Aplicaes de relsem Mdia TensoAlexandre Piatniczka
(Piati)IntroduoAlexandre PiatiEngenheiro de AplicaesTpicos:
Histrico Zonas de Proteo TCs TPs Medies e conexes Solues de
proteoSistema de potnciaIntroduo Rels eletromecnicos 1 gerao, medio
primrias 2 gerao, auto alimentao proveniente dos transformadores de
proteo Rels requerem TCs e TPs com grande potncia Grande risco de
saturao dos TCs, especialmente quando huma grande quantidade de
componente DC na falta Muitas partes mecnicas, requer manuteno
regular Ajustes imprecisos e baixa sensibilidadeCurva de resposta
de TCsSadasecundriaCorrente primria /In1001010,10,010,0010,01 0,1 1
10 100 1000SaturaoTransformador conventionalcom ncleo
ferrosoResposta tpica de transformadoresExemplo de painel de proteo
eletromecnicaIntroduo Rels estticos Fonte de alimentao externa
Baseado em eletrnica analgica ou digital Rel necessita de TCs e TPs
com menor potncia Ajustes mais precisos Maiores faixas de ajustes
Dimenses menoresIntroduo Rels numricos Tecnologia microprocessada
fornece as mesmasfuncionalidades dos rels estticos e mais Diversas
funes de proteo integradas em um nico rel Auto superviso de
hardware e software Enorme quantidade de informao devido a
comunicao Proteo, medio, controle, monitoramento de condies,
comunicao e etc caixas chamadasterminais de proteoExemplo de painel
de proteo numrica Introduo Objetivos da proteo Detectar todas as
faltas eltricas e algumas condies anormais de operao Proteger seres
humanos e propriedades do sistema eltrico A proteo deve ser
seletiva Disconectar a menor parte possvel do sistema eltrico A
operao deve ser rpida e sensvel Perigo de morte, destruio e
distrbios devem ser minimizados A estabilidade do sistema deve ser
garantido em todas condies Proteo deve cobrir 100% da rea a ser
protegida Proteo deve ser confivel e simples Testes de
comissionamento da proteo devem ser possveis de ser realizado no
local da instalaoFalha de proteoZonas de Proteo Proteo deve cobrir
100% da rea a ser protegidaInstrumentos de medio Transformadores de
corrente (TC)P1P2S1S2I1AI2P1 1S11S2A2S12S23S13S2P2C1P2C2S1
S2P1NcIeo e enioIanenlode nedioNcIeo e enioIanenlode pioleoNcIeo e
enioIanenlode pioleoTiansfoinadoi de lis ncIeosReIe 1ReIe
2Tiansfoinadoi de un ncIeoDois enioIanenlos piiniiosInstrumentos de
medio Transformadores de Corrente (TC)Principais funes dos
transformadores de corrente: Diminuir o nvel de corrente primria
para valores adequados aosintrumentos de medio e proteo Padronizar
medidores e rels secundrios Proteger equipamentos secudrio sensveis
de sobrecargas Possibilitar um sistema de medio e proteo
centralizadoInstrumentos de medio Transformadores de Tenso ou
Potencial (TP)A A AN N Nn n na a aEnrolamentoprimrioV V VA A AN N
Ndndadn dnda daVConexo delta abertopara medio de tenso
residualEnrolamentosecundrioTenso piincipaI 13,8 kVTenso
NoninaIdopiiniio138OO/Tenso NoninaIdo secundiio 1OO
/33EnrolamentoprimrioEnrolamentosecundrioInstrumentos de medio
Transformadores de Tenso ou Potencial (TP)Principais funes dos
transformadores de potencial: Diminuir o nvel de tenso primria para
valores adequados aosintrumentos de medio e proteo Padronizar
medidores e rels secundrios Possibilitar um sistema de medio e
proteo centralizadoInstrumentos de medio Medio pelos relsSensor de
correnteSensor de tensoTCTPTipos de faltas em sistemas de potnciaa)
a) three-phase Trifsica b) phase-to-phase d) Falta terrac)
phase-to-phase-to-earth b) Fase-Fase d) earth fault e) Falta
cross-countrye) cross-country fault c) Fase-fase terra e) condutor
rompido~~R R X XL1 L1~~R R X XL2 L2~~R R X XL3 L3R RL L X XL LL La
a l l c c e e d d Le fMedies e conexes Princpios de medio
Sobrecorrente no direcional(curto circuito) Sobrecarga Desequilbrio
Discontinuidade de fase Subcorrente ou perda de cargaMedies e
conexes Princpios de medio Sobrecorrente no direcionalde falta
terra Somatrio residual TC toroidalMedies e conexes Princpios de
medio Sobre / Subtenso FrequnciaMedies e conexes Princpios de medio
Falta terra Tenso residualMedies e conexes Princpios de medio
Sobrecorrente direcional e nodirecional Sobrecorrente direcional e
nodirecional de neutro Sobrecorrente por restrio de tenso Proteo de
distncia Sobre / Sub magnetizao Sobre / Sub potncia e
potnciareversa Sobrecarga Desequilbrio Discontinuidade de
