Projecto Final de Cursoee03234/relatorio.pdf · o ensaio das funções de protecção máximo corrente de fases e mínimo tensão de ... O painel traseiro possui duas portas série

JULHO 05

Projecto Final de Curso

Projecto e Concepção de um Laboratório de Sistemas de Protecção

Alunos: Élia Sofia C. Fernandes e Marta Rui Miguel Farinha António

Orientadores: Prof. José Rui Ferreira (FEUP) Eng. Manuel Dias(EFACEC)

TRABALHO FINAL DE CURSO PROJECTO E CONCEPÇÃO DE UM LABORATÓRIO DE SISTEMAS DE PROTECÇÃO

Índice

1. AGRADECIMENTOS ................................................................................................................................... 3

2. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................ 4

3. UNIDADE TERMINAL DE PROTECÇÃO TPU S420 ........................................................................................ 5

4. WINPROT ................................................................................................................................................. 6

5. GUIÕES .................................................................................................................................................... 8

5.1 TRABALHO PRÁTICO Nº1 .........................................................................................................................8

5.2 TRABALHO PRÁTICO Nº2...................................................................................................................... 19

5.3 TRABALHO PRÁTICO Nº3 .......................................................................................................................26

6. CONCLUSÕES FINAIS .............................................................................................................................. 40

ANEXOS I ....................................................................................................................................................... 41


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1. AGRADECIMENTOS

Em primeiro lugar, gostaríamos agradecer ao orientador Professor José Rui Ferreira pela

colaboração prestada no decorrer de todo o trabalho.

Agradecemos ao Engenheiro Manuel Dias da EFACEC pelos valiosos ensinamentos no

domínio das protecções digitais, nomeadamente na TPU S420, e pelas decisões produtivas que

tivemos.

Também agradeço a todos os técnicos que disponibilizaram tempo e contribuíram para a

realização do mesmo.


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2. INTRODUÇÃO

Este trabalho teve como principal objectivo o projecto e concepção de um conjunto de trabalhos

de laboratório para ensaios de sistemas de protecção. Teve como base uma Unidade Terminal

de Protecção que foi oferecida pela EFACEC à FEUP.

Este trabalho foi realizado nas instalações da FEUP.

Elaboramos três guiões de trabalhos práticos, tendo o primeiro trabalho como principal objectivo

o ensaio das funções de protecção máximo corrente de fases e mínimo tensão de fases,

utilizando o programa de interface ‘WinProt’ em módulo teste, no segundo introduzimos um

equipamento de ensaio que nos fornece um sinal analógico para ensaio da protecção de

máximo de corrente de fases. No terceiro trabalho, utilizámos automatismos como Religação

Automática e Deslastre/Reposição de tensão e verificámos o comportamento da unidade.

Para a realização deste trabalho utilizámos uma Unidade Terminal de Protecção, TPU S420, um programa de interface do utilizador com a unidade, WinProt e o equipamento de ensaios,

SVERKER 750.

Iremos fazer uma breve apresentação da TPU S420, em seguida serão apresentados os

Guiões de Trabalhos Práticos que elaborámos bem como os resultados obtidos. Estes irão ser

realizados pelos alunos nas aulas práticas de Sistemas de Protecção.


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3. UNIDADE TERMINAL DE PROTECÇÃO TPU S420

Para uma melhor compreensão do trabalho que tem vindo a ser desenvolvido em laboratório e

dos Guiões dos Trabalhos Práticos que irão ser propostos, em seguida, será feita uma breve

apresentação da protecção e das suas potencialidades.

A TPU S420 é uma Unidade Terminal de Protecção e controlo de saídas de Média Tensão

desenvolvida pela EFACEC. Tem como principais funções a protecção, supervisão e controlo

de linhas aéreas ou cabos subterrâneos de Média Tensão, em redes radiais de neutro isolado,

compensado, sólido ou com impedância limitadora, também pode ser usada na ligação à rede

de pequenos produtores de energia, bem como, servir de protecção de reserva de outros

equipamentos, como por exemplo, transformadores e linhas de Alta Tensão.

A TPU S420 apresenta-se como um sub-rack de 42 HP de largura e 6U de altura para

montagem encastrada no caso de uma cela, ou para montagem num armário de 19”. Na parte

frontal é constituída por um display gráfico, 8 leds de alarme programável, 2 leds indicadores do

estado de funcionamento da TPU S420 e da LAN, bem como 4 leds indicadores dos modos de

funcionamento, 4 teclas de navegação nos menus, 3 de selecção e operação dos aparelhos, 2

teclas para selecção do regime de funcionamento e uma última para reconhecimento de

alarmes, e ainda uma porta série frontal para comunicação local com um computador pessoal.

O painel traseiro possui duas portas série RS232, uma carta de comunicação com adaptador

para fibra óptica para ligação a uma Rede de Área Local (LAN), na versão base dispõe de 9

entradas binárias e 5 saídas binárias, totalmente configuráveis e isoladas entre si, existem dois

tipos de carta de Expansão (Tipo 1 com 9 entradas e 6 saídas, Tipo 2 com 16 entradas, Tipo 3

com 15 saídas) que permitem ter até 41 entradas binárias, ou 36 saídas binárias.

No visor gráfico frontal poderá ser visualizada diversa informação, nomeadamente; sinóptico

onde é apresentada informação lógica com o estados dos aparelhos, descrição dos alarmes,

medidas analógicas e informação estática, menus de parametrização onde se acede aos menus

de configuração de todas as funções de protecção e dos registos armazenados no relé. É

possível configurar o relé através de teclas de navegação que permitem fazer a navegação nos

menus e páginas de sinópticos, bem como alteração dos parâmetros, a alteração de valores

parametrizados está condicionada à introdução de password, ou através da comunicação série

entre o relé e um computador pessoal com o software de interface com a TPU: WinProt.

A TPU S420 realiza medidas rigorosas de todas as grandezas de uma linha, e diversas funções

de monitorização de defeitos, incluindo Oscilografias, Diagramas de Carga e Registo de

Eventos e Medidas.


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4. WINPROT

O WinProt é o programa utilizado para configurar, monitorizar, analisar e testar a Unidade de

Protecção e Controlo.

O software é composto por vários módulos;

• Módulo de Análise de Registos: WinReports

Neste módulo temos acesso à análise, recolha e monitorização dos registos produzidos

pelas Unidades de Protecção e Controlo. Os registos suportados pelo WinReports são os

seguintes; Medidas, Registos de Eventos, Oscilografias, Diagrama de Cargas, Informação

de Hardware, Localizadores de Defeitos.

• Módulo de Parametrização: WinSettings

Neste módulo podemos parametrizar as funções de protecção, automação e configuração

existentes nas Unidades de Protecção e Controlo. No trabalho que executámos as funções

parametrizadas foram; a Carta de base I/O, as funções de protecção de Máximo de

Corrente de Fases, Mínimo de Tensão de Fases, Religação Automática,


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Deslastre/Reposição de Tensão, havendo no entanto outras que não foram alvo do trabalho

elaborado.

• Módulo de Edição Lógica: WinLogic

O Winlogic é um módulo que é destinado à parametrização das ligações lógicas dos blocos

associados às várias funções. Esta parametrização consiste basicamente na definição das

ligações entre gates lógicas constituintes das várias funções.

• Módulo de Configuração do Sinóptico: WinMimic

Neste módulo temos acesso à configuração do sinóptico visualizado no display gráfico da

Unidade de Protecção e Controlo, este visa dar, uma ideia do estado dos aparelhos e/ou

equipamento associado à unidade e simultaneamente possibilitar o controlo desses.

