Desafio:
Uma ponte fluvial construída na década de 1950 estava precisando seriamente de uma atualização. Ela foi originalmente construída como uma ponte de duas pistas, mas foi atualizada para quatro pistas na década de 1960. O sistema elétrico estava em 5 kV e exigia que o pessoal da concessionária isolasse manualmente as falhas e restaurasse a energia. Um projeto de melhoria de capital foi aprovado para reparar a ponte e atualizar o sistema elétrico. A ponte transportava até 30.000 carros por dia e era uma importante rota de evacuação de furacões. Esse projeto apresentou vários desafios. Como o novo sistema tinha de ser instalado em uma ponte, o espaço era limitado. O número de carros que usavam a ponte e sua importância em emergências significavam que a energia não poderia ser desligada durante a troca. Por fim, havia diferentes sistemas de utilidades em cada lado da ponte com os quais trabalhar. A meta era atualizar o sistema manual existente com um novo sistema automatizado, atender às limitações de espaço, não causar distúrbios e trabalhar com ambos os serviços públicos.
Solução
A G&W Electric, juntamente com a Canada Power Products (CPP), e o consultor de engenharia trabalharam com o cliente e o empreiteiro para projetar a melhor solução de automação da Lazer® para a autoridade da ponte. A solução incluiu 11 chaves de 27kV totalmente automatizadas com relés SEL-351S e estação de controle mestre Survalent. Nove dos comutadores em estilo de cofre foram instalados na estrutura da ponte e os outros dois como alimentadores principais de serviços públicos nas margens norte e sul.
Todos os interruptores eram de acesso frontal, projetos de RFI de três posições com uma combinação de interruptores de corte de carga e interruptores de falha. Todas as linhas foram monitoradas por transformadores de corrente que foram usados para localizar falhas. Os relés SEL-351S forneciam proteção e monitoramento para o circuito e atuavam como unidades terminais remotas (RTUs) para comunicação local e coleta de dados. Os comutadores foram conectados com dois pares de cabos de fibra óptica, um para o circuito de proteção e outro para a comunicação SCADA. O circuito de comunicação de proteção, que funcionava para isolar seções de linha com falha e restaurar a energia, era executado de relé a relé usando o protocolo SEL Mirrored-Bits™*. O Mirrored Bits foi ideal para essa aplicação devido à sua confiabilidade comprovada e ao desempenho de alta velocidade em aplicações ponto a ponto.
A comunicação do SCADA com a estação mestre da Survalent usou o protocolo DNP 3.0 no outro conjunto de cabos de fibra óptica. Isso permitiu que informações detalhadas sobre cada interruptor fossem registradas e analisadas. Cada interruptor também continha um controlador de motor Survalent de múltiplas vias que permitia abrir e fechar os interruptores local ou remotamente.
A solução da Lazer era capaz de lidar com quedas de energia da rede elétrica e falhas ao longo da ponte. Uma perda de energia em qualquer alimentação da rede elétrica seria detectada pelo interruptor em terra no início do circuito. Ele se abriria após um período de tempo predefinido, desconectando a alimentação perdida do circuito da ponte. O interruptor de ligação aberto no meio da ponte seria então fechado, restaurando a energia para toda a ponte a partir da alimentação ativa da concessionária. Se ocorresse uma falha em algum ponto do sistema, o interruptor em terra no início do circuito se abriria para interrompê-la.
As informações dos transformadores de corrente em cada chave seriam usadas para determinar onde estava a falha com base nas chaves que a detectaram. Os dois interruptores mais próximos seriam abertos para isolar a seção com falha, o ponto normalmente aberto seria fechado e o interruptor em terra também seria fechado para restaurar a energia. Tudo isso era feito em menos de 30 segundos, conforme exigido pela especificação.
Conclusão
Para garantir o desempenho adequado, todos os componentes, inclusive interruptores e controles, foram dispostos e testados como um sistema antes do envio. O cliente especificou um plano de teste de aceitação de fábrica (FAT) muito detalhado para garantir o desempenho adequado antes de qualquer coisa ser enviada para o local. Todos os interruptores, relés e a estação principal passaram no teste de aceitação de fábrica, isolando falhas simuladas e restaurando a energia para todas as seções sem falhas. A G&W Electric e a CPP forneceram supervisão e comissionamento completos do sistema no local para garantir que ele fosse instalado corretamente e estivesse totalmente operacional. A energia foi transferida dos interruptores manuais existentes para o novo sistema automatizado sem nenhum problema.