faseMedies e conexes Princpios de medio Proteo diferencialMedies e
conexes Princpios de medio Proteo diferencialFalta terra
restritaMedies e conexes Princpios de medio Corrente residual
Princpio de corrente diferencialMedies e conexes Princpios de medio
Proteo de banco de capacitores (REF54_)Medies e conexes Princpios
de medio Proteo diferencial de barraProteo de sobrecorrente 50/51
Atuao por tempo definido0,010,1110100 1000
10000Current/ATime/st>I>t>>I>>3 I >3 I
>>Proteo de sobrecorrente 50/51 50N/51N[ ] k1II
s t
>= t = tempo de operao em segundos k (ou k0)= ajuste
multiplicador de tempo TMS Dial I = corrente de fase I> (ou
I0>)= corrente de partida ajustada120 1,0 Longo tempo
inversa80,0 2,0 Extremamente inversa13,5 1,0 Muito inversa0,14 0,02
Normal inversaCurva inversa tempo/correnteProteo de sobrecorrente
50/51 50N/51NComportamento trmico de um motorProteo por imagem
trmica 49 Estator / / / / trip [%]100500Partida Trabalho em
corrente de plena cargaRotor
a
iProteo por imagem trmica 49 Ajustes da proteo I
= corrente de mxima carga = constante de tempo a= temperatura de
alarmed) Line break down and single phase earth-fault on the load
sideProteo de desequilbrio de fase 46 1020 30 4050 60 70 8090 100I/
IL[%]100806050403020108654321t s12020408060100120tsde tenso na
barraMMMMMMProteo de desequilbrio de fase 46 Desequilbrio de
corrente em um motor pode causar um
desequilbrio0%20%40%60%80%100%MV70% 15% 10% 5%HV93% 4% 2% 1%Falta
terra Faltafase-fase Fase-fase terraFaltatrifsicaFonte:IEEE Power
System Relaying Committee Working Group 1992overhead
linesReligamento automtico 79 Religamento automtico 79Religamentos
com sucessoFonte:Elmore, Walter(1994). Protective Relaying Theory
and Applications, USA1religamento2religamento3religamentoSem
sucesso83,3 %10,0 %1,4 %5,3 %Impacto de falta por arco no
cubculo0100 200 300 400 500t/msEstruturas
metlicasCobreIsolaoDestruio completa do cubculoDanosDerretimento ou
queimaImpacto de falta por arco no cubculoTRIP = primeiro disparo
(atraso t>) CBFP = segundo disparo se CB2 falhar (atraso 0.1...1
s)Falha de disjuntorX XXTRIPCBFPCB1CB2 CB3MEDIOSuperviso do
circuito de disparo Interligao de todos osrels em rede Visualizao
em tempo real: da SE estado de operao Medies (A, V, .) Registros
de: eventos de operao eventos de falta Banco de dados Acesso via
LAN (TCP/IP)Software MICROSCADASistemas de Superviso e Controle de
SEs Exemplo de topologia - Rede em anel (loop)Fibra ticaRS 232 ou
RS 485Protocolos de comunicao: SPABUS ou IEC 870-5-103 (ambos at
19,2kbps)Sistemas de Superviso e Controle de SEs Exemplo de
topologia - Rede em varalMODBUS - RS 485RS 232Protocolos de
comunicao: MODBUS ou DNP 3.0 (ambos at 19,2kbps)RS 232 / RS 485
ConverterSistemas de Superviso e Controle de SEs Exemplo de
topologia - Rede em estrelaProtocolos de comunicao: LON bus
(ECHELON) 1,25MbpsLONBUS - Fibra ticaSistemas de Superviso e
Controle de SEsTopologia 1: Barramento de dadosHSIEquip 1rios.
TCs/TPs Equip 1rios. TCs/TPsControledo vo ARelARelBControledo vo
BRelARelBEngenharia/MonitoramentoCentro de
controleRoteadorBarramentode dadosda subestaoBarramento de dados
usando 61850-9-1HSIEngenharia/MonitoramentoCentro de
controleRoteadorBarramentode dadosda subestaoEquip 1rios.
TCs/TPsControledo vo ARelARelBEquip 1rios. TCs/TPsControledo vo
BRelARelBTopologia 2: Barramentos de dados e de
processoHSIControledo vo ARelARelBEquip
1rios.ModernosTCs/TPsModernosControledo vo BRelARelBEquip
1rios.ModernosBarramento do processoBarramento do
processoTCs/TPsModernosBarramentode dadosda
subestaoEngenharia/MonitoramentoCentro de controleRoteadorChaveador
ChaveadorTopologia 3: Barramento de dados
comumHSIEngenharia/MonitoramentoBarramento comumde processo e de
dadosda subestaoCentro de controleRoteadorControledo vo
ARelARelBEquip 1rios.ModernosTCs/TPsModernosControledo vo
BRelARelBEquip
1rios.ModernosChaveadorChaveadorTCs/TPsModernosTopologia 4:
Barramento de dados em anelControledo vo ARelARelBEquip
1rios.ModernosTCs/TPsModernosControledo vo BRelARelBEquip
1rios.ModernosEthernet em anel com
ChaveadoresChaveadorRoteadorHSIEngenharia/MonitoramentoBarramentode
dadosda subestaoBarramento do processoCentro de controleBarramento
do
processoTCs/TPsModernosChaveadorPerguntas???www.abb.com/[email protected]
