[pt] Uma empresa de energia elétrica tem por obrigação garantir a continuidade e a qualidade do serviço prestado. A fim de incentivar a qualidade do serviço, a ANEEL introduziu penalidades nos contratos com as concessionárias de serviços públicos de transmissão de energia elétrica caso as instalações de transmissão sejam desligadas, por acidente, falha de equipamento ou manutenção programada. Com base nas práticas de Manutenção Centrada na Confiabilidade, este trabalho propõe uma determinação dos intervalos de manutenção programada para minimizar as penalidades pagas por uma empresa de transmissão de energia elétrica devido ao desligamento de equipamentos. Desenvolveu-se um método para a determinação das probabilidades em regime permanente dos estados que representam os desligamentos do sistema de proteção e suas respectivas taxas de transição, utilizando-se técnicas de Freqüência e Duração. A taxa de falha dos equipamentos foi determinada tendo como base dados do sistema de proteção coletados ao longo de onze anos, onde as manutenções programadas foram realizadas a cada três anos. Determinou-se a taxa de falha do sistema de proteção considerando-se outros intervalos fixos para a manutenção programada. Para cada intervalo fixo de manutenção, supôs-se que a taxa de falha encontrase na região onde ela é constante. Nesta região as falhas ocorrem aleatoriamente é podem ser descritas por uma função densidade de probabilidade exponencial. Para uma concessionária, é preferível assumir mais riscos a ter que pagar penalidades por manutenções programadas, enquanto que para uma outra é recomendável ser cautelosa é pagar mais por realização de manutenções programadas assumindo menos riscos de pagamentos por indisponibilidade não programada. Foram experimentados ní­veis de riscos aceitáveis ao problema utilizando-se técnicas da teoria econômica. / [en] An electrical utility has for obligation to guarantee the continuity and the quality of the given service. In order to stimulate the quality of the service the Brazilian energy agency introduced penalties in contracts with the electrical utilities of transmission in case the transmission installations is off for accident, failure of equipment or scheduled maintenance. On the basis of practical Reliability Centered Maintenance, this thesis considers a determination of maintenance intervals to minimize the economical impacts due to equipment disconnection. These disconnections are represented through the probabilistic model of the protection of transmission systems. A method for determination of the steady states probabilities of the protection system and its transitions rates was developed using techniques of Frequency and Duration. The failure rate of the component was determined using data collected from protection of transmission systems throughout eleven years, where the maintenances had been carried through every three years. It was determined the protection failure rate considering others intervals of maintenance. For each interval of maintenance, one assumed that the failure rate meets the useful life period and is characterized by a constant hazard rate. The useful life period follows a good approximation to an exponential curve. For a utility it is preferable to take more risks of component failure than to have to pay penalties for maintenances, whereas for another one is recommendable to be cautious and pay more for accomplishment of maintenances taking little risks of payments for unavailability do to component failure. Techniques of the economic theory had been tried in order to determine reasonable levels of acceptable risks to the problem.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-01-26T18:48:32Z No. of bitstreams: 1 AndersonCostaSilvaDosSantos_DISSERT.pdf: 3661284 bytes, checksum: aeeb9b617cdc813784b0705119c3782b (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-01-28T20:23:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AndersonCostaSilvaDosSantos_DISSERT.pdf: 3661284 bytes, checksum: aeeb9b617cdc813784b0705119c3782b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-28T20:23:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndersonCostaSilvaDosSantos_DISSERT.pdf: 3661284 bytes, checksum: aeeb9b617cdc813784b0705119c3782b (MD5) Previous issue date: 2015-03-05 / Nos dias atuais a comunica??o sem fio tem despertado interesse e est? se tornando uma tend?ncia nos ambientes industriais. Em parte essa realidade deve-se ?s facilidades de implanta??o e manuten??o, dispensando projetos sofisticados e execu??o de obras com custos proibitivos para implementa??o do cabeamento. Adicionalmente, a inser??o dessas tecnologias permite a cria??o de aplica??es que n?o eram poss?veis com as tecnologias legadas, al?m da flexibiliza??o de testes. Apesar dos benef?cios diretos, desafios t?cnicos (confiabilidade, autonomia de recursos energ?ticos, interfer?ncia do ambiente) e culturais se apresentam como os principais entraves para a implanta??o das redes industriais sem fio. Nesta disserta??o ser? abordado o problema da an?lise de ativos em redes industriais sem fio para o padr?o WirelessHart atrav?s da implementa??o de um sistema de monitoramento. O sistema permite a realiza??o de diversas atividades de gest?o de ativos independente de fabricantes, tais como: previs?o da vida ?til das baterias, manuten??o, dados de