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Smart Solutions for Smart Grids

A WAPA (Western Area Power Administration) transmite energia elétrica para 15 Estados das regiões Central e Oeste dos Estados Unidos. A empresa é uma das quatro administrações do mercado de energia elétrica do país, subordinada ao Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE-USA). De acordo com o último relatório anual, no exercício encerrado em 31 de setembro de 2008, a WAPA vendeu um total de 36 bilhões de kWh (kilowatts/hora) e registrou uma receita operacional bruta de US$ 1,2 bilhão.

Características do Sistema de Energia Elétrica

Por meio de 296 subestações e mais de 27 mil km de linhas, a WAPA distribui a energia elétrica produzida por 57 usinas hidrelétricas, que, juntas, respondem por uma capacidade instalada de aproximadamente 10.395 MW. As dimensões e características do parque instalado exigem monitoramento contínuo e confiável de todas as funções dos transformadores em operação em suas subestações, das quais “temperatura” é uma das mais significativas.

Em função dessas características, a WAPA detém a posição de líder em tecnologia em seu segmento de atuação. De seu planejamento consta a substituição gradual dos termômetros mecânicos atualmente instalados por monitores de temperatura digitais, a fim de otimizar as operações, obter eficiência nos treinamentos técnicos, reduzir a variedade de equipamentos sobressalentes e, conseqüentemente, o custo de manutenção de estoque.

Fornecimento Treetech

Para implementar o projeto de substituição dos termômetros mecânicos, em 2006 a WAPA avaliou os monitores de temperatura digitais das seguintes empresas: Qualitrol Inc.; Advanced Power Technologies; Barrington Consultants Tech Inc.; Transformer Advantage; Dynamic Ratings; Schweitzer Engineering Laboratories (SEL) e Treetech Sistemas Digitais (a única estrangeira).

Como resultado desta avaliação, determinou que os equipamentos Treetech fossem aplicados nos novos transformadores de grandes fabricantes tradicionais e multinacionais, como Hyundai e Waukesha Electric. Além disso, em outubro de 2007, a unidade WAPA de Rock Mountain Region definiu a Treetech como sua “fonte única” (Sole Source) de suprimento de monitores de temperatura. Desde que devidamente justificada, a Sole Source libera a WAPA de realizar licitações públicas para aquisição de equipamentos que, devido a características técnicas exclusivas, são produzidos por apenas um fabricante. O relatório de justificativa da “Sole Source” elaborado pela Wapa está disponível no site do Departamento de Energia dos Estados Unidos.

Destaques do Projeto

Dentre os critérios de avaliação da cliente, podem ser relacionados peso e facilidade/ simplicidade de substituição dos termômetros anteriores pelos Monitores de Tempetura (Mod. TM1 e TM2), considerando-se aspectos como adaptações mecânicas e elétricas. Os monitores da Treetech, por serem miniaturizados e compatíveis com os espaços liberados pelos antigos equipamentos, demonstraram grande vantagem frente aos das outras marcas.

A facilidade de parametrização e a simplicidade de operação, que resultam em maior eficácia dos treinamentos ministrados aos operadores, também favorecem os equipamentos da Treetech. Finalmente, a multiplicidade de protocolos de comunicação dos monitores da Treetech – Modbus e DNP 3.0 os tornam mais competitivos.

Abaixo, as características avaliadas pela Wapa e as características do monitor de temperatura TM1 e TM2 da Treetech:

Critérios de Análise

Aplicação universal em transformadores de diferentes fabricantes e características

Requisitos da Wapa

  • Dimensões reduzidas, que caibam nos painéis de controle de qualquer transformador existente

  • Instalação embutida em porta de painel

  • Características do transformador programáveis no equipamento, sem alterações no hardware

  • Padronização de estoque e de peças reserva

  • Tensão de alimentação 38-160Vdc e 120/240Vac

Características do Equipamento Treetech

  • Equipamento miniaturizado com frontal de apenas 96x96mm

  • Instalação embutida com terminais de ligação na traseira do equipamento e teclado/display frontais

  • Totalmente programável pelo painel frontal

  • O mesmo aparelho pode ser reconfigurado conforme a aplicação, padronizando e reduzindo estoques.

  • Alimentação universal 38 a 265Vdc ou Vac 50/60Hz

Integração com sistemas de aquisição de dados existentes nas subestações

  • Interface de comunicação e protocolo padronizados e abertos – RS232 e DNP 3.0

  • Protocolos abertos DNP3.0 e Modbus. Interfaces RS232 e RS485.

Gerenciável remotamente

  • Protocolos abertos DNP3.0 e Modbus. Interfaces RS232 e RS485.

  • Autodiagnóstico de falhas. Aquisição de dados e gerenciamento de configurações remotos.

Condições de operação

  • Temperatura de operação: -40°C a 85°C;

  • Vibrações;

  • Display de alto brilho legível de -40ºC a 85ºC
  • Testado e aprovado em testes de tipo climáticos, de vibração e elétricos;

 

  • Display LED de alto brilho, legível de -40ºC a 85ºC

Entradas

  • Medição de temperatura de 3 enrolamentos;

  • Medição de temperatura de até três enrolamentos;

  • Entradas para 3 sensores de temperatura Pt100.

  • Entradas para até 4 sensores de temperatura;

  • Ausência de partes mecânicas para calibração;

  • Calibração e configuração totalmente por software.

Saídas

  • Mínimo 7 contatos de saída;

  • Acionamento de ventilação forçada temporizado mesmo em alimentação.

  • Oito contatos de saída;

  • Ventilação forçada com temporização de acionamento na falta de alimentação.

Funcionalidades

  • Funções especialistas Pré-resfriamento, Exercício de Ventiladores, Diferencial de Temperatura do OLTC, Previsão de Gradiente de Temperatura Final e Alternância de grupos de VF.

  • Além das funções especificadas, possui ainda Memória de Massa, Redundância no Acionamento da VF e Acionamento de Desligamento com Segurança Dupla.

A WAPA já especifica estes requisitos técnicos na aquisição de novos transformadores. Outras empresas de energia, como a HHIC-PHIL Subic, das Filipinas, e as americanas Kansas City, Power&Light e Detroit Edson também estão adotando a tecnologia por recomendação do fabricante Hyundai da Coréia do Sul.

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