CRITÉRIOS E CLASSIFICAÇÃO DOS ALARMES POR PRIORIDADE
Leonardo Berger da Silva
Jairo Gustavo Dametto
ELETOROBRAS ELETROSUL
ELETOROBRAS ELETROSUL
Ana Gabriela da Silva de Azevedo
Mateus Alexandrino
ELETOROBRAS ELETROSUL
ELETOROBRAS ELETROSUL
RESUMO DO ARTIGO:
A fim de aumentar a eficiência das empresas do setor elétrico, os centros de operação
evoluem no sentido de concentrar a maior quantidade possível de instalações. Nesse
sentido, o sistema de supervisão e controle deve estar preparado para auxiliar os
operadores nos momentos mais importantes.
Para melhorar o desempenho dos alarmes no sistema de telecontrole para a operação
de tempo real, em especial nas situações mais críticas, a Eletrobras Eletrosul aplicou
as técnicas
de “identificação e racionalização” no sistema de alarmes de suas
subestações. “Identificação e racionalização” é uma das etapas do processo de
gerenciamento de alarmes onde se analisam os eventos sinalizados no sistema de
supervisão e para cada alarme é atribuído um nível de prioridade, além de ser
documentada sua causa, ação e consequência. O resultado esperado é aumentar a
eficiência operacional do sistema de alarmes, de modo a auxiliar o operador a
rapidamente perceber as anormalidades que são mais urgentes, identificar a causa e
atuar na sua correção.
O objetivo deste artigo é apresentar os critérios utilizados pela Eletrobras Eletrosul
para classificação dos alarmes por prioridade e demonstrar como a aplicação desses
conceitos resultou na melhoria do desempenho do sistema de alarmes nos
desligamentos de funções de transmissão.
PALAVRAS-CHAVE:
Gerenciamento,
Alarmes,
Centro
de
Operação,
Supervisão,
Telecontrole,
Teleassistência
CRITÉRIOS E CLASSIFICAÇÃO DOS ALARMES POR PRIORIDADE
1. INTRODUÇÃO
No sistema elétrico, uma situação anormal pode ser originada por um pequeno problema sem maiores consequências, ou até mesmo por um grande distúrbio que pode resultar no desabastecimento de energia para milhares de consumidores. Nesse tipo de situação é essencial a identificação da causa do problema pelo operador, bem como sua atuação para minimizar as consequências.
O presente trabalho apresenta as técnicas utilizadas pela Eletrobras Eletrosul no tratamento de alarmes com o objetivo de melhorar o desempenho do seu sistema de supervisão e controle. Os resultados obtidos dessa aplicação demonstram como o sistema de alarmes torna-se uma poderosa ferramenta de tempo real que possibilita ao operador a tomada de decisão de modo ágil e seguro.
2. CONCEITOS E DEFINIÇÕES
2.1. Gerenciamento de AlarmesGerenciamento de alarmes é todo processo relacionado a critérios, implementação e operação de todos os eventos que devem alertar os operadores sobre a situação em que se encontra o sistema sob sua responsabilidade. A principal definição associada a esse processo é a definição de alarme como a maneira visível ou sonora de indicar ao operador um defeito em equipamento, desvio de processo ou condição anormal que requer uma ação.
A figura a seguir ilustra o modelo das melhores práticas para gerenciamento de alarmes referenciado pelos padrões ANSI/ISA 18.2 “Management of Alarm Systems for the Process Industries” e IEC 62682 “Management of Alarm Systems for the Process Industries”.
Filosofia de Alarmes: é o documento que estabelece as diretrizes de todo o processo, desde a criação até a manutenção do sistema de alarmes.
Identificação e Racionalização: consiste em identificar aqueles eventos que atendem aos critérios de alarmes relacionados na Filosofia de Alarmes e atribuir níveis de prioridade de acordo com a urgência da anormalidade.
Projeto e Implantação: etapas que envolvem a criação e o estabelecimento do sistema de alarmes baseado nas definições das etapas anteriores.
Operação e Manutenção: acompanhamento e aperfeiçoamento contínuo do desempenho do sistema de forma que se mantenha dentro dos índices definidos na Filosofia de Alarmes. 2.2. Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia – SAGE
O SAGE é o sistema de supervisão e controle que a Eletrobras Eletrosul utiliza para operação de suas instalações. No SAGE, a interface com o operador é realizada através de uma série de telas, denominadas visores, dos quais destacam-se:
Visor de Telas: apresenta as diversas telas de operação da instalação. Este visor possibilita realizar comandos e monitorar as grandezas elétricas e os estados dos equipamentos.
