabalho de Conclusão de
Curso 2
Engenharia Elétrica
Acadêmicos:
Bruno Soares
Yure Barbosa
1
MONITORAMENTO E CONTROLE REMOTO DE SUBESTAÇÃO
Disciplina : Trabalho de Conclusão de
Curso 2
Engenharia Elétrica
Acadêmicos:
Bruno Soares
Yure Barbosa
2
Conteúdo
INTRODUÇÃO
• Objetivos Gerais
• Objetivos Específicos
DESENVOLVIMENTO :
• Software TIA
PORTAL V15.1
• Supervisório da
subestação
• Tela principal
• Seccionamento das
cargas
• Controle de
temperatura
• Transformadores
• Hardware e
comunicação
• Plano preventivo
• Primeiros resultados
FUNDAMENTAÇÃO
• Medidores de
temperatura
• Analisadores de energia
• Supervisórios em
Subestações
• Redes Industriais
3
Conteúdo
INTRODUÇÃO
• Objetivos Gerais
• Objetivos Específicos
DESENVOLVIMENTO :
• Software TIA
PORTAL V15.1
• Supervisório da
subestação
• Tela principal
• Seccionamento das
cargas
• Controle de
temperatura
• Transformadores
• Hardware e
comunicação
• Plano preventivo
• Primeiros resultados
FUNDAMENTAÇÃO
• Medidores de
temperatura
• Analisadores de energia
• Supervisórios em
Subestações
• Redes Industriais
4
Objetivos Gerais
Identificar as melhores práticas para o monitoramento das subestações que serão
analisadas, utilizando equipamentos de medições e softwares para a montagem de
supervisórios, a fim de atender os requisitos necessários para a otimização do controle e
monitoramento das subestações e a qualidade de energia dentro da indústria.
• Minimizar o contato direto entre técnico e equipamento;
• Aumento da segurança;
• Monitoramento e controle em tempo real;
• Aumento da confiabilidade das informações do sistema.
5
Objetivos Específicos
TCC 1:• Criar um supervisório especifico para a manutenção fazer o controle das subestações envolvidas;
• Realizar medições para melhorar o nível de manutenção no local: temperatura interna e umidade
da subestação.
• Realizar a instalação do CLP S7-1500 para interligar os dados monitorados e o supervisório com a
rede corporativa.
• Realizar a instalação da IHM KTP900 Basic SIEMENS ;
TCC 2:• Melhorias em Relação ao TCC1;
• Realizar medições especificas em cada ponto do qual a subestação está fazendo o respectivo
controle (cargas e transformador).
• Realizar o seccionamento remoto das respectivas cargas da subestação.
• Realizar medições para efetuar o controle das cargas envolvidas: corrente, tensão, fator de
potência, demanda de consumo, etc.
• Criar um plano preventivo com base nas medições para melhorar a atuação da manutenção.
6
Conteúdo
INTRODUÇÃO
• Objetivos Gerais
• Objetivos Específicos
DESENVOLVIMENTO :
• Software TIA
PORTAL V15.1
• Supervisório da
subestação
• Tela principal
• Seccionamento das
cargas
• Controle de
temperatura
• Transformadores
• Hardware e
comunicação
• Plano preventivo
• Primeiros resultados
FUNDAMENTAÇÃO
• Medidores de
temperatura
• Analisadores de energia
• Supervisórios em
Subestações
• Redes Industriais
7
Medidor de temperatura PT100
8
Esses sensores aumentam a resistência com o aumento da temperatura.
Fonte: MULINA (2011)
ANALISADORES DE ENERGIA CCK
9
Quando o assunto é Industria 4.0 a popularização das informações e a acessibilidade delas estão sempre
integradas, ou seja, os dados devem ser compartilhados.
Fonte: Autores (2021)
ANALISADORES DE ENERGIA CCK
10
Fonte: (CCK, 2020)
Exemplo do desenho esquemático de funcionamento do gerenciador CCK 6700E, fabricante CCK
SUPERVISÓRIOS EM SUBESTAÇÕES
11
A função dos supervisórios é apresentar de forma global e organizada toda a subestação
representada por telas sinóticas, de tal maneira a exibir diagramas unifilares, representações
esquemáticas das unidades monitoradas, alarmes, eventos, relatórios, gráficos e acesso a bancos
de dados (JUNIOR, 2005).
