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Tratamento Inteligente de Alarmes

Solução para realizar diagnósticos em tempo real de falhas em equipamentos localizados em redes de transmissão e geração de energia elétrica. Os diagnósticos são realizados através de uma correlação entre os eventos gerados pelas UTRs (Unidade Terminal Remota) e recebidos pelo sistema SCADA instalado nas Subestações e Centros de Operação.

Regras genéricas

Regras são aplicadas a tipos de equipamentos e não a equipamentos específicos. Isso garante que os diagnósticos sejam gerados corretamente mesmo quando a topologia muda consideravelmente.

Baixo esforço de manutenção

Nenhum esforço de manutenção precisa ser feito para manter o sistema funcionando. As telas e a topologia são atualizadas automaticamente. Os algoritmos utilizados são independentes de topologia.

Tratamento de ruído

Filtro interno identifica através de regras de consistências quando eventos/alarmes são perdidos ou gerados espuriamente.

Identificação da causa raiz

Diagnósticos são correlacionados utilizando critérios topológicos e temporais objetivando identificar qual foi a causa raiz da perturbação.

Tela de Diagnósticos Textuais
Tela de Histórico
Tela de Diagnósticos Gráficos
Tela Apresentando um Diagrama Unifilar
Tela Apresentando um Diagrama Unifilar com Zoom

Diagnósticos gráficos e textuais

Equipamentos são destacados visualmente em ambiente web rico e interativo.

Explicação de diagnósticos

Explicação apresentando quais proteções atuaram e quais disjuntores abriram.

Interface gráfica semelhante a do SCADA

As telas do Smart são geradas a partir das telas do SCADA, o que garante sua fidelidade.

Acesso corporativo

Permite que qualquer usuário da rede corporativa tenha acesso às telas do SCADA sem que seja necessário um software adicional.

Como funciona a Base de Regras?

Regras e Atributos Genéricos

A técnica utilizada consistiu em uma evolução do modelo convencional baseados de regras para um modelo baseado em regras genéricas. Diferentemente do convencional, onde as regras são aplicadas sobre equipamentos específicos, as regras genéricas são aplicadas sobre classes de equipamentos. Para exemplificar, ao invés da regra ser aplicada a uma determinada linha de transmissão, ela é aplicada sobre a classe de equipamento ‘linha de transmissão’. Além disso, a técnica se apóia no conceito de conectividade, isto é, a regra não menciona a posição das chaves e disjuntores de uma determinada linha de transmissão, mas apenas se a linha está ou não conectada a algum equipamento energizado.


A figura ao lado apresenta um exemplo de uma regra tradicional. Perceba que para cada equipamento, várias regras precisam ser escritas.

Principais problemas:

  • Explosão de regras
  • Impossibilidade de escrever base de regras
  • Impossibilidade de manter base de regras diante de mudanças topológicas

  • A figura ao lado apresenta um exemplo de uma regra genérica. Observe que a regra está associada à classe do equipamento. Isso significa, que se uma nova linha for adicionada na topologia, nenhuma regra precisa ser adicionada.

    Grandes vantagens:

  • Redução considerável do número de regras
  • Em uma topologia com milhares de equipamentos, aproximadamente 250 regras são necessárias para modelar todas as situações (para equipamentos de geração e transmissão de energia)

    Alguns problemas existentes:

  • Aproximadamente 250 regras ainda é um número significativo.
  • Algumas podem se tornar complexas devido à quantidade de combinações

    Fazendo uma analogia:

  • 1000 equipamentos X 10 regras genéricas = 10.000 regras tradicionais

  • A figura ao lado apresenta um exemplo de uma regra genérica com atributos.

