Dados demais autores: Nome: Renato Teixeira Lima Empresa: TAESA Cidade: Rio de Janeiro Estado: RJ

Título do Trabalho:

Desenvolvimento de Metodologias Multicritérios para criar Escala de

Hierarquização de Transformadores e de Reatores, para Monitoramento on-line, Suportadas por

Software Experimental

Autor Responsável: Marcos Eduardo Guerra Alves Escolaridade: Doutor

Empresa: Radice Tecnologia Cargo: Diretor de P&D

Endereço para Correspondência: Praça Claudino Alves, 141 - Centro, Atibaia - SP, 12940-800 E-mail: marcos.alves@radicetech.com

Dados demais autores: Nome: Renato Teixeira Lima Empresa: TAESA

Cidade: Rio de Janeiro Estado: RJ

E-mail: renato.teixeira@taesa.com.br Nome: Jamerson Carvalho Araujo Empresa: TAESA

Cidade: Rio de Janeiro Estado: RJ

E-mail: jamerson.carvalho@taesa.com.br Nome: Ellen Cristina Gaudio Miranda Empresa: TAESA

Cidade: Rio de Janeiro Estado: RJ

E-mail: ellen.miranda@taesa.com.br Nome: Wilson Jorge França

Empresa: TAESA Cidade: Rio de Janeiro Estado: RJ

E-mail: wilson.jorge@taesa.com.br Nome: Rogério A. Flauzino

Empresa: USP Cidade: São Carlos Estado: SP

E-mail: raflauzino@usp.br Nome: Luiz Rogério Varasquim Empresa: Radice Tecnologia Cidade: Atibaia

Estado: SP

Nome: Sergio Frontin Empresa: Radice Tecnologia Cidade: Atibaia

Estado: SP

E-mail: sergiofrontin@hotmail.com Nome: Rosana Ishii

Empresa: Radice Tecnologia Cidade: Atibaia

Estado: SP

E-mail: rosana.ishii@novatrafo.com.br Autores informados por e-mail. Nome: Daniel Pedrosa Santos Empresa: Radice Tecnologia Cidade: Atibaia - SP

e-mail: daniel.pedrosa@radicetech.com.br

Nome Paulo Cesar Botelho Neves Empresa: Radice Tecnologia Cidade: Atibaia - SP

E-mail: pcbotelho@yahoo.com.br

Nome: Martin Klettenhofer Empresa: Radice Tecnologia Cidade: Atibaia - SP

E-mail: martin@hoferengenharia.com

Resumo – Pressionadas por um lado pela necessidade de redução de custos, e por outro lado pela manutenção ou melhoria dos índices de continuidade de serviços e de desempenho de seus equipamentos, as empresas transmissoras de energia necessitam, além de executar as atividades de O&M com excelência, de cada vez mais recursos tecnológicos para aumento de sua eficiência, tais como o monitoramento on-line de seus equipamentos de potência, e de softwares especialistas para gestão de seus recursos técnicos. Neste artigo é apresentado projeto de pesquisa, englobando pesquisa realizada junto às empresas transmissoras para avaliação do nível atual de utilização de sistemas de monitoramento on-line em transformadores de potência e reatores, e o desenvolvimento de duas metodologias multicritérios para priorização destes equipamentos para a aplicação de sistemas de monitoramento on-line, suportada por software experimental. Este software baseia-se, entre outros critérios, nas estimativas das metodologias, do Índice de Estado – IE e da Escala de Hierarquização – EH, sendo que esta última associa os resultados do IE aos impactos que uma eventual falha no ativo em análise venha a causar nos objetivos de uma empresa do setor de transmissão. Com essas associações a EH prioriza as potenciais aplicações de sistemas de monitoramento on-line, nos ativos classificados como mais críticos. Para realizar a classificação, a metodologia da EH integrou a Matriz de Risco que tem sido utilizada sistematicamente na avaliação de risco de processos nessas empresas. Vale ressaltar que a matriz de risco é ferramenta reconhecida como uma das melhores práticas para a estimação de riscos de forma sistêmica e holística, já em uso em concessionárias brasileiras de Energia, como ferramenta eficaz para a Gestão de Ativos.

