Ethernet Industrial aumenta a disponibilidade da rede e reduz falhas

Contexto

Uma concessionária do setor elétrico modernizou sua infraestrutura de Ethernet Industrial para aumentar a disponibilidade da rede, aprimorar o monitoramento em tempo real e reduzir o tempo de resposta a falhas.

Responsável pelo fornecimento de energia para mais de 1,5 milhão de pessoas, a operação conta com uma extensa infraestrutura composta por linhas de distribuição, subestações e estações de baixa tensão. Para garantir maior confiabilidade e eficiência operacional, a organização investe continuamente em Smart Grid, automação e tecnologias de comunicação industrial.

Desafio

A transformação digital no setor elétrico exige redes industriais cada vez mais robustas, preparadas para suportar o crescimento do volume de dados provenientes dos IEDs (Intelligent Electronic Devices) e integrar diferentes sistemas operacionais.

Além da necessidade de convergência entre ambientes IT/OT, tornou-se essencial eliminar silos de informação e permitir que sistemas como SCADA, gerenciamento da distribuição, gerenciamento de interrupções e plataformas de monitoramento compartilhassem dados em tempo real.

A organização precisava implantar uma infraestrutura de Ethernet Industrial capaz de:

• Aumentar a disponibilidade da rede elétrica
• Melhorar a interoperabilidade entre equipamentos industriais
• Suportar operações remotas
• Permitir monitoramento em tempo real
• Reduzir o tempo de localização de falhas
• Fornecer dados confiáveis para tomadas de decisão
• Preparar a infraestrutura para futuras expansões

Outro desafio estava relacionado à localização de falhas. Quando ocorria uma interrupção, as equipes precisavam deslocar-se até diferentes subestações para coletar registros dos IEDs, realizar cálculos e identificar o trecho afetado da rede elétrica. Em determinadas situações, era necessário percorrer fisicamente a linha de distribuição para localizar o ponto da falha, aumentando significativamente o tempo de manutenção e de restabelecimento da energia.

Desenvolvimento da solução

Para atender aos objetivos da modernização, foi desenvolvida uma nova arquitetura de comunicação baseada em Ethernet Industrial, projetada para suportar aplicações críticas em redes elétricas e acompanhar a evolução da infraestrutura nos próximos anos.

Durante o projeto foram realizados estudos da arquitetura de rede, definição das topologias de comunicação e testes de conceito (Proof of Concept) para validar o desempenho da solução antes da implantação definitiva.

A infraestrutura passou a integrar switches Ethernet industriais, roteadores industriais e protocolos de comunicação desenvolvidos para aplicações em utilities. Para viabilizar esse cenário, foram adotadas soluções de hardware específicas:

• RSP35-08033O6TT-SKKV9HPE2AXX.X.XX: Uma solução compacta que dispõe de suporte ao protocolo PRP (protocolo amplamente difundido em aplicações do segmento de energia, com tempo de recuperação de 0ms), alimentação redundante e robustez de um hardware industrial para missões críticas.

• RSPE35-24044O7T99-SKKV999HHPE2A: Uma solução modular com possibilidade de expansão futura, tendo suporte ao protocolo PRP, alimentação redundante e a mesma robustez de hardware industrial para missões críticas.

Entre as tecnologias e sistemas empregados estão:

• PTP (Precision Time Protocol) conforme IEEE 1588;
• PRP (Parallel Redundancy Protocol) para comunicação redundante com recuperação sem interrupções;
• HiOS, sistema operacional utilizado pelos equipamentos de rede;
• Software de gerenciamento INDUSTRIAL HIVISION, plataforma para gerenciamento, configuração e monitoramento centralizado da infraestrutura.

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A nova arquitetura conecta IEDs, RTUs (Remote Terminal Units), medidores de energia, sistemas SCADA, plataformas de gerenciamento da distribuição e o sistema centralizado de gerenciamento da rede, eliminando silos de informação e proporcionando maior integração entre os ambientes operacionais.

Monitoramento em tempo real e localização inteligente de falhas

Com a nova infraestrutura de comunicação foi possível implantar um sistema avançado de fault location, permitindo identificar falhas com maior rapidez e precisão.

Os dados provenientes dos IEDs e dos registradores de eventos passaram a ser coletados automaticamente e enviados em tempo real para o sistema de gerenciamento de distúrbios utilizando sincronização PTP sobre redes PRP.

Essa arquitetura garante informações confiáveis para análise operacional, acelera a tomada de decisão e melhora a confiabilidade da comunicação entre os ativos da rede elétrica.

Além disso, o gerenciamento centralizado por meio do Industrial HiVision oferece visibilidade completa sobre a infraestrutura de comunicação, permitindo identificar alterações na rede, acompanhar alarmes e monitorar continuamente o desempenho dos equipamentos.

Resultados

Após a implantação da nova arquitetura de Ethernet Industrial, os benefícios foram percebidos em diferentes etapas da operação.

O tempo médio para localização de falhas foi reduzido de mais de duas horas para aproximadamente 40 minutos, permitindo que o fornecimento de energia fosse restabelecido de forma muito mais rápida.

A localização remota das falhas também reduziu significativamente o deslocamento das equipes de manutenção, diminuindo custos operacionais, aumentando a segurança dos profissionais e reduzindo as emissões associadas às viagens de campo.

Outro ganho importante foi a melhoria contínua dos indicadores SAIDI (System Average Interruption Duration Index) e TIEPI (Interruption Time Equivalent to Installed Power), utilizados para medir a disponibilidade do fornecimento de energia e a qualidade do serviço prestado.

A nova infraestrutura também possibilitou a adoção de estratégias de manutenção preditiva, permitindo identificar possíveis falhas antes que elas provoquem interrupções, aumentando a confiabilidade dos ativos, reduzindo o downtime e prolongando a vida útil dos equipamentos.

Com uma infraestrutura preparada para suportar aplicações críticas, comunicação redundante e monitoramento contínuo da rede, a organização fortaleceu sua estratégia de transformação digital, ampliando a disponibilidade operacional e criando uma base sólida para futuras expansões da rede elétrica.

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