• Módulo de Teste da Unidade: WinTest

O Wintest tem como principal objectivo a realização autónoma de testes de

comissionamento das unidades, permitindo a alteração dos módulos de funcionamento da

unidade entre normal e teste, e a simulação da injecção de sinais analógicos nas unidades,

transições das entradas e saídas binárias, permite visualizar identidades digitais e medidas,

visualizar e/ou guardar o Registo de Eventos online e dispõe também de uma ferramenta de

comandos lógicos semelhantes ao Winlogic.

• Módulo de Configuração de Firmware: WinCode

O WinCode é um módulo de configuração e/ou actualização de software dos diferentes tipos

e versões das unidades. O seu funcionamento baseia-se em três partes fundamentais,

consistindo a primeira parte na selecção do firmware a descarregar para a unidade, a

segunda na escolha da unidade a configurar e a terceira consiste em executar a gravação

do código.


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5. GUIÕES

5.1 TRABALHO PRÁTICO Nº1 Ensaio de Funções de Protecção por Simulação O objectivo deste trabalho é efectuar a configuração e ensaio das várias funções de protecção e

controlo do relé e teste utilizando apenas o programa de interface ‘WinProt’, observando as

diversas informações disponibilizadas por este. Os ensaios serão efectuados através do

programa WinProt no menu ‘WinTeste', que permite injectar sinais de tensão e corrente no relé

e registar os tempos de actuação respectivos.

O relé TPU S420 é um aparelho de fácil instalação e configuração, completamente

programável, permitindo o controlo, configuração, visualização de alarmes e de todas as

informações do sistema.

Figura 1 – Esquema de ligação

Programa de interface WinProt

Através do WinProt iremos proceder às parametrizações de protecção para os ensaios das

funções de Máximo de Corrente de Fases e Mínimo de Tensão de Fases.

Máximo de Corrente de Fases

A principal função da protecção de Máximo de Corrente de Fases é contra curto-circuitos

destinada a linhas ou cabos de Média Tensão. Esta protecção também garante protecção

eficiente contra defeitos entre fases nas redes radiais de distribuição, pode ser utilizada como

protecção de reserva de outros equipamentos em que são necessários critérios de protecção

mais sofisticados.

Comunicação Série RS-232 WinPort


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O princípio de operação da Protecção de Máximo de Corrente de Fases baseia-se na diferença

de valor da amplitude das correntes nas fases numa situação de carga e numa situação de

curto-circuito trifásico e bifásico, situação esta que toma valores muito elevados, visto que as

resistências de defeito são baixas, o que possibilita a actuação segura da protecção acima de

um limiar parametrizado.

A função de Protecção de Máximo de Corrente de limiar alto destina-se a uma protecção muito

rápida, em que a coordenação selectiva é obtida regulando de valor do limiar operação

(protecção amperimétrica). A regulação dos limiares altos é independente para os elementos

contra defeitos entre fases e contra defeitos à terra. Embora seja usual pretender-se uma

actuação instantânea da protecção, é também possível programar uma temporização selectiva.

A função de Protecção de Máximo de Corrente de lumiar baixo oferece maior sensibilidade a

defeitos internos do que o escalão de limiar alto e para coordenação selectiva usa um

escalonamento de temporizações (protecção cronométrica). O relé dispõem de temporização

constante e de tipo inverso, sendo esta ultima fiel a normas internacionais CEI 255-3 e IEEE

37.112. As regulações da função cronométrica são independentes para a protecção contra

defeitos entre fases e contra defeitos fase-terra.

Por fim, encontramos a função de Protecção de Máximo de Corrente Universal de tempo

definido, em que o relé executa em paralelo e de forma independente das funções anteriores,

uma segunda função de protecção de máximo de corrente com temporização constante. A

regulação desta função (protecção universal de tempo definido) permite diversas utilizações;

como limitador do tempo de actuação da protecção de limiar baixo de tempo inverso, para

situação de baixa potência de curto-circuito em que os tempos de actuação desta função

podem ter acréscimos; como segundo escalão de protecção de limiar alto, coordenado em

tempo e corrente com elementos de limiar alto de protecções e jusante da rede.

Nos guiões de trabalhos práticos apenas consideramos a protecção de Máximo de Corrente de

Fases Amperimétrica.


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Ensaio em Modo de Teste – Máximo de Corrente de Fases

1. Iniciar o módulo ‘WinSettings’ e parametrizar a função de Máximo de Corrente de Fases.

Figura 2 – Parametrização de Protecção de Máximo de Corrente de Fases


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2. Iniciar o módulo ‘WinTest’, carregue no menu teste, e proceda do seguinte modo:

3. Introduzir os valores de correntes nas três fases abaixo do parametrizado (2A).

Figura 3 – Ensaio em Modo Teste

4. Iniciar o teste carregando no botão ‘Play’.

5. Efectuar vários testes variando as correntes.

6. Exportar no ‘WinReports’ o registo de eventos e comente os resultados obtidos.

Registo de Eventos Base de Dados: C:\Program Files\EFACEC\WinProt 4\winprot.mdb Subestação: Subestação Unidade: TPU S420-Ed1- Tipo: TPU S420-Ed1-S-1A-1A-100V-100V-50Hz-X-X-X-LON-PT Versão: 1.0 Número de Série: 97531

Ordem Data Hora Módulo Evento Estado 0 30-06-2005 11:23:56.625 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 1 30-06-2005 11:23:56.626 Teste da Unidade Operação Unidade Teste Modo Teste


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2 30-06-2005 11:23:57.625 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 3 30-06-2005 11:23:57.710 Teste da Unidade Simulação Analógica Início 4 30-06-2005 11:24:26.189 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 5 30-06-2005 11:24:26.201 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase A Arranque 6 30-06-2005 11:24:31.182 Máximo de Corrente de Fases Disparo MI Amperim Fase A Comando 7 30-06-2005 11:24:31.186 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Protec Activo 8 30-06-2005 11:24:31.186 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo 9 30-06-2005 11:24:46.479 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 10 30-06-2005 11:24:46.489 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase A Rearme 11 30-06-2005 11:25:14.469 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 12 30-06-2005 11:25:14.476 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Arranque 13 30-06-2005 11:25:19.460 Máximo de Corrente de Fases Disparo MI Amperim Fase B Comando 14 30-06-2005 11:25:19.462 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Protec Activo 15 30-06-2005 11:25:19.462 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo 16 30-06-2005 11:25:41.130 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 17 30-06-2005 11:25:41.143 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase C Arranque 18 30-06-2005 11:25:46.125 Máximo de Corrente de Fases Disparo MI Amperim Fase C Comando 19 30-06-2005 11:26:02.048 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 20 30-06-2005 11:26:02.061 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Rearme 21 30-06-2005 11:26:02.061 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase C Rearme 22 30-06-2005 11:26:13.139 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 23 30-06-2005 11:26:13.149 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase A Arranque 24 30-06-2005 11:26:13.150 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Arranque 25 30-06-2005 11:26:13.150 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase C Arranque 26 30-06-2005 11:26:18.125 Máximo de Corrente de Fases Disparo MI Amperim Fase C Comando 27 30-06-2005 11:26:18.125 Máximo de Corrente de Fases Disparo MI Amperim Fase B Comando 28 30-06-2005 11:26:18.126 Máximo de Corrente de Fases Disparo MI Amperim Fase A Comando 29 30-06-2005 11:26:18.129 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Protec Activo 30 30-06-2005 11:26:18.129 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo

7. Conclusões

Inicialmente foram introduzidos valores abaixo do parametrizado (2A), e como era de esperar

não houve ocorrências. Em seguida, aumentámos a corrente da fase A, acima dos 2A, o que

levou ao comando de disparo da protecção de máximo de corrente de fases na fase A e à

ordem de abertura do disjuntor. Sendo este disjuntor um disjuntor tripolar, diminuímos a

corrente na fase A e ocorreu o rearme da protecção, isto é, voltou à posição inicial (ordem 5 a

10).

