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Cepel dá início à implantação do sistema SOMA nas unidades geradoras da UHE Itaipu

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Cepel dá início à implantação do sistema SOMA nas unidades geradoras da UHE Itaipu

18-10-2016

Entre 12 e 16 de setembro, o Cepel iniciou a instalação do SOMA (Sistema Orientado ao Monitoramento de Ativos de Engenharia) nas Unidades Geradoras (UGs) da Usina Hidrelétrica de Itaipu, pertencente à Itaipu Binacional. A primeira das 20 unidades a receber o sistema foi a UG 18.


De acordo com o pesquisador do Departamento de Linhas e Estações (DLE) Renato Rocha, gerente do projeto, a oportunidade de implantação do SOMA em Itaipu surgiu em 2012, mas somente em 2015 formalizou-se a decisão de monitorar as UGs de 750MW por meio do sistema desenvolvido pelo Cepel. Desde então, Itaipu vem adquirindo os equipamentos necessários e agora, em 2016, à medida que o aparato de hardware vai sendo instalado e disponibilizado pela empresa, a equipe do SOMA está iniciando a etapa de integração do software no sistema de monitoramento.


Jorge Habib Hanna El Khouri, superintendente de Engenharia de Itaipu Binacional e membro do Conselho Deliberativo do Cepel, explica por que o SOMA apresentou-se como melhor alternativa para o monitoramento das UGs da usina: “Por estar associada a um centro de pesquisas, a ferramenta traz consigo uma densidade de conhecimento sobre monitoramento que dificilmente seria encontrada em produtos de prateleira”. O executivo também classifica como fatores determinantes para esta escolha a abertura e a flexibilidade do sistema às necessidades de Itaipu, bem como sua arquitetura escalável, com capacidade de ser ampliada à medida que a infraestrutura de aquisição de dados também se amplia.


Rodrigo Andrés Ramos Galeano, representante pelo lado paraguaio da Itaipu Binacional no projeto, pontua outros fatores, ressaltando o vínculo entre o Cepel e Itaipu, ambos pertencentes ao Sistema Eletrobras. Para ele, a parceria estabelecida acaba gerando um “retorno do investimento no Cepel, em benefício do parque de geração da empresa, com transferência de conhecimento e preservação de know-how do Centro.” Clique aqui para ler a íntegra do depoimento de Galeano.


Implantação bem-sucedida


Segundo o gerente do projeto pelo Cepel, a implantação do SOMA foi realizada com sucesso e muito bem recebida pela equipe de engenharia e de manutenção da usina. “Ficamos muito satisfeitos com o cumprimento deste marco, que consideramos uma grande vitória, representando o coroamento de um trabalho de quase vinte anos do Cepel nesta área, agora consolidado na maior planta hidrelétrica do país.”


Rocha ressalta que a possibilidade de poder contar com a colaboração técnica do Parque Tecnológico de Itaipu (PTI) traz a este projeto uma característica singular, que é o forte potencial de intercâmbio técnico e de troca de experiências entre as instituições. “Este intercâmbio está ocorrendo na fase de implantação, através da participação de equipes técnicas do PTI na integração do SOMA a outros sistemas de informação já existentes na usina. [...] Para o futuro, na fase de operação definitiva do sistema, a previsão é que este intercâmbio se estenda através da troca de experiência e conhecimento de engenharia entre os especialistas das duas empresas, tendo como foco o acompanhamento conjunto do comportamento dinâmico das unidades geradoras”.

A respeito do trabalho desenvolvido pelo Centro, José Quirilos de Assis Neto, engenheiro de Itaipu e gerente do projeto por parte da hidrelétrica, destaca: “O Cepel tem participado de todas as etapas do projeto, desde a elaboração das especificações técnicas para compra dos materiais, até dos testes em fábrica e de aceitação em campo. A integração entre as equipes do Centro e de Itaipu tem sido excelente, refletindo-se na qualidade do sistema instalado”.


Assis Neto ainda assinala algumas das vantagens vistas no SOMA. “[Trata-se de] um sistema desenvolvido em tecnologia web, com linguagens de programação atuais e de alto nível. O sistema permite a integração total entre todos os sinais de monitoramento especificados anteriormente - temperatura, vibração e descargas parciais -, como também a integração de outros tipos de sinais, como entreferro e pressão”. “Além disso – complementa o engenheiro – possibilita a integração do monitoramento de outros equipamentos e áreas da planta, como transformadores elevadores, subestação isolada a gás [GIS] e barragem”.


