SCMS Sistema de monitoramento de corrente de fuga

SUBESTAÇÕES
SCMS
Sistema de monitoramento de
corrente de fuga
SCMS / STRAY CURRENT MONITORING SYSTEM (SISTEMA DE MONITORAMENTO DE CORRENTE DE FUGA)
Definição de corrente de fuga
O funcionamento dos sistemas de tração de CC requer medidas adequadas para evitar a corrosão causada por correntes de fuga
em instalações ferroviárias e não-ferroviárias. Com essa finalidade, a norma europeia EN50122-2:2011 (Anexo B) recomenda uma
supervisão contínua do isolamento ferroviário. O Sécheron Stray Current Monitoring System é um método simples e eficiente de
monitoramento da corrente de fuga, que evita a medição manual repetitiva e qualquer interferência com o sistema de coleta da
corrente de fuga. O sistema mede continuamente o potencial da conexão dos trilhos à terra em condições operacionais, de forma
completa e com capacidade de análise, visualização, sinalização e armazenamento centrais.
As correntes de fuga são definidas como as correntes que se desviaram do seu alvo.
Quaisquer estruturas metálicas, por exemplo, uma tubulação enterrada, representa um circuito de corrente de baixa resistência e
é, portanto, fundamentalmente vulnerável aos efeitos de correntes de fuga.
1 ampere de corrente de fuga pode oxidar 9,11 kg de ferro por ano.
Corrente de retorno
Corrosão
Tubos subterrâneos
Corrosão
Corrente de fuga
Princípio de monitoramento da corrente de fuga em casos de flutuação
O potencial entre o aterramento e os trilhos flutua, já que o circuito de retorno está flutuando.
Circuito elétrico
Corrente de tração em fiação de contato
Subestação
Corrente dos trilhos
Distribuição de potencial
Potencial dos trilhos
comparado ao neutro sem
deficiência de isolamento
Aterramento neutro
Potencial dos trilhos
comparado ao neutro com
deficiência de isolamento
2
Um sistema íntegro apresenta um perfil de tensão específica, denominada "referência" ou ''impressão".
A deficiência do isolamento entre os trilhos e o aterramento vai modificar esta distribuição de tensão.
O potencial dos trilhos pode ser usado para assegurar a integridade do isolamento e determinar uma modificação no
comportamento da corrente de fuga, através de comparação com as curvas de referência.
Com base em uma medida potencial dos trilhos, vemos
Vantagens:
•Medição mais simples e prática
•Nenhuma interferência com o sistema de coleta da corrente
de fuga
•Melhor sistema para limitar o nível de corrente de fuga
Desvantagens:
•Medição relativa e indireta
•Dependente da operação de linha (trens, intervalo, sem
sistema de parada do trem)
•A linha deve ser certificada, íntegra e estar em
conformidade com os requisitos da norma antes do
registro de referência.
Arquitetura
Avaliação remota através do modem ou da internet
Unidade central de avaliação
Linha de contato
Circuito de retorno
Sistema de medição
Transmissão de dados
Aterramento estrutural
O Stray Current Monitoring System (SCMS) recolhe continuamente os dados da tensão entre o circuito de retorno e a estrutura
de aterramento, ao longo da linha. O valor potencial é medido através do dispositivo de limitação de tensão (VLD, Voltage Limiting
Device).
O SCMS inclui as seguintes funções:
• A criação de linhas e estações da rede, até 10 linhas e 60 pontos de controle
• A aquisição de dados e a transmissão através da rede de comunicação
• A determinação da referência de dados
• A integração do algoritmo específico, dependendo do tipo de rede
• A supervisão do status do VLD em todas as estações e o alarme, caso o dispositivo tenha funcionado
• A análise automática permanente dos valores registrados, realizada pela unidade central de avaliação, além do alarme em
caso de aumentos na corrente de fuga
• A localização da falha detectada
• A análise manual dos possíveis valores registrados
• O armazenamento dos valores medidos em CEU
• A exportação dos valores medidos e registados
• A comunicação com o sistema SCADA
O SCMS pode se adaptar a qualquer rede, tanto nova quanto já existente.
3
SCMS / STRAY CURRENT MONITORING SYSTEM (SISTEMA DE MONITORAMENTO DE CORRENTE DE FUGA)
CEU - Central Evaluation Unit (Unidade de Avaliação Central)
As funções do SCMS são realizadas no CEU. O CEU inclui um programa de interface para representar os dados em tempo real
capturados pelo SCMS, bem como os dados armazenados no banco de dados. Este programa de interface também permite que
o usuário visualize os dados de maneiras diferentes, exporte os dados assinalados, execute várias análises manuais dos dados
armazenados e definindo parâmetros ao SCMS.
O CEU é projetado com memória suficiente para armazenar, pelo menos, 16 semanas de valores instantâneos e armazenar
médias de valores por 10 anos. Os dados armazenados no CEU são mantidos em segurança em um sistema redundante de disco
rígido RAID-1. Os dados podem ser exportados para arquivos de texto.
O CEU se comunica com o sistema de rede e com o SCADA através de diferentes tipos de protocolos de comunicação:
IEC61850, IEC60870-5-104 (-5-101), Modbus-TCP, DNP3.0 com conectividade flexível (cabo de cobre RJ45, fibra ótica).
