INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Tutorial de Teste · A função de verificação de sincronismo no 7SA6 usualmente opera em conjunto com o religamento automático integrado, fechamento

INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS

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1

Tutorial de Teste

Tipo de Equipamento: Relé de Proteção Marca: Siemens Modelo: 7SA Função: 25 – Sincronismo Ferramenta Utilizada: CE-6006 Objetivo: Testar quando dois sistemas podem se conectar respeitando limites de tensão, frequência e ângulo, ou seja, estão em sincronismo.

Controle de Versão:

Versão Descrições Data Autor

1.3 Adicionado sumário e

tabela de equivalência

13/02/2012 M.R.C

1.4

Corrigido ligação do

canal V4

30/01/2014 M.R.C

1.5 Adicionado logotipo

na primeira página

16/06/2014 M.R.C.




2

Sumário 1. Conexão do relé ao CE-6006 ................................................................................................... 5

1.1 Fonte Auxiliar ...................................................................................................................... 5

1.2 Bobinas de Tensão ............................................................................................................... 5

1.3 Entradas Binárias ................................................................................................................ 6

1.4 Saídas Binárias .................................................................................................................... 6

2. Comunicação com o relé 7SA .................................................................................................. 7

3. Parametrização do relé 7SA ..................................................................................................... 7

3.1 Device Configurations .......................................................................................................... 7

3.2 Masking I/O .......................................................................................................................... 9

3.3 Configuração do Sistema Testado...................................................................................... 10

3.4 Power System Data 1 ......................................................................................................... 10

3.5 Power System ..................................................................................................................... 11

3.6 Breaker ............................................................................................................................... 12

3.7 Setting Group A .................................................................................................................. 13

3.8 Power System ..................................................................................................................... 14

3.9 Trip 1-/3 pole ...................................................................................................................... 15

3.10 25 Synchronism and Voltage Check ................................................................................... 15

3.11 General ............................................................................................................................... 16

3.12 Man.Close +CNTRL........................................................................................................... 16

4. Ajustes do software Sincronismo ........................................................................................... 17

4.1 Abrindo o software ............................................................................................................. 17

4.2 Configurando os Ajustes .................................................................................................... 17

4.3 Valores de Referência ........................................................................................................ 18

5. Ajustes Sincronismo .............................................................................................................. 19

5.1 Tela “Sincronismo” > “Sistemas” .................................................................................... 19

5.2 Tela Sincronismo > Ajuste de Sincronização .................................................................... 19

6. Configuração dos Testes ........................................................................................................ 20

7. Configuração de Hardware .................................................................................................... 21

8. Teste de Disparo .................................................................................................................... 22

9. Teste de Busca ....................................................................................................................... 25

10. Teste de Percurso ............................................................................................................... 27

11. Relatório ............................................................................................................................. 31

APÊNDICE A ............................................................................................................................... 32




3

A.1 Designações de terminais ....................................................................................................... 32

A.2 Dados Técnicos ...................................................................................................................... 33

APÊNDICE B ............................................................................................................................... 34




4

Termo de Responsabilidade

As informações contidas nesse tutorial são constantemente verificadas. Entretanto, diferenças na

descrição não podem ser completamente excluídas; desta forma, a CONPROVE se exime de

qualquer responsabilidade, quanto a erros ou omissões contidos nas informações transmitidas.

Sugestões para aperfeiçoamento desse material são bem vindas, bastando o usuário entrar em

contato através do email [email protected].

O tutorial contém conhecimentos obtidos dos recursos e dados técnicos no momento em que foi

escrito. Portanto a CONPROVE reserva-se o direito de executar alterações nesse documento sem

aviso prévio.

Este documento tem como objetivo ser apenas um guia, o manual do equipamento a ser testado

deve ser sempre consultado.

ATENÇÃO!

O equipamento gera valores de correntes e tensões elevadas durante sua operação.

O uso indevido do equipamento pode acarretar em danos materiais e físicos.

Somente pessoas com qualificação adequada devem manusear o instrumento. Observa-se que o

usuário deve possuir treinamento satisfatório quanto aos procedimentos de manutenção, um bom

conhecimento do equipamento a ser testado e ainda estar ciente das normas e regulamentos de

segurança.