Palavras-chave: Sistema de Transmissão – Transformador – Reator – Monitoramento on-line – Gestão de Ativos – Sistema Especialista – Health Index – Índice de Estado – Escala de Hierarquização – Matriz de Risco

1 INTRODUÇÃO

Nas últimas décadas, as empresas concessionárias de energia elétrica têm passado por significativas mudanças de seu modelo de negócio e arcabouço regulatório, com impactos em todos seus aspectos e elementos empresariais, conforme Brochure 309 do Cigré [1]. Para tanto, as empresas passaram a focar ações voltadas a excelência técnica integrada ao desempenho comercial, e a gestão de ativos tornou-se um novo eixo dominante de apoio para as mesmas. Seu objetivo tem como norte equilibrar o desempenho do sistema versus custo/risco em ambientes de recursos e orçamento limitados. Ao desenvolver planos de negócios efetivos para ativos que envelhecem e mitigar riscos neste ambiente, é preciso utilizar a maior quantidade de informações possível, buscando estimar da forma mais precisa possível, eventos incertos. Tipicamente, as perguntas envolvidas são:

- Qual a vida remanescente dos equipamentos?

- Há medidas corretivas que estenderiam a vida destes equipamentos? Se sim, a que custo, e por quantos anos a mais?

- Mantendo-se as práticas e custos de manutenção existentes, qual a taxa de falhas esperada para estes equipamentos, e, portanto, qual é a necessidade de investimentos em unidades reserva ou sobressalentes? - Dentre outras.

A gestão de ativos, conforme a Especificação Disponível Publicamente (Publicly Available Specification)

PAS 55 – 2008 [2], tem a seguinte definição: “São atividades, práticas sistemáticas e coordenadas, pelas quais uma organização gerencia, de forma ótima e sustentável, seus ativos e sistemas de ativos, os desempenhos associados deles, os riscos e despesas ao longo dos seus ciclos de vida para o propósito de cumprir seu planejamento estratégico organizacional.” Para tanto, as empresas vêm desenvolvendo atividades que envolvem a centralização (de forma a abranger todos os ativos e toda a administração da empresa) da tomada de decisões-chave do negócio de transmissão para otimizar o resultado da empresa, proporcionando serviços com excelência operacional e riscos gerenciados ao longo da vida útil dos equipamentos.

A gestão de ativos depende de informações qualificadas; decisões ótimas referentes a gastos e investimentos não podem ser tomadas sem informações sobre o desempenho dos ativos, seu tempo e condições de uso, capacidades e demandas atuais e futuras, e condições técnicas dos equipamentos, que embasam as decisões de curto e médio prazo, e ajudam a avaliar as opções para atendimento das necessidades de toda a frota a longo prazo.

Assim, uma das tarefas fundamentais da gestão de ativos é a gestão do ciclo de vida dos equipamentos, o que envolve conhecer as formas de degradação dos componentes e seu impacto no desempenho dos equipamentos, e estabelecer critérios para o gerenciamento da vida útil (life management) da frota de ativos. Com os dados inerentes à condição do ativo em mãos, para se estimar os riscos envolvidos é fundamental que se integre as características do entorno do ativo, estabelecendo critérios de forma a se estimar os potenciais impactos que uma eventual falha pode trazer para as empresas, tais como: financeiros, estratégicos, regulatório, operacionais (O&M), socioeconômico, ambiental, que envolvem uma concessionária de transmissão no Brasil.

Para dar suporte às decisões de gerenciamento do parque de ativos envolvendo reparar, reformar, ou substituir equipamentos, foram desenvolvidas diversas técnicas e ferramentas, reunidas inicialmente na Especificação Disponível Publicamente (Publicly Available Specification) - EAS55 emitida inicialmente em 2004 e revisada em dezembro de 2008 pelo BSI – British Standards Institution, e posteriormente consolidadas na Norma ISO 55000 em fevereiro de 2014 [3], dentre as quais podemos citar:

- Indicadores-chave de desempenho (KPI – Key Performance Indicators): para transformadores, são escolhidos critérios associados à eficiência da transferência de potência (por exemplo: montante de energia não fornecida, contabilização das perdas inerentes ao equipamento ao longo da vida remanescente, capacidade de atendimento da demanda atual e futura, etc.), à integridade para conduzir corrente, à suportabilidade dielétrica (para a terra, entre fases, e entre enrolamentos), e à suportabilidade mecânica (às forças de correntes de inrush e de curtos-circuitos passantes)

- Indicadores da condição técnica dos equipamentos (Health Index), com o objetivo de priorizar os equipamentos de um parque de ativos por sua condição e criticidade, e identificar ativos que se aproximam do final de vida útil; e que, no caso de transformadores, baseiam-se tipicamente em: análise dos gases dissolvidos no óleo isolante, análise do teor de compostos furânicos, resultados de ensaios elétricos, ensaio de resposta em frequência (FRA), e nível de solicitação do equipamento onde é aplicado.

