Explorando as opções de automação de redes de distribuição

A automação da rede de distribuição de eletricidade proporciona benefícios econômicos substanciais para as distribuidoras de energia e para a sociedade em geral. A localização efetiva de uma falta e a restauração da rede podem, na maioria dos casos, ser convertidas em um algoritmo, permitindo a otimização da confiabilidade da rede e proporcionando maior resistência às faltas de rede.

As técnicas de automação da rede de distribuição são variadas e, embora essa automação possa ser identificada como uma mera “modernização da rede”, quando é cuidadosamente avaliada, pode gerar bons retornos para as distribuidoras de energia.

No contexto da distribuição de eletricidade, a Automação do Sistema de Distribuição (DSA) pode ser resumida como a automação do religamento (de disjuntores) e comutação (de interruptores ou isoladores de interrupção de carga), com o objetivo de restaurar o fornecimento de energia para o maior número de clientes no menor tempo e do modo mais seguro possível.

Este artigo é o primeiro de uma série que abrangerá as diversas técnicas de automação de rede de distribuição disponíveis para os engenheiros de sistemas de energia. O caso mais simples é de um esquema de transferência automática, sem comunicação peer-to-peer. Neste artigo, exploraremos as técnicas e avaliaremos os custos, os benefícios e as limitações do Esquema de Transferência Automática (ACO) por meio de religadores que não utilizam nenhuma forma de comunicação.

Este esquema utiliza detecção de tensão em ambos os lados, de alimentação e carga, do religador automático, utilizado como padrão no sistema de religadores OSM da NOJA Power.

O objetivo, claro, é manter o tempo de disponibilidade de energia para a carga crítica. Portanto, o religador 1, a alimentação principal, permanece fechado. Nesse estado, o religador 2 estará normalmente aberto (NO), e detectará a tensão nos dois lados do disjuntor aberto.

Se a alimentação 1 faltar, o religador 1 poderá detectar essa condição e abrirá. O religador 2 também registra a falta de fornecimento e inicia uma contagem regressiva antes de fechar a alimentação 2.

Para evitar a alimentação reversa na alimentação 1, o único critério necessário é que o religador de abertura seja mais rápido que o de fechamento. Nesse caso, o religador 1 deve ser acionado em subtensão antes que o religador 2 seja fechado para restaurar a energia.

Os religadores OSM da NOJA Power podem ser configurados para rearmar sua função de fechamento de restauração de tensão, caso sejam abertos devido à perda de alimentação, como o caso do religador 1 mencionado acima.

Benefício
Os principais benefícios deste sistema são a simplicidade e o custo - não é necessário um sistema de comunicação para implementar essa automação, sendo necessários somente dois religadores para controlar a comutação.

O termo “carga crítica” é bastante amplo, a carga não refere-se somente a um edifício como, por exemplo, um hospital, mas também pode ser aplicado no abastecimento de bairros residenciais e grandes centros urbanos, onde dois alimentadores em cada extremidade da cidade funcionam conjuntamente, detectando a presença de tensão e comutando a alimentação em caso de falta da alimentação principal.

Desvantagens
O principal problema do DSA é que, em caso de falta entre os disjuntores e a carga, o sistema de restauração gerará um fechamento adicional sobre a falta e, portanto, o reestabelecimento do fornecimento de energia no local da falta.

Esse é um tópico comumente discutido quando se trata de esquemas de automação que não possuem capacidade de comunicação, no entanto, se esse religamento único adicional não for um problema para o local em questão, o sistema de automação simples pode ser altamente eficaz para melhorar a confiabilidade da rede.

Outra desvantagem possível é a necessidade de treinamento da equipe de operações que deve entender que a abertura de um disjuntor, particularmente para o trabalho de linha, pode fazer com que outro disjuntor feche e energize o circuito. Em nossa experiência, esse problema é facilmente contornado por meio de sinalização e barreiras no local do controlador. Outra opção é providenciar comunicações centralizadas em ambos os dispositivos, permitindo que os operadores remotos desativem a automação antes do início do trabalho. No entanto, isso aumenta a complexidade e o custo da implementação, mas discutiremos esse tópico mais a fundo em nosso próximo artigo.

“Os religadores são a principal base das redes inteligentes. Clientes que investem na implantação de religadores em suas redes aumentam sua confiabilidade”, afirma Neil O'Sullivan, diretor administrativo do Grupo NOJA Power. “Tanto a automação baseada em lógica integrada aos dispositivos, quanto a automação baseada em comunicação centralizada, ou ainda a automação baseada na comunicação peer-to-peer, só são possíveis graças à implementação, planejada passo a passo, dos religadores”

Junte-se a nós na próxima semana para conhecer mais uma topologia de rede de automação nesta nossa série.