Integração sensorial e diagnóstico de postos de transformação em redes de distribuição de electricidade

Abstract

This work is the latest of a set of different, partial works that have been carried out over the last five years in order to allow the application of asset management techniques to secondary distribution substations (SDS) in electricity networks. The outcome of the presente work consists in the data concentration from different smart sensors scatered across na SDS, and their "fusion", thus allowing the condition assessment and the respective malfunction diagnosis. This work aims at the designing of a data concentrator unit (UCD), which receives information from several smart sensors and performs the sensorial fusion to obtain a status diagnosis of a secondary distribution substation. In particular, it watches over the transformers for asset management. An unit that measure ambient temperature and relative humidity (UTH) was also developed for SDS application (indoors and outdoors).The structure of the monitoring and diagnosis system of a SDS is discussed; in particular, short and long-range communication technologies were discussed to integrate the system, namely: Bluetooth Low Energy (BLE), SigFox, Lora, NarrowBand-IoT and mobile communication technologies.Constituting the most importante issue in the scope of this work, this essay discusses the set of rules based on the data obtained by the different sensors and the information resulting from this "fusion" incorporates periodic reporting messages as well as messages representing alerts and alarms. It is described the prototype that served as the basis for proof of concept of systems integration.

Este trabalho representa o culminar de um conjunto de trabalhos parcelares dos últimos cinco anos para permitir a realização de técnicas de gestão de ativos aplicadas aos postos de transformação (PT) das redes de distribuição de eletricidade. Assim, o sistema realiza a concentração de dados oriundos de vários sensores inteligentes e a respetiva “fusão”, permitindo a realização de diagnósticos de funcionamento de PTs.Este trabalho destina-se a conceber a unidade concentradora de dados (UCD), que recebe informação de vários sensores inteligentes e realiza a respetiva fusão sensorial para obtenção de um diagnóstico de funcionamento de um posto de transformação. Em particular, vigia os transformadores aí existentes visando a respetiva gestão de ativos. Existindo previamente alguns sensores inteligentes, foi também desenvolvida uma unidade de medida de temperatura ambiente e humidade relativa (UTH) para aplicação em PT (interior e exterior). É discutida a estrutura do sistema de monitorização e diagnóstico de um PT; em particular são discutidas tecnologias de comunicação de curto e longo alcance para integrar o sistema, nomeadamente: Bluetooth Low Energy (BLE), SigFox, Lora, NarrowBand-IoT e tecnologias de comunicação móvel.É também discutido o conjunto de regras baseadas nos dados obtidos pelos diferentes sensores e, a informação decorrente desta “fusão” incorpora mensagens periódicas de relatório bem como mensagens representando alertas e alarmes. É descrito o protótipo que serviu de base à prova de conceito de integração de sistemas.