Seguidamente, aumentámos o valor da fase B acima do parametrizado e, como havia

acontecido na fase A, deu-se comando de disparo da protecção de máximo de corrente de

fases na fase B e a ordem de abertura do disjuntor (ordem 12 a 15).

Aumentamos a corrente na fase C, de forma a disparar a protecção de máximo de corrente de

fases na fase C, mas não houve ordem de abertura do disjuntor porque este já se encontrava

aberto, na realidade esta situação não acontece, visto que, quando existe uma sobrecarga, ou


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curto-circuito, numa das fases e esta dá ordem de abertura ao disjuntor tripolar, após a abertura

deste, há interrupção nas outras fases, mas neste caso, trata-se de um programa (WinTest) de

simulações e a unidade está sempre a ver o corrente da outra fase, o que leva ao disparo da

protecção da fase mas não à ordem de abertura do disjuntor porque este já se encontra aberto

(ordem 17 a 18).

Por fim, diminuímos a correntes nas fases B e C e efectuámos uma simulação onde

aumentámos a corrente nas três fases, acima dos 2A, e como era de prever, houve comando

disparo da protecção de máximo de corrente de fases nas fases A, B e C e ordem de abertura

do disjuntor (ordem 23 a 30).

Ensaio em Modo Teste – Mínimo de Tensão de Fases

Mínimo de Tensão de Fases

Este ensaio será apenas efectuado apenas em modo de teste, visto que falta a carta de tensões

na protecção impossibilitando assim fazer o teste através da mala de ensaios.

A principal função da protecção Mínimo de Tensão de Fases é a desligação selectiva de

consumidores na sequência de perturbações que se manifestem pela queda de tensão,

nomeadamente, cavas de tensão (ou subtensões), isto é, por fenómenos que se manifestem

pela diminuição da amplitude da componente fundamental da tensão em uma ou mais fases.

Nos produtores independentes de energia, a Protecção de Mínimo de Tensão de Fases é uma

das protecções solicitadas, nesta situação a função garante a desligação dos auto-produtores

para cavas de tensão.

A TPU S420 utiliza as tensões fase-fase, calculadas a partir das tensões fase-terra, visto que as

tensões fase-terra estão mais sujeitas a variação do seu valor, especialmente para

determinados regimes de neutro, sendo a operação independente para cada uma das tensões

entre fases e detectados os defeitos assimétricos.

A protecção de Mínimo de Tensão de Fases disponibiliza dois escalões de protecção, são

semelhantes em tudo devendo ser regulados com limiares operacionais e tempos distintos de

forma a obter dois níveis de actuação, sendo uma mais rápida para valores de subtensão

extremamente reduzidos e outra mais lenta mas sensível a cavas de tensão de menor

amplitude.

Quando utilizada a Protecção de Mínimo de Tensão sem nenhum mecanismo de supervisão

associado, é sensível à anulação das tensões numa ou mais fases devida não a perturbação do


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sistema mas a avaria no circuito das medidas de tensão. Para suprimir essa possibilidade o relé

implementa dois mecanismos diferentes de bloqueio da função, conjunto das 3 fases, onde a

actuação da função passa a ser trifásica, isto é, só actua quando for detectada uma diminuição

de tensão fases, o outro bloqueio é bloqueio por corrente habilita a verificação de avaria dos TT

por presença de corrente em alguma fase.

8. Iniciar o módulo ‘WinSettings’ e parametrizar a função de Mínimo de Tensão de Fase.

Figura 3 – Parametrização do Mínimo de Tensão


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9. Iniciar o módulo ‘WinTest’, carregar no menu teste, e proceder do seguinte modo:

10. Introduzir os valores de tensões de acordo com o seguinte quadro:


11. Iniciar o teste carregando no botão ‘play’.

12. Inicialmente efectuar o ensaio para os valores propostos no quadro 3. Efectuar vários testes

variando as tensões.

13. Exportar no ‘WinReports’ o registo de eventos e comentar os resultados obtidos.


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Registo de Eventos Base de Dados: C:\Program Files\EFACEC\WinProt 4\winprot.mdb Subestação: Subestação Unidade: TPU S420-Ed1- Tipo: TPU S420-Ed1-S-1A-1A-100V-100V-50Hz-X-X-X-LON-PT Versão: 1.0 Número de Série: 97531 Ordem Data Hora Módulo Evento Estado 0 28-06-2005 16:07:42.762 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 1 28-06-2005 16:07:42.763 Teste da Unidade Operação Unidade Teste Modo Teste 2 28-06-2005 16:07:43.712 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 3 28-06-2005 16:07:43.794 Teste da Unidade Simulação Analógica Início 4 28-06-2005 16:07:43.805 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases AB Esc1 Rearme 5 28-06-2005 16:07:43.805 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases BC Esc1 Rearme 6 28-06-2005 16:07:43.805 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases CA Esc1 Rearme 7 28-06-2005 16:07:43.825 Frequência Bloq Freq por Min Tensão Inactivo 8 28-06-2005 16:08:18.827 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 9 28-06-2005 16:08:18.840 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases BC Esc1 Arranque 10 28-06-2005 16:08:18.861 Frequência Bloq Freq por Min Tensão Activo 11 28-06-2005 16:08:23.820 Mínimo de Tensão de Fases Disparo MinU Fases BC Esc1 Comando 12 28-06-2005 16:08:23.823 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Protec Activo 13 28-06-2005 16:08:23.823 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo 14 28-06-2005 16:09:18.379 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 15 28-06-2005 16:09:18.393 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases BC Esc1 Rearme 16 28-06-2005 16:09:18.393 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases CA Esc1 Arranque 17 28-06-2005 16:09:23.375 Mínimo de Tensão de Fases Disparo MinU Fases CA Esc1 Comando 18 28-06-2005 16:09:23.380 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Protec Activo 19 28-06-2005 16:09:23.380 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo 20 28-06-2005 16:10:02.168 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 21 28-06-2005 16:10:45.010 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 22 28-06-2005 16:10:45.023 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases AB Esc1 Arranque 23 28-06-2005 16:10:45.023 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases CA Esc1 Rearme 24 28-06-2005 16:10:50.002 Mínimo de Tensão de Fases Disparo MinU Fases AB Esc1 Comando 25 28-06-2005 16:10:50.006 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Protec Activo 26 28-06-2005 16:10:50.006 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo 27 28-06-2005 16:11:06.965 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 28 28-06-2005 16:11:06.980 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases BC Esc1 Arranque 29 28-06-2005 16:11:06.980 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases CA Esc1 Arranque 30 28-06-2005 16:11:11.961 Mínimo de Tensão de Fases Disparo MinU Fases CA Esc1 Comando 31 28-06-2005 16:11:11.962 Mínimo de Tensão de Fases Disparo MinU Fases BC Esc1 Comando


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14. Conclusões

É importante referir, que no programa WinTest os valores das amplitudes das tensões que

introduzimos são tensões simples mas a unidade analisa tensões compostas. Por defeito a

unidade activa o bloqueio frequência por mínimo de tensão mas este não é relevante para os

ensaios efectuados.

Neste ensaio colocámos as tensões todas acima do valor parametrizado, logo não houve

disparo de protecções mas verificou-se o rearme porque neste tipo de protecção enquanto não

forem introduzidos quaisquer valores a unidade assume o valor zero, logo a protecção de

mínimo de tensão encontra-se activa (ordem 4 a 6).

Em seguida, simulámos uma queda de tensão (cava de tensão ou subtensão), e levámos a

tensão BC abaixo do parametrizado, e como era de supor, houve disparo da protecção de

mínimo de tensão de fases BC, o que levou à ordem de abertura do disjuntor (ordem 9 a 13).

Aumentámos a tensão BC, o que conduziu ao rearme desta, procedemos da mesma forma para

as tensões CA e AB e obtivemos o mesmo resultado, o disparo da protecção de mínimo de

tensão e a quando o aumento da tensão CA o rearme desta (ordem 15 a 23).