    Grandes vantagens:

  • Sensível redução do número de regras (aproximadamente 40 regras são necessárias para modelar todas as situações)
  • Regras mais simples
  • Melhora na qualidade dos diagnósticos, uma vez que o diagnóstico principal passa a ser descoberto corretamente, mesmo que seus atributos não sejam.
  • Diagnósticos mais completos e mais ricos em semântica
  • Possibilidade de incluir novos atributos rapidamente. Exemplo de novos atributos: Defeito sistêmico, impedimento, falha de disjuntor, …

    Fazendo uma analogia:

  • 1000 equipamentos X 10 regras genéricas X 10 atributos genéricas = 100.000 regras tradicionais

  • Arquitetura

    Principais módulos


    Gateway

    Módulo Gateway implantado em uma IHM ou servidor SAGE para recuperação de informações sobre o estado da rede.

    Topogiggio

    Recupera informações sobre as conexões topologicas da rede. Esse módulo gera um arquivo xml contendo a topologia da rede. Esse arquivo é utilizado pelos demais módulos do smart.

    Model

    Módulo responsável por manter um modelo da topologia contendo o estado atual dos equipamentos e grandezas elétricas recuperadas do gateway. Através de uma série de regras de consistência esse módulo consegue manter o estado correto da rede mesmo quando informações perdidas ou espúrias são recuperadas da rede elétrica.

    Alarms

    Módulo responsável por gerar diagnósticos de problemas. Esse módulo analisa o modelo topológico mantido pelo Smart para gerar diagnósticos.

    Viewer

    Módulo de visualização recebe os diagnósticos e os apresentam textual e graficamente em um ambiente web.

    Unifilar

    Converte os desenhos vetoriais utilizados nas telas do SAGE em SVG, que são utilizados pelo Viewer para exibir os Diagramas Unifilares.

    Avalanche de alarmes

    Filtro interno detecta potenciais avalanches de alarmes, evitando que diagnósticos sejam gerados incorretamente.

    Diagnósticos em tempo real de perdas de supervisão

    Indica em tempo real que subestações são indisponíveis e por quanto tempo, tanto quando a perda de comunicação é nos pontos digitais como nos pontos analógicos.

    Identificação de problemas de configuração da base EMS

    Compara as conexões existentes na base EMS com as conexões existentes nas telas dos diagramas unifilares. Identifica as diferenças e aponta potenciais problemas.

    Busca e Histórico de diagnósticos

    Lista diagnósticos realizados filtrando por um conjunto de características, que variam desde o período até pelas características do diagnóstico ou equipamento relacionado.

    Prêmios e Patente

    Prêmio Inovação e Melhoria Chesf 2011

    O sistema Smart Alarms obteve o primeiro lugar na categoria Tecnologia do I Prêmio Chesf de Inovação e Melhoria 2011. O resultado foi divulgado no dia 09 de Novembro de 2011, em Recife. O projeto concorreu com outros 50 trabalhos inscritos.

    Patente

    Técnica Inteligente de Correlação de Alarmes é objeto de patente. A CHESF depositou o pedido de patente da tecnologia desenvolvida em vários países.

    Gestão de Documentos da Operação

    Ambiente para gerência de vários tipos de documentos operacionais

    Vários tipos de documentos

    O ambiente permite gerenciar documentos que seguem um padrão pré-determinado até documentos editados livremente

    Templates de ações

    Em alguns documentos, a edição de uma ação consiste em escolher um template (ação parametrizada) e, em seguida, inserir os parâmetros relacionados.

    Controle automático do clico de vida

    Gerencia o ciclo de vida que passa pela edição, aprovação, operacionalização, execução e obsolescência.

    Controle de mudanças

    Além de gerenciar o controle de versão, armazena quais/quando usuários realizaram operações relacionadas com os documentos.

    Acessando um documento através da plataforma
    Visualizando um documento

    Documentos Executáveis

    Documentos podem ser colocados em modo de execução, que permite inserir automatica ou manualmente os horários das ações realizadas.

    Integração com o SAGE

    Recupera o horário que as ações foram realizadas no SAGE e as insere automaticamente nos documentos executáveis.

    Integração com dispositivos móveis

    Documentos executáveis podem ser carregados em dispositivos móveis.

