ABNT - Nova norma sobre automação de sistemas elétricos
Nova norma sobre automação de sistemas elétricos
Parte 10 da Série ABNT NBR IEC 61850 define, entre outros, os métodos para a execução de ensaios de conformidade de dispositivos de clientes, servidores e valores amostrados.
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) publicou, em de julho, a ABNT NBR IEC 61850-10:2018 - Redes e sistemas de comunicação para automação de sistemas de potência – Parte 10: Ensaios de conformidade. Esta Parte da ABNT NBR IEC 61850 especifica as técnicas padronizadas para a avaliação da conformidade de implementações, bem como técnicas específicas de medição a serem aplicadas na determinação de parâmetros de desempenho de Intelligent Electronic Devices (IED).
Podem ser considerados como IED os dispositivos de proteção, medição e controle (classicamente denominados de reles digitais de "proteção"), bem como outros equipamentos tais como sensores de corrente e de tensão (classicamente denominados de transformadores de corrente – TC e transformadores de potencial – TP), incluindo dispositivos de manobra (tais como disjuntores, contatores e chaves seccionadoras) que estejam diretamente interligados ao sistema de automação elétrico.
"A utilização destas técnicas aprimora a habilidade do integrador do sistema para facilmente integrar os IED, operar corretamente os IED e suportar as aplicações de acordo com as funções de medição, controle ou proteção pretendidas", ressalta o engenheiro Roberval Bulgarelli, consultor da Petrobras, membro da Comissão de Estudo CE 003.057.010 autora desta norma e coordenador do Subcomitê SC-31 (Atmosferas Explosivas) do Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-003).
Esta parte da Série ABNT NBR IEC 61850 define:
Os métodos e exemplos de ensaios abstratos para a execução de ensaios de conformidade de dispositivos de clientes, servidores e valores amostrados, utilizados em automação de sistemas elétricos de potência;
Os métodos e exemplos de ensaios abstratos para a execução de ensaios de conformidade de ferramentas de software de engenharia utilizadas em automação de sistemas elétricos de potência;
Os critérios de aceitação dos resultados a serem medidos nos dispositivos, de acordo com os requisitos estabelecidos na IEC 61850-5 - Communication networks and systems for power utility automation – Part 5: Communication requirements for functions and devices models.
Podem ser destacados, entre os principais tópicos abordados nesta Parte da Série ABNT NBR IEC 61850 os seguintes:
Procedimentos de ensaio de conformidade
Plano da qualidade para os ensaios de conformidade
Plano de inspeção e ensaios
Utilização de arquivos SCL (System Configuration Language)
Documentação do relatório de ensaio de conformidade
Ensaio de conformidade relacionado ao dispositivo (Device Under Test)
Servidor, dispositivo lógico, nó lógico e modelo de dados
Casos de ensaios positivos e negativos
Modelo de tempo e de sincronização de tempo
Redundância da rede de automação do sistema elétrico
Arquitetura do sistema para ensaiar um dispositivo de recebimento (leitura/subscrição) de valores amostrados (SV – Sampled Values)
Ferramentas relacionadas com os ensaios de conformidade
Casos de ensaios para uma ferramenta de configuração de IED
Casos de ensaios para uma ferramenta de configuração de sistema
Critérios de aceitação dos ensaios de conformidade
Ensaios de desempenho do IED
Ensaio de desempenho de mensagens de acordo com o protocolo GOOSE
Medição de tempo de resposta de trip utilizando método "GOOSE ping-pong"
Os usuários pretendidos para a leitura e aplicação desta Norma são os desenvolvedores da Série IEC 61850, os engenheiros e as empresas de engenharia de ensaios, os desenvolvedores e as empresas de ensaios de sistemas de automação e de comunicação elétrica. Os ensaios relativos aos requisitos de compatibilidade eletromagnética e condições ambientais são especificados na IEC 61850-3 (Communication networks and systems for power utility automation – Part 3: General requirements) e não são abordados nesta Parte da Série ABNT NBR IEC 61850.
A Refinaria Abreu e Lima (RNEST) é citada como exemplo de aplicação de automação de sistemas elétricos de potência em instalações industriais utilizando os padrões e protocolos de comunicação especificados na Série internacional IEC 61850. O sistema elétrico daquela Refinaria contém 42 subestações e aproximadamente 2.100 IED (Intelligent Electronic Device) que se comunicam nos protocolos MMS (Manufacturing Message Specification) e GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event), especificados nas Normas Internacionais da Série IEC 61850. Estes IED operam nas redes de automação do sistema elétrico executando as funções de medição, controle e proteção do sistema elétrico de potência industrial envolvido, nos níveis de tensão de 230 kV, 69 kV, 13.8 kV, 4.16 kV e 0.48 kV.