Na última situação simulámos todas as tensões abaixo do parametrizado, mas como, o disjuntor

já havia disparado por ordem da protecção de mínimo de tensão AB, este não voltou a disparar,

apesar de ter havido comando de disparo de protecção de mínimo de tensão de fases BC e CA,

o mesmo se passou nas simulações de protecção de máximo de corrente de fases onde se

justifica esta situação (ordem 24 a 31).

15. Voltar ao ponto 1.2.1. e colocar Bloc Umin>3 fases a ON. Proceder da mesma forma que no

ponto 1.2.2.. Comparar com o ensaio anterior e tirar conclusões.


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Registo de Eventos Base de Dados: C:\Program Files\EFACEC\WinProt 4\winprot.mdb Subestação: Subestação Unidade: TPU S420-Ed1- Tipo: TPU S420-Ed1-S-1A-1A-100V-100V-50Hz-X-X-X-LON-PT Versão: 1.0 Número de Série: 97531 Ordem Data Hora Módulo Evento Estado 0 28-06-2005 16:25:11.681 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração

1 28-06-2005 16:25:11.682 Teste da Unidade Operação Unidade Teste Modo Teste

2 28-06-2005 16:25:12.359 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 3 28-06-2005 16:25:12.441 Teste da Unidade Simulação Analógica Início 4 28-06-2005 16:25:12.453 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases AB Esc1 Rearme 5 28-06-2005 16:25:12.453 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases BC Esc1 Rearme 6 28-06-2005 16:25:12.453 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases CA Esc1 Rearme 7 28-06-2005 16:25:12.472 Frequência Bloq Freq por Min Tensão Inactivo 8 28-06-2005 16:25:42.748 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 9 28-06-2005 16:25:42.758 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases BC Esc1 Arranque 10 28-06-2005 16:25:42.778 Frequência Bloq Freq por Min Tensão Activo 11 28-06-2005 16:26:11.615 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 12 28-06-2005 16:26:11.625 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases AB Esc1 Arranque 13 28-06-2005 16:26:11.625 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases BC Esc1 Rearme 14 28-06-2005 16:26:44.857 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 15 28-06-2005 16:26:44.871 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases AB Esc1 Rearme 16 28-06-2005 16:26:44.891 Frequência Bloq Freq por Min Tensão Inactivo 17 28-06-2005 16:27:06.024 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 18 28-06-2005 16:27:06.038 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases AB Esc1 Arranque 19 28-06-2005 16:27:06.038 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases BC Esc1 Arranque 20 28-06-2005 16:27:06.038 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases CA Esc1 Arranque 21 28-06-2005 16:27:06.048 Frequência Bloq Freq por Min Tensão Activo 22 28-06-2005 16:27:11.018 Mínimo de Tensão de Fases Disparo MinU FasesABC Esc1 Comando 23 28-06-2005 16:27:11.022 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Protec Activo 24 28-06-2005 16:27:11.022 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo

16. Conclusões

Por activação do parâmetro bloqueio de mínimo de tensão do conjunto das 3 fases, onde a

activação da função passa a ser trifásica, ou seja, só quando for detectada diminuição da

tensão em todas as fases é produzida a sinalização de disparo. Foi o que verificamos neste

ensaio onde o disjuntor apenas disparou quando o conjunto das três fases se encontram abaixo

do parametrizado (ordem 18 a 24), nas simulações anteriores não houve ordem de comando da

protecção de mínimo de tensão de fases como era previsível (ordem 9 a 15).


19-41

5.2 Trabalho Prático Nº2 Ensaio de Máximo de Corrente de Fases

Estes ensaios têm como finalidade a compreensão do funcionamento de um relé digital. Os

ensaios serão realizados com o relé TPU S420, destinado a diferentes aplicações, podendo o

utilizador escolher a solução mais adequada às suas necessidades.

Este estudo será complementado pela realização de testes com o equipamento de ensaios,

Sverker 750, que irá injectar um sinal analógico no relé, e receber um sinal digital do relé,

registando os tempos de actuação respectivos, os valores das correntes e os tempos de

actuação parametrizados no programa WinProt.

Figura 1 – Esquema de Ligação

Comunicação Série RS-232 WinProt

S1

S1- Saída Digital da TPU S420 (normalmente fechada) T1- Entrada analógica da TPU S420

T1

Correntes


20-41

Configuração no WinProt

1. No programa de interface para PC das protecções, no módulo 'WinSettings', programe as

janelas de parametrização das funções de protecção de Máximo de Corrente de Fases e na

Carta I/O.

Figura 2 – Parametrização da Carta I/O Base


21-41

Figura 3 – Parametrização de Protecção de Máximo de Corrente de Fases

Equipamento de ensaios: Efectuar a ligação de acordo com o esquema de montagem da

figura 1.

2. No relé, efectuar a limpeza do Registo de Eventos. E em seguida, ir ao menu Medidas e

verificar se a configuração do Hardware do equipamento corresponde às ligações feitas.

3. Injectar um valor de corrente suficiente para provocar a actuação do escalão amperimétrico.

Exportar no ‘WinProt’, no módulo WinReports o Registo de Eventos e interpretar.

Registo de Eventos Base de Dados: C:\Program Files\EFACEC\WinProt 4\winprot.mdb Subestação: Subestação Unidade: TPU S420-Ed1- Tipo: TPU S420-Ed1-S-1A-1A-100V-100V-50Hz-X-X-X-LON-PT Versão: 1.0 Número de Série: 97531 Ordem Data Hora Módulo Evento Estado 0 28-06-2005 17:21:15.407 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Arranque 1 28-06-2005 17:21:20.392 Máximo de Corrente de Fases Disparo MI Amperim Fase B Comando 2 28-06-2005 17:21:20.394 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Protec Activo


22-41

3 28-06-2005 17:21:20.394 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo 4 28-06-2005 17:21:20.395 Carta I/O Base Saída 1 Carta Base Comando 5 28-06-2005 17:21:20.507 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Rearme 6 28-06-2005 17:21:25.392 Carta I/O Base Saída 1 Carta Base Rearme

4. Conclusões

Injectamos, no equipamento de ensaios, um valor de corrente acima do parametrizado o que

levou ao comando de disparo do disjuntor.

Por programação da saída 1 na carta I/O base, a unidade envia uma ordem à mala de ensaios

e esta cessa o envio de corrente. A unidade deixa de ver sobreintensidade e efectua o rearme.

5. Medição do tempo de actuação da protecção:

5.1. Condição de STOP: alimentada por saída temporizada

5.2. OFF (na fonte de corrente) com valores superior ao parametrizado

5.3. START:IN

5.4. HOLD

5.5. ON+TIME

5.6. Anotar tempo de actuação e corrente

5.7. 2xHOLD

6. Repetir passos 5-7 várias vezes, de modo a obter pelo menos 5 medidas do tempo de

actuação, apresentar um quadro com os valores medidos e comente.

Nº Ensaio Tempo Parametrizado (s) Tempos de Actuação (s) 1 5.0 5.014 2 5.0 5.007 3 5.0 5.011 4 5.0 5.010 5 5.0 5.006

7. Conclusões

Com este ensaio, pretendemos demonstrar que a unidade é muito precisa nos tempos de

actuação das protecções. Como se pode verificar no quadro anterior, onde havia sido

parametrizado um tempo de actuação de 5 segundos, o erro cometido é na ordem das

centésimas de segundo.


23-41

Foram efectuados 5 ensaios e os tempos de actuação entre eles foram muito próximos, o que

não se verifica, nas protecções analógicas onde erro cometido entre vários ensaios é maior e

muito menos preciso.

8. Voltar novamente ao módulo 'WinSettings'. Parametrizar na Carta I/O a saída 5 (S5) e

Máximo de Corrente de Fases mude o Top para 0,3 (s).



