Pablo Humeres Flores, ELETROSUL Centrais Elétricas S.A, Rua Deputado Antônio Edu
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Aplicação de SNMP no Centro de Controle da Automação da Eletrosul
Pablo Humeres Flores
Diogo Vargas Marcos
Eletrosul
Eletrosul
Brasil
RESUMO
O trabalho apresenta uma aplicação do protocolo SNMP na gerência dos sistemas de
supervisão e controle da Eletrosul para permitir a melhoria na disponibilidade dos
equipamentos e sistemas computacionais envolvidos. Será apresentada uma visão geral da
supervisão e controle do sistema elétrico nos seus diversos níveis, e da implantação de um
centro de controle da automação para a gerência e manutenção dos sistemas. Como
principais ferramentas para esta gestão serão utilizadas o SNMP e o SAGE (sistema de
supervisão). Serão apresentados resultados relacionados às estatísticas de falha, tempos
de reparo e disponibilidade.
PALAVRAS CHAVE
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1. INTRODUÇÃO
As empresas de energia elétrica no Brasil tem realizado grandes investimentos nos últimos
15 anos na digitalização dos processos de supervisão, controle, medição e proteção do
sistema elétrico. Equipamentos eletromecânicos e fios elétricos foram substituídos por
multimedidores, relés digitais, unidades de aquisição e controle, sistemas computacionais de
suspervisão e controle – scada, switches, e muitas soluções em rede.
As exigências de disponibilidade das informações do sistema elétrico também mudaram.
Existem mais agentes a quem os dados devem ser fornecidos: subestações, centros de
telecontrole, centros de operação, áreas de manutenção e estudos, e outras empresas do
setor. Os dados tem que ser entregues com grande disponibilidade e qualidade.
A Eletrosul Centrais Elétricas SA abrange uma grande área territorial estando presente nos
estados de Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Paraná e Matogrosso do Sul onde ela atua
como principal agente de transmissão do sistema elétrico em 500, 230 e 138 kV. No caso da
Eletrosul além dos investimentos nos equipamentos e sistemas diretamente responsáveis
pela supervisão e controle do sistema elétrico foram feitos investimentos no suporte a estes
sistemas. Dentro deste conceito foi montado o Centro de Controle da Automação, que
consiste numa estrutura em rede para acesso direto aos equipamentos em campo. O
objetivo é permitir as intervenções para alterações e correções com maior velocidade,
segurança e disponibilidade, além de supervisionar a saúde dos sistemas e gerar
estatísticas de disponibilidade.
Para fazer o acompanhamento do desempenho dos sistemas e equipamentos envolvidos foi
escolhido utilizar o protocolo SNMP (do inglês Simple Network Management Protocol -
Protocolo Simples de Gerência de Rede).
Os principais equipamentos envolvidos são microcomputadores tipo servidor e desktop,
switches e terminal servers. O ambiente de sistema operacional é Linux, tendo assim
facilidade para gerar condições de agente SNMP.
2. O SISTEMA DE SUPERVISÃO E CONTROLE DIGITAL
Os principais elementos num sistema de supervisão e controle digital podem ser agrupados
da seguinte maneira:
Fig. 1 Representação do sistema de supervisão e controle digital
A interface com o processo considerando instalações existentes é normalmente uma lógica
cablada, com relés e conexões elétricas à base de fiação.
Os sinais aquisitados de campo como grandezas elétricas devem ser convertidas em sinais
digitais. O responsável por esta função é a Unidade Terminal Remota, UTR. Em instalações
mais novas isto pode estar de forma distribuída tendo uma Unidade Concentradora da
Subestação, UCS e unidades de aquisição e controle, UAC e Relés digitais.
Através de algum protocolo de comunicação, os dados são aquisitados por um sistema
computacional de supervisão e controle, SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition),
que os disponibiliza para o operador numa interface homem máquina, IHM, a partir da qual é
realizada toda a supervisão e controle da instalação.
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Fig. 2 Arquitetura do sistema de supervisão e controle digital de uma subestação
Os principais elementos desta arquitetura são:
•
Servidores: São os principais equipamentos da arquitetura, sendo constituídos por
computadores com grande capacidade de processamento e hardware projetado para
suportar funcionamento em regime contínuo. Disponibilizadas em estrutura compatível
com rack 19" para alocação nos painéis.