confiabilidade, topologia e a possibilidade de cria??o de novas m?tricas a partir de bibliotecas de desenvolvimento abertas e padronizadas. Atrav?s da implementa??o dessa ferramenta pretende-se contribuir para inser??o das tecnologias de comunica??o sem fio em ambientes industrias. / Nowadays wireless communication has emerged as a tendency in industry environments. In part this interest is due to the ease of deployment and maintenance, which dispenses sophisticated designs and wired infrastructure (which in industrial environment often prohibitively expensive) besides enabling the addition of new applications when compared to their wired counterparts. Despite its high degree of applicability, an industrial wireless sensor network faces some challenges. One of the most challenging problems are its reliability, energy consumption and the environment interference. In this dissertation will discuss the problem of asset analysis in wireless industrial networks for the WirelessHART standard by implementing a monitoring system. The system allows to carry out various activities of independent asset management manufacturers, such as prediction of battery life, maintenance, reliability data, topology, and the possibility of creating new metrics from open and standardized development libraries. Through the implementation of this tool is intended to contribute to integration of wireless technologies in industrial environments.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4484678 bytes, checksum: 07ef67519a9b72fcf80724948f89a605 (MD5) Previous issue date: 2012-08-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The increased production of digital assets in enterprise environments makes digital asset management an increasingly complex task, since we must make use of well-defined metadata, so that you can easily find and use assets from different repositories. However, obtaining a standardized model that cover the peculiarities of all involved, is usually a highly complex task due to heterogeneity between the models. In addition, is considered the fact that existing solutions specialize in solving part of the problem, leaving a gap in the other phases of the integration process. Thus, for the development of this dissertation was proposed, implemented and evaluated a service framework for metadata interoperability that aims to encompass most of the workflow of digital asset management integration process. This framework aims to bring together and complement existing solutions, providing support to semi-automatic identification of correlations between elements of metadata models and a component-based architecture responsible for the dynamic generation of meta-models, which in turn will aggregate the result of the correlation analysis and serve as a unified language, enabling interoperability between digital assets repositories, regardless the metadata standard used by each one. Lastly, the work validation was conducted by performing an experiment using a proof of concept applied to a scenario involving heterogeneous models of digital asset management real systems. The objective of experiment was perform an assessment of quality of the automatically mapping obtained. The result was accuracy up to 98% within the universe of elements that had at least an correlation suggestion, which occurred in 66% of the elements of the models. / O crescimento da produção de ativos digitais dentro de ambientes corporativos torna o gerenciamento de ativos digitais uma tarefa cada vez mais complexa, visto que é preciso fazer uso de metadados bem definidos, de maneira que seja possível localizar e utilizar facilmente ativos provenientes de diferentes repositórios. Entretanto, obter um modelo padronizado, que atenda às peculiaridades de todos os envolvidos, é normalmente uma tarefa altamente complexa, devido às heterogeneidades existentes entre os modelos. Adiciona-se ainda o fato de que as soluções existentes se especializam em resolver uma parte do problema, deixando uma lacuna nas demais fases do processo de integração. Sendo assim, para o desenvolvimento dessa dissertação, foi proposto, implementado e avaliado um framework de serviços que visa contemplar a maior parte do fluxo de trabalho do processo de integração entre sistemas de gerenciamento de ativos digitais. Esse framework visa reunir e complementar soluções já existentes, disponibilizando os recursos necessários para apoiar a identificação das correlações entre elementos dos modelos de metadados e fornecendo uma arquitetura baseada em componentes responsáveis pela geração dinâmica de meta-modelos, que por sua vez irão agregar o resultado da análise das correlações e servirão como uma linguagem unificada, possibilitando a interoperabilidade entre os repositórios de ativos digitais, independentemente do padrão de metadados utilizado por cada um. A validação do trabalho foi realizada através da execução de um experimento utilizando uma prova de conceito aplicada a um cenário envolvendo modelos heterogêneos de sistemas de gerenciamento de ativos digitais reais. O objetivo do experimento foi realizar uma avaliação da qualidade do mapeamento fornecido automaticamente. Como resultado foi obtido um índice de acerto de até 98% dentro do universo dos elementos que obtiveram ao menos uma sugestão de correlação, o que ocorreu para 66% dos elementos dos modelos.