24-41

Figura 5 – Esquema de Montagem

9. Verificar se as ligações estão bem efectuadas e não se esqueça de atracar o contactor.

10. No potenciómetro do equipamento de ensaio aumentar gradualmente a corrente sem

ultrapassar o valor parametrizado, após esperar breves instantes, aumentar bruscamente a

corrente sem exceder 10A. Obter a oscilografia pelo ‘WinReports’ e exportar a oscilografia

mais recente. Verificar qual é o tempo pré-defeito registado na oscilografia. Comentar.

Comunicação Série RS-232

Correntes

Contactor

T1 S5

Bobine do Contactor

Alimentação do Contactor

Legenda: S5 - Saída Digital da TPU S420 (normalmente fechada) T1 – Entrada Analógica

WinProt


25-41

Figura 6 – Oscilografia

11. Conclusões.

Como o equipamento de ensaios é monofásico apenas podemos obter a oscilografia de uma

das fases.

Na oscilografia podemos tirar os tempos de pré-defeito e defeito.

Numa primeira fase o tempo de pré-defeito (assinalado a vermelho), é sensivelmente 0.08s,

seguindo-se o defeito, sendo este tempo aproximadamente de 0.31s e finalmente o defeito

extinto.

Concluímos que, mais uma vez, a protecção foi precisa, visto que, o tempo que parametrizamos

para o tempo de operação na protecção de máximo de corrente de fases, sendo este o tempo

entre o aparecimento do defeito e a actuação da protecção, corresponde ao tempo de defeito

que foi 0,3 segundos.


26-41

5.3 Trabalho Prático Nº3 Ensaio de Religação Automática e Deslastre/Reposição de Tensão Religação Automática

A função de religação tem como principal objectivo a reposição em serviço da linha após a

eliminação de defeitos temporários ou intermitentes, este funcionamento baseia-se na

desligação temporária de uma linha após a detecção de um defeito e respectivo isolamento

durante um determinado tempo, seguindo a ordem de reposição partido do principio que o

defeito se extingue entretanto.

O tempo de isolamento decorre desde a ordem de abertura do disjuntor até à ordem de fecho

que dá tempo à extinção do defeito, seguindo-se a ordem de fecho do disjuntor, após esse

tempo. Executada a ordem, se o defeito se extingui decorrerá um tempo de bloqueio para ver

se existe ou não defeito, caso o defeito ainda esteja presente, após o fecho do disjuntor a

religação passará ao ciclo seguinte, se estiver configurado, caso contrário deixará o disjuntor

aberto sinalizando disparo definitivo.

Na TPU podem ser configurados até cinco ciclos independentes, e cada um pode ainda ser

configurado com dois tipos, nomeadamente, ciclo rápido e ciclo lento.

O ciclo rápido destina-se a situações de defeitos transitórios com um tempo de extinção muito

pequeno, este ciclo efectua uma religação instantânea seguida de uma ordem de reposição. A

ordem de abertura do disjuntor é gerada após qualquer arranque das funções de Protecção de

Máximo de Corrente. Este ciclo poderá efectuar um pequeno atraso na ordem de disparo, por

forma, a evitar religações causadas por perturbações muito rápidas que não provoquem o

disparo mas apenas o arranque das funções de protecção, este atraso também é

parametrizável.

No ciclo lento são as funções de protecção que dão ordem de abertura do disjuntor, sendo a

religação automática responsável pela reposição.

Deslastre/Reposição de Tensão

O Deslastre e Reposição de Tensão têm como principal objectivo a desligação após queda de

tensão e a posterior reposição automática da linha ou painel, após a normalização desta. As

quedas de tensão devem-se a defeitos na chegada alimentadora da barra deslastrada, que

podem reincidir ou não, e devida à instabilidade do sistema global de energia eléctrica.


27-41

Este automatismo está ligado à Protecção de Mínimo de Tensão que é efectuada pela TPU. O

funcionamento consiste na monitorização do estado do Protecção de Mínimo de Tensão e

também do estado do disjuntor de modo a tomar acções de desligação e ligação deste, em

função do valor da tensão.

Esta função é realizada independentemente em cada uma das protecções das saídas da

subestação. Para efectuar uma reposição sequencial de todas as cargas é necessário

escalonar devidamente o tempo de confirmação de tensão estável de cada uma das protecções

inseridas no ciclo de reposição.

Figura 1 – Esquema de montagem

Este ensaio consiste na Religação Automática do relé, o funcionamento deve-se a um defeito

numa linha seguindo-se a religação após o tempo de isolamento definido. Propõem-se um

ensaio de religação para melhor compreensão deste processo. Este ensaio será efectuado com

o auxílio do equipamento de ensaios.

No ensaio de Deslastre/Reposição de Tensão a ordem de abertura é efectuada pelo Mínimo de

Tensão de fase e a ordem de fecho é pela reposição de tensão, este será efectuado através do

programa ‘WinProt.

Comunicação Série RS-232

Correntes

Contactor

Alimentação do Contactor

Legenda: S2 - Saída Digital da TPU S420 (normalmente aberta) S5 - Saída Digital da TPU S420 (normalmente fechada) E1, E2- Entrada Digital T1 - Entrada Analógica

WinProt

S2 S5 T1 E1 E2


28-41

Para ambos os ensaios, tanto para a religação como para o deslastre e reposição de tensão, a

protecção tem de estar em modo automático.

1. Iniciar o módulo ‘WinSettings’ e configure a função de Máximo de Corrente de Fase,

Religação e Carta de Base I/O.



29-41

Figura 3 – Parametrização da Protecção de Máximo de Corrente de Fases

Figura 4 – Parametrização da Religação Automática


30-41

2. Confirmar que o estado do disjuntor está fechado. Se não estiver dar um comando de fecho

através do sinóptico da protecção.

3. Depois de o disjuntor passar a fechado, esperar um tempo superior ao tempo de bloqueio

configurado na Religação (10s), de modo a garantir que não surge nenhum defeito após o

fecho.

4. Variar a corrente no potenciómetro do equipamento de ensaios de forma a que a protecção

de máximo de corrente actue. Verifique que após a ordem de abertura do disjuntor este

volta a ser fechado. Recolha o registo de eventos e confirme este funcionamento.

5. Repetir os passos anteriores, mas após a ordem de fecho do disjuntor volte a injectar

corrente que provoque a actuação da protecção. Descreva o que observou e comprove com

a recolha e análise dos registos de eventos.

Registo de Eventos Base de Dados: C:\Program Files\EFACEC\WinProt 4\winprot.mdb Subestação: Subestação Unidade: TPU S420-Ed1- Tipo: TPU S420-Ed1-S-1A-1A-100V-100V-50Hz-X-X-X-LON-PT Versão: 1.0 Número de Série: 97531 Ordem Data Hora Módulo Evento Estado 0 30-06-2005 17:43:15.596 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 1->0 1 30-06-2005 17:43:15.596 Disjuntor Disjuntor Aberto 1->0 2 30-06-2005 17:43:15.641 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 0->1 3 30-06-2005 17:43:15.641 Disjuntor Disjuntor Fechado 0->1 4 30-06-2005 17:43:15.664 Disjuntor Estado Disjuntor Fechado 5 30-06-2005 17:43:25.676 Religação Religação Pronta Activa 6 30-06-2005 17:44:04.118 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Arranque 7 30-06-2005 17:44:04.322 Religação Religação Automática Em Curso 8 30-06-2005 17:44:04.323 Religação Religação Ciclo 1 Em Curso 9 30-06-2005 17:44:04.323 Religação Abert Disjuntor Religação Comando 10 30-06-2005 17:44:04.323 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Autom Activo 11 30-06-2005 17:44:04.324 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Controlo Activo 12 30-06-2005 17:44:04.324 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Comando 13 30-06-2005 17:44:04.360 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 1->0 14 30-06-2005 17:44:04.360 Disjuntor Disjuntor Fechado 1->0 15 30-06-2005 17:44:04.362 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 0->1 16 30-06-2005 17:44:04.362 Disjuntor Disjuntor Aberto 0->1 17 30-06-2005 17:44:04.378 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Rearme 18 30-06-2005 17:44:04.388 Disjuntor Estado Disjuntor Aberto 19 30-06-2005 17:44:04.391 Religação Religação Pronta Inactiva