Copyright

Copyright © CONPROVE. Todos os direitos reservados. A divulgação, reprodução total ou

parcial do seu conteúdo, não está autorizada, a não ser que sejam expressamente permitidos. As

violações são passíveis de sansões por leis

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Sequencia para testes do relé 7SA no software Sincronismo

1. Conexão do relé ao CE-6006

1.1 Fonte Auxiliar

Ligue o positivo (borne vermelho) da Fonte Aux. Vdc ao pino F1 do relé e o negativo

(borne preto) da Fonte Aux Vdc ao pino F2 do relé.

Figura 1

1.2 Bobinas de Tensão

Ligue os canais de tensão V1, V2 e V3 do CE-6006 aos pinos R15, R17 e R18 do relé

respectivamente, ligue os três comuns do CE-6006 ao pino R16 do relé formando

então a ligação para as bobinas de tensão para o sistema 1. Para o sistema 2 ligue o

canal V4 ao pino R13 e o comum ao pino 14.

Figura 2




6

1.3 Entradas Binárias

Ligue as Entradas Binárias do CE-6006 às saídas binárias do relé:

BI1 ao pino R1 e seu comum ao pino R4.





.

Figura 3

1.4 Saídas Binárias

Ligue a Saída Binária do CE-6006 ao borne vermelho da fonte auxiliar. Ligue o comum

da fonte auxiliar ao pino F10 do relé. Por último ligue o comum da Saída Binária ao pino

F5 do relé.

Figura 4




7

2. Comunicação com o relé 7SA

Primeiramente abre-se o DIGSI e liga-se um cabo ethernet (ou serial) do notebook

com o relé. Em seguida clica-se duas vezes no ícone do software.

Figura 5

Ao abrir o programa, seleciona-se a subestação que contenha o relé em questão

(7SA). Após selecionado o relé, clique com o botão direito e selecione a opção

“Open Object” e depois selecione o modo de conexão, conforme é apresentado nas

figuras seguintes.

Figura 6

Figura 7

3. Parametrização do relé 7SA

3.1 Device Configurations

Após ter sido estabelecida a conexão, acesse os ajustes gerais do relé através de um

duplo clique com o botão esquerdo em “Settings” repita a operação para “Device

Configurations”.




8

Figura 8

Na tela “Functional Scope” desabilite todas as funções deixando apenas a função

“25 Synchronism and Voltage Check” habilitada. Isso facilita o teste de maneira a

impedir a possibilidade de utilizar-se trips de outras funções. Após os ajustes clique

em “OK”.

Figura 9




9

3.2 Masking I/O O próximo passo é ajustar as saídas e entradas binárias do relé. Para acessar esses

parâmetros efetue um duplo clique com o botão esquerdo em “Masking I/O

(Configuration Matrix)” conforme ilustrado na próxima figura.

Figura 10

Para que o relé entenda que um comando manual de fechamento foi emitido habilita-

se a saída binária “25 SynStart MC” para que opere com nível alto “H”, cujo sinal

será emitido através do fechamento da BI1. Outro ajuste importante é o “25 Sy.

ClosedCmd” que é o sinal do trip do sincronismo cuja saída binária é a BO1. Para V

>, V <, f > e f < utilizam-se as saídas BO2, BO3, BO4 e BO5 respectivamente. Para

encontrar facilmente algum equivoco nos ajustes tanto da caixa de teste como do relé,

alguns leds foram designados para o monitoramento dos principais sinais de trip. Por

fim envie as alterações para o 7SA.

Figura 11




10

3.3 Configuração do Sistema Testado

Figura 12

Para que o tutorial fique completo simula-se um caso onde o sistema 1 (linha) possui

116 volts de tensão secundária nominal e está adiantada de 30° do sistema 2 (barra

coletora) que por sua vez possui 100 volts de tensão secundária nominal. Neste caso o

tempo para fechamento do disjuntor é de 60ms.

A função de verificação de sincronismo no 7SA6 usualmente opera em conjunto com

o religamento automático integrado, fechamento manual e funções de controle do

relé. Neste tutorial aborda-se a opção onde o operador da subestação efetua um

comando manual.

