Detecção por corrente e di/dt, sinalização local por LED e comunicação via LoRa ou NB-IoT: o funcionamento do indicador de faltas e, rede de distribuição e o caminho para reduzir DEC e FEC em redes extensas. HVEX | Itajubá, MG
Resumo executivo
Em redes de distribuição extensas, rurais e semiurbanas, o que mais custa em uma interrupção não é o deslocamento da equipe, é o tempo até saber para onde deslocá-la. Sem sinalização remota, cada falta depende de reclamação do consumidor ou de patrulhamento manual, o que eleva o tempo de restabelecimento e pressiona os indicadores DEC e FEC. Este artigo descreve o funcionamento de um indicador de faltas para rede de distribuição (sensor de corrente, detecção por nível e por di/dt, sinalização local e comunicação remota) e apresenta o Fault-X, indicador de faltas da HVEX, com arquitetura LoRa e NB-IoT, alerta em até 30 segundos e integração nativa a SCADA, DMS e DNP3.0.
1. O custo oculto da falta não localizada
Em alimentadores rurais e semiurbanos com dezenas de quilômetros de extensão e poucos consumidores por trecho, a lógica operacional tradicional é reativa por natureza. A concessionária só sabe que existe uma falta quando cresce o número de reclamações ou quando uma equipe percorre o traçado, seccionando e testando trechos até isolar o defeito. Esse patrulhamento consome horas de equipe de campo, veículo e combustível para um resultado que, tecnicamente, poderia ser obtido em poucos segundos.
O impacto não é apenas operacional. Toda falta que não é isolada rapidamente mantém consumidores fora do sistema por mais tempo, e o tempo de interrupção é justamente o que compõe o DEC (Duração Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora) e o FEC (Frequência Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora), indicadores de continuidade regulados pela ANEEL no PRODIST, Módulo 8 [1].
Redes extensas com baixa visibilidade tendem a concentrar os piores indicadores de continuidade, o que expõe a distribuidora a compensações e a metas de qualidade mais difíceis de cumprir. Reduzir esse tempo é o fator que mais influencia os dois indicadores na avaliação regulatória da distribuição.
2. Como funciona um indicador de faltas em rede de distribuição
Um indicador de faltas é, na essência, um sensor de corrente instalado sobre o condutor de fase, com lógica embarcada para diferenciar uma falta real de uma variação normal de operação. O equipamento monitora a corrente RMS em tempo real e aplica dois critérios complementares de detecção: nível de corrente (a corrente ultrapassa um patamar de disparo parametrizado, entre dezenas de ampères e alguns milhares) e taxa de variação di/dt (a corrente sobe abruptamente em um curto intervalo, assinatura típica de curto-circuito) [2].
A combinação dos dois critérios permite distinguir eventos sinalizáveis (falta permanente e falta temporária) de eventos que não devem gerar alarme, como inrush de partida de carga, surto de corrente transitório e aumento gradual de demanda [2]. Essa filtragem separa um indicador de faltas confiável de um simples sensor de corrente. Sem ela, a concessionária trocaria “não saber onde está a falta” por “não confiar nos alarmes que recebe”.
Identificada a falta, o equipamento sinaliza localmente por LED de alta intensidade, visível para a equipe mesmo à distância. A instalação é não intrusiva, ou seja, o dispositivo é fixado ao condutor com vara de manobra, em rede energizada, sem desligamento, e sua alimentação é autônoma, com bateria recarregada por painel fotovoltaico. A parametrização é feita via Bluetooth, por aplicativo, sem depender de internet no momento da instalação [2][6].
3. Sinalização local, comunicação remota e integração com o supervisório
Depois de detectada, a falta ainda precisa chegar ao centro de operações. É aí que entram as duas arquiteturas de comunicação do Fault-X, escolhidas conforme a densidade e a cobertura da região atendida [2][3].