A tecnologia emergente dos dispositivos móveis como telefones celulares, handhelds e smartphones trouxe um novo paradigma para o uso desses equipamentos, que, além das convencionais chamadas de áudio, hoje suportam vídeo, internet e redes sem fio. Várias aplicações têm sido desenvolvidas para esse ambiente. Por outro lado, na área da automação industrial, os instrumentos de campo modernos contêm embutidos, internamente, conjuntos de informações que proporcionam grande oportunidade para a gestão de ativos. A necessidade do gerenciamento de ativos ocorre na fase de operação da planta industrial e é realizada por meio de ajustes finos, calibrações, alteração de configurações e manutenções, com o objetivo de se evitar paradas indesejadas. Esse trabalho insere-se no contexto de interface entre esses dois mundos: a computação móvel e o gerenciamento de ativos. Nesse sentido, é desenvolvida uma análise dos padrões abertos PROFIBUS PA, HART e Foundation Fieldbus e o uso das suas características aplicado ao gerenciamento de ativos. É apresentada, ainda, uma proposta e verificação de viabilidade técnica de uma arquitetura aplicada ao gerenciamento de ativos a partir de um dispositivo móvel usando-se um canal de comunicação seguro baseado no padrão CyberOPC para acesso à planta industrial / The emerging technology of mobile devices like cell phones, hand helds and smartphones has brought a new paradigm for the use of such equipment, witch, in addition to conventional audio calls, now supports video, internet and wireless networks. Several applications have been developed for this environment. On the other hand, in the industrial automation area, the modern field devices contain embedded information sets that provide great opportunity for asset management. The need for asset management occurs during the operation of the plant and is performed by means of fine tuning, calibration, changes of configuration and maintenance, in order to avoid undesired downtime. This work fits into the context of interface between these two worlds: mobile computing and asset management. In this sense, is made an analysis of open standards PROFIBUS PA, HART and Foundation Fieldbus and use its features applied to asset management. It also presented a proposal and verification of technical feasibility of an architecture applied to asset management from a mobile device using a secure communication channel based on the standard CyberOPC to access the industrial plant

A tecnologia emergente dos dispositivos móveis como telefones celulares, handhelds e smartphones trouxe um novo paradigma para o uso desses equipamentos, que, além das convencionais chamadas de áudio, hoje suportam vídeo, internet e redes sem fio. Várias aplicações têm sido desenvolvidas para esse ambiente. Por outro lado, na área da automação industrial, os instrumentos de campo modernos contêm embutidos, internamente, conjuntos de informações que proporcionam grande oportunidade para a gestão de ativos. A necessidade do gerenciamento de ativos ocorre na fase de operação da planta industrial e é realizada por meio de ajustes finos, calibrações, alteração de configurações e manutenções, com o objetivo de se evitar paradas indesejadas. Esse trabalho insere-se no contexto de interface entre esses dois mundos: a computação móvel e o gerenciamento de ativos. Nesse sentido, é desenvolvida uma análise dos padrões abertos PROFIBUS PA, HART e Foundation Fieldbus e o uso das suas características aplicado ao gerenciamento de ativos. É apresentada, ainda, uma proposta e verificação de viabilidade técnica de uma arquitetura aplicada ao gerenciamento de ativos a partir de um dispositivo móvel usando-se um canal de comunicação seguro baseado no padrão CyberOPC para acesso à planta industrial / The emerging technology of mobile devices like cell phones, hand helds and smartphones has brought a new paradigm for the use of such equipment, witch, in addition to conventional audio calls, now supports video, internet and wireless networks. Several applications have been developed for this environment. On the other hand, in the industrial automation area, the modern field devices contain embedded information sets that provide great opportunity for asset management. The need for asset management occurs during the operation of the plant and is performed by means of fine tuning, calibration, changes of configuration and maintenance, in order to avoid undesired downtime. This work fits into the context of interface between these two worlds: mobile computing and asset management. In this sense, is made an analysis of open standards PROFIBUS PA, HART and Foundation Fieldbus and use its features applied to asset management. It also presented a proposal and verification of technical feasibility of an architecture applied to asset management from a mobile device using a secure communication channel based on the standard CyberOPC to access the industrial plant