Visor de alarmes: exibe na forma de lista todas as ocorrências que exigem ação do operador. Visor de log: apresenta todos os eventos ocorridos na instalação, independente da necessidade de ação operacional. Este visor destina-se à análise de pós-operação e não é otimizado para o uso em tempo real.
Figura 2: Visor de alarmes do SAGE
3. CRITÉRIOS E CLASSIFICAÇÃO DOS ALARMES POR PRIORIDADES
A classificação dos alarmes por níveis de prioridade corresponde à etapa do processo de gerenciamento de alarmes que tem por objetivo auxiliar o operador na tomada de decisão, especialmente nos momentos em que são submetidos a situações de maior estresse. No caso da Eletrobras Eletrosul, categorizar os alarmes de acordo com sua gravidade e apresentar os eventos no visor de alarmes do SAGE conforme essa severidade possibilita aos operadores de Centro de Operação rapidamente identificar a extensão de desligamentos e atuar na sua recomposição.
3.1. Critérios dos níveis de prioridade
Para identificar corretamente os eventos por nível de prioridade é essencial estabelecer previamente todas as diretrizes associadas ao sistema de supervisão. A Eletrobras Eletrosul, ao iniciar o seu processo de gerenciamento de alarmes, elaborou o documento de Filosofia de Alarmes, cujas principais definições são destacadas a seguir:
3.1.a. Alarme: maneira visível e/ou sonora de indicar ao operador um defeito em equipamento, desvio de processo ou condição anormal que requer uma ação.
3.1.b. Alarme de Diagnóstico: alarme cuja ação do operador não requer o acionamento imediato da manutenção, apenas o registro da solicitação de reparo para o atendimento ser programado.
3.1.c. Nível de Prioridade: nível de importância definido para o alarme, que pode ser representado por diferenciação de cor, som ou simbologia. A tabela 1 indica as atribuições associadas ao alarme conforme sua prioridade.
Nível de Prioridade Severidade SAGE Cor do Texto Som
0 – Disjuntor aberto Fatal Vermelho Som 1: Contínuo, somente silenciado por ação do operador
1 – Alto Fatal Vermelho Som 2: Atua por tempo determinado, automaticamente silenciado
2 – Médio Urgência Laranja Som 3: Atua por tempo determinado, automaticamente silenciado
3 – Baixo Advertência Amarelo Som 4: Atua por tempo determinado, automaticamente silenciado
4 – Diagnóstico - - Sem som
Tabela 1: Definição dos níveis de prioridade
Para correta identificação do nível de importância do evento é preciso analisar a ação a ser realizada pelo operador com base nos motivos que provocaram a anormalidade e nos possíveis efeitos na instalação e no sistema elétrico. A tabela 2 a seguir auxilia na definição da prioridade do alarme a partir dessa análise, considerando dois aspectos: consequência e urgência. A consequência (menor, média ou grave) está relacionada a aspectos de segurança e equipamento/função de transmissão. A urgência está relacionada ao tempo de resposta para uma ação do operador.
Segurança --- Equipamento de segurança fora de operação Risco iminente à pessoas Equipamento / Função de Transmissão Danos insignificantes, o equipamento continua em operação, sem desligamento Dano significante ao equipamento / Possibilidade de desligamento / Limitação operacional Dano significante ao equipamento / Desligamento de equipamento Consequência Ação
Menor Média Grave
Ação imediata do operador MÉDIO ALTO ALTO
Ação do operador e/ou informar
a manutenção em tempo real MÉDIO MÉDIO ALTO
Ação do operador e/ou informar a manutenção. O atendimento pode ser realizado no próximo dia útil.
BAIXO BAIXO -não se aplica-
Registrar solicitação de reparo
para equipe de manutenção DIAGNÓSTICO -não se aplica- -não se aplica- Tabela 2: Níveis de prioridade de acordo com consequência e urgência
3.2. Processo de classificação dos alarmes por prioridade
Classificar os eventos por níveis de prioridade consiste em aplicar os conceitos definidos na Filosofia de Alarmes. É preciso analisar cada um dos eventos supervisionados no sistema de telecontrole e isso requer tempo. Por isso essa etapa pode ser considerada a mais onerosa do processo de tratamento de alarmes, ao mesmo tempo em que os resultados obtidos na melhoria de desempenho do sistema de supervisão justificam o investimento.
