Resumo: Com a promoção de subestações inteligentes, o sistema de energia adota equipamentos inteligentes, confiáveis, integrados e ecologicamente corretos, dependendo da digitalização das informações de toda a subestação, da padronização do compartilhamento de informações e da interconexão de plataformas de comunicação para automatizar a coleta, medição, proteção e monitoramento das informações dos equipamentos da subestação. Para funções básicas como controle, o circuito secundário tradicional, "visível" e "tangível", tornou-se uma "caixa preta" "invisível" e "tangível", o que aumenta a falta de controle sobre a operação, manutenção e conservação da subestação. Este artigo propõe um plano de pesquisa para uma plataforma inteligente de gerenciamento de operação e manutenção de subestações. Ela permite o controle remoto da proteção por relés da subestação, possibilitando o monitoramento remoto online e o gerenciamento inteligente da operação e conservação das estações e áreas de trabalho de manutenção.
Palavras-chave: monitoramento online, avaliação de condição, localização de falhas, medidas auxiliares de segurança, análise de falhas
Introdução
Para melhorar o nível de manutenção dos equipamentos secundários de subestações, é necessário visualizar os equipamentos, fornecer suporte de informação visual multidimensional, auxiliar na tomada de decisões e na operação segura das atividades diárias de operação e manutenção, no tratamento de anomalias, na análise de acidentes e na manutenção do sistema secundário da subestação, além de desenvolver aplicações avançadas baseadas na plataforma de operação e manutenção para aprimorar o nível de gestão do refinamento dos equipamentos.
A plataforma de gestão inteligente de operação e manutenção de subestações obtém informações da rede da camada de processo e da rede da camada de controle da subestação, integrando de forma eficiente as informações relacionadas à operação e manutenção, implementando aplicações de monitoramento online visualizado e diagnóstico inteligente, além de suportar o envio remoto de dados. Suas principais funções incluem gestão multidimensional de operação e manutenção, como monitoramento online, avaliação e monitoramento de condição e alerta de equipamentos secundários, localização de falhas, medidas auxiliares de segurança para manutenção secundária, gestão de arquivos de configuração, gestão de valores de proteção, gestão de informações de falhas e análise abrangente.
1. Visão geral da plataforma em nuvem para operação e manutenção de subestações
Operação e manutenção da subestação AcrelCloud-1000plataforma de nuvem da internet das coisasBaseada em Internet+, Big Data, comunicações móveis e outros avanços tecnológicos, a plataforma de gerenciamento em nuvem visa atender às necessidades de usuários ou empresas de operação e manutenção no monitoramento do status operacional e parâmetros de diversos circuitos de subestações, temperatura e umidade do ambiente interno, temperatura de operação de cabos e barramentos, equipamentos no local ou cenas de vídeo ambientais, etc. O objetivo é centralizar os dados, com armazenamento e gerenciamento unificados, além de facilitar o uso. O usuário pode acessar a plataforma por meio de computadores, celulares, tablets e outros dispositivos, receber alertas e realizar o gerenciamento de equipamentos relevantes, como inspeções diárias e periódicas, despachos, etc.
2. Aplicação
É aplicável à construção, expansão e reconstrução de sistemas de operação e manutenção de distribuição de energia em telecomunicações, finanças, transporte, energia, saúde e assistência médica, cultura e esportes, educação e pesquisa científica, agricultura, silvicultura e recursos hídricos, serviços comerciais, serviços públicos, parques industriais eletrônicos e outras indústrias.
3. Estrutura da plataforma
Um conjunto de gateways inteligentes é instalado na sala de distribuição da subestação para coletar os dados dos equipamentos inteligentes presentes na sala. Após conversão de protocolo, compressão e criptografia, os dados são enviados em intervalos regulares ou automaticamente para a plataforma. A plataforma realiza a troca de dados de todos os equipamentos inteligentes da subestação e da sala de distribuição, monitorando em tempo real o status operacional de transformadores, disjuntores e outros equipamentos operacionais importantes da subestação. Também monitora em tempo real os dados de operação dos circuitos na subestação e na sala de distribuição, bem como as grandezas digitais da temperatura ambiente, etc. A unidade de comunicação e gerenciamento está conectada à rede local (LAN) da planta e transmite os dados para o centro de dados.
A plataforma em nuvem AcrelCloud-1000 para operação e manutenção de subestações oferece perfis de usuário, monitoramento de dados de energia, análise da qualidade da energia, análise do consumo de energia, relatórios diários, mensais e anuais de consumo de energia, alarmes e registros de eventos anormais, monitoramento do ambiente operacional, manutenção de equipamentos, relatórios de usuários, despacho de operação e manutenção, entre outras funções, e suporta acesso a dados em múltiplas plataformas e terminais.
O sistema de plataforma em nuvem AcrelCloud-1000 para operação e manutenção de subestações pode ser dividido em quatro camadas: camada de percepção, camada de transmissão, camada de aplicação e camada de visualização.
Camada de percepção: inclui instrumentos multifuncionais, dispositivos de monitoramento de temperatura e umidade, câmeras, dispositivos de aquisição de grandezas de comutação, etc., instalados na subestação. Além da câmera, outros dispositivos são conectados à porta RS485 do gateway inteligente local através do barramento RS485.