- Conjunto padronizado de critérios de avaliação de risco, referenciado aos valores corporativos

- Previsões de custo de O&M e investimentos para substituição de ativos, baseado em estatísticas de falha dos equipamentos e experiência histórica de custos e vida útil, com base em dados do parque de ativos da empresa, quando disponíveis

- Estratégias otimizadas de sobressalentes e unidades-reserva - Estratégias de extensão da vida útil dos ativos

- Diagnóstico e monitoramento da condição técnica dos ativos

Este artigo visa apresentar a metodologia multicritérios desenvolvida para estruturar a Escala de

Hierarquização de transformadores e de reatores, suportadas por Software Experimental, a qual integra o cálculo do Índice de Estado para priorizar os ativos para aplicação do monitoramento on-line.

2 PROJETO DE PESQUISA

É neste cenário de transformação do mercado de energia elétrica que se questionou qual a maneira mais objetiva para aplicação de sistemas de monitoramento de transformadores de potência e reatores, considerando quais equipamentos monitorar, quais variáveis incluir e qual a forma mais efetiva em cada caso, com resultados mais significativos na prevenção de falhas e com menores custos de implementação e operação.

Dada essas características que se enquadram perfeitamente para um projeto desenvolvido no âmbito do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) Tecnológico do Setor de Energia Elétrica, regulado pela Aneel, sob o título “Desenvolvimento de metodologias multicritérios para criar escala de hierarquização de transformadores de potência e reatores para aplicação de sensoriamento e monitoramento on-line, suportadas por software experimental” [4].

Dadas as características técnicas e funcionais dos equipamentos de potência e seus modos de falha correspondentes, o monitoramento de suas condições técnicas pode incluir desde rotinas de inspeção simples, até dispositivos e sistemas sofisticados de monitoramento contínuo das grandezas de interesse, no intuito de garantir o funcionamento adequado dos ativos. Estes arranjos podem envolver investimentos significativos, quando se considera o conjunto dos ativos da Empresa.

Para otimização dos recursos de monitoramento de transformadores de potência e de reatores (que são os ativos mais relevantes do Sistema Elétrico, em termos de investimento), alocando estes recursos, de forma objetiva, naqueles equipamentos mais suscetíveis a falhas a curto e médio prazo, e cuja falha tem impacto importante para a empresa, foi proposto o desenvolvimento de uma metodologia para priorização destes ativos, suportada por software experimental especialista, baseado em inúmeros parâmetros, e dentre eles, no diagnóstico de suas condições técnicas.

Neste projeto de pesquisa, além da utilização do Índice de Estado para a elaboração de um ranking dos equipamentos de potência baseada na condição dos mesmos, foi desenvolvida a Escala de Hierarquização, que prioriza soluções envolvendo monitoramento “on-line” para aprimorar o controle do risco que o ativo em análise traz para a empresa em uma eventual falha. Para tanto essa metodologia integra o resultado do Índice de Estado com os aspectos que envolvem o entorno do equipamento, que quando associados, estimam o risco que esse ativo representa para a empresa envolvida.

O presente artigo contempla as seguintes etapas deste projeto de P&D:

✓ Estimativa do Estado da Técnica, que apresenta o resultado da pesquisa sobre o grau de difusão atual das técnicas de monitoramento on-line junto ao parque atual de transformadores de potência e de reatores, nas empresas transmissoras que fazem parte do Sistema Interligado Nacional (SIN),

✓ Levantamento bibliográfico das técnicas empregadas modernamente, em caráter mundial, para monitoramento on-line de transformadores e reatores, e incluindo também as diversas metodologias adotadas para cálculo de Health Index destes equipamentos

✓ Desenvolvimento da metodologia de balizamento baseada no Índice de Estado (Health Index) dos equipamentos, para avaliação sistemática e abrangente das condições técnicas dos ativos foco. , ✓ Desenvolvimento da metodologia para a estruturação da Escala de Hierarquização, que prioriza a

instalação de monitoramento on-line, nos equipamentos que mais riscos apresentam para a empresa, ✓ Levantamento da Situação Atual e Aplicação Experimental, indicando os principais tópicos que

foram seguidos para testar a metodologia e o software desenvolvidos, e ✓ Conclusões sobre os resultados alcançados até o momento.