3.4 Power System Data 1

Retornando aos ajustes efetue um duplo clique em “Power System Data 1” para

acessar os ajustes do sistema 1.

Figura 13




11

Aqueles ajustes destacados em vermelho necessitam de uma atenção especial. No

endereço 0210 é importante habilitar a opção de que uma quarta tensão esta sendo

monitorada. No endereço 0212 configura-se qual tensão será utilizada como

referência podendo ser de fase ou neutro. Como existe diferença angular entre os dois

sistemas devido ao transformador, o endereço 0214A deve ser ajustado de modo a

compensar esse defazamento. No endereço 0215 insere-se a relação entre as tensões

entre os dois sistemas (116/110 = 1,16).

Figura 14

3.5 Power System

Na aba Power System configura-se a tensão e sequência de fase.




12

Figura 15

3.6 Breaker

Na aba “Breaker” e no endereço 0239 insere-se o tempo para o fechamento efetivo

do disjuntor, nesse tutorial usa-se 60ms. OBS: Existe outro tutorial onde se explica

como realizar o teste de abertura e fechamento dos pólos de um disjuntor. Sendo

encontrado no link:

http://www.conprove.com.br/pub/tutoriais/Tutorial_Teste_Disjuntor_Simultaneidade

_Oscilogafia_Digital_CE600X.pdf

Figura 16




13

3.7 Setting Group A

Nesta opção encontram-se os ajustes do sistema dois e da função de sincronismo.

Figura 17

Com um duplo clique na opção “Power System Data 2”.

Figura 18




14

3.8 Power System

Para ajustar o sistema 2 insere-se o valor de tensão e corrente primária.

Figura 19

No endereço 1134 escolhe-se a opção “Manual Close BI only” para que somente o

sinal de fechamento manual via entrada binária seja avaliado como fechamento. Já o

endereço 1151 configura-se a opção que verifica o sincronismo antes de efetuar o

fechamento devido a um comando manual. Outro ajuste é o endereço 1152 que

precisa ser configurado como “52 Breaker”.

Figura 20




15

3.9 Trip 1-/3 pole

Os ajustes abaixo são relevantes somente quando existe religamento. Nesse caso não

influenciam no teste.

Figura 21

3.10 25 Synchronism and Voltage Check

O último passo é fazer os ajustes do sincronismo para isso. Entre em “Setting Group

A” e em seguida “25 Synchronism and Voltage Check”.

Figura 22




16

3.11 General

O endereço 3502 ativa a função de sincronismo. Para ajustar um tempo máximo para

verificação de sincronismo insere-se esse valor em segundos no endereço 3507, onde

neste caso foi ajustado 13s. Outro ajuste importante é no endereço 3509 que deve ser

ajustado como “52Breaker”.

Figura 23

3.12 Man.Close +CNTRL

Para encerrar os ajustes no relé ajusta-se e endereço 3530 para que considere o tempo

de fechamento do disjuntor. Nos endereços 3531, 3532 e 3533 ajustam-se as máximas

diferenças de tensão, freqüência e ângulo entre os dois sistemas. O ultimo ajuste é a

opção de “YES” para o endereço 3535A, isso significa que ambos os sistemas devem

estar energizados para que ocorra fechamento manual e sincronismo.




17

Figura 24

4. Ajustes do software Sincronismo

4.1 Abrindo o software

Na pasta CE-600X Aplicativos dê um duplo clique no ícone do Sincronismo.

Figura 25

4.2 Configurando os Ajustes

Ao abrir o software a tela de "Ajustes" irá se abrir automaticamente (caso a opção

“Abrir Parâmetros ao Inicializar” no (menu Editar) estiver selecionada). Se não para

acessá-la, basta ir ao menu editar e na opção Ajustes como é mostrado abaixo.

Figura 26




18

Após abrir a tela de Ajustes, preencha as “Informações Gerais “do teste (selecionando

a opção “Geral”) como demonstra a figura abaixo. Nesta tela informam-se dados a

respeito do dispositivo testado, local da instalação e o responsável. Sendo bastante

prático para confecção do relatório.