Na arquitetura LoRa, o dispositivo transmite o evento por rádio a um concentrador LoRa, que capta os dados dos sensores, mantém a criptografia e converte o tráfego para IP via Ethernet, fibra ou modem GPRS. Essa opção é indicada para trechos rurais sem cobertura móvel consistente.
Na arquitetura NB-IoT, o dispositivo transmite diretamente pela rede celular da operadora até a plataforma HVEX, dispensando a infraestrutura dedicada de concentradores. É a opção mais direta onde já existe cobertura móvel [2]. Em ambos os casos, o servidor HVEX converte os dados para DNP3.0, padrão de integração com SCADA, DMS e HMI de supervisão, de forma que o evento apareça no mesmo painel onde o operador já acompanha o restante da rede. O
dispositivo transmite dados periódicos a cada 5 minutos e emite alerta de falta em até 30 segundos após a ocorrência [2][3].
4. O Fault-X HVEX
O Fault-X, Indicador de Faltas HVEX, é o indicador de faltas da linha smart grid da HVEX, fabricante brasileira de tecnologia para o setor elétrico [5]. As especificações a seguir são as declaradas pelo fabricante [2][3]:
4.1 Aplicações típicas
Detecção automática de faltas em redes de distribuição e subtransmissão, incluindo alimentadores rurais e semiurbanos de grande extensão [2][3];
Redução do patrulhamento manual e dos deslocamentos exploratórios de equipes de campo após a ocorrência de uma falta;
Integração com centros de operação via SCADA, DMS e protocolo DNP3.0, sem sistema de supervisão paralelo [2][3];
Suporte a metas regulatórias de continuidade (DEC e FEC) por meio de sinalização remota de eventos [1];
Instalação em redes já energizadas, com vara de manobra, sem necessidade de desligamento programado [2].
5. Da operação reativa à operação orientada por dado
O ganho central do monitoramento de faltas está em reduzir a incerteza sobre onde e quando as interrupções ocorrem, mais do que em eliminá-las. Com o alerta chegando ao supervisório antes da primeira reclamação, a equipe já sai com o trecho identificado, o que reduz deslocamentos exploratórios e concentra o patrulhamento manual apenas onde é realmente necessário. Isso afeta três frentes da operação: o tempo de localização, que pesa diretamente na duração do DEC; as manobras de tentativa e erro, que caem porque o trecho já está identificado, reduzindo o desgaste dos equipamentos de seccionamento e o risco operacional da equipe; e a alocação de recursos de campo, já que a distribuidora pode dimensionar equipes para resposta pontual em vez de patrulhamento extensivo [1][2].
Em vez de ser tratada só quando falha, a rede passa a ser gerida com base em dado de campo real: o histórico de eventos por ponto da rede revela trechos com recorrência de faltas temporárias, frequentemente sinal de vegetação, isolamento degradado ou vulnerabilidade mecânica, antes que evoluam para falta permanente. É esse histórico que orienta o planejamento de manutenção, não apenas a resposta a emergências.
Fotos reais
Conclusão
Em redes extensas, DEC e FEC caem menos por eliminar faltas do que por reduzir o tempo entre a ocorrência e a resposta. O Fault-X entrega essa capacidade com detecção por corrente e di/dt, sinalização local por LED, comunicação LoRa ou NB-IoT e integração nativa a SCADA, DMS e DNP3.0, sem exigir desligamento da rede para instalação.
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Referências
[1] ANEEL. PRODIST, Módulo 8: Qualidade da Energia Elétrica. Agência Nacional de Energia Elétrica, Brasília.
[2] HVEX. Indicador de Faltas: datasheet técnico.
[3] HVEX. Indicador de Faltas, página do produto. https://hvex.com.br/solutions/smart-grid/indicador-de-faltas
[4] HVEX. Soluções. https://hvex.com.br/solutions
[5] HVEX. Sobre a HVEX. https://hvex.com.br/about
[6] IEEE Std. 495, IEC 60255-21, IEC 60529: normas de ensaio e desempenho aplicáveis a sinalizadores de falta em redes de distribuição.
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