IV. Modelagem das funções de uma Subestação Elétrica Automatizada
IV.4 Função de proteção
As funções de proteção são comumente realizadas pelos relés convencionais ou pelos relés digitais, cujo funcionamento é autônomo e independente do sistema de supervisão e controle [38]. No caso dos relés convencionais, o sistema de supervisão e controle pode apenas monitorar a atuação dos mesmos, permitindo depois que esta informação esteja disponível ao operador. Já os relés digitais podem ser interligados ao sistema de supervisão e controle por intermédio de uma rede de comunicação de dados, permitindo a definição de novas condições operativas
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remotas, bem como capacitar o sistema SCADA a receber e armazenar dados referentes às condições de atuação dos relés, tornando-os disponíveis para análise pós-operativa [2]. Atualmente, alguns relés possibilitam as medições durante alguns ciclos pré e pós-falta, possibilitando estudos de coordenação da proteção, permitem ainda analisar os resultados remotamente, tanto os de rotina como os de autodiagnóstico dos relés.
Todas as funções de proteção requeridas em uma área (linha, subestação, linha) são executadas por dispositivos, chamados relés que são modelados por bricks específicos, conforme os dados da Tabela IV.12.
NOME
MODELO FUNÇÃO DO DISPOSITIVO IEEE STD 37.2 NRO.#
PBRO Objeto Básico Relé (bloco construtivo) PBTC Objeto Curva de Tempo básica (bloco
construtivo)
PDIS Relé de Distância 21
PVPH Relé de Volts / Hertz 24
RSYN Relé de Sincronismo 25
PUVR Relé de Subtensão 27
PDPR Relé Direcional de Potência 32
PUCP Relé de Subcorrente 37
PBRL Relé Revisão Balanço fase – fase 46
PTTR Relé Térmico 49
PIOC Relé de Sobrecorrente Instantâneo 50
PTOC Relé de Sobrecorrente Temporizado 51
PFRL Relé de Fator de Potência 55
POVR Relé de Sobretensão 59
PVCB Relé de Desbalanço de Tensão 60
PHIZ Relé de Fuga a Terra 64 HZ
PDOC Relé Direcional de Sobrecorrente 67
PPAM Relé de Ângulo de Fase 78
RREC Relé de Religamento Automático 79
PFRQ Relé de Freqüência 81
RCPW Relé de Fio Piloto 85
PDIF Relé Diferencial 87
Tabela IV.12. Identificação dos relés de proteção padronizados.
Os dados para a proteção da subestação (correntes, tensões, imagens de isolador, etc.) são recolhidos pelos sensores instalados nas UAC, estes dados são pré-processados e a informação é enviada ao sistema SCADA. Apresentam-se a seguir, os modelos-objeto para as funções de proteção mais importantes.
IV. 4.1Funções representadas por PBRO
O brick PBRO provê
funcionalidades comuns para muitos tipos de relés. Este bloco é usado de forma única ou com outros blocos. Os dados da tabela seguinte indicam os diferentes relés que são suportados.
ENTRADAS MONITORADAS OUT
(1,0)
PBRO
OBJETO RELÉ BÁSICO
SETPOINT CONTROLE (ENA, DIS) (PU) AUX INPUT (Boolean [16]) AUX OUT DESTINO Fig. IV.13
MODELO DESCRIÇÃO MONITORADAS ENTRADAS IEEE C37.2 DF #
PVPH O relé tensão por hertz (PVPH) contém o bloco de construção PBRO, valor PU é o índice volts/Hz
volts, hertz 24
PDPR O relé direcional (PDPR) contém o bloco básico de construção PBRO, não tem configuração e o status de saída é PwrFlwDir
volts (ag, bg, cg, ab, bc, ca) amps (a, b, c, n)
32
PUCP O relé de sob corrente ou relé de sob energia (PUCP) contém o básico bloco de construção PBRO para PUCP, o valor PU é a corrente abandonada ou o setpoint da fonte
amps, VA 37
PBRL O relé de fase inversa ou de balanço de corrente de fase (PBRL) contém o bloco construtivo PBRO
Amps 46
PSVR O relé de seqüência de fase de tensão (PSVR) contém o bloco construtivo PBRO .
Volts 47
PTTR O relé do transformador térmico (PTTR) contém o bloco construtivo PBRO para PTTR, o valor em PU é a temperatura.
Temperatura 49
PIOC O relé de sobre corrente instantânea (PIOC) contém do bloco construtivo PBRO para IORC, o valor em PU está em ampéres
amps (a, b, c, n) 50
PVCB O relé de voltagem ou de balance de corrente (PVCB) contém o bloco básico construtivo PBRO
voltagem, amps 60
PPAM O relé de medição do ângulo (PPAM) de fase contém o bloco básico construtivo PBRO para PPAM, o valor em Pu é o ângulo de fase.
volts, amps 78
PFRQ O relé de freqüência (PFRQ) contém o bloco básico construtivo PBRO, o valor em PU esta em hertz.
Volts 81
RCPW O relé de transporte ou de fio piloto (RCPW) contém o bloco básico construtivo PBRO, o valor Pu são as saídas auxiliares “AuxOuts”
Auxouts 85
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IV.4.2 Funções representadas por PBRO e PBTC.
