A história da distribuição de energia na América do Norte é uma história de inovação, concorrência e evolução. As guerras entre CA e CC do final do século XIX culminaram na Feira Mundial de Chicago de 1893, onde a energia CA saiu vitoriosa, moldando o futuro dos sistemas elétricos nos Estados Unidos.
Com o avanço da tecnologia e o aumento da demanda por eletricidade, tornou-se necessário o cabeamento subterrâneo, o que levou ao desenvolvimento de várias tecnologias de isolamento. Em meados do século XX, foram introduzidos os cabos impregnados de óleo de alta pressão, os cabos de polietileno (PE) e os cabos de borracha de etileno-propileno (EPR), e os cabos de polietileno reticulado (XLPE) foram introduzidos nas décadas de 1980 e 1990. Essa rica história resultou em uma mistura diversificada de equipamentos antigos e modernos nos sistemas de serviços públicos, o que exige um profundo conhecimento desses sistemas para garantir operação e manutenção eficientes.
Este estudo de caso explora como a Oncor, uma importante empresa de serviços públicos no centro-norte do Texas, empreendeu um projeto abrangente
para documentar e entender seu sistema com a ajuda da G&W Electric.
O desafio: Reunir conhecimento sobre a infraestrutura legada
Na Oncor, a engenheira sênior de manutenção de operações Tina Carson enfrentou o desafio de solucionar a lacuna de informações de décadas no sistema instalado, com a documentação dispersa em vários locais, o que dificultava a organização e o gerenciamento eficaz.
A solução: Uma abordagem sistemática de documentação com vários parceiros
Reconhecendo a necessidade de uma abordagem mais sistemática, a Carson decidiu começar do zero, integrando informações históricas verificadas
em um novo sistema. Isso levou a um projeto que envolveu a G&W Electric e uma empresa contratada para
visitas ao local para verificar e documentar a ampla gama de equipamentos instalados da empresa, bem como seu estado atual de reparo.
Definição do escopo do projeto
Para obter uma compreensão abrangente do sistema, a Oncor e a G&W Electric definiram o escopo do projeto para incluir várias áreas importantes de coleta de informações:
- Informações sobre a placa de identificação: Coleta de tensão de projeto, classificação de pressão, números de série e o estilo de terminação ou número de catálogo. Essas informações são cruciais para rastrear a manutenção, garantir a classificação adequada para a pressão do sistema HPFF e facilitar a comunicação com o fabricante para substituições.
A tensão de projeto foi necessária para determinar quais terminações têm capacitores e também exigirá testes periódicos de fator de potência. As terminações de 230kV e 345kV da G&W Electric têm capacitores. Seus valores de fator de potência estão identificados diretamente na placa de identificação para facilitar a comparação. Essas informações também ajudaram a determinar onde a tensão de projeto foi aumentada para permitir maior fuga em áreas mais poluídas.
O ano de fabricação foi coletado sempre que disponível para permitir o envelhecimento preciso da terminação. Isso permitiu à Oncor determinar se há peças de reparo disponíveis e obter uma melhor compreensão da vida útil restante esperada das terminações. - Recursos de terminação: Anotar a disponibilidade e a localização das válvulas de drenagem para análise de gás dissolvido e acesso a vácuo durante os reparos, e associar as fases para facilitar a identificação no campo.
- Avaliação da condição de terminações e pontos de apoio: Documentar todos os mecanismos de falha visíveis, como arco voltaico, vazamentos e rachaduras. Isso ajuda a identificar tendências de problemas, como uma incidência maior de isoladores de stand-off rachados perto de aeroportos. Isso pode levar à padronização de componentes vulneráveis na rede.
- Coleta de imagens: Captura de suporte visual de informações e condições para criar uma linha de base para o monitoramento.
- Confirmação de contagem geral: Garantir uma contagem precisa das terminações no sistema.
Definição de recursos
O projeto exigiu a colaboração de recursos internos da Oncor e de parceiros externos:
Os recursos internos da Oncor incluíam equipes de patrulha responsáveis pela manutenção das subestações, fornecendo acesso e acompanhando os inspetores. Equipes de engenharia separadas foram designadas como proprietárias das informações e atualizações das subestações, fornecendo suporte e aprovação da gerência.