A importância das novas tecnologias de informação, automação, monitoramento e sistemas eletrônicos inteligentes têm aumentado significativamente nos últimos anos. Essas tecnologias desempenham um papel fundamental na sociedade moderna e contribuem de forma decisiva para a resolução de importantes desafios para uma sociedade que quer ser mais próspera, internacionalmente competitiva, saudável, segura e sustentável. Como eixo de \"inovação\", essas tecnologias são fatores importantes para todos os setores produtivos da economia. O motor destas tecnologias, entretanto, é a energia, particularmente a eletricidade. Assim, em uma sociedade cujo estilo de vida é fortemente dependente dela, desenvolver tecnologias que permitam não somente a geração, mas também a distribuição de energia de forma barata e limpa e que garantam seu fornecimento ao longo do tempo com a máxima eficiência é uma questão prioritária. Os sistemas baseados em redes inteligentes (do inglês: Smart Grid) vêm, justamente, atender a esses requisitos, representando o que há de mais moderno no setor elétrico, com aumento e diversificação de fontes de geração distribuída na forma de pequenos geradores, maior interação consumidor-distribuidor de energia, integração de diferentes fontes de geração renováveis (ex.: solar, eólica etc.). O cenário energético nacional está avançando de forma muito rápida. Nas distribuidoras, o foco claramente está na redução de perdas comerciais e de custos operacionais, principalmente por meio da modernização dos ativos e da crescente instalação de dispositivos eletrônicos inteligentes nos clientes de baixa tensão (ex.: medidores eletrônicos, dispositivos eletrônicos inteligentes para monitoramento e diagnóstico, relés digitais etc.). Esta tese de doutorado apresenta uma solução com tecnologia nacional que disponibiliza todos os benefícios do Smart Grid através dos equipamentos mais importantes e estratégicos presentes na topologia das Redes de Distribuição Subterrânea Secundária Trifásica: os Protetores de Redes. A partir do centro nevrálgico das Redes de Distribuição Subterrâneas (RDS), cuja topologia está presente nos centros de alta concentração de carga das principais metrópoles do Brasil, a solução desenvolvida pode viabilizar técnica e economicamente a modernização da automação da RDS, com tecnologia nacional de baixo custo, proporcionando igualmente a incorporação dos avanços do Smart Grid e da Geração Distribuída. Este salto tecnológico significaria para as distribuidoras de energia elétrica entre outros benefícios: Melhor controle do processo para uma melhor otimização da rede, desde integração das intermitentes fontes renováveis até uma interação mais dinâmica com os consumidores; Maior flexibilidade às concessionárias em relação ao uso da energia para atingir o grande objetivo social de redução do efeito estufa e otimização do consumo de energia reduzindo perdas e desperdícios; No curto prazo, os benefícios diretos da melhoria do gerenciamento da indisponibilidade, gerenciamento otimizado dos ativos e do capital, melhoria no planejamento, processos e serviços de fornecimento e usos finais de energia, aumento de eficiência de manutenção, redução de perdas técnicas e comerciais, otimização do investimento na compra de novos protetores com menores custos podendo superar a demanda reprimida pelos altos custos de alternativas importadas. / The importance of new technologies in the field of, automation, monitoring, information technology and electronic systems have increased significantly in recent years. These technologies play a basic role in the modern society and contribute of decisive way for the resolution of important challenges for a society that is in search of a more prosperous life, internationally competitive, healthful, safe and sustainable. As a key of \"innovation\", these technologies are key factors for all the productive sectors of the economy in the society. The fuel for