    Segurança operacional

    Com a utilização de dispositivos móveis, equipamentos no pátio recebem tags RFID, o que permite verificar se ação está sendo ou não realizada no equipamento correto.

    Ciclo de vida dos documentos

    Principais estados que um documento pode assumir:

    Pré-operacional

    Permite ser editado por usuários devidamente autorizados. Alterações nesses documentos não são replicadas nas versões utilizadas pelo tempo real. Quando as alterações são concluídas, o documento é aprovado e só então pode ser operacionalizado. A forma de edição dos documentos é um dos maiores diferenciais. Existem dois tipos de edição: textualizada e via template. Na primeira, o texto das ações são editados livremente. Na segunda, as ações, para serem inseridas, precisam ser associadas a templates (ações parametrizadas) e, por fim, o conteúdo dos parâmetros devem ser informados. A solução utilizada simplifica a padronização dos documentos, uma vez que alterando o conteúdo de um template, todos os documentos em edição que o utilizam serão atualizados.

    Operacional

    Não permite alteração. Utilizado pelo operadores do tempo real. Documentos nesse estado não podem ser alterados.

    Obsoleto

    Não permite alteração. Quando um documento pré-operacional é operacionalizado, a versão operacional existente é colocada em estado obsoleto. Da mesma forma, quando um documento operacional é removido (retirado de operação), esse documento vai para o estado obsoleto.

    Em execução

    Documentos operacionais cuja execução está em andamento. Os horários podem ser registrados a partir do momento que a versão em execução do documento é criada.

    Executado

    Documentos cuja execução foi finalizada com sucesso. Só podem ser finalizados quando todas as ações possuírem um horário registrado ou uma justificativa para a não execução da ação.

    Interrompido

    Documentos cuja execução foi interrompida antes do término por algum motivo operacional.

    Busca

    A versatilidade da tela de busca que permite encontrar documentos pelo estado, nome, conteúdo ou equipamento.

    Salvar Como

    A funcionalidade Salvar Como Inteligente, além de clonar o documento, altera todos os códigos operacionais automaticamente localizados dentro do conteúdo do documento.

    Comparação de documentos

    A comparação e recuperação de documentos obsoletos simplifica consideravelmente o controle de alterações.

    Vários tipos de documentos

    Uma grande variedade de documentos podem ser gerenciados pelo sistema

    Esses documentos podem ser customizados de acordo com a empresa. Eis alguns:

  • documentos seguindo uma máscara específica determinada pela empresa e contendo ações parametrizadas
  • documentos seguindo uma máscara específica determinada pela empresa contendo ações textualizadas (que não usam templates)
  • documentos para atender a análise risco/perigo (NR-10)
  • documentos contendo uma estrutura livre assemelhando-se a documentos word.
  • Agendamento

    O agendamento de tarefas permite que documentos sejam implantados no tempo real em uma data futura, notificando usuários por e-mail com a devida antecedência.

    Estatísticas

    Várias estatísticas podem ser extraídas pelo sistema, elas variam desde o tempo médio de manobras até a quantidade de incidentes operacionais detectados pelos dispositivos móveis.

    Replicação

    Permite que os documentos operacionais possam ser acessados mesmo diante de eventuais problemas de rede. Trata-se de um ambiente de replicação que mantém atualizado um repositório de documentos operacionais no formato PDF.

    Documentos Executáveis

    Os documentos executáveis possuem diversas características que merecem ser destacadas. O preenchimento dos horários das ações pode ser feito pelo operador ou recuperado automaticamente do SCADA ou ainda através de dispositivos móveis utilizados pelos operadores nas instalações.

    Durante a execução, operadores localizados em centros de operação ou instalações diferentes compartilham o mesmo documento, dessa forma, quando um operador insere um horário, a informação é apresentada automaticamente na tela dos demais operadores. Dessa forma, não é mais necessário informar o horário da ação realizada por telefone.