31-41

20 30-06-2005 17:44:05.323 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Rearme 21 30-06-2005 17:44:07.385 Religação Religação Ciclo 1 Inactiva 22 30-06-2005 17:44:07.386 Religação Fecho Disjuntor Religação Comando 23 30-06-2005 17:44:07.386 Carta I/O Base Saída 2 Carta Base Comando 24 30-06-2005 17:44:07.387 Disjuntor Cmd Fecho Disjuntor Autom Activo 25 30-06-2005 17:44:07.387 Disjuntor Cmd Fecho Disjuntor Activo 26 30-06-2005 17:44:07.416 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 1->0 27 30-06-2005 17:44:07.416 Disjuntor Disjuntor Aberto 1->0 28 30-06-2005 17:44:07.421 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 0->1 29 30-06-2005 17:44:07.421 Disjuntor Disjuntor Fechado 0->1 30 30-06-2005 17:44:07.444 Disjuntor Estado Disjuntor Fechado 31 30-06-2005 17:44:07.448 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Arranque 32 30-06-2005 17:44:07.453 Religação Religação Ciclo 2 Em Curso 33 30-06-2005 17:44:08.386 Carta I/O Base Saída 2 Carta Base Rearme 34 30-06-2005 17:44:12.423 Máximo de Corrente de Fases Disparo MI Amperim Fase B Comando 35 30-06-2005 17:44:12.426 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Protec Activo 36 30-06-2005 17:44:12.426 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo 37 30-06-2005 17:44:12.426 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Comando 38 30-06-2005 17:44:12.455 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 1->0 39 30-06-2005 17:44:12.455 Disjuntor Disjuntor Fechado 1->0 40 30-06-2005 17:44:12.458 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 0->1 41 30-06-2005 17:44:12.458 Disjuntor Disjuntor Aberto 0->1 42 30-06-2005 17:44:12.467 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Rearme 43 30-06-2005 17:44:12.484 Disjuntor Estado Disjuntor Aberto 44 30-06-2005 17:44:13.420 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Rearme 45 30-06-2005 17:44:14.481 Religação Religação Ciclo 2 Inactiva 46 30-06-2005 17:44:14.482 Religação Fecho Disjuntor Religação Comando 47 30-06-2005 17:44:14.482 Carta I/O Base Saída 2 Carta Base Comando 48 30-06-2005 17:44:14.483 Disjuntor Cmd Fecho Disjuntor Autom Activo 49 30-06-2005 17:44:14.483 Disjuntor Cmd Fecho Disjuntor Activo 50 30-06-2005 17:44:14.512 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 1->0 51 30-06-2005 17:44:14.512 Disjuntor Disjuntor Aberto 1->0 52 30-06-2005 17:44:14.517 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 0->1 53 30-06-2005 17:44:14.517 Disjuntor Disjuntor Fechado 0->1 54 30-06-2005 17:44:14.540 Disjuntor Estado Disjuntor Fechado 55 30-06-2005 17:44:15.483 Carta I/O Base Saída 2 Carta Base Rearme 56 30-06-2005 17:44:19.547 Religação Religação Automática Inactiva 57 30-06-2005 17:44:19.548 Religação Religação Pronta Activa

6. Conclusão

Inicialmente verificámos o estado do disjuntor, como este se encontrava aberto demos um

comando no painel sinóptico para este mudar de estado e passar a fechado (ordem 0 à 4).

No equipamento de ensaios variámos o potenciómetro, ultrapassando o valor parametrizado

para a Protecção de Máximo de Corrente de Fases (ordem 5).

Neste ensaio de religação activamos dois de ciclos, um rápido, correspondendo este ao

primeiro ciclo e um lento sendo este o segundo.


32-41

Portanto, quando se der o defeito o primeiro ciclo actuar é o rápido, dando ordem de abertura

do disjuntor, após esta, espera o tempo de isolamento (3 segundos) e a religação automática dá

a ordem de reposição (ordem 6 à 30). Como o defeito não foi extinto o ciclo 2 entra em curso,

sendo neste a ordem de abertura do disjuntor dada pela protecção de máximo de corrente de

fases e a reposição que é dada pela religação automática (ciclo lento), em seguida espera o

tempo de isolamento e como o defeito foi extinto o disjuntor vai continuar atracado como era

previsto até uma próxima perturbação (ordem 31 à 57).

Registo de Eventos Base de Dados: C:\Program Files\EFACEC\WinProt 4\winprot.mdb Subestação: Subestação

Unidade: TPU S420-Ed1- Tipo: TPU S420-Ed1-S-1A-1A-100V-100V-50Hz-X-X-X-LON-PT Versão: 1.0 Número de Série: 97531

Ordem Data Hora Módulo Evento Estado 0 30-06-2005 17:37:24.484 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 1->0 1 30-06-2005 17:37:24.484 Disjuntor Disjuntor Aberto 1->0 2 30-06-2005 17:37:24.533 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 0->1 3 30-06-2005 17:37:24.533 Disjuntor Disjuntor Fechado 0->1 4 30-06-2005 17:37:24.556 Disjuntor Estado Disjuntor Fechado 5 30-06-2005 17:37:34.566 Religação Religação Pronta Activa 6 30-06-2005 17:37:55.381 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Arranque 7 30-06-2005 17:37:55.585 Religação Religação Automática Em Curso 8 30-06-2005 17:37:55.585 Religação Religação Ciclo 1 Em Curso 9 30-06-2005 17:37:55.586 Religação Abert Disjuntor Religação Comando 10 30-06-2005 17:37:55.586 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Autom Activo 11 30-06-2005 17:37:55.586 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Controlo Activo 12 30-06-2005 17:37:55.586 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Comando 13 30-06-2005 17:37:55.618 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 1->0 14 30-06-2005 17:37:55.618 Disjuntor Disjuntor Fechado 1->0 15 30-06-2005 17:37:55.620 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 0->1 16 30-06-2005 17:37:55.620 Disjuntor Disjuntor Aberto 0->1 17 30-06-2005 17:37:55.631 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Rearme 18 30-06-2005 17:37:55.646 Disjuntor Estado Disjuntor Aberto 19 30-06-2005 17:37:55.649 Religação Religação Pronta Inactiva 20 30-06-2005 17:37:56.586 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Rearme 21 30-06-2005 17:37:58.648 Religação Religação Ciclo 1 Inactiva 22 30-06-2005 17:37:58.649 Religação Fecho Disjuntor Religação Comando 23 30-06-2005 17:37:58.649 Disjuntor Cmd Fecho Disjuntor Autom Activo 24 30-06-2005 17:37:58.649 Carta I/O Base Saída 2 Carta Base Comando 25 30-06-2005 17:37:58.650 Disjuntor Cmd Fecho Disjuntor Activo 26 30-06-2005 17:37:58.680 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 1->0