the engine of these technologies, however, is the energy, particularly the electricity. Thus, in a society whose life style is strongly dependent of electricity, to develop technologies that not only allow the generation, but also the distribution of energy in a cheap and clean way and which could guarantee its supply throughout the time with the maximum efficiency is a priority issue. The systems based on intelligent networks fully meet these requirements, representing what there is of most modern in the electric sector. The Brazilian energy scenario is quickly changing over the recent years toward modernization, with more distributed generation, in the form of smaller generators, more customer interaction, the integration of more variable resources such as wind and solar, and more renewables overall. For the Power Utilities, especially in the Distribution Sector, the focus is clearly in the reduction of commercial losses and operational costs, mainly by means of the modernization of the assets and an increase in the installation of intelligent electronic devices at consumers side (e.g.: electronic energy meters, intelligent electronic devices for condition monitoring, digital relays etc.). This work presents a solution developed based on Brazilian technology that incorporates all the benefits of smart grid to the most important equipment that is present in the topology of the Low-Voltage Secondary Network Distribution System: the Network Protector. From the neuralgic center of these Low-Voltage Secondary Network Systems, which topology is used in the most important cities in Brazil, which has a high load concentration, the solution presented here make it feasible technically and economically the use of smart grid topology profiting from its great benefits such as: Allow utilities to better optimize the grid to support a number of public policies, from intermittent renewable integration to more dynamic interfaces with customers; Offer utilities more flexibility relative to how they use energy toward the greater societal objectives of reducing greenhouse gases and energy consumption. In the short and mid term, a smarter grid offers utilities operational benefits (outage management, improved processes, maintenance and workforce efficiency, reduced losses, etc.) as well as benefits associated with improved asset management (system planning, better capital asset utilization, etc.), lower investment to acquire new Network Protectors.

A importância das novas tecnologias de informação, automação, monitoramento e sistemas eletrônicos inteligentes têm aumentado significativamente nos últimos anos. Essas tecnologias desempenham um papel fundamental na sociedade moderna e contribuem de forma decisiva para a resolução de importantes desafios para uma sociedade que quer ser mais próspera, internacionalmente competitiva, saudável, segura e sustentável. Como eixo de \"inovação\", essas tecnologias são fatores importantes para todos os setores produtivos da economia. O motor destas tecnologias, entretanto, é a energia, particularmente a eletricidade. Assim, em uma sociedade cujo estilo de vida é fortemente dependente dela, desenvolver tecnologias que permitam não somente a geração, mas também a distribuição de energia de forma barata e limpa e que garantam seu fornecimento ao longo do tempo com a máxima eficiência é uma questão prioritária. Os sistemas baseados em redes inteligentes (do inglês: Smart Grid) vêm, justamente, atender a esses requisitos, representando o que há de mais moderno no setor elétrico, com aumento e diversificação de fontes de geração distribuída na forma de pequenos geradores, maior interação consumidor-distribuidor de energia, integração de diferentes fontes de geração renováveis (ex.: solar, eólica etc.). O cenário energético nacional está avançando de forma muito rápida. Nas distribuidoras, o foco claramente está na redução de perdas comerciais e de custos operacionais, principalmente por meio da modernização dos ativos e da crescente instalação de dispositivos eletrônicos inteligentes nos clientes de baixa tensão (ex.: medidores eletrônicos, dispositivos eletrônicos inteligentes para monitoramento e diagnóstico, relés digitais etc.). Esta tese de doutorado apresenta uma solução com tecnologia nacional que disponibiliza todos os benefícios do Smart Grid através dos equipamentos mais importantes e estratégicos presentes na topologia das Redes de Distribuição