Automação III - Automação de distribuição

Como construir uma rede inteligente sem comunicações

Comunicado de imprensa

agosto 2019
Religador OSM da NOJA Power

Na edição 1 da nossa série, abordamos o caso base da automação da rede de distribuição - um esquema de transferência automática simples, que utiliza um sensor de tensão de cada lado do Religador OSM da NOJA Power, com uma lógica de controle simples para detecção da ação subsequente. Essa técnica extremamente eficaz permite automatizar a transferência de alimentação para cargas críticas, oferecendo grande confiabilidade quando não há uma infraestrutura de comunicações. Apesar do valor econômico de tal configuração, a principal desvantagem apresentada foi o fechamento extra, em caso de falta, no lado da carga da disposição do conjunto de manobra.

Portanto, é natural que nossa solução dê um passo à frente em relação a complexidade, integrando um link de comunicação Peer-to-Peer (P2P) entre os dispositivos. Este método é indiscutivelmente a forma mais comum de automação, tanto que cada unidade do sistema de religadores NOJA Power tem como padrão o conjunto de recursos exclusivos do esquema de transferência automática (ACO)”. Este sistema permite um link P2P entre os Religadores OSM da NOJA Power para compartilhar dados sobre a qualidade da alimentação ou sobre faltas, resolvendo as duas principais desvantagens dos esquemas sem comunicação:

  • Mitigação do risco de fechamento em faltas do lado da carga;
  • Facilitação do controle do sistema de automação completo em um único local.

Partindo dessas características básicas de automação, chegamos ao tópico desta semana: Automatização de redes em anel sem comunicação.

Nosso primeiro estudo de caso, demonstrando a automação de rede inteligente sem comunicações, é um conceito que pode ser aplicado à rede mais ampla, com a possibilidade de prever alguns dos cenários de comutação de rede.


Figura 1 - Topologia de rede em anel

Figura 1 - Topologia de rede em anel

Ao pensar em projetos de redes de distribuição confiáveis, a topologia de rede em anel é comumente considerada.

A rede em anel permite o isolamento efetivo de comutação de um alimentador em falta, com o ponto de ligação, neste caso o religador 3, sendo fechado até o local da falta. Por exemplo, supondo que a falta ocorra entre os religadores 1 e 2, uma rede de religamento manual isolando a falta e restaurando a alimentação seria assim:


Figura 2 - Estado isolado da falta

Figura 2 - Estado isolado da falta

Em um processo manual, o operador observaria que o religador 1 foi aberto devido a uma falta permanente. O método de força bruta fecharia o religador 3, que é o religador do ponto de ligação. Contanto que a proteção seja devidamente classificada para direcionalidade, o religador 2 seria então a unidade mais próxima da falta (acionado mais rapidamente do que os dispositivos a montante) e isolaria efetivamente a seção de falta da linha.

Quando o fechamento em faltas apresenta riscos baixos, o método de força bruta, mencionado acima, é o método mais simples utilizado para a automação. Com uma função similar ao esquema de transferência automática, sem comunicação, conforme discutido em nosso primeiro artigo, oferece maior confiabilidade de alimentação sem comunicação, mas apresenta uma falta extra em cada restauração. No caso de perda de alimentação de uma das subestações, nenhum fechamento extra em falta ocorre e o esquema de automação oferecer maior confiabilidade.

Como implementar?

  Religadores de Fonte Religadores Alimentadores Religadores de ligação
Religadores R1 e R5 R2 e R4 R3
Cenário 1: Perda de Alimentação O religador mais próximo da subestação deve detectar a perda de alimentação e abrir automaticamente para interromper a retroalimentação quando o ponto de ligação se fechar Nenhuma ação Detectar perda de tensão em um lado do disjuntor aberto, executar um fechamento automático para reenergizar a rede. Deve ser mais lento para fechar do que a operação de isolamento de R1 ou R5
Cenário 2: Falta em uma área Se a falta estiver entre a fonte e o religador, abrir conforme o cenário 1, caso contrário, o acionamento será baseado na classificação Acionamento com base na classificação. Possíveis problemas de margem de classificação após o fechamento (será abordado em nossa próxima edição, Automação IV) Detectar a perda de tensão em um lado do disjuntor aberto, executar um fechamento automático para reenergizar a rede. Deve ser mais lento para fechar do que a operação de isolamento de R1 ou R5

Usando o mesmo princípio de detecção de tensão em ambos os lados do religador, mencionado no primeiro tópico, podemos aplicar essa lógica aos religadores em um esquema de anel para detectar e isolar faltas rapidamente. A única desvantagem neste cenário é que as condições de falta causarão um fechamento extra na falta.

Embora isso possa parecer uma desvantagem significativa, os padrões de rede permitem um máximo de 4 operações de religamento em uma única sequência de proteção e, com a política de “um disparo para bloqueio” (padrão dos Religadores OSM da NOJA Power) dos fechamentos de automação, é possível limitar a sequência de operações de proteção a um máximo de 3 religadores e permanecer em conformidade com os padrões, desde que esteja de acordo com as regras locais de distribuição de energia.

Conclusão:

Em contextos onde a infraestrutura de comunicações não é suficientemente confiável para automação ou um fechamento adicional em falta é permitido, a automação de distribuição sem comunicação pode ser uma prática altamente eficaz. Embora esta prática de rede cause um fechamento adicional em casos de falta, os ganhos econômicos e de confiabilidade, sem a dependência das comunicações são excepcionais, tornando altamente popular esta implementação de Rede Inteligente.

“Esta série demonstrou que a automação pode ser um processo gradativo, investindo ao longo dos anos em cada um dos blocos de construção, de acordo com o orçamento disponível, começando com os religadores a fim de proteger a rede”, diz o Diretor Geral do Grupo NOJA Power, Neil O'Sullivan.

Na nossa próxima edição, abordaremos as sutilezas da classificação de proteção nesses esquemas de automação de rede inteligente em modo anel. Enquanto isso, para obter mais informações sobre os produtos da NOJA Power ou caso tenha um projeto de automação em mente, entre em contato com seu distribuidor local NOJA Power ou visite: www.nojapower.com.br