A Cal Poly Pomona é uma universidade estadual localizada em Pomona, Califórnia, com uma área de 1.400 acres e 30.000 alunos. A universidade precisava de uma modernização completa de seu sistema de distribuição elétrica em todo o campus.
Esse processo exigiu marcos importantes, como engenharia e testes de sistema, testes de aceitação de fábrica, treinamento para operadores e documentação, com o objetivo de eliminar quaisquer problemas durante o comissionamento inicial da solução para uma transição perfeita para a universidade.
A oportunidade:
Modernizar a distribuição de energia do campus para atender às necessidades residenciais e de pesquisa
O campus da universidade abriga vários departamentos de pesquisa que realizam testes que exigem energia de alta qualidade, mas que podem lidar com quedas de energia curtas se forem sustentadas por uma fonte de alimentação ininterrupta (UPS) local. Isso criou a necessidade de atualização para condutores modernos, comutadores automatizados mais confiáveis e uma solução de interface homem-máquina (HMI) de monitoramento central. estado de conservação.
O desafio: garantir a confiabilidade em uma rede complexa de campus
A infraestrutura de energia da universidade exigia os seguintes recursos para aumentar a confiabilidade:
- A capacidade de alternar automaticamente entre fontes de serviços públicos.
- A capacidade de isolar rapidamente qualquer falha nos três circuitos do campus e restaurar a energia para todas as cargas
A capacidade de ser alertado sobre eventos do sistema, recuperar dados de eventos, monitorar a posição da chave e a topologia do alimentador e controlar o equipamento remotamente antes de interrupções planejadas.
A confiabilidade das cargas elétricas do campus era de suma importância. No caso de uma falha no circuito
, o sistema precisava evitar que todo o campus sofresse interrupções prolongadas, pois o tempo
necessário para a equipe de manutenção localizar, isolar e corrigir o problema costuma ser considerável. Para aumentar a
eficiência, o sistema precisava permitir o monitoramento e o controle central do painel de distribuição, bem como
fornecer acesso a relatórios de eventos, especialmente nos casos em que uma derivação de carga do transformador dispara.
Esse foi um projeto complexo que envolveu a integração de vários sistemas, e todos eles precisavam ser
comissionados de forma eficiente durante a construção para manter o cronograma do campus. A G&W Electric se propôs a
substituir todos os comutadores padmount antigos do sistema de distribuição por um novo sistema de automação
que forneceria um suprimento contínuo de energia a todas as instalações do campus. O sistema central de monitoramento e HMI
também precisava ter a capacidade de ser expandido facilmente para atender a quaisquer planos futuros da universidade.
A solução:A abordagem abrangente da G&W Electric para a distribuição de energia
A G&W Electric foi capaz de fornecer uma solução abrangente para atender aos complexos requisitos da universidade
por meio da integração da LaZer® Power Grid Automation, do painel de distribuição com isolamento dielétrico sólido e dos relés Hitachi.
Os disjuntores metálicos existentes na subestação da universidade passaram por atualizações de relés, permitindo a comunicação e o controle
para o sistema LaZer® Automation System Campus HMI. A G&W Electric forneceu lógica e rede para garantir que os relés que controlam os disjuntores metálicos pudessem realizar um esquema de restauração Main-Tie-Main no caso de perda de energia da concessionária.
A comunicação entre os relés, usando o protocolo de mensagens GOOSE IEC61850 aberto e não proprietário, garante a confirmação do isolamento de energia insalubre e o fechamento do tie breaker para restaurar a energia para o restante do campus. Além disso, todos os disjuntores e relés do painel de distribuição metálico existente foram integrados ao software LaZer® Automation System Campus HMI para monitoramento e controle remoto via protocolo DNP3. A G&W Electric fez uma parceria com a Survalent para criar o sistema de automação LaZer® e o pacote de software HMI, que se concentra em fornecer aos campi monitoramento e controle centralizados e isolamento de localização de falhas e restauração de serviços (FLISR) para aumentar a confiabilidade.
O novo sistema apresentava três loops de distribuição originários da subestação, que consistia em 27 unidades de painel de distribuição montadas em bloco com isolamento dielétrico sólido Trident® da G&W
Electric.
