Análise da disponibilidade de arquiteturas de automação de subestações elétricas utilizando os protocolos PRP e HSR

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Vinha, Thiago Marques da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica
• Palavras-chave em Português: Electronic Engineering; Electrical substations; Industrial automation; Availability; Architecture; Automation; Protocol; PRP; HSR; Engenharia eletrônica; Subestações elétricas; Automação industrial; Disponibilidade; Arquitetura; Automação; Protocolo; CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11865

A automação industrial vem sendo bastante utilizada em subestações elétricas. Nesse contexto, a norma IEC 61850 prevê a utilização de redundância na camada de enlace, de forma a aumentar a probabilidade de recepção dos quadros. Dois protocolos descritos na IEC 62439-3 têm esta finalidade: o PRP (Parallel Redundancy Protocol) e o HSR (High-availability Seamless Redundancy). O objetivo desta dissertação é analisar a disponibilidade de quatro arquiteturas de automação de subestações elétricas sem a utilização de protocolos de redundância da camada de enlace e com a utilização dos protocolos PRP e HSR. O método do diagrama de blocos foi utilizado para todas as arquiteturas e posteriormente os cálculos de MTTF e disponibilidade foram realizados. Análises de sensibilidade para todos os componentes, em todas as arquiteturas, complementam o estudo. Os cálculos demonstram que em 100% dos casos, a utilização dos protocolos PRP e HSR aumenta a disponibilidade das arquiteturas analisadas. Os cálculos demonstram ainda que a utilização dos protocolos de redundância aliada ao reparo durante a missão permite classificar todas as arquiteturas na mais alta classe de disponibilidade de acordo com a CEI IEC 870-4. A análise de sensibilidade dos componentes demonstra que, independente do protocolo utilizado, a disponibilidade com reparo das arquiteturas é muito sensível à disponibilidade de fontes de alimentação, baias de controle da unidade, interfaces Ethernet e switches.