Entre os parceiros externos estava a G&W Electric, que forneceu suporte técnico, registros históricos e informações de dupla verificação para substituições. Também foi contratado um empreiteiro/splicer com experiência na identificação e avaliação de vários estados de terminações, oferecendo avaliações imparciais e explicando as descobertas do
à equipe da Oncor.
A Oncor viu muitos pontos positivos em trazer um fabricante para o projeto. A G&W Electric conseguiu oferecer suporte ao gerente de produtos, conhecimento profundo das informações que seriam necessárias e a capacidade de analisar as informações. A empresa também facilitou o acesso a registros históricos que poderiam estar faltando nos arquivos da concessionária. Olhando para o futuro, a contratação de um fabricante principal permitiu que a Oncor obtivesse respostas rápidas sem ter que procurar informações em caso de eventos de substituição. E a G&W Electric atuou como uma camada de dupla verificação para a Oncor ao encomendar peças de reposição.
As vantagens de adicionar um splicer à mistura incluíam a experiência do empreiteiro no manuseio de terminações em vários estados, a habilidade de trabalhar com componentes internos e a capacidade de fazer avaliações imparciais. O splicer trouxe conhecimento adicional sobre as terminações de Ohio Brass HPFF, que não são fabricadas desde 1985.
As considerações de segurança foram fundamentais, com requisitos de EPI que incluíam roupas FR, calçados de segurança e capacetes. A equipe do projeto também teve de manter as distâncias de trabalho seguras em torno do equipamento ativo, pois não houve interrupção durante as inspeções.
Depois que as permissões foram obtidas, o cronograma e a rota foram desenvolvidos. A engenheira utilizou seu conhecimento do sistema para criar uma rota eficiente de subestação a subestação. Os patrulheiros de cada distrito foram designados para atuar como acompanhantes da equipe do projeto em suas áreas.
A Oncor, então, alinhou as expectativas de tempo com a inspeção do splicer e estabeleceu canais de comunicação para garantir que os atrasos ou outras preocupações fossem prontamente e adequadamente tratados.
Execução do projeto
O projeto teve início com uma reunião no local na primeira subestação para alinhar todas as partes quanto às expectativas de coleta de dados, programação e recursos. Para cada subestação, foi preenchido um formulário impresso com detalhes como o nome da subestação, o nome do circuito, os números de série de cada fase da linha, avaliações das condições da terminação (incluindo defeitos descobertos, como pontos de arco, rachaduras e vazamentos) e isoladores de stand-off. Foram tiradas fotos de cada terminação e da configuração geral para ajudar o splicer no reparo e em futuras instalações. Em seguida, essas informações foram digitalizadas em pastas organizadas para facilitar o acesso.
Os dados digitalizados foram então processados pela G&W Electric, onde o gerente de produto compilou um relatório detalhado com recomendações. O relatório incluiu uma seção para cada subestação, descrevendo as informações coletadas em um formato fácil de usar.
Análise acionável
Os dados coletados foram usados para categorizar a condição das subestações como Boa (sem danos visíveis, envelhecimento ou vazamentos menores), Razoável (sinais de envelhecimento com vazamentos menores que precisam de monitoramento) ou Ruim (danos visíveis
como vazamentos, rachaduras ou arcos).
O relatório incluiu tabelas que resumem a condição das terminações e dos isoladores de apoio, juntamente com recomendações para substituições, quando necessário.
Para as terminações da G&W Electric, os números de série foram cruzados com os números de desenho e de catálogo da G&W Electric. Para as terminações obsoletas da Ohio Brass, as referências cruzadas não estavam disponíveis. Entretanto, o restante das informações foi incluído, se disponível.
Algumas terminações não tinham identificadores devido a placas de identificação danificadas ou obstruções. Nos casos em que outras unidades do grupo eram identificáveis, foram feitas suposições sobre a origem das outras unidades com base nas tendências históricas de compra. Nos casos em que nenhuma das terminações de um grupo pôde ser identificada, elas foram marcadas no relatório para que a concessionária pudesse inspecionar se havia algum indicador na próxima vez em que houvesse uma interrupção. Nesse meio tempo, presumiu-se que as terminações correspondiam à idade da instalação do cabo.
