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Barramento de Processo em Pauta

TiDL, SDN e Relógio SEL-2488 são apresentados pela SEL em Workshop do Cigré Brasil 

 

Especialistas da SEL participaram do workshop sobre Aplicações Práticas em Barramentos de Processos, promovido pelo Cigré Brasil, Cepel e Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), em 7 e 8 de agosto, no Rio de Janeiro (RJ). O evento contou com grandes fabricantes do setor elétrico que apresentaram suas tecnologias e propostas para a proteção do sistema elétrico. O workshop teve como objetivo abordar a técnica de barramento de processo, que é a coleta e digitalização dos sinais medidos no pátio das subestações e enviados via fibra óptica para os relés na casa de controle.


Segundo Eduardo Gonçalves, engenheiro de aplicação na SEL, o evento foi uma oportunidade de conhecer as implementações de fabricantes e aplicações de usuários finais em barramento de processos. “Pudemos debater os desafios introduzidos por esta tecnologia sob o ponto de vista dos requisitos de proteção do sistema elétrico, abordando sua performance em relação à solução tradicional, as mudanças nos procedimentos de testes e as novas competências das equipes de manutenção”.


Solução TiDL da SEL obtém melhor performance

No workshop, foi discutida a aplicação desta tecnologia com um enfoque maior norma IEC 61850-9-2, Sampled Values, que estabelece os protocolos de comunicação entre os dispositivos de digitalização, no pátio, e assinantes das mensagens, normalmente na casa de controle. A SEL, além de suas soluções baseadas em Sampled Values, apresentou também sua tecnologia para barramento de processos: Time Domain Link (TiDL); um sistema ponto a ponto para sistemas secundários digitais que une a economia gerada pela retirada os cabos de alta energia da sala de controle, assim como ao IEC 61850-9-2, com a simplicidade de uma solução com comunicação direta entre a unidade de aquisição no pátio e o relé na casa de comando. A tecnologia se baseia na norma de digitalização IEC 61158 estabelecendo uma comunicação ponto-a-ponto. O comissionamento da comunicação deste sistema é do tipo plug and play, permitindo uma implementação mais simplificada, uma vez que não é necessária a configuração da rede de comunicação e do sincronismo do barramento de processos.


A solução TiDL apresentou os menores tempos de atuação quando comparados a uma solução de proteção com merging units baseados na IEC 61850-9-2. Durante os testes, os tempos médios de atrasos na atuação da proteção ficaram em 1,5 ms em média com a solução TiDL, enquanto as soluções com merging units IEC 61850-9-2 SV apresentarem tempos médios de atrasos na atuação da proteção de 6 a 8 ms em relação à solução convencional.


Além disso, a SEL apresentou durante o evento suas merging units Classe-d, tipo SEL-401 e SEL-421-7. Esta última atraiu a atenção dos participantes pois possui funções de proteção incorporadas que garantem a atuação do sistema de proteção, mesmo no caso de falhas da rede de sincronismos de tempo ou da rede de comunicação. 

Eng. Paulo Lima configurando os equipamentos

 

Redes definidas por software
Durante o evento e nos testes de integração realizados entre os fabricantes participantes, a tecnologia SDN presente nos switches SEL-2740S mostrou-se a mais adequada e simples para aplicações com Sampled Values. Usualmente, seguindo a norma são usados protocolos como High-availability Seamless Redundancy (HSR) e Parallel Redundancy Protocol (PRP) que levam à necessidade de duplicar a informação na rede estabelecendo dois caminhos diferentes para a informação. A SDN por não se tratar de um protocolo, mas sim de uma tecnologia de controle de fluxos não precisa obedecer diretamente a esta norma, embora a atenda por outros caminhos. A norma seguida pela SDN é justamente a que define a comunicação Ethernet, a IEEE 802.3 e sobre a qual a própria IEC 61850 está definida. 

Eng. Eduardo Gonçalves demonstrando a solução SEL


Outro ponto importante levantado pela SEL refere-se à redução de custos obtida com o uso da SDN. Uma rede PRP, por exemplo, leva a uma duplicação de equipamentos. Se o sistema tem quatro switches para comunicação, a garantia de disponibilidade em 100% do tempo, exigirá o dobro de switches, o que aumentará igualmente o custo de manutenção.


Uma questão desmitificada pela SEL durante o workshop foi a ideia de que a tecnologia SDN não é interoperável com equipamentos de outros fabricantes. A diferença entre um switch SDN e um convencional não está na interoperabilidade, mas em sua configuração. Switches convencionais tem o princípio de operação baseado na confiança, ou seja, bloqueiam somente os tráfegos listados em sua blacklist. Os switches SDN, por sua vez, são do tipo deny by default, que permite somente os fluxos cadastrados em sua whitelist e descarta os demais. Por isso, redes que utilizam switches SDN possuem performance superior quanto à segurança cibernética.

Relógios sincronizados
O imperativo da sincronização também foi discutido durante o evento. A empresa mostrou como funciona o SEL-2488 – Relógio de Rede Sincronizado por Satélite, um equipamento de geolocalização que é parte integrante do sistema de proteção baseado na norma IEC 61850. Essa tecnologia garante que, mesmo que o sinal de GPS seja bloqueado, o equipamento continuará fornecendo o sinal de sincronismo. 


O próprio relé consegue manter o sinal de sincronismo com alta acurácia, porém, somente por um tempo determinado que é de 5 segundos. Um relógio como o da SEL consegue ampliar esse tempo para cinco horas, um ponto que chamou a atenção dos presentes no workshop


Essa capacidade do equipamento SEL auxilia a resolver um desafio que foi identificado nos testes feitos entre relés durante o workshop. A norma IEC 61850 permite haver interoperabilidade entre os equipamentos, mas observou-se que as implementações das merging units com perfis do protocolo de sincronismo de tempo distintos apresentavam comportamentos diferentes para a referência de tempo local (sem sinal de GPS ou fora do holdover), o que compromete a performance do sistema de proteção. “Verifica-se assim a importância de um sinal de holdover capaz de manter os dispositivos de proteção sincronizados mesmo no caso de falhas nos sinais de referência por períodos estendidos. O SEL-2488 é capaz de prover o sincronismo com alta exatidão requerido para a aplicação de barramento de processos por um período de até 5 horas. Durante este período a proteção continua operando corretamente e nós demonstramos esta funcionalidade do equipamento durante os testes no workshop”, finalizou Gonçalves. 

 

O GPS SEL-2488 foi responsável pelo sincronismo de todos os equipamentos do evento

 

Fonte: Interface 48