3 ESTADO DA TÉCNICA

Para avaliar o grau de utilização de componentes e sistemas destinados ao monitoramento on-line de equipamentos de potência do SIN, foi composto o questionário “Levantamento da Situação Atual dos Níveis de Monitoramento On-Line em Transformadores e Reatores de Potência nas Empresas Transmissoras de Energia Elétrica”.

A pesquisa procurou obter respostas quanto a quais componentes dos equipamentos de potência são monitorados on-line, quais as grandezas monitoradas, e a que nível estas informações são tratadas, definindo-se 4 níveis:

• Nível A: sem monitoramento on-line

• Nível B: com monitoramento on-line, a nível de subestação, como sistema local

• Nível C: com monitoramento on-line a nível remoto em conjunto com diversas subestações, incorporados a sistemas de aquisição de dados em um centro de controle;

• Nível D: com monitoramento on-line a nível remoto, com dados integrados a sistemas de engenharia centralizados, que gerem diagnósticos e prognósticos do estado dos ativos.

O parque de equipamentos de potência das empresas transmissoras foi estratificado em transformadores trifásicos, bancos de transformadores monofásicos, reatores trifásicos, e bancos de reatores monofásicos, pois já se intuía que, além de quantidades muito distintas destes equipamentos, também os critérios de aplicação de monitoramento on-line pudessem variar conforme o tipo de equipamento sendo abordado. Também foram incluídas perguntas referentes às atividades realizadas para monitoramento dos ativos, em especial àqueles que não dispõem de recursos de monitoramento on-line, assim como perguntas referentes às ferramentas de software utilizadas pelas empresas para suporte de processamento dos dados de monitoramento. Adicionalmente, foram inquiridos os critérios utilizados atualmente pelas empresas para aplicação de dispositivos de monitoramento remoto on-line, ou para sua priorização.

O questionário foi respondido por 64 empresas transmissoras brasileiras (que representam 67% das empresas convidadas), fato que enriqueceu grandemente a pesquisa, englobando empresas de grande e pequeno porte, privadas e estatais, e de todas as regiões de abrangência do SIN. O questionário foi submetido via web, através de ferramenta própria [5], no período de abril e maio de 2018. O parque de equipamentos elencados pelas empresas respondentes incluiu 2375 transformadores de potência (608 unidades trifásicas e 1767 unidades referentes a 589 bancos monofásicos); e 1700 reatores (sendo 98 unidades trifásicas e 1602 unidades referentes a 534 bancos monofásicos), totalizando 4075 unidades. Em face destas quantidades expressivas (equivalentes a trabalho do CIGRÉ-Brasil de 2013 [6], onde uma enquete sobre taxa de falhas em transformadores abrangeu 3.581 transformadores e reatores), consideramos que os resultados obtidos constituem uma amostra bastante representativa, e fornecem uma visão bastante próxima da situação atual do monitoramento on-line no SIN. Constatou-se que os 5 tipos de sensores mais difundidos para aplicação de monitoramento on-line, dentre os 12 tipos pesquisados, foram aqueles relacionados à:

• temperatura do óleo e do enrolamento (85% dos transformadores trifásicos, 47% dos bancos de transformadores monofásicos, 72% dos reatores trifásicos, 29% dos bancos de reatores monofásicos) (vide fig. 1),

• sensores de buchas (19% dos transformadores trifásicos, 13% dos bancos de transformadores monofásicos, 40% dos reatores trifásicos, 5% dos bancos de reatores monofásicos) (vide fig. 2), e • sensores de gases dissolvidos e umidade no óleo (15% dos transformadores trifásicos, 15% dos

bancos de transformadores trifásicos, 2% dos reatores trifásicos, 3% dos bancos de reatores monofásicos) (vide fig. 3).

Fig. 1(a). Sensores de temp. de óleo on-line Fig. 1(b). Sensores de temp. enrolamento on-line

Fig. 2. Sensores de buchas on-line

Fig. 3(a). Sensores para DGA on-line Fig. 3(b). Sensores de umidade on-line

Por outro lado, os sensores relacionados ao monitoramento de OLTC’s são, proporcionalmente, os menos frequentes na pesquisa.