REDES INDUSTRIAIS
12
• REDE ETHERNET
• REDE PROFINET
Exemplo de uma rede PROFINET com interligações na rede ETHENERT
Conteúdo
INTRODUÇÃO
• Objetivos Gerais
• Objetivos Específicos
DESENVOLVIMENTO :
• Software TIA
PORTAL V15.1
• Supervisório da
subestação
• Tela principal
• Seccionamento das
cargas
• Controle de
temperatura
• Transformadores
• Hardware e
comunicação
• Plano preventivo
• Primeiros resultados
FUNDAMENTAÇÃO
• Medidores de
temperatura
• Analisadores de energia
• Supervisórios em
Subestações
• Redes Industriais
13
Estudo de caso
14
Subestação SCHULZ
Fonte: Autores (2021)
A operação de uma subestação é uma tarefa complexa porque são empregadas diversas variáveis distintas e mediante ao
grande grau de incerteza do sistema, não existe hora para o sistema parar ou apresentar qualquer tipo de avaria.
SOFTWARE TIA PORTAL V15.1
16
Fonte: Autores (2021)
O TIA PORTAL V15.1 é o mais atual software de programação da SIEMENS que pode ser utilizado para programar
CLP´s e Supervisórios.
17
O supervisório irá coletar os dados necessários
desde a subestação compartilhada até a proteção
das especificas cargas da subestação local. Todas
as telas possuem animações e os comandos dos
botões virtuais são TOUCH SCREN.
Supervisório da Subestação
Fonte: Autores (2021)
SCREEN principal do novo supervisório da manutenção
20
• A primeira tela do supervisório irá especificar a linha de transmissão 138 KV que a subestação compartilhada recebe,
após essa tensão será rebaixada para 13,8 KV e pôr fim a distribuição chega até o alimentador principal no qual deriva
para as subestações existentes. Através da tela principal é possível navegar para as subestações da Fundição 1 ou
Fundição 2, vai depender do que será inspecionado.
Seccionamento das cargas
25
Conforme mostra a imagem a seguir, é feito diretamente no local diminuindo a segurança dos
técnicos envolvidos.
Seccionamento local da entrada do transformador (Alta tensão)
Seccionamento das cargas
26
Verifica-se os estados dos disjuntores de alimentação das cargas e também do disjuntor
do alimentador de cada circuito.
Medidor de temperatura e umidade dos cabos de saída
dos CCM’s
28
Responsável por medir a temperatura e umidade dos cabos da subestação (saída das cargas), o grande
problema encontrado está na centralização das informações que apenas algumas pessoas possuem, esse aceso
é limitado dificultando em muito a atuação da manutenção que necessita efetuar inspeções diretamente no local.
PRODIGITAL
29
• O controle de temperatura das subestações é feita pelo sistema de refrigeração Water Chiller que auxilia
o controle da temperatura de grandes ambientes, além de circular, renovar e filtrar o ar.
Controle de temperatura interna da sala
30
Controle de temperatura interna da sala
• Para melhorar o processo foi instalado um termopar PT100 em um local mais baixo da
sala onde a variação de temperatura é maior.
SCREEN – Status das temperaturas da subestação
31
• Visualiza-se todos os dados referentes à temperatura da subestação, ou seja, cada subestação possui uma
refrigeração que é feita pelo Water Chiller.
SCREEN - Transformador e comando do disjuntor de
alta tensão
34
• Na tela do transformador realiza-se o seccionamento remoto do disjuntor de alta tensão para uma futura manutenção do
transformador, também é possível verificar o Status do disjuntor e das tensões na fase R, S e T.
Hardware
36
CLP – S71500 SIEMENS
• Para realizar todos esses controles e fazer o monitoramento em geral da subestação além do software
(supervisório) será necessário um Hardware para ser incorporado no processo.
Comunicação de Software e Hardware
37
Cabo de rede PROFINET SIEMENS
Ligação do CCK em rede
Cabo de rede CCK interligando na rede corporativa
Plano preventivo
38
Podem ser:
• Semanal
• Mensal
• Equipamento em funcionamento
• Equipamento parado
Plano preventivo semanal
Plano preventivo
39
Podem ser:
• Semanal
• Mensal
• Equipamento em funcionamento
• Equipamento parado
Plano preventivo mensal
IEC 61850
41
É uma norma onde encontramos um conjunto de normas e padrões de comunicação entre
dispositivos de um sistema elétrico.
Fonte: Indústria Automática (2015)
Recommended