Relés Diferenciais com Restrição no Plano Alfa Propiciam
Maior Sensibilidade, Segurança e Velocidade
Características e Benefícios Principais
Sincrofasores. Melhore a percepção do operador sobre as condições do sistema. Use dados em tempo real para visualizar os ângulos de carga, melhorar a análise de eventos e fornecer as medições dos estados.
Segurança e Confiabilidade. A característica de restrição no plano alfa propicia segurança para saturação de TCs e assimetria do canal.
Sensibilidade da Proteção. O diferencial de corrente de seqüência-negativa e a restrição no plano alfa propiciam sensibilidade sem comprometer a confiabilidade durante faltas externas.
Velocidade da Proteção. Tempo de operação dos elementos de fase menor que 1 ciclo para somente quatro vezes o valor de pickup mínimo.
Disparo Monopolar. Melhore a estabilidade do sistema usando disparo monopolar opcional através dos elementos diferenciais e distância (Zona 1).
Proteção de Backup Incluída com Amplos Recursos. Quatro zonas de proteção de distância, elementos de sobrecorrente direcional e uma lógica de religamento com quatro tentativas estão incluídas como padrão. Fácil Aplicação. Selecione as relações dos TCs e o ID do canal: o relé estará pronto para ser usado na maioria
das aplicações do diferencial. Use os ajustes das aplicações para simplificar os requisitos dos ajustes de diversas configurações de linha.
Segurança da Comunicação. Confiabilidade nas comunicações através do princípio “hot standby” para evitar a perda ou degradação da proteção quando da falha de um canal de comunicação. Isolação de 1,5 kV nos circuitos eletrônicos da comunicação do diferencial. Canal de fibra óptica para multiplexadores compatíveis com IEEE C37.94. O relé não requer que o canal principal e “hot standby” tenham a mesma velocidade e o mesmo atraso de comunicação.
Aplicação em Três Terminais. Aplique o SEL-311L em linhas de três terminais sem comprometer a proteção mesmo na perda de um dos canais de comunicação.
Compensação de TCs. Ajuste a relação dos TCs de todos os terminais conectados. A característica de restrição no plano alfa evita a operação incorreta causada por características diferentes tais como classe de tensão ou
Automação. Equipe o SEL-311L com a rede de comunicação Ethernet opcional para dar suporte às comunicações IEC 61850, Telnet e FTP.
Diagrama Funcional Simplificado
Figura 1: Diagrama Funcional
Funções de Proteção
O SEL-311L inclui um sistema avançado de proteção diferencial de corrente de linha que é fácil de ser ajustado e aplicado, ao mesmo tempo em que propicia tempos de operação menores que 1 ciclo e maior cobertura para resistências de falta. Ele é adequado para proteção de qualquer linha de transmissão ou cabo subterrâneo em que haja disponibilidade de comunicação digital através de um canal de 56/64 kb ou de uma interface dedicada via fibra óptica. Permite a habilitação de até quatro zonas de elementos de backup de distância de fase e terra tipo mho mais quatro zonas de elementos de distância de terra quadrilateral. Esses elementos de distância, em conjunto com as funções de sobrecorrente, podem ser aplicados em esquemas de teleproteção e esquemas de proteção de distância com zonas temporizadas (ver Figura 1).Configurações predefinidas para aplicações
configurações propiciam uma redução substancial nos ajustes de várias configurações de linha, com ou sem transformadores de tensão.
Elementos de Proteção
Os elementos diferenciais do SEL-311L comparam as componentes de fase e seqüência de cada terminal da linha, conforme mostrado na
Figura 2. Uma vez que a corrente de
carregamento da linha tem uma componente de seqüência-negativa muito baixa, a proteção diferencial de corrente de seqüência-negativa fornece alta sensibilidade sem comprometer a confiabilidade. Os elementos de fase propiciam proteção de alta velocidade para faltas de alta intensidade ou equilibradas. Isso permite uma operação rápida mesmo sob condições de fluxo de carga elevado, quando a estabilidade do sistema pode ser crítica.
