Name: power outage metrics and distribution automation
Uploaded: 2024-11-21T14:54:44.000Z
Duration: 1 min 25 s
Channel: JoVE

Na engenharia, a confiabilidade mede a probabilidade de um dispositivo funcionar sem falhas, o que é fundamental na distribuição de energia para garantir um serviço ininterrupto a um custo mínimo.
As concessionárias de energia elétrica visam um Índice Médio de Disponibilidade de Serviço de 99,9772%, o que equivale a uma interrupção de no máximo duas horas por cliente por ano.
Índices de confiabilidade, como o Índice de Frequência Média de Interrupção do Sistema (SAIFI), o Índice de Duração Média de Interrupção do Sistema (SAIDI) e o Índice de Duração Média de Interrupção do Cliente (CAIDI) quantificam a confiabilidade do sistema, excluindo breves interrupções e grandes eventos, como tempestades severas.
O setor de energia adotou tecnologias avançadas de monitoramento, controle e automação, evoluindo de medidores simples para sofisticados sistemas de controle de supervisão e telemedição.
A automação da distribuição (DA) está revolucionando geradores e subestações de transmissão.
O DA permite o controle remoto de seccionadores, reduzindo significativamente o isolamento de falhas e os tempos de restauração de energia.
Outras aplicações de DA incluem controle de tensão por meio de bancos de capacitores comutados e comutadores de derivação de carga, reduzindo as perdas de distribuição.

distribuição de energia

Distribution Reliability and Automation

A confiabilidade da distribuição em sistemas de energia elétrica é crucial para garantir um fornecimento ininterrupto de energia aos consumidores a um custo mínimo. De acordo com os padrões IEEE, a confiabilidade é definida como a probabilidade de um dispositivo funcionar sem falhas durante um determinado período de tempo ou quantidade de uso especificado. Para distribuição de energia elétrica, isso se traduz em manter o fornecimento contínuo de energia e abordar as preocupações do cliente a respeito de quedas de energia. Vários índices, conforme definido pelo Padrão IEEE 1366-2012, são utilizados para avaliar e aprimorar a confiabilidade da distribuição, incluindo o Índice de Frequência Média de Interrupção do Sistema (SAIFI), o Índice de Duração Média de Interrupção do Sistema (SAIDI) e o Índice de Disponibilidade Média de Serviço (ASAI).


 O SAIFI mede o número médio de interrupções que um cliente experimenta por ano, e é calculado como:

<img alt="Equation1" src="/files/ftp_upload/16136/16136_PT_Equation_1.svg" style="height: 28px;">

 O SAIDI quantifica a duração média de interrupção para cada cliente, e é dado por:

<img alt="Equation2" src="/files/ftp_upload/16136/16136_PT_Equation_2.svg" style="height: 28px;">

 O CAIDI indica a duração média de interrupção por cliente interrompido, e é calculado como:

<img alt="Equation3" src="/files/ftp_upload/16136/16136_PT_Equation_3.svg" style="height: 28px;">

 O ASAI representa a fração de tempo em que o fornecimento de energia está disponível, e é determinado por:

<img alt="Equation4" src="/files/ftp_upload/16136/16136_PT_Equation_4.svg" style="height: 28px;">

 Esses índices excluem interrupções momentâneas (menos de cinco minutos) e eventos importantes, como tempestades severas, que afetam significativamente as métricas de confiabilidade.


 A automação de distribuição (AD) envolve a implementação de tecnologias para monitorar, controlar e automatizar o sistema de distribuição elétrica. A AD reduz a duração das interrupções e aumenta a confiabilidade do serviço. Historicamente, a AD envolvia o uso de medidores simples e sistemas de telecomunicações para monitorar tensões e fluxos. Os sistemas AD modernos incluem sensores avançados, controles automatizados e sistemas de Supervisão de Controle e Aquisição de Dados (SCADA). Esses sistemas podem fornecer aos operadores recursos de controle remoto ou automatizar todo o processo de gerenciamento de switchs de distribuição. Essa automação permite o rápido isolamento de falhas e a restauração de serviço, reduzindo significativamente as durações das interrupções.


 No geral, o AD aumenta a confiabilidade ao permitir respostas mais rápidas às interrupções, melhorando o gerenciamento de tensão e garantindo uma operação mais eficiente da rede de distribuição.

Distribuição de Energia

Na engenharia, a confiabilidade mede a probabilidade de um dispositivo funcionar sem falhas, o que é fundamental na distribuição de energia para garantir ...