Para a automação do sistema elétrico daquela Refinaria da Petrobras foram projetados 320 switches ópticos, 37 conjuntos GPS (Global Positioning System) para sincronismo temporal dos IED e 60 servidores escravos de descarte de cargas comunicando-se no protocolo GOOSE. Além destes equipamentos de automação foram projetados também aproximadamente 5.000 dispositivos digitais de controle e proteção para cargas elétricas alimentadas por painéis elétricos tipo CCM de baixa tensão (0,48 kV).
Outro exemplo de aplicação industrial dos padrões de automação de sistemas elétricos de acordo com a Série IEC 61850 é o projeto do Complexo Petroquímico do Rio de Janeiro (COMPERJ), com previsão de um total de cerca de 60 subestações e cerca de 3.000 IED com comunicação nos padrões IEC 61850 (Protocolos GOOSE e MMS).
"Além disto, os novos navios do tipo FPSO (Floating Production Storage and Offloading) que estão sendo colocados para operação para produção de petróleo e gás natural no sistema de pré-sal do Brasil também possuem sistemas de automação compostos por IED operando para sistemas de potência em alta e baixa tensão, com comunicação nos protocolos GOOSE e MMS especificados na Série IEC 61850", observa Bulgarelli. O engenheiro informa ainda que a Petrobras vem aplicando o Padrão internacional IEC 61850 na automação de sistemas elétricos e subestações de suas unidades operacionais desde 2004, em substituição aos "antigos" e "obsoletos" sistemas digitais de automação elétricos com protocolos proprietários utilizados até então.
A nova Norma Brasileira é uma adoção idêntica, em conteúdo técnico, estrutura e redação, à norma internacional IEC 61850-10 Ed. 2.0, que foi elaborada pelo Technical Committee Power Systems Management and Associated Information Exchange (IEC/TC 57). O Brasil é um país participante dos trabalhos do Comitê Técnico TC 57 da IEC e da elaboração das Normas da Série IEC 61850, com direitos e deveres com relação aos processos de elaboração e atualização destes documentos técnicos internacionais.
A política de normalização técnica brasileira da ABNT, estabelecida na ABNT DIRETIVA 3 (Adoção de documentos técnicos internacionais) tem por objetivo adotar as normas técnicas internacionais da IEC e da ISO, de forma a harmonizar as Normas Técnicas Nacionais com a Normalização Técnica Internacional, de forma a padronizar os procedimentos de projeto, fabricação, ensaios, avaliação da conformidade e comissionamento de sistemas de automação elétricos.
Segundo Bulgarelli, ações como estas contribuem para a integração dos fabricantes, laboratórios de ensaios, empresas usuárias, organismos de certificação e de pessoas e provedores de treinamentos brasileiros com o mercado e a comunidade internacional "IEC 61850", bem como para a elevação dos níveis de especificação técnica, seleção de equipamentos, segurança cibernética, ensaios, qualidade, desempenho, confiabilidade e procedimentos de serviços comissionamento relacionados com a automação de sistemas elétricos no Brasil.
As normas da Série IEC 61850 foram definidas como padrão mundial para a automação de subestações e de dispositivos de campo de sistemas elétricos no Smart Grid. Um dos objetivos do Smart Grid é a implantação de um sistema integrado global para supervisão e controle dos sistemas de potência existentes (Power Grid), para a obtenção de benefícios tais como aumento na eficiência e otimização de operação dos sistemas elétricos, economia de energia, redução dos custos de geração, transmissão, distribuição e consumo. Neste sentido a Série IEC 61850 foi mundialmente definida como base para a automação das subestações e dos equipamentos elétricos de potência, por conter os melhores padrões e protocolos disponíveis para arquitetura de rede de automação de sistemas elétricos, bem como de comunicação e sincronismo entre IED.
A Comissão de Estudo CE 003:057.010 do ABNT/CB-003 (Eletricidade), responsável pela elaboração e adoção desta Norma técnica brasileira, atua como Comissão espelho do Grupo de Trabalho WG 10 do TC 57 da IEC, tendo acompanhado e participado de todo o processo de elaboração, comentários, votação, aprovação e publicação da respectiva Norma internacional IEC 61850-10.
Para saber mais sobre a ABNT NBR IEC 61850-10, acesse: http://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=400994