Eles foram equipados com relés Hitachi, sensores de corrente e tensão, chaves de atuação magnética capazes de isolar falhas em 3 a 4 ciclos e equipamentos de comunicação para monitoramento e controle em tempo real. As chaves de acionamento magnético garantem que as falhas sejam isoladas e que a energia seja restaurada para todas as cargas em aproximadamente 20 ciclos.
Teste de Aceitação de Fábrica (FAT)
Antes da implementação, a CalPoly pôde trabalhar com a G&W Electric para participar de um Teste de Aceitação de Fábrica (FAT) da solução de automação LaZer®. Durante o FAT, todos os pontos do painel foram mapeados, testados e documentados para minimizar o tempo de comissionamento, o custo e os erros. Essa é uma vantagem significativa de ter um único fornecedor envolvido na integração do sistema no local. O FAT foi útil para avaliar a funcionalidade completa do sistema, tentando ”quebrá-lo”, além de implementar aprimoramentos nos esquemas de automação.
Monitoramento e controle de energia aprimorados: estação de trabalho HMI e projeto de rede de comunicação
A G&W Electric também projetou e construiu gabinetes de estação de trabalho HMI, a serem instalados na subestação e nos escritórios do departamento de instalações. Essas estações incluem servidores redundantes que são continuamente sincronizados para que você não tenha tempo de inatividade. Os switches ethernet gerenciados da iS5 direcionam o tráfego de comunicação e protegem a rede.
Principais recursos do projeto da rede de comunicação
- A comunicação entre o painel de distribuição montado na plataforma Trident e as estações de trabalho é mantida por meio de um anel de fibra óptica.
- Os switches ethernet redundantes e os caminhos de comunicação garantem conectividade constante e alertas imediatos se um caminho for comprometido.
- Vários usuários foram configurados para acessar o software apenas para monitorar, monitorar e controlar ou fazer modificações.
- Várias telas foram personalizadas de acordo com as necessidades da concessionária e a preferência do operador para visualizar as informações
da forma mais eficiente possível.
Localização de falhas, isolamento e restauração de serviços:
O sistema pode ser alternado entre o modo automático – permitindo operações LOV ou FLISR – ou o modo manual. Os painéis de distribuição individuais também podem ser removidos do esquema de restauração automática durante o trabalho de manutenção. No caso de uma falha, somente o interruptor mais próximo da falha dispara, enquanto os sinais de bloqueio por meio de mensagens IEC61850 GOOSE são enviados para a fonte, garantindo que o menor número possível de cargas sofra uma interrupção.
Em seguida, o esquema de isolamento e restauração identifica o segmento de linha com falha e envia um comando ao painel de distribuição correspondente para isolar totalmente o segmento com falha. Por fim, se a fonte de energia alternativa estiver saudável, o interruptor de ponto aberto no loop recebe um comando de fechamento para restaurar a energia para todas as cargas no loop.
Os resultados: Um projeto pronto para uso com implementação tranquila e eficiente
O projeto pronto para uso foi concluído no prazo e comissionado e testado com sucesso no local. Toda a lógica do
FLISR e a operação dos loops, bem como as estações de trabalho HMI, foram totalmente testadas na fábrica do
antes do envio. Essa abordagem reduziu significativamente o tempo de comissionamento, pois todos os problemas de configuração de hardware ou
foram resolvidos antes da entrega no local, permitindo que a equipe de comissionamento se concentrasse na
comunicação de rede e nos pontos de conexão.
A equipe das instalações do campus recebeu treinamento sobre todos os aspectos do sistema, incluindo o painel de distribuição Trident, relés, comunicação e o software Survalent. A utilização de um fornecedor para todo o escopo permitiu que o treinamento abrangesse como os diferentes hardwares funcionam juntos e como solucionar problemas entre eles. Um treinamento adicional e abrangente do sistema foi fornecido a um público maior durante o teste de aceitação do local e o comissionamento.
Felizmente, o campus não sofreu nenhuma falha ou falta de energia até o momento desde que o sistema foi colocado em funcionamento. A equipe da instalação achou muito útil monitorar a topologia do sistema, inclusive se os interruptores estão abertos ou fechados, em vez do processo anterior de documentação escrita à mão.