Para desempenhar essa tarefa, a Eletrobras Eletrosul definiu uma equipe de 5 profissionais das áreas de projeto, operação e manutenção para analisar individualmente cada um dos alarmes do seu sistema de supervisão e controle. Os alarmes foram separados em 6 grupos: controle, proteção, serviços auxiliares, disjuntor, transformador/reator/banco de capacitor e compensador síncrono. Eventualmente, quando um assunto específico fosse tratado, por exemplo, transformador, um especialista nesse equipamento era convocado para participar da análise. Ao todo foram realizados 16 encontros do grupo ao longo de dois meses, onde foram verificados 1285 eventos do SAGE. O resultado é apresentado nas tabelas a seguir:
Requer ação do operador = alarme 532 41%
Não requer ação do operador = não é alarme 753 59%
Total 1285 100%
Alarme Nível de Prioridade
Antes Depois
Baixa pressão SF6 estagio 2 1 – Alto 1 – Alto Baixa pressão SF6 estagio 1 1 – Alto 2 – Médio Falha bobina abertura 1 1 – Alto 3 – Baixo Falha filtro de óleo 1 – Alto 4 – Diagnóstico Gerador diesel pronto 1 – Alto x – Não é alarme Tabela 4: Comparativo antes x depois da classificação dos alarmes por prioridade As tabelas 3 e 4 registram a melhoria esperada no sistema de supervisão da Eletrobras Eletrosul a partir da aplicação das diretrizes previamente definidas. Os eventos, em sua maioria, foram reclassificados e não considerados alarmes, pois não exigem ação operacional. Para aqueles eventos considerados alarmes, a categorização por nível de severidade permite apresentar no SAGE sinalizações distintas por cor e som como apresentado na tabela 1. Logo, ao destacar no visor de alarmes as anormalidades mais urgentes, o sistema de telecontrole não apenas informa os alarmes existentes como também identifica ao operador aqueles mais importantes e que precisam de atendimento imediato, auxiliando na tomada de decisão.
Além da classificação dos eventos, é preciso identificar causa, ação e consequência para aquelas anormalidades que possuem algum nível de prioridade. Como todo alarme requer ação operacional, nada melhor do que indicar ao operador a ação a ser realizada para cada ponto sinalizado no visor de alarmes. A tabela 5 traz como exemplo algumas das documentações associadas aos alarmes verificados pela Eletrobras Eletrosul.
Alarme Nível Causa Consequência Ação
Baixa pressão SF6 estagio 2 Alto Vazamento de gás SF6 Abertura e bloqueio do disjuntor Realizar os procedimentos para rearme do bloqueio Baixa pressão SF6 estagio 1 Médio Vazamento de gás SF6
Se o vazamento não for contido poderá chegar ao nível crítico e ocasionar o desligamento da função. Informar a manutenção Falha bobina abertura 1 Baixo Falha de um dos circuitos de comando de abertura do disjuntor. Perda na redundância do circuito de comando de abertura do disjuntor. Informar a manutenção Falha filtro de óleo Diagnóstico Falha no filtro de óleo do comutador sob carga Baixar a qualidade do óleo do comutador sob carga. Registrar solicitação de reparo à equipe de manutenção Tabela 5: Exemplos de causa, consequência e ação por nível de prioridade
3.3. Resultado da aplicação dos níveis de prioridade no SAGE
Para comprovar a evidente melhora no desempenho do sistema de supervisão da Eletrobras Eletrosul, apresentamos um exemplo prático onde foi simulado um desligamento a fim de comparar as sinalizações exibidas no visor de alarmes antes e depois da aplicação dos conceitos de alarmes por nível de prioridade. O caso apresenta desligamento de linha de transmissão, que é um dos momentos mais críticos para os operadores, onde é esperada uma quantidade elevada de alarmes no sistema de supervisão.
Figura 3 – Visor de alarmes antes e depois da classificação dos alarmes por prioridade Ao compararmos o desempenho do SAGE antes e depois da aplicação das diretrizes do tratamento de alarmes, observamos visualmente dois aspectos: a redução da quantidade de alarmes e a forma como os mesmos são apresentados. Enquanto que antes, para o desligamento de uma linha de transmissão a quantidade de eventos sinalizados era da ordem 30, todos com a mesma cor e som, após a categorização dos alarmes com critérios bem definidos, o número de sinalizações reduziu para 11, além de mostrar claramente através de cor e som distintos aqueles alarmes mais urgentes.