33-41

27 30-06-2005 17:37:58.680 Disjuntor Disjuntor Aberto 1->0 28 30-06-2005 17:37:58.685 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 0->1 29 30-06-2005 17:37:58.685 Disjuntor Disjuntor Fechado 0->1 30 30-06-2005 17:37:58.702 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Arranque 31 30-06-2005 17:37:58.711 Disjuntor Estado Disjuntor Fechado 32 30-06-2005 17:37:58.715 Religação Religação Ciclo 2 Em Curso 33 30-06-2005 17:37:59.649 Carta I/O Base Saída 2 Carta Base Rearme 34 30-06-2005 17:38:03.677 Máximo de Corrente de Fases Disparo MI Amperim Fase B Comando 35 30-06-2005 17:38:03.680 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Protec Activo 36 30-06-2005 17:38:03.681 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo 37 30-06-2005 17:38:03.681 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Comando 38 30-06-2005 17:38:03.713 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 1->0 39 30-06-2005 17:38:03.713 Disjuntor Disjuntor Fechado 1->0 40 30-06-2005 17:38:03.715 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 0->1 41 30-06-2005 17:38:03.715 Disjuntor Disjuntor Aberto 0->1 42 30-06-2005 17:38:03.731 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Rearme 43 30-06-2005 17:38:03.738 Disjuntor Estado Disjuntor Aberto 44 30-06-2005 17:38:04.674 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Rearme 45 30-06-2005 17:38:05.735 Religação Religação Ciclo 2 Inactiva 46 30-06-2005 17:38:05.736 Religação Fecho Disjuntor Religação Comando 47 30-06-2005 17:38:05.736 Disjuntor Cmd Fecho Disjuntor Autom Activo 48 30-06-2005 17:38:05.736 Disjuntor Cmd Fecho Disjuntor Activo 49 30-06-2005 17:38:05.736 Carta I/O Base Saída 2 Carta Base Comando 50 30-06-2005 17:38:05.770 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 1->0 51 30-06-2005 17:38:05.770 Disjuntor Disjuntor Aberto 1->0 52 30-06-2005 17:38:05.775 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 0->1 53 30-06-2005 17:38:05.775 Disjuntor Disjuntor Fechado 0->1 54 30-06-2005 17:38:05.799 Disjuntor Estado Disjuntor Fechado 55 30-06-2005 17:38:06.736 Carta I/O Base Saída 2 Carta Base Rearme 56 30-06-2005 17:38:09.420 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Arranque 57 30-06-2005 17:38:14.397 Máximo de Corrente de Fases Disparo MI Amperim Fase B Comando 58 30-06-2005 17:38:14.401 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Protec Activo 59 30-06-2005 17:38:14.401 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo 60 30-06-2005 17:38:14.402 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Comando 61 30-06-2005 17:38:14.403 Religação Disparo Definitivo Religac Comando 62 30-06-2005 17:38:14.436 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 1->0 63 30-06-2005 17:38:14.436 Disjuntor Disjuntor Fechado 1->0 64 30-06-2005 17:38:14.439 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 0->1 65 30-06-2005 17:38:14.439 Disjuntor Disjuntor Aberto 0->1 66 30-06-2005 17:38:14.460 Máximo de Corrente de Fases Protec MI Amperim Fase B Rearme 67 30-06-2005 17:38:14.466 Disjuntor Estado Disjuntor Aberto 68 30-06-2005 17:38:14.469 Religação Religação Automática Inactiva 69 30-06-2005 17:38:14.470 Religação Religação Pronta Activa 70 30-06-2005 17:38:14.471 Religação Religação Pronta Inactiva 71 30-06-2005 17:38:15.394 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Rearme


34-41

7. Conclusão

A primeira parte do ensaio corresponde à descrita no ponto anterior (ordem 0 à 55).

A grande diferença deste ensaio relativamente ao anterior é que quando a Religação lenta (ciclo

2) faz a reposição, voltamos a injectar corrente, simulando um novo defeito e se o tempo de

bloqueio parametrizado ainda não tiver passado, a função religação, não será desencadeada e

quem vai dar ordem de abertura do disjuntor é a função de protecção de máximo de corrente de

fases, ficando o disjuntor definitivamente aberto até a intervenção humana (ordem 56 à 71).

Deslastre/Reposição de Tensão

8. Iniba o máximo de corrente de fases, na carta de base proceda à seguinte alteração;

S2>Conf. - 39429>Ordem de Reposição Tensão e configure a função de Mínimo de Tensão

de fase.

Figura 5 – Parametrização de Protecção de Mínimo de Tensão de Fases


35-41

Figura 6 – Parametrização do Deslastre/Reposição de Tensão


36-41

9. Iniciar o módulo ‘WinTest’ e carregar no menu teste.


10. Introduzir os valores de tensões.

11. Confirmar que o estado do disjuntor está fechado. Se não estiver dê um comando de fecho

através do sinóptico da protecção.

12. Iniciar o teste carregando no botão ‘Play’.

13. Efectuar o ensaio para os valores propostos no quadro 5.

14. Efectuar vários testes variando as tensões.

15. Exportar do ‘WinReports’ o registo de eventos e comente os resultados obtidos.


37-41

Registo de Eventos Base de Dados: C:\Program Files\EFACEC\WinProt 4\winprot.mdb Subestação: Subestação Unidade: TPU S420-Ed1- Tipo: TPU S420-Ed1-S-1A-1A-100V-100V-50Hz-X-X-X-LON-PT Versão: 1.0 Número de Série: 97531

Ordem Data Hora Módulo Evento Estado 0 30-06-2005 18:17:45.917 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 1->0 1 30-06-2005 18:17:45.917 Disjuntor Disjuntor Aberto 1->0 2 30-06-2005 18:17:45.960 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 0->1 3 30-06-2005 18:17:45.960 Disjuntor Disjuntor Fechado 0->1 4 30-06-2005 18:17:45.982 Disjuntor Estado Disjuntor Fechado 5 30-06-2005 18:17:45.983 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo 6 30-06-2005 18:17:45.983 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Controlo Activo 7 30-06-2005 18:18:09.458 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 8 30-06-2005 18:18:09.459 Teste da Unidade Operação Unidade Teste Modo Teste 9 30-06-2005 18:18:11.267 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 10 30-06-2005 18:18:11.343 Teste da Unidade Simulação Analógica Início 11 30-06-2005 18:18:11.351 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases AB Esc1 Rearme 12 30-06-2005 18:18:11.351 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases BC Esc1 Rearme 13 30-06-2005 18:18:11.351 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases CA Esc1 Rearme 14 30-06-2005 18:18:11.371 Frequência Bloq Freq por Min Tensão Inactivo 15 30-06-2005 18:18:14.355 Deslastre/Reposição de Tensão Estado Deslastre Tensão Inactivo 16 30-06-2005 18:18:40.735 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 17 30-06-2005 18:18:40.746 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases BC Esc1 Arranque 18 30-06-2005 18:18:40.766 Frequência Bloq Freq por Min Tensão Activo 19 30-06-2005 18:18:41.720 Mínimo de Tensão de Fases Disparo MinU Fases BC Esc1 Comando 20 30-06-2005 18:18:41.722 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Protec Activo 21 30-06-2005 18:18:41.723 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo 22 30-06-2005 18:18:41.723 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Comando 23 30-06-2005 18:18:41.725 Deslastre/Reposição de Tensão Estado Deslastre Tensão Activo 24 30-06-2005 18:18:41.725 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Autom Activo 25 30-06-2005 18:18:41.725 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Controlo Activo 26 30-06-2005 18:18:41.761 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 1->0 27 30-06-2005 18:18:41.761 Disjuntor Disjuntor Fechado 1->0 28 30-06-2005 18:18:41.763 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 0->1 29 30-06-2005 18:18:41.763 Disjuntor Disjuntor Aberto 0->1 30 30-06-2005 18:18:41.788 Disjuntor Estado Disjuntor Aberto 31 30-06-2005 18:18:42.724 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Rearme 32 30-06-2005 18:19:13.542 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 33 30-06-2005 18:19:13.552 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases BC Esc1 Rearme 34 30-06-2005 18:19:13.572 Frequência Bloq Freq por Min Tensão Inactivo 35 30-06-2005 18:19:16.556 Deslastre/Reposição de Tensão Estado Deslastre Tensão Inactivo 36 30-06-2005 18:19:16.557 Deslastre/Reposição de Tensão Estado Reposição Tensão Activo 37 30-06-2005 18:19:18.558 Deslastre/Reposição de Tensão Estado Reposição Tensão Inactivo 38 30-06-2005 18:19:18.559 Deslastre/Reposição de Tensão Ordem Reposição Tensão Activo 39 30-06-2005 18:19:18.559 Disjuntor Cmd Fecho Disjuntor Autom Activo