Figura 27

4.3 Valores de Referência

Na tela abaixo são ajustados os valores de frequência, sequência de fase, tensões

primárias e secundárias, as correntes primárias e secundárias do sistema 1. Nesse

teste será usada uma tensão de fase de 116 Volts.

Figura 28




19

5. Ajustes Sincronismo

5.1 Tela “Sincronismo” > “Sistemas”

Nessa aba devem-se inserir os dados do sistema um, especificando qual a sua

composição: Monofásico, Trifásico FN ou Trifásico FF. Deve-se ajustar a tensão de

referência, e dependendo do caso precisa-se compensar a defasagem inserida pelo

transformador.

Para o sistema dois deve-se configurar similarmente ao sistema um com relação a sua

composição e tensão de referência. Nessa mesma tela ajustam-se os valores de tensão

primária e secundária, além das corrente primárias e secundárias. Para o disjuntor

deve-se inserir o valor do tempo para que ocorra seu fechamento efetivo. Existe ainda

o campo “Níveis Iguais ao Sistema 1” que quando selecionado iguala as tensões do

sistema 2 ao do sistema 1.

Figura 29

5.2 Tela Sincronismo > Ajuste de Sincronização

Nessa tela são estipuladas as diferenças de tensão, frequência e o ângulo máximo

tolerável para que ocorra o sincronismo. Ajustam-se ainda os valores máximos e

mínimos permitidos de tensão e frequência para que ocorra o sincronismo. Esses




20

valores são ajustados em porcentagem referentes aos valores nominais do sistema 1.

Configura-se também o tempo máximo para que ocorra o sincronismo, e as

tolerâncias relativas e absolutas de tensão, freqüência, tempo e a tolerância absoluta

para o ângulo. Esses ajustes devem ser feitos de acordo com as informações dadas no

manual do fabricante do relé.

Figura 30

6. Configuração dos Testes

Na aba “Configurações dos Testes” deve-se fazer o correto direcionamento dos canais de

geração de tensão e a interface de parada do cronômetro. Um ajuste importante é o da

Saída Binária 1 (BO1) que deve ter seu estado mudado para “1” sendo que inicialmente

ela possui o estado normalmente aberta (NA). Já as entrada binária responsável pela

parada de sincronismo é a BI1, que representa o sincronismo. Já as saídas BI2, BI3, BI4 e

BI5, representam os sinais de tensão elevada, tensão reduzida, frequência elevada e

frequência reduzida.




21

Figura 31

7. Configuração de Hardware

Figura 32

Clicando no ícone da figura anterior abre-se uma tela onde deve ser ajustado a

configuração dos canais de geração, o estado da saída binária BO1 e a tensão da fonte de

alimentação auxiliar.

Figura 33




22

8. Teste de Disparo

No teste de disparo testam-se pontos dentro e fora da zona de sincronismo. Os pontos

representam a diferença de tensão e freqüência em relação ao sistema 1. Pode-se ainda

especificar uma diferença de ângulo para os dois sistemas. Para inserir os pontos clica-se

em “Novo Ponto” e escolhe-se um ponto diretamente no gráfico e em seguida no item

“confirmar”. Outra opção é escolher os valores de diferença de tensão, freqüência e

ângulo escrevendo esses valores nos seus respectivos campos. A última opção seria clicar

na opção “Sequência” e escolher um passo de ângulo de maneira que vários pontos são

criados de maneira automática nas bordas da zona de sincronismo. Deve-se ajustar os

valores nominais de tensão e freqüência do sistema 1. A figura abaixo ilustra essa

situação.

Figura 34

Escolhendo a sequência com um passo de 90°, tensão fase-neutro de 66,97 volts,

freqüência de 60Hz e clicando no botão “Confirmar” os seguintes pontos são criados:




23

Figura 35

O passo seguinte é iniciar a geração através do botão ou pelo atalho “Alt + g”. A

figura abaixo mostra o resultado final do teste.

Figura 36




24

Para visualizar as formas de ondas e o momento do trip de sincronismo selecione um

ponto testado e clique no ícone a seguir, neste caso o ponto 1 foi selecionado.