Para terminações ou pontos de apoio em que a substituição seria necessária em breve, a substituição recomendada foi descrita. Se a substituição ou manutenção fosse recomendada, eram incluídas fotos mostrando o dano ou vazamento para facilitar a consulta.
Após a conclusão do trabalho de campo, a equipe do projeto decidiu detalhar se e onde as válvulas estavam localizadas na terminação. Isso foi importante para que a engenheira ajudasse a determinar se seria possível obter amostras de óleo para análise de gás dissolvido nas unidades. Isso permitiria que ela desenvolvesse um cronograma de amostragem como parte da manutenção de rotina. Como já havia fotos de todas as terminações, essa alteração foi facilmente implementada.
Resultados e impacto
Ao receber o relatório detalhado, a equipe de engenharia da Oncor analisou as descobertas e realizou uma teleconferência com o gerente de produtos da G&W Electric para uma visita de esclarecimento. O relatório forneceu uma visão consolidada do sistema, oferecendo informações valiosas sobre a condição das terminações e orientando os cronogramas de manutenção e substituição.
O projeto também destacou a importância de uma abordagem sistemática para a documentação e o valor da colaboração com parceiros experientes. A Oncor integrou as informações coletadas ao seu banco de dados central
, criando modelos para projetos futuros a fim de manter registros atualizados.
Como resultado do projeto, a Oncor estabeleceu um treinamento anual de suas patrulhas para entender os componentes da subestação e otimizar os dados recebidos sobre seu status. A concessionária também colocou as terminações em um ciclo de manutenção seguindo as práticas recomendadas de manutenção atuais.
Lições importantes aprendidas
As lições críticas surgiram do projeto nas seguintes áreas:
Preparação da pré-inspeção: Garanta a comunicação clara das expectativas e das informações do modelo entre todas as partes. Isso significa perguntar sobre as informações do modelo que está sendo usado pela empresa contratada, realizar reuniões com foco nas expectativas antes da coleta de dados em campo e discutir as expectativas para o relatório final, inclusive o formato.
Ajustes no trabalho de campo: Revise as imagens após as saídas iniciais de coleta de dados para definir as expectativas da equipe e fazer os ajustes necessários na abordagem. Implante câmeras com recursos de zoom fortes em locais onde não há escadas. Prefira reservar um tempo extra para a coleta e análise de dados.
Inspeções futuras: Utilizar drones para inspeções de estruturas de risers para coletar dados mais abrangentes.
Por meio de discussões com a G&W Electric, a Oncor passou a entender melhor o formato do número de série e as informações que ele fornece. A G&W Electric também forneceu informações sobre os mecanismos de falha para ajudar a Oncor a identificar os primeiros sinais de envelhecimento das terminações, permitindo que ela programasse projetos de substituição e encomendasse terminações sem enfrentar as taxas mais altas associadas à aceleração de projetos.
A obtenção de um melhor entendimento dos ativos do sistema também trouxe benefícios adicionais para a Oncor. Trabalhar com o fabricante proporcionou uma verificação dupla do pedido correto de equipamentos de substituição e tempos de resposta mais rápidos durante as falhas.
Começar do zero com uma abordagem sistemática ofereceu um retrato atual da base de infraestrutura instalada da Oncor, fornecendo informações atualizadas que agora são usadas para gerenciar melhor os cronogramas de atualização e reparo. Essa abordagem reduz a necessidade de medidas reativas, economizando tempo e dinheiro a longo prazo.
Prova de conceito
Entender seu sistema de energia é fundamental para uma operação e manutenção eficientes. O projeto
da Oncor para documentar e avaliar seu sistema, com a ajuda da G&W Electric e de uma empreiteira de splicer,
demonstrou a importância de uma abordagem estruturada para a coleta e análise de informações.
Ao aproveitar os recursos internos e a experiência externa, a Oncor conseguiu obter valiosos insights sobre seus próprios sistemas legados, simplificar as práticas de manutenção e garantir a confiabilidade de longo prazo de seu sistema de energia. Esse estudo de caso confirma os benefícios significativos de curto e longo prazo que as concessionárias podem obter com o mapeamento completo do sistema e o gerenciamento proativo das atualizações e substituições da infraestrutura na rede – com os parceiros certos apoiando a jornada em cada etapa.
