O projeto PowerTs desenvolveu e validou um protótipo que simula sinais de equipamentos elétricos (disjuntores e seccionadoras) e sinais de tele proteção, para realizar testes em sistemas digitais de proteção e controle. Além de ser utilizado para testes de treinamento pelo FURNAS, este projeto foi um dos participantes finalistas da etapa nacional do Premio CIER de inovação 2022, na categoria Digitalização .
O Prêmio CIER de Inovação 2023 está com as inscrições abertas. Participe com seu projeto! Entre em contato!
Agradecimentos autorais
Primeiramente quero agradecer todo o apoio recebido de Furnas nas pessoas do Ricardo André, Flavio Cesar Guimarães, Thiago Peixoto, Fabio Valentim, Andrei Gomes, Simone Cotrim, Cidiney José e Lucas Vernot meus Professores do Mestrado Jorge Javier (UNILA) e Oswaldo Hideo (UFRPE) e ao Bracier por ter aceito o nosso trabalho.
Resumo
Com a crescente evolução das técnicas de processamentos digitais aplicadas a dispositivos de proteção e o advento dos dispositivos eletrônicos inteligentes (IED’s), estes passaram a ter parâmetros e funções mais complexas que promoveram mudanças nos cenários de testes desses sistemas. A realização de testes em sistemas de proteção e controle traz segurança para o sistema elétrico de potência: uma atuação indevida ou não atuação podem causar desligamentos indevidos levando à instabilidade ou mesmo a um colapso do sistema. Tendo em vista os impactos causados pelas interrupções no fornecimento de energia elétrica, nota-se a importância de ferramentas para a realização de testes, manutenção e comissionamento dos IED’s de forma segura para o sistema elétrico e para o profissional que irá executar os testes. Portanto, foi desenvolvida uma bancada de teste, utilizando relés estáticos, que simula sinais de equipamentos elétricos (disjuntores e seccionadores) emulando a operação de um vão de uma subestação (nas várias configurações de vãos possíveis), sinais de teleproteção, permitindo seus usuários realizar testes em funções de proteção, reprodução de falhas ocorridas no sistema elétrico de potência para validar lógicas de IED’s e comissionamento em fábrica.
Autor principal: Adriel Rodrigues da Silva (FURNAS CENTRAIS ELETRICAS S/A)
Outros autores: Thiago Peixot; Cidiney José da Silva (FURNAS CENTRAIS ELETRICAS S/A)
Motivação
PowerTS viabiliza realizar testes de forma segura ao eliminar riscos de desligamentos acidentais e também trazer segurança para o profissional que irá executar esses testes. Suas funcionalidades atendem aos requisitos do setor elétrico e sua utilização aumenta a produtividade das equipes de manutenção de proteção. A bancada também pode ser utilizada como recurso para treinamento e capacitação de profissionais de proteção de sistemas elétricos que atuam na área de manutenção e operação.
Fases do desenvolvimento do projeto
O projeto PowerTS se originou no Programa Inova Furnas – ciclo 2020 – e nesse período foi desenvolvido o Produto Mínimo Viável (MVP). Com esse MVP e a proposta feita, o projeto ganhou o Prêmio Inova Furnas – 1º lugar. A partir daí iniciou-se o ciclo de desenvolvimento em Escala, buscando tornar o PowerTS um modelo de negócio viável. Atualmente, já está desenvolvida, produzida e disponível a cabeça de série. Essa primeira versão da PowerTS já está sendo evoluída, nessa próxima fase está sendo desenvolvida uma plataforma com tecnologia embarcada, ou seja, a realidade virtual será aplicada à plataforma de testes. Os principais parceiros nesse projeto são o Departamento de Educação, Desenvolvimento e Inovação Corporativa (DDI.G/Furnas), a Divisão de Manutenção Eletroeletrônica Paraná (DMLP.O/Furnas) e a Virtual Engenharia.
Sobre o negócio
Os ganhos principais com a utilização da PowerTS vêm da eliminação das ocorrências de indisponibilidades por ações acidentais, uma vez que os relés serão ajustados com a utilização da bancada emulando a subestação antes da sua efetiva colocação em operação. PowerTS é uma ferramenta essencial para aumento da confiabilidade e disponibilidade do sistema elétrico de potência. Também há ganhos com a redução de custos com treinamentos sobre ajustes e manutenção dos sistemas de proteção, uma vez que a mão de obra qualificada dentro da companhia poderá multiplicar os conhecimentos utilizando PowerTS como um recurso seguro para treinamento, evitando-se deslocamento a laboratórios ou oficinas especializadas, custos de inscrição e outros decorrentes de ações dessa natureza. PowerTS também é um ativo valioso para geração de novas receitas às empresas do setor elétrico e para seus fornecedores, que poderão prestar serviços de manutenção, consultoria, serviços pós-venda e outros serviços relacionados utilizando seus recursos.
No caso das indisponibilidades, entre jun/2020 e mai/2021 a ANEEL registrou quase BRL 380 milhões em parcela variável por indisponibilidade às concessionárias de transmissão. Se apenas 5% desse valor for decorrente de problemas de natureza relacionada ao ajuste de proteção com o sistema operando, estima-se um ROI de 3.300% caso cada um dos 156 concessionários da ABRADEE fizesse investimento de pelo menos um equipamento PowerTS.
O ROI considerando-se redução de custos com investimentos em treinamentos pode ser estimado a partir da redução média de custos com treinamentos externos e aquisição de equipamentos diversos e comparando-se com o valor médio de aquisição de uma unidade da PowerTS. Nesse caso, estima-se um ROI de 280%
Sobre o impacto socioambiental
As indisponibilidades acidentais trazem grandes prejuízos à sociedade como um todo, desde os custos de Parcela Variável por Indisponibilidade das concessionárias, passando por perdas de mercadorias, parada de produção, ocasionamento de acidentes ambientais como incêndios por falha da atuação da proteção até os custos irreparáveis de vidas. PowerTS é uma ferramenta robusta para eliminar a ocorrência dessas indisponibilidades por falhas de natureza humana ou operacional. A adoção de PowerTS pelo mercado trará oportunidades de novas frentes de trabalho com empregos qualificados, tanto para sua produção, quando para sua utilização na prestação de serviços ou na operação das concessionárias.
Anexos
Solução
Simulador PowerTs
Giga de testes virtual
Cenário em realidade virtual
Disjuntor e meio
Proximo desafio
Próximo desafio será a implantação do mesmo no setor elétrico com tecnologia embarcada, através de realidade virtual para aplicação em capacitação de profissionais do setor elétrico, segundo o autor Adriel Rodrigues.