Gestão de alarmes e eventos
Medição
Número máximo de linhas
10
Número máximo de pontos de medição
Mín. 60 para um sistema
Frequência de aquisição
1 seg
Comunicação
Protocolo de comunicação
Protocolo fieldbus padrão
Visualização e armazenamento
Valores instantâneos
• Em função do tempo
• Últimas 16 semanas
Valores da análise de curto prazo
• Média de valores / Média do valor absoluto
• Em função do tempo ou da posição
• Janela da média de 1 a 60 min.
• Armazenamento por no mín. 10 anos
Valores da análise de longo prazo
• Média de valores / Média do valor absoluto
• Em função do tempo ou da posição
• Janela da média de 1 a 30 dias
• Armazenamento por no mín. 10 anos
Tamanho total da memória
1 TB
Idiomas disponíveis
Inglês
Histograma do número de operação do contador
Análise
Número de aquisição para o perfil de referência
10 medições mais relevantes
Número de aquisições (global)
Todos os pontos por 16 semanas
Valores médios salvos por 10 anos
Período de registro diário
Ajustável
Visão geral da linha
4
Lista dos alarmes
Representação em função da localização
• Valores típicos do potencial de linha durante o funcionamento (impressão digital)
• Referência da localização da deficiência do isolamento
Representação em função do tempo
• Os valores de curto prazo permitem a análise da deficiência do isolamento
• Os valores de longo prazo permitem a análise da tendência
No final de cada dia, o programa gera automaticamente um arquivo de análise dos dados registrados durante o dia e o salva
como arquivo csv.
A janela de análise permite ter acesso aos arquivos de histórico e gerar um relatório pdf.
5
SCMS / STRAY CURRENT MONITORING SYSTEM (SISTEMA DE MONITORAMENTO DE CORRENTE DE FUGA)
Medição e certificação dos trilhos
A variação do potencial
estrutural pode ser
considerada como nula
e, assim, compatível
com o requerimento da
EN50122-2 (<200 mV).
Antes do registro dos dados de referência, a Sécheron pode fornecer o serviço de seus especialistas em aterramento e
equipotenciação para a certificação dos trilhos. Esta competência permite que sejam feitas verificações, se a instalação atende
às características definidas pela norma EN50122-2: 2010:
• Medição da resistência dos trilhos
• Condutância por comprimento entre os trilhos percorríveis e as estruturas
• Certificação de isolamento das junções ferroviárias
• Interferência da corrente de fuga de estruturas de concreto armado
• Emissão de corrente de fuga
• Competência e recomendação
• Treinamento do pessoal
• Assistência com registro dos dados de referência
• Suporte de parametrização
Fase de
comissionamento
Fase de
design e de
construção
Início do projeto
Serviços de engenharia em aterramento e equipotenciação
Treinamento para o controle da condutância entre o
aterramento e os trilhos antes da soldagem
Certificado de isolamento da junção dos trilhos
Certificado de mudança da potencial da estrutura menor
do que 200 mV
Certificado de “trackwork” (isolamento dos trilhos)
Simulação do potencial dos trilhos - aterramento
Fase de
operação
Fase de registro de referência
Tempo
6
Definição das configurações de proteção
Monitoramento para manutenção (intervalo de teste)
Coleta de dados do VLD
O Stray Current Monitoring System (SCMS) recolhe continuamente os dados do dispositivo limitador de tensão (VLD) ao longo
da linha:
• a tensão entre o circuito de retorno e a estrutura do aterramento, através do sensor de alta precisão,
• a corrente potencial que flui no VLD, através de um sensor de alta precisão,
• o status do VLD.
SISTEMA DE MONITORAMENTO
DE CORRENTES DE FUGA
BARRAMENTO
PLC
PLC
A
V
PLC
A
V
A
V
VLD
VLD
VLD
VLD
Como gerenciar a corrente de fuga?
• Circuito de retorno flutuante negativo (não aterrado)
• Subestação de tração próxima à estação de passageiros
• Subestações de tração razoavelmente espaçadas
• Trilhos soldados continuamente
• Junção dos dormentes contínua eletricamente ("coletor de
corrente de fuga")
• Concreto de alta resistência para os dormentes, por
exemplo, aditivo de microssílica
• Depósito eletricamente isolado da linha principal
• Rede realocadas, projetadas com provisões de controle de
corrente de fuga
• Alta resistência trilho-aterramento
7
SG825868BPT_BR_B00-09.14
Sécheron SA
Rue du Pré-Bouvier 25
1217 Meyrin - Genebra
CH-Suíça
Tel: +41 (0)22 739 41 11
Fax: +41 (0)22 739 48 11
[email protected]
www.secheron.com
Este documento não tem valor contratual e contém informações correspondentes ao nível de tecnologia na data de sua impressão. A Sécheron, a qualquer momento, reserva-se o direito de modificar
e/ou aperfeiçoar o produto cujas características estão descritas neste documento, conforme as novas tecnologias assim o exigir. É da responsabilidade do comprador informar-se sobre as condições e
requisitos de manutenção do produto, sejam quais forem as circunstâncias. A Sécheron reserva-se todos os direitos, especialmente aqueles oriundos das nossas “Condições Gerais de Fornecimento”.
Copyright© 2007 Sécheron SA