    A comunicação com o SCADA é outro diferencial. A plataforma Smart acessa o SCADA e recupera informações relacionadas com o estado dos equipamentos e valores de grandezas elétricas. Ações de abertura e fechamento de disjuntores e chaves são exemplos de ações cujo horário é preenchido automaticamente. A cor verde indica que o horário da ação foi recuperado do SCADA.

    Através da plataforma o operador não precisa mais observar o horário do SCADA para preencher o documento. Além disso, muitas ações, tais como verificar tensão ou confirmar equipamento aberto, podem ser executadas pelo sistema, reduzindo o tempo de execução da manobra.

    A utilização de dispositivos móveis reduz consideravelmente o risco de falhas operacionais ao manobrar equipamentos errados. Os documentos são carregados na versão móvel do SisRTM disponível no dispositivo que é levado ao pátio com o operador. Cada ação do documento está associada a um ou mais equipamentos, os quais possuem uma plaqueta identificada por rádio freqüência (RFID) ou código de barras. Durante a realização da operação, o operador deverá primeiramente se aproximar do equipamento e confirmar, usando o leitor do dispositivo móvel, se está manobrando o equipamento correto.

    Além de acelerar a execução, evitando desperdício de tempo com a sincronização por telefone e preenchimento de horários no papel, a solução aumenta a confiabilidade das manobras e diminui a chance de ocorrência de erros operacionais, elevando o nível de segurança da operação.

    Prêmios

    Prêmio Inovação e Melhoria Chesf 2014

    O gestor de documentos operacionais obteve o primeiro lugar na categoria Gestão do II Prêmio Chesf de Inovação e Melhoria 2014. O projeto concorreu com outros 36 trabalhos inscritos.

    Gerador Automático de Manobras

    Solução para gerar automaticamente manobras de equipamentos diante de situações atípicas, sob restrições operacionais (chave impedida, por exemplo), onde não existe um documento operacional elaborado.

    Integrado ao SCADA/EMS

    Fotografias extraídas do tempo real ou sob demanda são utilizadas para gerar manobras para a operação em tempo real (usando a fotografia mais recente da rede) ou para propósitos de treinamento (usando fotografias passadas ou simulando novos estados).

    Lógica interna

    Regras de intertravamento baseadas em princípios elétricos, aplicáveis a qualquer subestação. Avalia princípios elétricos de cada dispositivo de seccionamento através de verificações na topologia.

    Baixo esforço de manutenção

    Se um novo bay é introduzido na rede, por exemplo, nenhuma alteração será necessária para gerar manobras sobre os seus equipamentos.

    Corretude

    Geração de manobras estritamente corretas. Avisa quando não souber gerar a manobra. Só não gera manobras corretas quando os equipamentos não estão modelados no SAGE e no módulo de Gestão de Documentos, ou para alguns tipos de arranjos atípicos.

    Visualização de um diagrama unifilar antes de gerar uma manobra
    Visualização de um diagrama unifilar após realizar um zoom
    Visualização de um diagrama unifilar após tirar uma fotografia (modo de edição)
    Opções de ação sobre um equipamento
    Ações de liberação de um disjuntor (geradas automaticamente)
    Geração forçada de ação imprópria de abertura de uma chave em carga
    Opções de manobra para uma linha de transmissão
    Manobra “Liberar LT” gerada automaticamente para um linha de transmissão
    Detecções de ações indevidas

    Exportar

    Exporta manobras para o módulo de Gestão de Documentos Operacionais.

    Facilidades durante a criação de uma manobra

    Visualizar estado inicial e final de uma manobra. Comandos fazer/desfazer.

    Módulo de Treinamento

    Permite treinar novos operadores sobre criação de manobras.

    Auditoria

    Permite auditar documentos operacionais existentes no módulo de gestão de documentos objetivando encontrar potenciais erros de manobra.

    Auditor de Bases de Dados

    Solução para auditoria de bases de dados de sistemas SCADA. Sua finalidade consiste em padronizar as bases existentes e em garantir que as futuras alterações nessas bases estejam de acordo com um padrão pré-definido.

