Internamente aos IEDs, o processamento dos sinais para implantação da seletividade lógica é realizado através da lógica booleana.
Os diagramas lógicos visando à aplicação da seletividade lógica são de maneira geral flexíveis, estando a sua configuração condicionada à aplicação em si juntamente com a característica específica da engenharia de cada fabricante. Não existe uma topologia única ou padrão para se formar os diagramas lógicos, sendo de cada fabricante as especificidades, e caso existam, não trarão diferenciais no sentido de se obter melhorias de desempenho na implementação.
De forma ilustrativa, a figura 2.15 apresenta um diagrama constituído de cinco disjuntores da subestação 5142 e apenas um disjuntor da subestação 5151. Será avaliada a configuração da lógica de controle do disjuntor 5142C através do seu IED
associado, contemplando tanto a seletividade lógica quanto a função 50BF (falha do disjuntor) programada na lógica booleana inserida no IED de proteção do disjuntor 5142C em relação ao disjuntor 5151A (COMPERJ, 2008).
Fonte: COMPERJ, 2008.
Figura 2.15 – Interação entre os disjuntores 5151A e 5142C.
A função falha do disjuntor (ANSI 50BF) é aplicada no sentido de verificar uma falha na abertura do disjuntor quando do comando de trip pelo seu IED correspondente. Esta função busca reduzir o tempo de extinção da falta nesta condição, atuando de certa forma como uma função de back up da seletividade lógica.
Na figura 2.16 é mostrado o diagrama lógico correspondente (COMPERJ, 2008).
Fonte: COMPERJ, 2008
Figura 2.16 – Diagrama lógico para as funções seletividade lógica e 50BF.
Para implementação da seletividade lógica e falha do disjuntor, são utilizados dois elementos de proteção de sobrecorrente do IED do disjuntor 5142C.
O primeiro elemento, denominado P50_1, ajustado com atraso de 50 ms, é o responsável pela liberação do sinal de trip do disjuntor 5142C na ocorrência de uma falta. Já o segundo elemento (P50_2), ajustado sem atraso, é o responsável por gerar o sinal de bloqueio do IED à montante.
Desta forma, a função de proteção P50_1 é a que efetivamente atua como função de sobrecorrente, sendo a saída de operação desta função denominada de P50_1_OP conforme figura 2.16.
Na ocorrência de uma falta, percebida pelos elementos de proteção P50_1 e P50_2, e caso o IED do disjuntor 5142C não receba o sinal de bloqueio do IED à jusante, representado pela variável de entrada VE_G_5151A_P68, gerando a variável interna VI_BLOQUEIO_P50_1, o IED do disjuntor 5142C enviará comando de trip via a variável interna VI_TRIP50 com o atraso de tempo configurado em 50 ms. Este tempo é o suficiente para processamento do sinal de bloqueio da seletividade lógica por parte do IED.
Simultaneamente, o elemento de proteção P50_2 percebendo a ocorrência da falta, tendo a sua saída de operação denominada P50_2_OP, não ocorrendo ainda falha do disjuntor 5142C, envia o sinal de bloqueio para os IEDs dos disjuntores à montante (5142A e 5142T), representado pela variável de saída VS_G_5142C_P68. Caso não ocorra a abertura do disjuntor 5142C, o temporizador contará conforme configurado um tempo de 100 ms para ativar a função falha do disjuntor, representada pela variável interna VI_P50BF, que fará o desbloqueio dos IEDs à montante conforme a lógica apresentada.
Desta forma, é feita a demonstração de um diagrama lógico para aplicação da seletividade lógica e também da função 50BF, ressaltando que este é apenas um modelo de diagrama, existindo toda a flexibilidade à disposição dos usuários para esta implementação.
2.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste capítulo foram apresentadas as formas disponíveis de implementação para aplicação da seletividade lógica.
Também foram apresentadas as mídias existentes de interligação dos IEDs, sendo a configuração via cabo elétrico de cobre (sistema fiado) a mais tradicional, utilizando- se as entradas e saídas digitais dos IEDs. Esta configuração é a mais confiável do ponto de vista da disponibilidade do sistema, visto que envolve somente os IEDs propriamente ditos.
Adicionalmente, foi apresentada uma descrição das principais redes de comunicação aplicadas à proteção e automação de subestações.
Foram apresentadas diversas topologias utilizando redes de comunicação, sendo que algumas contêm esquemas de redundâncias, que faz com que a confiabilidade do sistema seja ampliada. Obviamente a cada nível de redundância, existe um custo envolvido para sua implementação.
Finalmente, destaca-se que dentre as diversas opções de topologias existentes, a rede Ethernet é a que representa a maior tendência de aplicação na engenharia de proteção.
3 - ANÁLISE DE DESEMPENHO DA SELETIVIDADE LÓGICA
3.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS
O objetivo deste capítulo é analisar o desempenho da seletividade lógica com relação à sua funcionalidade e velocidade da transmissão dos sinais de bloqueio que ocorre entre os IEDs.
Esta análise é realizada com base em algumas formas possíveis de implementação da seletividade lógica conforme visto no capítulo anterior, realizando-se uma análise comparativa entre as velocidades obtidas de transmissão de bloqueio.
Para atingir o objetivo estabelecido, serão apresentados resultados de trabalhos disponíveis na literatura técnica, com o intuito de demonstrar o desempenho de velocidade das diversas formas de implementação, desde o sistema fiado (entradas e saídas digitais dos relés de proteção) às redes de comunicação, com as mídias disponíveis de interligação entre os dispositivos de rede.
Vale ressaltar que uma grande preocupação na atualidade é a verificação do desempenho das redes de comunicação através das mensagens GOOSE com a aplicação da IEC 61850, em função ainda de ser uma forma de implementação recente em redes, tornando-se uma forte tendência atual da área de proteção. A funcionalidade e aplicação da IEC 61850 estão sendo intensamente debatidas pelos profissionais da área de proteção, por provocar uma mudança radical na interação entre os dispositivos dos próprios fabricantes e entre fabricantes diferentes (interoperabilidade).
Com o objetivo de complementar os resultados obtidos da literatura técnica, também foram realizados testes e simulações juntamente com dois fabricantes de IEDs que atuam no Brasil.