Education

JoVE Core

Electrical Engineering

Engenharia Elétrica

Unit 1

Unidade 1

Power Distributions

Distribuições de Potência

KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMOS E CONCEITOS-CHAVE

power outage metrics and distribution automation

Distribution reliability in electric power systems helps keep electricity flowing with as few outages as possible and at minimal cost. In IEEE standard terms, reliability is the chance that a device will work without failure over a set time or amount of use. For power distribution, that means steady service and fewer customer concerns about blackouts.

Engineers use several IEEE Standard 1366-2012 indices to measure how well a distribution system performs. SAIFI, or System Average Interruption Frequency Index, shows the average number of outages a customer has in a year. SAIDI, or System Average Interruption Duration Index, gives the average total outage time for each customer. CAIDI shows the average outage time for each customer who was actually interrupted. ASAI, or Average Service Availability Index, shows the fraction of time power is available.

These indices leave out momentary interruptions that last less than five minutes. They also leave out major events such as severe storms. That helps the metrics focus on normal reliability performance rather than rare extreme conditions.

Distribution automation, or DA, uses technology to monitor, control, and automate the electric distribution system. Early DA systems used simple meters and telecommunication tools to track voltage and power flow. Modern DA systems use advanced sensors, automated controls, and Supervisory Control And Data Acquisition, or SCADA, systems.

DA can give operators remote control of the system, or it can automate the entire switch management process. That helps isolate faults quickly and restore service faster after an outage. It also improves voltage management and makes the distribution network work more efficiently. As a result, DA can reduce outage duration and improve overall reliability.

Power Outage Metrics and Distribution Automation

power-outage-metrics-and-distribution-automation

power system distribution

Electric Power Flow from Plant to Home

Electric power distribution moves electricity from power plants to homes, businesses, and industry through transmission and distribution networks. Power plants convert energy from coal, gas, nuclear, water, and wind into electrical energy. They use three-phase generators, often rated from 50 to 1300 MVA, with terminal voltages from a few kV to 20 kV depending on the unit size and age. The transmission system carries this electricity over long distances with high voltage to reduce energy loss.

primary distribution

Electric Utility Feeders and Distribution

Primary distribution systems move electrical power from substations to consumers. They use several voltage classes, and 15-kV class voltages are the most common among U.S. utilities. Older 2.5-kV and 5-kV primaries are being replaced by 15-kV systems. Higher 25-kV to 34.5-kV classes are used in dense urban areas and in rural regions with long feeders. Many primary systems use three-phase, four-wire multigrounded lines. In this setup, the neutral wire serves as a grounding point. Substations...

secondary distribution

Secondary Distribution Voltage Levels

Secondary distribution carries electrical energy from distribution transformers to customer meters at usable voltage levels. Common U.S. secondary voltages include 120/240 V for homes, 208Y/120 V for residential and commercial buildings, and 480Y/277 V for industrial sites and high-rise buildings. In residential areas, 120/240 V single-phase, three-wire service is often used for lighting, outlets, and large appliances. Dense urban areas may use 208Y/120 V three-phase, four-wire service because...

transformers in distribution system

Distribution Transformers and Voltage Control

Distribution transformers and substation transformers step down high transmission voltage for safe delivery to homes, schools, and businesses. In distribution systems, these transformers are usually grouped as distribution substation transformers and other distribution transformers. Their main job is to lower voltage to levels that fit distribution and end-user use. Distribution substation transformers often use mineral oil for insulation and cooling. Some units keep an inert gas, such as...

distribution reliability and automation

Distribution reliability in electric power systems helps keep electricity flowing with as few outages as possible and at minimal cost. In IEEE standard terms, reliability is the chance that a device will work without failure over a set time or amount of use. For power distribution, that means steady service and fewer customer concerns about blackouts. Engineers use several IEEE Standard 1366-2012 indices to measure how well a distribution system performs. SAIFI, or System Average Interruption...

key terms and concepts

Learn how utilities measure power outage reliability with SAIFI, SAIDI, CAIDI, and ASAI, and how distribution automation helps restore service faster.

Power Outage Metrics and Distribution Automation | JoVE K12

JoVE Core Electrical Engineering offers easy-to-understand animated videos that cover fundamental concepts of electric circuits along with circuit analysis techniques. It incorporates first-order and second-order circuits using operational amplifiers and circuit transformation concepts. The inclusion of practical design examples and real-world applications through scientist-in-action videos adds significant educational value, making complex concepts accessible.

electrical engineering

Power Outage Metrics and Distribution Automation

Description

Transcript

Tags