    Correção

    A correção de um ponto pode ser feita de duas formas: através de um click na sugestão de correção, ou editando manualmente o conteúdo do ponto. Comando desfazer que permite voltar qualquer alteração realizada na sessão do usuário.

    Sugestões

    Emissão de sugestões de correção para os pontos que não se encontram no padrão especificado pela empresa. Essas sugestões indicam possíveis correções que podem ser aplicadas para que o ponto fique no padrão. Elas podem ser IDs, textos, código de regionais, bays, instalações, etc.

    Relatórios

    Relatórios apresentando as modificações realizadas na base e estatísticas sobre a quantidade de pontos que estão corretos e incorretos.

    Concorrência

    Permite que várias bases sejam auditadas ao mesmo tempo e que vários mantenedores auditem a mesma base simultaneamente

    Controle de acesso

    Usuários podem possuir diferentes papéis que definem que ações podem ser realizadas no sistema.

    Exportar

    Ao exportar uma base, o sistema altera todos os relacionamentos (chaves estrangeiras) existentes nas tabelas do Sage. Esses relacionamentos são definidos em um arquivo de configuração.
    Tela de edição da Lei de Formação (Padrão da Empresa)
    Tela de auditoria
    Tela de cadastro de usuários
    Tela de edição de regras de consistência
    Tela de busca avançada
    Tela de substituição

    Mais detalhes

    Auditoria Inteligente de Pontos Digitais e Analógicos que avalia o conteúdo e estrutura dos pontos sob os seguintes aspectos:

  • se os códigos/textos utilizados encontram-se no padrão utilizado pela empresa
  • se os códigos dos centros/regionais/instalações/classes de tensão/bays/equipamentos existem na topologia
  • se o conteúdo dos campos seguem um padrão pré-estabelecido (exemplo apenas números, ou números combinados com textos, …)
  • se os relacionamentos entre os conteúdos dos campos estão corretos (exemplo: o equipamento referenciado no campo ID, precisa ser o mesmo referenciado no campo NOME)
  • posicionamento separadores
  • quantidade de caracteres
  • Filtro de busca/substituição por subcampo auditado:

  • Possibilidade de filtrar os pontos informando o conteúdo dos subcampos. Por exemplo: filtrar os pontos cujo nível de tensão é “13”.
  • Possibilidade de substituir o conteúdo dos pontos referenciando os subcampos. Por exemplo: substituir o nível de tensão “13” por “440”.
  • Tela de edição do padrão da empresa, que permite editar:

  • quais são os subcampos de cada campo a ser auditado
  • as características de cada subcampo (se o subcampo está associado com a topologia ou com variáveis definidas pela própria interface)
  • a topologia da rede elétrica (centros, regionais, instalações, utrs, classes de tensão, bays, etc.)
  • definir a quantidade e as características de cada separador
  • regras de consistência que permitem validar se o conteúdo de um campo está associado com o de outro.
  • Quem somos?

    A Smartiks Tecnologia da Informação pesquisa e desenvolve soluções inteligentes para empresas de Distribuição, Transmissão e Geração de Energia Elétrica. A missão da Smartiks consiste em criar soluções que reduzam o tempo de recomposição do Sistema Elétrico após perturbações. Nossa equipe é composta por doutores e mestres com uma larga experiência no setor elétrico.


    A Smartiks tem trabalhado em parceria com a Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) e a Fundação Parque Tecnológico da Paraíba (PaqTcPB). A equipe da Smartiks tem trabalhado juntamente com essas instituições em diversos projetos de P&Ds. Merece destaque o fato dos resultados destas pesquisas serem utilizados, na forma de soluções-ferramentas, pela CHESF nas áreas de operação, supervisão e controle.

    Contato

    Entre em contato para maiores informações. Podemos fazer uma visita técnica sem compromisso!

    Rua Aprígio Veloso, 785, 1 andar, Campina Grande / PB

    (83) 98868-7025