CO
Os dados da Tabela seguinte representam as funções de proteção que são modeladas pelo Objeto Relé Básico (PBRO), mais o brick Objeto Curva de Tempo Básico (PBTC).
ENTRADAS MONITORADAS OUT
(1,0)
PBRO
OBJETO RELÉ BÁSICO
SETPOINT (ENA, DIS) (PU) ENTRADAS AUXILIARES (Boolean [16]) AUXOUT DESTINO NTROLE Fig. IV.13 PBTC
OBJETO CURVA DE TEMPO BÁSICO
SETPOINT
(CRVMULT, CRVTYP, TIMDIAL)
Fig. IV.14
MODELO DESCRIÇÃO MONITORADAS ENTRADAS
IEEE C37.2 DF
#
PVPH O relé de Tensão por Hertz herda o bloco construtivo PBRO para PVPH, o valor Pu é a razão de Volts/Hz
Volts, hertz 24 PUVR O relé de Sobtensão herda do bloco construtivo
PBRO e PBTC para PUVR, o valor Pu é a tensão valor de referência “set point” abandonado.
Volts (an, bn, cn,
ab, bc, ca) DF27 PBRL O relé de Fase Inversa ou relé de Balance de
Corrente herda do bloco construtivo PBRO. Amps 46 PTOC O relé de tempo de Sobrecorrente herda dos
blocos PBRO e PBTC para PTOC, o valor Pu está em ampéres.
Amps (a, b, c, n) DF51 POVR O relé de Sobretensão herda dos blocos
construtivos PBRO e PBTC para POVR, o valor Pu é setpoint de voltagem.
Volts (an, bn, cn, ab, bc, ca) DF59
Tabela IV.14. Descrição dos Objetos do Brick (PBTC).
IV.4.3 Relé de Distância (PDIS)
O relé de distância (PDIS) herda o
brick de bloco PBRO e adiciona os
blocos: PoRch, RectRch, PctRch, RchDir, Ofs, Slp, PoQuad, RectQuad, PoBlind e RectBlin:
ENT
AUXI ENTRADAS MONITORADAS
OUT (1,0) PDIS RELÉ DE DISTÂNCIA SETPOINT (ENA, DIS) (PU) AMPS (A,B,C,N) VOLTS(AG,BG,CG,AB,BC,CA) RADAS LIARES (Boolean [16]) AUXOUT DESTINO CONTROLE Fig. IV.15
O brick PDIS responde aos padrões IEEE DF21. O relé de distância contém uma simples zona de proteção chamada objeto-distância, para todos os tipos de falha possui características como Ohm, Mho, fronteiras e quadriláteros que podem ser usados individualmente ou em combinação com os outros.
Todas as configurações podem ser especificadas seja em formato retangular ou polar.
FC OBJETO NOME CLASSE RWEC M/O DESCRIÇÂO
ST Operação
Out BOOL r o Herdado de bloco PBRO
Tar PhsTar r o Herdado de bloco PBRO
FctDS SIT r o Herdado de bloco PBRO
AuxIn<n> BSTR16 r o Herdado de bloco PBRO
DistTyp BSTR8 r o Identifica tipo de elemento
SG Configuração
Pu PUG rw o Herdado de bloco PBRO
PuDelTim INT32U rw o Tempo de demora Pick-up (ms)
DODelTim INT32U rw o Tempo de demora Drop Out (ms)
PoRch VEC rw o Alcance Polar
RectRch XY rw o Alcance Retangular
PctRch AO rw o Porcentagem de alcance
RchDir BO rw o Direção de alcance
Ofs AO rw o Compensar
Slp AO rw o Declive – rampa
PoQuad PQuad rw o Configuração quadrangular polar
RectQuad RQuad rw o Configuração quadrangular retangular
PoBlind PoB rw o Configuração de Fronteiras Polares
RectBlind RectB rw o Configuração de Fronteiras Retangulares
CO EnaDisFct DCO w o Herdado de bloco PBRO
RsTar BO w o Herdado de bloco PBRO
RsLat BO w o Herdado de bloco PBRO
EnaLatRs BO w o Herdado de bloco PBRO
AuxOut<n> BOOL[16] w o Herdado de bloco PBRO
CF Tudo
PDIS.SG ACF rw o Herdado de bloco PBRO
Tudo
PDIS.CO CCF rw o Herdado de bloco PBRO
C Tudo
PDIS.ST d rw o Herdado de bloco PBRO
Tudo
PDIS.SP d rw o Herdado de bloco PBRO
Tudo
PDIS.CO d rw o Herdado de bloco PBRO
AS Com todos
IEDs TBD rw m Herdado de bloco PBRO
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y
RchOfs Slp(+) Rch
DIA=Rch + RchOfs
Fig. IV.16 Alcance do Relé de Distância
x Y X xOfs RESISTIVA FRONTEIRA xAng(+) yAng(-) yAng(+)
yOfs FRONTEIRAREATIVA
Fig. IV.17 Fronteras do Relé de Distância
Y X SUPERIORREATIVA FRONTEIRA DIREITA RESISTIVA FRONTEIRA ESQUERDARESISTIVA FRONTEIRA INFERIOR REATIVA FRONTEIRA
Fig. IV.18 Quadrílatero de trabalho do Relé