conhecido com plano alfa, conforme mostrado na Figura 3, Figura 4, Figura 6 e Figura 7. Para condições de carga e faltas externas, sem erros nos TCs ou na comunicação, a relação vetorial da corrente remota pela corrente local será de –1 ou 1∠180º. Erros introduzidos por TCs ou atrasos ocorridos em função de caminhos diferentes da comunicação fazem com que a relação apareça em diferentes pontos no plano de relações complexas. A característica de restrição do SEL-311L aperfeiçoa os sistemas anteriores. A região de restrição do SEL-311L envolve a falta externa ideal e o ponto da corrente de carga, levando em consideração os erros tanto da magnitude quanto do ângulo de fase. A saturação dos TCs, assimetria do canal e outros efeitos durante faltas fora da zona protegida
faltas com “outfeed” que ocorrem dentro da zona protegida. A região de restrição é ajustável tanto na amplitude angular quanto no alcance radial. Os algoritmos da proteção diferencial são insensíveis aos efeitos da saturação de TCs que ocorre em função de características diferentes dos mesmos nas extremidades da linha ou do fluxo remanescente dos TCs. Isso evita a abertura durante faltas passantes e permite o uso dos TCs existentes em cada extremidade da linha. As conexões de corrente do SEL-311L acrescentam uma carga (burden) muito pequena, o que permite que a proteção diferencial de corrente de linha seja adicionada aos TCs multiuso sem degradação da precisão (ver
Figura 5 e Figura 6).
Figura 2: Regiões de Restrição e Operação do Elemento Diferencial
Figura 3: Regiões de Restrição e Operação no Plano Alfa
Para características com a mesma sensibilidade, os Relés SEL-311L têm maior segurança do que a restrição porcentual, conforme pode ser visto nessa comparação no plano alfa.
Figura 4: Assimetria do Canal no Plano Alfa A assimetria do canal de comunicação provoca erros no ângulo e é facilmente compensada pela
característica de restrição semi-anular do SEL-311L. A restrição porcentual é menos segura.
Figura 5: Efeito da Saturação do TC na Forma de Onda
Correntes no secundário do TC resultando em uma corrente diferencial falsa devida à saturação do TC em uma das extremidades da linha protegida.
Figura 6: Efeito da Saturação do TC no Plano Alfa
Para a saturação de TC mostrada, a trajetória da relação de correntes sai do círculo de restrição porcentual ao mesmo tempo em que permanece com segurança dentro da característica de restrição semi-anular do SEL-311L. A restrição porcentual poderia causar atuação incorreta para esta falta.
Figura 7: Condições do Sistema no Plano Alfa
A Restrição no Plano Alfa Propicia
Segurança, Mesmo com Saturação dos
TCs
A característica de restrição do SEL-311L supera o estado da arte na segurança dos relés diferenciais durante transitórios. A saturação de TCs durante faltas externas desloca o ponto da relação da corrente remota pela local no plano alfa. A característica de restrição absorve níveis elevados de saturação de TCs.
A equação a seguir fornece os critérios de seleção dos TCs para uma aplicação de dois terminais:
150 ≥ (X/R + 1) • IF• ZB
onde:
X/R é a relação X/R do sistema
IF é a corrente de falta secundária, em p.u.
da corrente secundária nominal ZB é a carga do TC, em p.u. da carga
secundária nominal
Para evitar totalmente a saturação de TCs, selecione e aplique o TC de forma que:
20 ≥ (X/R + 1) • IF• ZB
Observe que o SEL-311L permanece seguro mesmo quando o burden do TC estiver sobrecarregado 7,5 vezes mais do que no caso que evita toda saturação de TC.
seqüência-zero e seqüência-negativa de alta sensibilidade, bem como elementos diferenciais de corrente de fase de alta velocidade. Ajuste os elementos diferenciais de seqüência-zero e seqüência-negativa abaixo do valor da corrente de carga ou do carregamento da linha sem risco de atuação incorreta. O gráfico da Figura 9 mostra o tempo médio de operação, incluindo as saídas de alta velocidade, das unidades diferenciais de fase. Para aumentar a segurança quando da ocorrência de discordância de pólos, as unidades de seqüência operam mais lentamente, com um atraso aproximado de 2 ciclos.
Figura 8: Sensibilidade para Faltas à Terra
Figura 9: Tempos de Trip do Elemento Diferencial de Corrente
Abertura Monopolar
Neste exemplo, com um sistema de duas linhas (Figura 10), podemos ver a capacidade de transmissão de energia através da curva de estabilidade, considerando diferentes condições do sistema. Nos casos em que o sistema tem de operar perto dos limites de estabilidade, está claro que o recurso opcional de abertura monopolar do SEL-311L vai melhorar a estabilidade diante de transitórios.