Subterrânea Secundária Trifásica: os Protetores de Redes. A partir do centro nevrálgico das Redes de Distribuição Subterrâneas (RDS), cuja topologia está presente nos centros de alta concentração de carga das principais metrópoles do Brasil, a solução desenvolvida pode viabilizar técnica e economicamente a modernização da automação da RDS, com tecnologia nacional de baixo custo, proporcionando igualmente a incorporação dos avanços do Smart Grid e da Geração Distribuída. Este salto tecnológico significaria para as distribuidoras de energia elétrica entre outros benefícios: Melhor controle do processo para uma melhor otimização da rede, desde integração das intermitentes fontes renováveis até uma interação mais dinâmica com os consumidores; Maior flexibilidade às concessionárias em relação ao uso da energia para atingir o grande objetivo social de redução do efeito estufa e otimização do consumo de energia reduzindo perdas e desperdícios; No curto prazo, os benefícios diretos da melhoria do gerenciamento da indisponibilidade, gerenciamento otimizado dos ativos e do capital, melhoria no planejamento, processos e serviços de fornecimento e usos finais de energia, aumento de eficiência de manutenção, redução de perdas técnicas e comerciais, otimização do investimento na compra de novos protetores com menores custos podendo superar a demanda reprimida pelos altos custos de alternativas importadas. / The importance of new technologies in the field of, automation, monitoring, information technology and electronic systems have increased significantly in recent years. These technologies play a basic role in the modern society and contribute of decisive way for the resolution of important challenges for a society that is in search of a more prosperous life, internationally competitive, healthful, safe and sustainable. As a key of \"innovation\", these technologies are key factors for all the productive sectors of the economy in the society. The fuel for the engine of these technologies, however, is the energy, particularly the electricity. Thus, in a society whose life style is strongly dependent of electricity, to develop technologies that not only allow the generation, but also the distribution of energy in a cheap and clean way and which could guarantee its supply throughout the time with the maximum efficiency is a priority issue. The systems based on intelligent networks fully meet these requirements, representing what there is of most modern in the electric sector. The Brazilian energy scenario is quickly changing over the recent years toward modernization, with more distributed generation, in the form of smaller generators, more customer interaction, the integration of more variable resources such as wind and solar, and more renewables overall. For the Power Utilities, especially in the Distribution Sector, the focus is clearly in the reduction of commercial losses and operational costs, mainly by means of the modernization of the assets and an increase in the installation of intelligent electronic devices at consumers side (e.g.: electronic energy meters, intelligent electronic devices for condition monitoring, digital relays etc.). This work presents a solution developed based on Brazilian technology that incorporates all the benefits of smart grid to the most important equipment that is present in the topology of the Low-Voltage Secondary Network Distribution System: the Network Protector. From the neuralgic center of these Low-Voltage Secondary Network Systems, which topology is used in the most important cities in Brazil, which has a high load concentration, the solution presented here make it feasible technically and economically the use of smart grid topology profiting from its great benefits such as: Allow utilities to better optimize the grid to support a number of public policies, from intermittent renewable integration to more dynamic interfaces with customers; Offer utilities more flexibility relative to how they use energy toward the greater societal objectives of reducing greenhouse gases and energy consumption. In the short and mid term, a smarter grid offers utilities operational benefits (outage management, improved processes, maintenance and workforce efficiency, reduced losses, etc.) as well as benefits associated with improved asset management (system planning, better capital asset utilization, etc.), lower investment to acquire new Network Protectors.