A grande maioria dos sensores apresenta resultados e tem processamento apenas a nível local; mesmo sensores de temperatura, que são aqueles cujas medidas mais comumente chegam em tempo real aos níveis mais altos de Centros de Operação e Gerências de Manutenção (níveis C e D), não atingem a 30% dos sensores instalados.

Para diagnóstico dos equipamentos de potência, as Empresas participantes apontaram quatro softwares distintos como sendo utilizados para esta finalidade.

4 ÍNDICE DE ESTADO

Um dos principais objetivos dos sistemas de monitoramento on-line é procurar detectar defeitos incipientes, possibilitando um acompanhamento minucioso e planejamento de ações mitigadoras ou corretivas, a longo ou médio prazo; ou revelar uma condição de falha do equipamento que seja iminente, ou possa ocorrer a curto prazo, permitindo a tomada de ações corretivas a tempo; ou senão, que permita minimizar os danos

decorrentes da falha, por meio de ações mitigadoras; ou, no pior caso, ao menos proporcione dados úteis para diagnóstico das causas da falha e tomada de medidas preventivas em outros equipamentos similares.

Neste projeto, a consolidação das condições técnicas do parque de transformadores e reatores da Empresa em uma base comum é estabelecida através da formatação de um Índice de Estado (Health Index) [1], que abrange os aspectos mais relevantes no tocante à condição técnica destes ativos.

Neste sentido, foi criada inicialmente uma lista extensiva dos inúmeros parâmetros que poderiam ser considerados para a avaliação do estado de um transformador de potência ou reator, subdivididos em seus diversos subsistemas: parte ativa, buchas, comutador sob carga, tanque principal, sistemas de preservação do óleo isolante, sistema de resfriamento, outros acessórios, dados cadastrais, ambiente de instalação, condição operativa, etc. Esta lista inicialmente relacionava 57 parâmetros a serem considerados na avaliação de transformadores e reatores. Entretanto, neste conjunto de parâmetros, há valores que podem ser obtidos com facilidade (dados cadastrais, por exemplo); outros se referem a ensaios que já são feitos rotineiramente pelas grande maioria das empresas (ensaios de óleo, ou inspeções de rotina, por exemplo); outros exigem maiores custos ou parada do equipamento para sua determinação (ensaios elétricos, por exemplo). Assim, selecionou-se um conjunto-baselecionou-se de 30 parâmetros, conforme Tabela I, coluna “Baselecionou-se do IE”, abrangendo 6 subsistemas, cujos resultados (valores numéricos de ensaios ou dados cadastrais) podem ser mais facilmente obtidos, e que podem ser complementados por informações adicionais dos parâmetros restantes. Esta seleção de parâmetros, estruturados em subsistemas, visa extrair o máximo de informações deste conjunto de dados, permitindo realizar uma avaliação representativa da condição técnica atual do equipamento, formando assim a base comum para determinação do Índice de Estado de todos os equipamentos. Também foram tomados em consideração os requisitos mínimos de manutenção exigidos pela Aneel [7]: testes, ensaios, amostragens de óleo, assim como sua periodicidade. Caso o equipamento de potência sob análise já disponha de sensores ou software para monitoramento on-line, os dados desta medição também poderão ser adquiridos de forma

on-line pelo software de cálculo do Índice de Estado.

A avaliação dos resultados obtidos para cada um dos parâmetros da base comum do Índice de Estado é realizada de forma sistemática, por métodos estabelecidos pelos pesquisadores, através de um critério de Notas, a saber:

• Nota 1: equipamento em condições normais, sem defeito aparente

• Nota 2: equipamento com defeito que pode evoluir para falha a longo prazo • Nota 3: equipamento com defeito que pode evoluir para falha a médio prazo • Nota 4: equipamento com defeito que pode evoluir para falha a curto prazo • Nota 5: equipamento com defeito que pode evoluir para falha em caráter iminente

Assim, a cada equipamento será atribuída uma Nota Final, baseada na composição das Notas atribuídas a cada um dos parâmetros que formam a base de avaliação. Esta composição foi desenvolvida de forma a preservar a relevância das condições mais críticas de cada parâmetro e subsistema. Assim, criou-se um critério de ponderação inovador, projetado de forma a ressaltar aquelas condições que se mostrem mais críticas, e, na ausência destas, gerar uma pontuação que reflita o estado geral do equipamento sob análise.