Sobre esta capacidade de integração do sistema, o pesquisador Renato Rocha comenta: “o SOMA tem como características relevantes ser integrável a qualquer outro sistema de informação e ser aberto a receber novas funcionalidades que, a partir de diretrizes estabelecidas pelo Cepel, venham a ser desenvolvidas por outros grupos. Esta possibilidade de desenvolvimento está contemplada neste projeto”.


Segundo o pesquisador, o monitoramento de cada unidade geradora de Itaipu consiste na aquisição e processamento de aproximadamente 500 pontos de medição. Deste conjunto, constam tanto as grandezas de estado, como temperaturas no gerador e mancais da máquina, vibração, pressões hidráulicas na turbina e descargas parciais no gerador, quanto as grandezas de processo, as quais definem o ponto de operação da unidade e com isso balizam as medições das grandezas de estado. O número de sinais medidos nas 20 unidades geradoras da usina de Itaipu perfaz um total de aproximadamente 10 mil pontos.


Monitoramento online


As funcionalidades do SOMA permitem desde o monitoramento online do estado do equipamento por um técnico de manutenção até o diagnóstico da sua condição por um engenheiro especialista. Além da operação em tempo real, outras vantagens da operação online são a segurança e o acesso remoto. De acordo com o pesquisador, o acesso ao sistema, feito em navegador via URL, é restrito, podendo ser realizado tanto internamente, por rede própria da empresa, quanto remotamente, pela Internet. Quanto às atualizações periódicas do sistema, estas podem ser feitas a distância pela equipe do Cepel.


IMA-DP e próximas etapas


Rocha destaca ainda uma especificidade da implantação do SOMA na UHE: “Houve um requisito novo por parte de Itaipu, que consistia em incorporar a medição de descargas parciais [DPs] ao sistema, de forma que esta medição complementasse as demais e, com isso, enriquecesse o monitoramento. Com o intuito de atender a esta solicitação, foi realizada a integração ao SOMA do módulo de aquisição de sinais do sistema IMA-DP, também desenvolvido pelo Cepel. Neste contexto, se integraram à equipe do SOMA e participam do projeto os pesquisadores do DLE André Tomaz e Hélio Amorim, engenheiros eletricistas, também responsáveis pelo desenvolvimento do sistema IMA-DP”.


A próxima unidade da UHE Itaipu a ser monitorada de acordo com o cronograma do projeto será a UG 16, ainda em outubro, e a previsão é de que, até o final de 2017, a implantação do sistema nas demais UGs esteja concluída. “Temos um desafio muito grande pela frente até a implantação integral do sistema na usina, o que significa muito trabalho, pois, além do vulto desta missão, o desenvolvimento de um sistema computacional com estas características é uma atividade contínua e em constante evolução, exigindo atualização com o estado da arte em termos de engenharia de software e permanente suporte ao usuário final”, ressalta o especialista.


A este respeito, Rocha acrescenta que o desenvolvimento do sistema é fundamentado em estudos teóricos e experimentais realizados pelo Cepel. “Para isso, além dos recursos humanos, contamos com laboratórios onde os algoritmos provenientes destes estudos são validados previamente, para que sejam implementados no software”, afirma.


Além de Renato Rocha, integram a equipe do projeto os pesquisadores Hélio Amorim e André Tomaz, e o estagiário do DLE Thiago Guimarães. O projeto SOMA conta também com o apoio da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (Puc-Rio) através dos analistas de sistemas Alexsandra Santana, Diogo Marques e João Antonio Ferreira.


Histórico do SOMA


“O SOMA está na segunda geração de um produto proveniente da atuação do Cepel na área de monitoramento e diagnóstico, tratando-se de um sistema computacional inteiramente desenvolvido no Centro, para atender às empresas, segundo requisitos particulares de aquisição e processamento de sinais para cada item monitorado”, explica o pesquisador Renato Rocha.


Conforme afirma o especialista, o SOMA vem sendo aprimorado e tornou-se um sistema de monitoramento e diagnóstico de abrangência geral, extrapolando a aplicação original a hidrogeradores. Em decorrência disso, o pesquisador ressalta que o sistema já teve a oportunidade de ser empregado em outros projetos do Cepel, onde o monitoramento de sinais em tempo real mostrou-se uma necessidade fundamental, a exemplo do SOMA-Torres – Monitoramento de Estais de Linhas de Transmissão, uma parceria do DLE com Furnas Centrais Elétricas, e dos projetos do Departamento de Tecnologias Especiais (DTE) em parceria com a Tractebel para Monitoramento de componentes de unidades geradoras a vapor:  Diatérmica, MoniTermo e TurboDiag.


Saiba mais sobre o SOMA e seu histórico.