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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

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