TABELA I. PARÂMETROS DO ÍNDICE DE ESTADO

Subsistema Parâmetro Base do IE Complementar

Parte Ativa

Temperatura do enrolamento Sim

GP do papel do enrolamento Sim

Teor de água no papel Sim

Cromatografia DGA Sim

Teor de hidrogênio Sim

Ensaios elétricos de campo de rotina Sim

Corrente de excitação Sim

Impedância de curto-circuito Sim

SFRA (ou FRA) Sim

Análise físico-química do óleo isolante Sim

Teor de água no óleo isolante Sim

Contagem de partículas Sim

Enxofre corrosivo Sim

Teor de DBDS Sim

Evento relevante Sim

Bucha

Capacitância Sim

Fator de dissipação Sim

Corrente de fuga Sim

Cromatografia DGA Sim

Análise físico-química do óleo isolante Sim

Vazamento Sim

Temperatura Sim

Nível do óleo Sim

Família: fabricante, tipo, ano de fabricação, taxa de falha Sim

Trinca ou lasca no isolador Sim

Evento relevante Sim

Comutador

Número de operações Sim

Desgaste dos contatos – corrente comutada Sim Análise físico-química do óleo isolante Sim

Temperatura do óleo Sim

Torque do motor de acionamento Sim

Medição dinâmica da resistência de contatos Sim

Família: fabricante, tipo, ano de fab., taxa de falha, filtro Sim

Evento relevante Sim

Tanque principal

Vazamento Sim

Ponto quente Sim

Corrosão Sim

Evento relevante Sim

Sistema preservação

de óleo

Com ou sem bolsa/membrana Sim

Estado da bolsa/membrana Sim

Indicador de nível de óleo Sim

Secador de ar Sim

Sistema selado por nitrogênio Sim

Sistema de resfriamento

Tipo Sim

Vazamento nos trocadores Sim

Vazamento nos radiadores Sim

Vazamento nas tubulações ou válvulas Sim

TABELA I. (cont.) PARÂMETROS DO ÍNDICE DE ESTADO

Subsistema Parâmetro Base do IE Complementar

Outros dados

Ano de fabricação (Família) Sim

Tempo de operação (anos) Sim

Potência Sim

Tensão Sim

Tipo (Transformador, reator de linha, reator de barra) Sim

Transformador em sistema com SF6 Sim

5 ESCALA DE HIERARQUIZAÇÃO

Após uma série de debates entre as equipes que integram o projeto, a conclusão foi que somente com uma formatação metodológica, que levasse em conta as estratégias globais e os objetivos da empresa, poderíamos desenvolver uma metodologia com a abrangência que uma escala dessa natureza demandaria, conforme preceitua a definição de gestão de ativos da PAS-55.

Pesquisando o assunto, foi verificada a existência de critérios de risco já utilizados pelas empresas, que fazem uso de uma matriz de risco para estabelecer o risco em todos os processos que envolvem as operações. Esta referência contém todos os requisitos para atender as definições necessárias, pois além aplicação da matriz de risco, para estimar o risco envolvido, faz uma associação direta com seus os objetivos, o que se alinhou totalmente às demandas para se desenvolver a Escala de Hierarquização. Desde a pesquisa junto às concessionárias, trabalhou-se para definir o impacto que o entorno de um ativo em análise pode sofrer, quando de uma ocorrência ou de uma falha no mesmo. A EH busca controlar os riscos envolvidos, analisando a aplicação de soluções envolvendo monitoramento “on-line”, e a matriz de risco se mostra como uma ferramenta que dispõe de todos os requisitos desejáveis para esse fim. A Figura 4 mostra uma matriz de risco com os principais requisitos para a sua aplicação:

Raro Improváv el Possível Muito Provável Quase Certo 1 2 3 4 5 M5 Muito Baixo A1 A3 A6 A10 C3 Baixo A2 A5 A9 M4 M9 Mediano A4 A8 M3 M8

MATRIZ DE

RISCO

PROBABILIDADE OU FREQUÊNCIA

OBJETIVOS DO NEGÓCIO

N

ÍV

EL

DE

IM

P

A

CT

O

Fig. 4. Exemplo de matriz de risco genérica

Notamos na matriz genérica que as cores verde, amarela e vermelha representam o apetite ao risco que cada empresa está disposta a estabelecer.