3.4. Novas perspectivas de melhora no desempenho do SAGE
A melhora do desempenho do sistema de telecontrole propiciada pela aplicação dos critérios de alarmes por nível de severidade propiciou uma nova área para auditoria de pós-operação. Além da análise das ocorrências do ponto de vista de sistemas de proteção e procedimentos
operacionais, a verificação da atuação dos alarmes durante um desligamento tornou-se uma importante ferramenta no processo de gerenciamento de alarmes.
A Eletrobras Eletrosul está identificando uma série de correções a serem realizadas em seu sistema de supervisão e controle que até então passavam despercebidas. É através da continuidade dessa auditoria que a empresa auxilia a operação de tempo real com objetivo de aumentar sua eficiência com segurança.
4. CONCLUSÃO
A preocupação em apoiar e guiar os operadores na tomada de decisão nos momentos em que são submetidos a situações de maior estresse é uma realidade que desafia os agentes do setor elétrico preocupados com eficiência e segurança operacional. Nesse contexto, a classificação dos alarmes por nível de prioridade possibilita ao sistema de supervisão e controle não ser uma ferramenta que apenas indique as anormalidades ao seu usuário, mas também oriente o operador a identificar uma situação crítica e agir rapidamente na sua correção, evitando assim consequências mais graves.
Os resultados obtidos ao aplicar as técnicas de gerenciamento de alarmes, em especial a categorização dos alarmes por níveis de severidade, propiciaram a melhora na qualidade do visor de alarmes do SAGE nos centros de operação da Eletrobras Eletrosul. Além disso, o desenvolvimento da auditoria focada no desempenho do sistema de telecontrole trouxe uma perspectiva à pós-operação, possibilitando a identificação de melhorias que até então não eram detectadas.
O tratamento de alarmes envolveu a mudança e adaptação da empresa a novos conceitos e critérios, propiciando a nova classificação de alarmes de acordo com níveis de prioridade. A continuidade do processo irá permitir à Eletrosul manter a sua elevada eficiência e segurança operacional utilizando as melhores práticas de criação, manutenção e acompanhamento do seu sistema de supervisão.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] HOLLIFIELD, BILL R. & HABIBI, EDDIE. Alarm Management: A Comprehensive Guide, Second Edition - Estados Unidos.
[2] ARAÚJO, ESTEVÃO VELOSO. Gerenciamento de Alarmes em Plantas Industriais: Conceitos, Normas e Estudo de Caso em um Forno de Reaquecimento de Blocos, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica - Universidade Federal de Minas Gerais, Brasil, Dezembro 2010.
BIOGRAFIAS DOS AUTORES
LEONARDO BERGER DA SILVA é Engenheiro Eletricista, graduado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) em 2005. Trabalha na Eletrobras Eletrosul desde 2007, atuando na área de engenharia de operação.
E-mail: leonardo.silva@eletrosul.gov.br
JAIRO GUSTAVO DAMETTO é Engenheiro Eletricista, graduado pela Universidade de Passo Fundo (UPF) em 2001 com especialização em Engenharia de Produção e Manufatura. Trabalha na Eletrobras Eletrosul desde 2006, atuando na área Operação. Atua na área de coordenação da operação de instalações.
E-mail: jdametto@eletrosul.gov.br
Fone: (48) 3231-7271
ANA GABRIELA DA SILVA DE AZEVEDO é Técnica em Eletrotécnica pelo Instituto Federal Federal de Santa Catarina IFSC (ex-ETFSC) em 1999. Trabalha na Eletrobras Eletrosul desde 2005, atuando na área de engenharia de automação de subestações...
E-mail: anagabriela@eletrosul.gov.br
Fone: (48) 3231-7811
MATEUS ALEXANDRINO é Engenheiro Eletricista, graduado pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) em 2007. Desenvolveu softwares embarcados para sistemas de telecomunicações na SIEMENS e Intelbras por cerca de dois anos antes de ingressar no ONS. Após dois anos de atividades de análise de intervenções e de ocorrências no Sistema Interligado Nacional – Sul – nas áreas de pré e pós-operação do COSR-S (ONS), ingressou na Eletrobras Eletrosul em 2011 na área de projetos de proteção e controle, onde participa de análises de projetos, testes em fábrica e comissionamentos de sistemas de proteção e controle para funções de transmissão de 69 a 525kV.
E-mail: mateus.alexandrino@eletrosul.gov.br
Fone: (48) 3953-8158