Figura 37

Na tela abaixo é possível observarmos as formas de onda de tensão dos dois sistemas.

Assim como a atuação da Entrada Binária 1, BI1.

Figura 38

A figura a seguir mostra uma flecha preta no cursor dois que representa o momento do

comando do fechamento do disjuntor (CMD) e uma flecha verde deslocada que

representa o fechamento efetivo do disjunto (FCH). Isso ocorre devido ao tempo (60ms)

para que ocorra o fechamento do disjuntor.

Figura 39




25

9. Teste de Busca

O teste de busca encontra os limites da região de sincronismo. Para este teste, utiliza-se a

opção de “Sequência” com o passo de 90° e habilita-se a opção “Check Sincronismo após

a Busca”, sendo o “Ângulo para Avaliação Inicial” igual a 0°.

Figura 40

Em seguida clica-se no botão “Confirmar”, a figura a seguir mostra as linhas criadas

automaticamente:

Figura 41




26



Figura 42

Para visualizar as formas de ondas de tensão e o momento do trip de sincronismo

selecione uma linha testada e clique no ícone a seguir, neste caso a linha 1 foi

selecionada.

Na tela abaixo é possível observar um zoom das formas de onda de tensão dos dois

sistemas. Assim como a atuação da Entrada Binária 1, BI1.

Figura 43




27

Observação: Caso o usuário não escolha a opção de verificar o sincronismo, quando

verificar as saídas binárias será mostrado à atuação de outra binária que no caso da linha

1 seria BI4 (f >) por existir uma situação de freqüência elevada.





Figura 44

10. Teste de Percurso

Esse teste possui o mesmo objetivo do Teste de Disparo, encontrar o momento do

sincronismo, entretanto a grande diferença é que os valores de tensão e corrente do

sistema 2 variam no tempo. Diferentemente do que acontece no Teste de Disparo onde

esses valores são fixos. Para realizar o teste utiliza-se a opção “Sequência” com o passo

igual a 90° chegando à seguinte tela.




28

Figura 45

Clicando-se no botão “Confirmar” cria-se automaticamente a linhas mostradas abaixo:

Figura 46




29



Figura 47

Para visualizar as formas de ondas de tensão e o momento do trip de sincronismo

selecione uma linha testada e clique no ícone a seguir, neste caso a linha 1 foi

selecionada.

Figura 48

Na tela abaixo é possível observar um zoom das formas de onda de tensão dos dois

sistemas. Assim como a atuação da Entrada Binária 1, BI1.




30

Figura 49





Figura 50




31

11. Relatório

Ao final de cada teste pode ser requerido o relatório, basta clicar no ícone ilustrado

abaixo ou utilizar o atalho “Ctrl + R”

Figura 51

Ao solicitar o relatório abre-se uma tela onde o usuário escolhe as informações que

devem ser mostradas no relatório.

Figura 52

Figura 53




32

APÊNDICE A

A.1 Designações de terminais

Figura 54




33

A.2 Dados Técnicos




34

APÊNDICE B

Equivalência de parâmetros do software e o relé em teste.

Tabela 1

Software Sincronismo

Relé Siemens 7SA

Parâmetro Figura Parâmetro Figura

Sistema 1 Power System Data 1

Tensão Secundária (F-F)

28 Rated Secondary Voltage (Ph-Ph) 14

Ref 29 VT connection for Vsy2 14

Def. Angular Transformador

29 Angle adjustment Vsy2 – Vsy1 14

Sistema 2 Power System Data 1

Tensão Secundária (F-F)

29 [Rated Secondary Voltage (Ph-Ph)] / [Matching ratio Vsy1/Vsy2]

14

Ref 29 VT connection for Vsy2 14

Tempo de Fechamento

29 Closing (operating) time of 52 16

dVMax+ 30 Maximum voltage difference 24

dVMax- 30 Maximum voltage difference (sinal oposto)

24

dFMax+ 30 Maximum frequency difference 24

dFMax- 30 Maximum frequency difference (sinal oposto)

24

dAngMax 30 Maximum angle difference 24

Tempo Max Sincr 30 Maximum duration of Synchronism-check

23

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