Com base nos objetivos das empresas envolvidas, foram estabelecidos critérios para estimar o impacto nos objetivos da empresa, no caso da ocorrência de uma falha em um dos ativos foco. Esses critérios também buscaram caracterizar da melhor forma possível o entorno do equipamento em análise. Dessa forma foram definidos critérios, que podem impactar os objetivos dessas empresas, conforme exemplo a seguir:

1. Meio Ambiente

2. Segurança dos empregados, população e do próprio ativo

3. Receita Anual Permitida – RAP da Função da Transmissão em relação à concessão 4. Receita Anual Permitida – RAP da Função da Transmissão em relação ao total 5. Nível estratégico da Subestação do Ativo para Sistema Interligado Nacional – SIN 6. Custos de Manutenção

7. Tempo de Recomposição do Ativo

8. Nível de Autonomia técnica da Equipe Local

Definidos os critérios, foram aplicados os níveis de impactos que se caracterizam como Muito Baixo, Baixo, Moderado, Alto e Crítico, para cada uma das dimensões de impacto, também seguindo a definição do Manual de Risco.

Com a definição dos níveis de impactos para cada um dos ativos, associados às probabilidades de ocorrências com base no Índice de Estado, já definido na metodologia anterior, obteve-se o risco estimado para cada um dos ativos. Com o risco definido, foi elaborada a Escala de Hierarquização dos ativos analisados, o que já prioriza quais ativos tem maior potencial para a instalação de monitoramento on-line – MO-L, ou seja, aqueles que apresentam maior risco.

Priorizados os ativos para instalação do MO-L, verifica-se quais parâmetros do ativo em análise, foram preponderantes para se definir o Índice de Estado, e com base nessa informação a metodologia estabelece o(s) sensor(es) com maior potencial para controlar o risco do ativo que se apresenta com elevado risco para a concessão, ou mesmo para o grupo das empresas envolvidas no projeto.

6 SITUAÇÃO ATUAL E APLICAÇÃO EXPERIMENTAL

Para se testar a metodologia desenvolvida e, futuramente, o software que a consolidará, a empresa patrocinadora do projeto de pesquisa forneceu abrangente conjunto de dados referentes aos equipamentos de seu parque, que refletem estados anteriores (por meio de dados históricos) assim como o estado presente destes equipamentos.

Os pesquisadores envolvidos, baseados em sua expertise e nas referências relacionadas a avaliações desta natureza [8] [9] [10] [11] [12] [13], efetuaram uma primeira triagem destes dados, classificando o conjunto dos equipamentos em três categorias:

• Equipamentos em estado normal • Equipamentos com criticidade mediana • Equipamentos de maior criticidade

O objetivo é submeter estes dados às metodologias desenvolvidas, e avaliar os dados dos equipamentos destas três categorias quanto à sua aderência em relação à situação atual conhecida. Estes testes de aderência serão consolidados em um Relatório de Estudo de Caso, e serão utilizados para validação do software, para utilização sistemática posterior.

Esta triagem dos dados foi útil para confrontar os pesquisadores com aspectos que devem ser contemplados no desenvolvimento do software, tais como:

• Validação dos dados de campo • Tratamento de omissões de dados

• Testes de compatibilidade entre parâmetros, e destes com dados cadastrais dos equipamentos • Análise das variações de parâmetros

Frente a estas dificuldades, estarão sendo implementados no software, de forma inovadora, recursos que permitam lidar com as grandes disparidades na disponibilidade de dados entre os equipamentos de potência do parque da empresa (pela instalação desigual dos sensores e softwares de monitoramento on-line, por exemplo); também com as diferenças temporais entre os ensaios disponíveis; e a utilização de uma classe de parâmetros de forma complementar, por não estarem disponíveis em todos os casos.

O software está sendo concebido para utilização de forma contínua, ou seja: a cada novo conjunto de dados que é introduzido para processamento, pode ser gerada nova lista de equipamentos prioritários. De forma

inovadora, eventuais dados disponíveis e acessíveis, oriundos de dispositivos de monitoramento on-line já instalados em equipamentos no campo, também podem ser empregados, de forma a se obter uma relação de equipamentos prioritários de forma on-line, no que diz respeito aos equipamentos de potência de maior interesse, tanto para a geração do Índice de Estado como da Escala de Hierarquização.