•
Terminais de Operação (TO): São os equipamentos de contato entre os operadores e o
sistema elétrico. São computadores Desktops cuja função é apenas processar e
apresentar a interface gráfica do scada, que é disponibilizada via rede pelos servidores.
Todos os programas e comandos são efetivamente executados nos próprios servidores.
•
Time Server (gps): Sua função é obter o horário correto via satélite através do sistema
GPS e via rede (serviço NTP) manter uma mesma referência de tempo para o sistema.
•
Terminal Server (tsr): Utilizado na comunicação, através da implementação de
interfaces seriais que podem ser acessadas remotamente via tcp/ip pelos servidores.
Dessa forma, este equipamento funciona como um concentrador no qual são plugados
os canais de comunicação assíncronos.
•
Unidade Concentradora da Subestação (UCS): São o gateway de comunicação para o
envio das informações para centros os diversos centros: local, controladora, COT, ONS,
ou outros agentes. São sempre redundantes e utilizam uma rede de comunicação
específica para receber os dados das UAC, relés digitais e unidades concentradoras de
proteção.
•
Unidade de Aquisição e Controle (UAC): São o meio de interface direta com o
processo controlado, de modo que são esses os elementos que fazem a transformação
dos sinais digitais e analógicos obtidos de campo e recebem comandos recebidos dos
centros de controle.
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Atualmente o sistema de supervisão e controle da Eletrosul está organizado conforme
apresentado na figura 3.
Fig. 3 Configuração telecontrole Eletrosul
Estas informações são utilizadas por diversos agentes para operar, controlar e supervisionar
o sistema elétrico. A figura 4 representa a interligação entre os diversos agentes.
ONS COSE CT(1) SE(1) SE(2) empresa_x CT(k) SE(n-1) SE(n) ... ... empresa_y
Fig. 4 Hierarquia agentes sistema elétrico
As informações do processo elétrico são distribuídas para diversos agentes do mercado
elétrico, o que exige garantia de serviço. Cada um utiliza para intervenção no sistema e/ou
supervisão para tomada de decisão.
A receita da Eletrosul ocorre em função da disponibilidade do sistema de transmissão, por
isso a supervisão é fundamental para diminuir tempos de interrupção. Além disso, a
indisponibilidade de informações pode acarretar em multas ou impedir a energização de
novas instalações atrasando receitas ou significando penalizações.
Na Eletrosul o SCADA utilizado tanto nas Subestações, Centros de Telecontrole e Centro de
Operação é o SAGE - Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia, desenvolvido pelo
CEPEL (Centro de Pesquisa de Energia Elétrica) da Eletrobrás. Este sistema é o mais
utilizado no setor elétrico brasileiro.
Ele comunica em diversos protocolos com as unidades terminais remotas, relés,
multimedidores, principalmente em DNP, IEC 101, IEC 104, ModBus, IEC 61850. Os
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sistemas mais antigos utilizavam comunicação serial RS232. Atualmente a maioria ocorre
em TCP/IP.
Atendendo as necessidades de gerência dos sistemas foi desenvolvido pelo CEPEL o
protocolo SNMP integrado ao SAGE, tanto na função de agente como de gerente SNMP.
3. O CENTRO DE CONTROLE DA AUTOMAÇÃO
O Centro de controle da automação – CCA foi implantado na sede da empresa com os
seguintes objetivos:
•
Permitir o monitoramento de todo o sistema digital de supervisão e controle da eletrosul;
•
Geração de indicadores de desempenho dos sistemas;
•
Permitir o acesso remoto para manutenção;
•
Permitir a operação de emergência de qualquer instalação;
Para viabilizar estes objetivos foi necessário criar uma Rede de Gerenciamento Remoto
-RGR e implantar uma infra-estrutura computacional no CCA.
Para atender ao fluxo de dados de tempo real dos sistemas de supervisão e controle foi
implementada uma rede de operação dedicada e fisicamente isolada de outras redes
(corporativa). Basicamente é um anel ótico de 2 Mb entre os Centros de Telecontrole e o
Centro de Operação e duas rotas ponto a ponto entre o Centro de Telecontrole e suas
subestações telecontroladas em 64 kb.
A rede de gerenciamento remoto – RGR utilizada pelo CCA é outra rede, sendo
basicamente um anel de 2 Mb com alguns locais a velocidades mais baixas. A figura 5
ilustra esta rede.
jl sede pal itj blu are yta cno lgr pfu lon ivp cba sta