38-41

40 30-06-2005 18:19:18.559 Disjuntor Cmd Fecho Disjuntor Activo 41 30-06-2005 18:19:18.559 Carta I/O Base Saída 2 Carta Base Comando 42 30-06-2005 18:19:18.589 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 1->0 43 30-06-2005 18:19:18.589 Disjuntor Disjuntor Aberto 1->0 44 30-06-2005 18:19:18.595 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 0->1 45 30-06-2005 18:19:18.595 Disjuntor Disjuntor Fechado 0->1 46 30-06-2005 18:19:18.621 Disjuntor Estado Disjuntor Fechado 47 30-06-2005 18:19:19.560 Carta I/O Base Saída 2 Carta Base Rearme 48 30-06-2005 18:19:29.056 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 49 30-06-2005 18:19:29.070 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases AB Esc1 Arranque 50 30-06-2005 18:19:29.090 Frequência Bloq Freq por Min Tensão Activo 51 30-06-2005 18:19:30.045 Mínimo de Tensão de Fases Disparo MinU Fases AB Esc1 Comando 52 30-06-2005 18:19:30.050 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Protec Activo 53 30-06-2005 18:19:30.050 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Protec Activo 54 30-06-2005 18:19:30.050 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Comando 55 30-06-2005 18:19:30.052 Deslastre/Reposição de Tensão Estado Deslastre Tensão Activo 56 30-06-2005 18:19:30.052 Disjuntor Ordem Abert Disjunt Autom Activo 57 30-06-2005 18:19:30.052 Disjuntor Cmd Abert Disjunt Controlo Activo 58 30-06-2005 18:19:30.087 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 1->0 59 30-06-2005 18:19:30.087 Disjuntor Disjuntor Fechado 1->0 60 30-06-2005 18:19:30.089 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 0->1 61 30-06-2005 18:19:30.089 Disjuntor Disjuntor Aberto 0->1 62 30-06-2005 18:19:30.111 Disjuntor Estado Disjuntor Aberto 63 30-06-2005 18:19:31.050 Carta I/O Base Saída 5 Carta Base Rearme 64 30-06-2005 18:19:42.606 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 65 30-06-2005 18:19:42.618 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases BC Esc1 Arranque 66 30-06-2005 18:19:42.619 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases CA Esc1 Arranque 67 30-06-2005 18:19:43.598 Mínimo de Tensão de Fases Disparo MinU Fases CA Esc1 Comando 68 30-06-2005 18:19:43.599 Mínimo de Tensão de Fases Disparo MinU Fases BC Esc1 Comando 69 30-06-2005 18:20:47.369 Teste da Unidade Dados Simulação Analógica Alteração 70 30-06-2005 18:20:47.380 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases AB Esc1 Rearme 71 30-06-2005 18:20:47.380 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases BC Esc1 Rearme 72 30-06-2005 18:20:47.380 Mínimo de Tensão de Fases Protec MinU Fases CA Esc1 Rearme 73 30-06-2005 18:20:47.400 Frequência Bloq Freq por Min Tensão Inactivo 74 30-06-2005 18:20:50.388 Deslastre/Reposição de Tensão Estado Deslastre Tensão Inactivo 75 30-06-2005 18:20:50.389 Deslastre/Reposição de Tensão Estado Reposição Tensão Activo 76 30-06-2005 18:20:52.391 Deslastre/Reposição de Tensão Estado Reposição Tensão Inactivo 77 30-06-2005 18:20:52.391 Deslastre/Reposição de Tensão Ordem Reposição Tensão Activo 78 30-06-2005 18:20:52.391 Disjuntor Cmd Fecho Disjuntor Autom Activo 79 30-06-2005 18:20:52.391 Carta I/O Base Saída 2 Carta Base Comando 80 30-06-2005 18:20:52.392 Disjuntor Cmd Fecho Disjuntor Activo 81 30-06-2005 18:20:52.420 Carta I/O Base Estado Entrada 2 C Base 1->0 82 30-06-2005 18:20:52.420 Disjuntor Disjuntor Aberto 1->0 83 30-06-2005 18:20:52.425 Carta I/O Base Estado Entrada 1 C Base 0->1 84 30-06-2005 18:20:52.425 Disjuntor Disjuntor Fechado 0->1 85 30-06-2005 18:20:52.446 Disjuntor Estado Disjuntor Fechado 86 30-06-2005 18:20:53.390 Carta I/O Base Saída 2 Carta Base Rearme


39-41

16. Conclusões

Inicialmente verificamos o estado do disjuntor, como este se encontrava aberto demos um

comando no painel sinóptico para este mudar de estado e passar a fechado (ordem 0 à 4).

Introduzimos valores das tensões acima do parametrizado e a protecção de Mínimo de Tensão

de Fases efectuou o rearme (ordem 11 à 13).

Em seguida, baixamos a fase BC abaixo do parametrizado, o que levou ao disparo da

protecção de mínimo de tensão de fases BC e à ordem de abertura do disjuntor (ordem 17 a

30).

Com o aumento da tensão BC houve o rearme da protecção e o comando por parte do

Deslastre/Reposição da Tensão que dá ordem de fecho do disjuntor (ordem 32 à 46).

Diminuímos outra fase, AB, abaixo do valor parametrizado e houve ordem de abertura do

disjuntor por parte da protecção. Em seguida, baixamos a tensão nas fases restantes, BC e CA,

e realizou-se o comando da protecção de mínimo de tensão destas mas não houve disparo por

parte do disjuntor, visto este já se encontrar aberto e se tratar de um disjuntor tripolar, esta

situação já se encontra analisada no Trabalho Nº 1 (ordem 48 à 68).

Finalmente, voltamos a introduzir valores para as tensões acima do parametrizado e ocorreu o

rearme da protecção e consequentemente a reposição dando ordem de fecho do disjuntor

(ordem 69 ao 85).


40-41

6. CONCLUSÕES FINAIS

O objectivo deste trabalho é projectar um conjunto de trabalhos de laboratório para a cadeira de

sistemas de protecção com vista a ensaiar e compreender os princípios de funcionamento dos

sistemas de protecção modernos. Para isso foram desenvolvidos três trabalhos e os respectivos

guias, usando todos eles como base uma protecção digital de fabrico EFACEC - TPU S420,

juntamente com as diversas ferramentas de software associadas - WinProt.

Assim, no primeiro trabalho o objectivo principal era o ensaio de um conjunto alargado de

funções de protecção de corrente e de tensão, recorrendo apenas à simulação por software,

isto prescinde de equipamentos externos de injecção de grandezas analógicas.

O segundo trabalho procura aliar aos testes realizados no primeiro mas usando agora sistemas

físicos de injecção de tensões e correntes (Mala de ensaios SVERKER750).

Por último o terceiro trabalho explora as capacidades de automação e controlo, disponibilizadas

nos actuais sistemas de protecção multifuncionais, em particular a religação automática e o

deslastre e reposição de tensão.

Em suma, o trabalho permitiu o contacto directo e aprofundado com sistemas de protecção e

controlo digitais, com um elevado número de funcionalidade, compreender os seus princípios de

funcionamento, o campo de aplicação e as diversas e avançadas formas de configuração,

suportadas todas elas em ferramentas de software de alto nível.


41-41

ANEXOS I

Documents

Projecto Final de Cursoee03234/relatorio.pdf · o ensaio das funções de protecção máximo corrente de fases e mínimo tensão de ... O painel traseiro possui duas portas série