7 CONCLUSÕES

Neste artigo foi apresentada a metodologia para estimativa do Índice de Estado dos equipamentos, específico para cada subsistema do equipamento (seja a parte ativa, ou buchas, ou OLTC, etc.). Após esta etapa inicial, no desenvolvimento deste projeto, foi desenvolvida a Metodologia da Escala de Hierarquização que complementa com outros conjuntos de critérios e considera outros aspectos relevantes do entorno do equipamento, que irão compor um sistema mais abrangente para seleção dos transformadores de potência e reatores do parque da empresa mais prioritários para aplicação do monitoramento on-line.

Entretanto, devido às suas características de contínua atualização com dados de campo e foco sobre o subconjunto de equipamentos de maior interesse do parque, também pode ser utilizado como ferramenta para a gestão de manutenção, permitindo:

• Reorganizar as prioridades de investimento ao longo do ano de forma tecnicamente fundamentada, à medida que novos dados de entrada revelem novas condições operacionais dos equipamentos da frota

• Detectar alterações importantes nas condições operacionais de equipamentos de forma simples e direta, através das modificações de posições no ranking destes equipamentos, e mobilizando as ações corretivas correspondentes.

Nestas metodologias desenvolvidas , a do Índice de Estado segmenta o conjunto de parâmetros em subsistemas, e a da Escala de Hierarquização prioriza os ativos foco para receberem a aplicação de sistemas de monitoramento on-line seletivamente, destacando aqueles subsistemas do equipamento de potência que apresentem condições que requeiram um acompanhamento mais detalhado. Desta forma, os sensores a serem aplicados podem ser selecionados de forma mais objetiva, melhorando o controle dos riscos de falhas intempestivas causadas pelos componentes em estado mais vulnerável do equipamento de potência sob análise, assim como identificando potenciais indicações de falhas a médio e longo prazo, permitindo assim o acompanhamento da evolução do estado destes componentes de forma contínua. Para os casos que se mostrarem como potenciais soluções, a empresa terá a opção de instalar o monitoramento on-line indicado, de forma que o risco passará a ser mais bem controlado, quando comparado ao período anterior que o ativo não estava sendo monitorado.

A sistematização desse processo de análise com o desenvolvimento do software experimental, possibilita ainda a criação de uma base de dados robusta que corrobora para a formação de um histórico de dados de ocorrências nos ativos, trazendo avanços importantes para se consolidar as taxas de falhas e soluções adotadas, otimizando assim a gestão desses ativos.

Mais um ganho pode ser indicado, pois a metodologia da Escala de Hierarquização aplica modelos de análise e estimação de risco com premissas já em uso pelas empresas, o que vem corroborar para a consolidação de uma ferramenta extremamente apropriada para a Gestão de Ativos, pois engloba os principais atributos e princípios-chave indicados pela PAS 55 e ISO 55.000.

8 REFERÊNCIAS

[1] CIGRÉ Working Group C1.1, Brochure 309 – Asset Management of Transmission Systems and

Associated CIGRÉ Activities, December 2006

[2] Especificação Disponível Publicamente PAS 55 – 2008 – Gestão de Ativos - BSI – British Standards

Institution

[4]

http://institucional.taesa.com.br/pesquisa/projeto-0046-desenvolvimento-de-metodologias- multicriterios-para-criar-escala-de-hierarquizacao-de-transformadores-e-reatores-para-monitoramento-on-line-suportadas-por-software-experimental/

[5] https://pt.surveymonkey.com/

[6] CIGRÉ-Brasil, Grupo de Trabalho A2.02, Brochura 016 – Avaliação do Desempenho de

Transformadores de Potência e Reatores no Sistema Elétrico Brasileiro, novembro 2013

[7] ANEEL – Resolução Normativa 669, de 14.07.2015.

[8] CIGRÉ, Grupo de Trabalho A2.05, Brochura 015 – Guia de Manutenção para Transformadores de

Potência, ed. novembro 2013

[9] Norma ABNT NBR 10576, Óleo Mineral Isolante de Equipamentos Elétricos – Diretrizes para

Supervisão e Manutenção, 4ª. Edição 11.10.2017

[10] CIGRÉ, Working Group A2.24, Brochure 393 – Thermal Performance of Transformers, ed. October 2009

[11] Norma ABNT NBR 7274, Interpretação da Análise dos Gases de Transformadores em Serviço, janeiro 2012

[12] Norma IEC 60599 – Mineral Oil-Impregnated Electrical Equipment in Service – Guide to the

Interpretation of Dissolved and Free Gases Analysis. 2007

[13 Norma IEEE C57.104 - Guide for the Interpretation of Gases Generated in Oil-Immersed Transformers, 2009