Camada de transporte: inclui gateways inteligentes, switches e outros equipamentos no local. O gateway inteligente coleta ativamente dados dos dispositivos da camada de transporte no local, realiza a conversão de protocolo, o armazenamento de dados e envia os dados para a porta do servidor designada através do switch. Quando a rede falha, os dados podem ser armazenados localmente e retomados do local interrompido quando a rede se recuperar. O envio de dados garante que os dados do servidor não sejam perdidos.
Camada de aplicação: inclui o servidor de aplicação e o servidor de banco de dados. Se o número de subestações for inferior a 30, o servidor de aplicação e o servidor de banco de dados podem ser configurados em um único servidor. O servidor precisa ter um endereço IP fixo para receber ativamente os dados enviados por cada gateway inteligente.
Camada de exibição: Os usuários acessam informações da plataforma por meio de múltiplos terminais, como celulares, tablets, computadores, etc.
4. Funções da plataforma
4.1. Monitoramento em tempo real
Clique no circuito de distribuição de energia para visualizar dados detalhados de consumo de energia, gerar relatórios de operação de energia e consultar dados históricos e de monitoramento ambiental de vários parâmetros de energia, como tensão, corrente, potência, harmônicos, etc.
4.2. Relatório mensal de consumo de energia
O relatório mensal de consumo de energia permite aos usuários consultar o consumo de eletricidade das estações gerenciadas com base no consumo total de eletricidade, nome da subestação, número da subestação, etc. O período da consulta pode ser definido em meses.
4.3. Monitoramento do local
O monitoramento do site inclui visão geral, status operacional, registros de eventos do dia, curva de consumo de energia por hora e visão geral do consumo de energia.
4.4. Estado do transformador
O recurso de status do transformador permite que os usuários consultem a potência do transformador, o fator de carga e outros dados de status operacional de todas as estações ou de uma estação específica, além de permitir a classificação em ordem crescente ou decrescente por fator de carga e potência.
4.5. Operação e manutenção do sistema elétrico
A seção de Operação e Manutenção exibe a localização e as informações de quantidade total no mapa da subestação atualmente gerenciada pelo usuário.
4.6. Diagrama de distribuição de energia
O diagrama de distribuição de energia exibe as informações de distribuição de energia da subestação selecionada. Ele mostra o status de chaveamento, a corrente e outras informações operacionais de cada circuito, além de permitir consultas detalhadas de parâmetros operacionais, como tensão, corrente e potência.
4.7. Videovigilância
O sistema de videovigilância exibe a imagem atual em tempo real (transmissão de vídeo ao vivo). Ao selecionar uma determinada subestação de transformação e distribuição de energia, é possível visualizar as informações de vídeo da subestação.
Estação de transformação e distribuição.
4.8.Relatório de operação de energia
O relatório de operação de energia exibe os valores em tempo real e as estatísticas médias das linhas dos parâmetros operacionais do intervalo de coleta especificado para cada circuito do equipamento selecionado na estação selecionada, bem como a leitura do medidor de energia elétrica.
4.9. Alarme de falha
Telemetria, alarme de sinalização remota (página web e SMS), limites de alarme superior e inferior configuráveis, alarme para o ambiente operacional da subestação (inundação, fumaça, etc.).
4.10. Gestão de tarefas
A página de gerenciamento de tarefas permite publicar tarefas de inspeção ou eliminação de defeitos, verificar o status e a conclusão dessas tarefas e clicar em "Visualizar Tarefa" para ver informações específicas sobre a inspeção.
4.11.Relatório do Usuário
A página de relatório do usuário é usada principalmente para resumir automaticamente os dados operacionais de um mês do transformador e da subestação de distribuição selecionados, realizar análises estatísticas sobre a carga do transformador, o consumo de energia do circuito de distribuição, o fator de potência, os eventos de alarme, etc., e listar os diversos tipos de defeitos descobertos durante as inspeções e seus respectivos tratamentos dentro desse período.
4.12. Aplicativo Móvel
O aplicativo auxilia na operação e manutenção do sistema de energia. O aplicativo móvel suporta sete módulos: "sistema de monitoramento", "arquivos de equipamentos", "tarefas pendentes", "registros de inspeção", "registros de defeitos", "gerenciamento de documentos" e "relatórios do usuário". Inclui gráficos principais, demanda, consumo de energia, vídeo, curvas, temperatura e umidade, comparação anual e mensal, qualidade da energia, consultas de alarmes de diversos eventos, consultas de arquivos de equipamentos, processamento de tarefas pendentes, consultas de registros de inspeção, relatórios do usuário, gerenciamento de documentos, etc.
5. Conclusão
A aplicação da plataforma inteligente de gestão de operação e manutenção de subestações pode transformar os modos de transmissão e manutenção existentes em diagnósticos remotos online das condições reais de operação e inspeções direcionadas com base no estado de saúde dos equipamentos, reduzindo significativamente o número de funcionários de operação e manutenção. Isso permite otimizar a frequência de operação, manutenção e inspeção dos dispositivos de proteção por relés no local, aprimorando o nível de gestão dos equipamentos. A pesquisa sobre tecnologia de operação e manutenção remota inteligente de proteção por relés é de grande importância.
Data da publicação: 06 de maio de 2025