Figura 11: Curva de Equivalência de Áreas
A abertura monopolar melhora a estabilidade conforme ilustrado pela diferença entre a Área B (para trips monopolares) e a Área B + C (para trips tripolares) (Figura 11). A diferença entre essas duas áreas é o intervalo de estabilidade extra, disponível quando for usada a abertura monopolar, se comparado com a abertura tripolar.
A abertura de alta velocidade do SEL-311L complementa a abertura monopolar através da minimização do tamanho da Área A. O tempo de operação do SEL-311L, incluindo o tempo da saída, é de aproximadamente 0,75 ciclo para uma falta de alta intensidade.
Proteção de Backup com Esquema
Completo e/ou Somente Através de
Corrente
Proteção de Backup com Esquema
Completo
O SEL-311L incorpora todos os elementos de proteção do Relé SEL-311C. Um sistema de proteção de distância e sobrecorrente direcional completo e independente está incluído para ser usado se os transformadores de tensão estiverem disponíveis (ver Figura 12). Esses elementos operam em uma plataforma com processador independente, usando firmware e contatos separados. Uma falha do canal do 87L ou no hardware de processamento não afeta a proteção de backup. Tanto a proteção de distância com zonas temporizadas quanto a que utiliza os meios de comunicação (teleproteção) são disponibilizadas. Efetue transmissões de trip permissivo, trip direto ou o bloqueio do sinal de trip usando o canal do diferencial de corrente, comunicações MIRRORED BITS®através de uma
A proteção de backup mantém excelente sensibilidade usando a lógica de proteção patenteada “Best Choice Ground Directional™. Todas as funções do SEL-311C, tais como a lógica de controle de transgressão do limite de carga (“load encroachment”), perda de sincronismo, detecção e bloqueio na perda de potencial, e detecção de transitórios do Transformador de Tensão Capacitivo (CCVT – “Coupling Capacitor Voltage Transformer”) também estão incluídas.
Aplique os elementos de proteção de backup de sobrecorrente de fase e terra do SEL-311L. Quando for usado o Ajuste de Aplicação “Somente Corrente” (“Current Only”), esses são os únicos elementos de backup que serão exibidos para ajuste.
Três níveis de proteção de sobrecorrente instantânea/tempo-definido de fase e quatro níveis de proteção de sobrecorrente instantânea/tempo-definido de terra e seqüência-negativa estão incluídos. Os elementos de sobrecorrente de fase, terra e seqüência-negativa de tempo-inverso também estão incluídos. Se for desejado, os elementos de backup podem ser habilitados somente após a falha nas comunicações.
Figura 12: Proteção de Backup com Esquema Completo
Sincrofasores
O SEL-311L inclui a tecnologia de medição fasorial que fornece medições sincronizadas de fasores ao longo do sistema de potência. Essa tecnologia incorporada a um relé de proteção reduz ou elimina os custos incrementais de instalação e manutenção ao mesmo tempo em que mantém inalterada a confiabilidade do
sistema. Usando a tecnologia de fasores sincronizados, incorpore, sem muito esforço, aplicações de controle atuais e futuras nos mesmos dispositivos usados para proteção e controle do sistema de potência.
Contatos de Trip de Alta Velocidade
Interrompem a Corrente de Trip
Seis contatos de saída de alta velocidade para interrupção de correntes elevadas são controlados diretamente pelo processador do diferencial de corrente de linha. Esses contatos podem interromper correntes de trip se os contatos auxiliares do disjuntor falharem na abertura. A proteção de backup pode utilizar os mesmos contatos de saída de alta velocidade, passando as decisões de trip de retaguarda através do processador do diferencial de corrente (ver Figura 13).
Figura 13: Proteção Combinada de Distância e Diferencial de Corrente
Para manter a proteção de backup independente da proteção diferencial de corrente de linha, use contatos padrão (oito incluídos) controlados pelo processador da proteção de backup para abertura de retaguarda (ver Figura 14).
Figura 14: Abertura do Diferencial e de Retaguarda Separadas
Figura 15: Comunicação Dual com Canal “Hot Standby”
Comunicação Através de Canal Dual,
“Hot Standby”
Use um ou dois canais de comunicação para o diferencial de corrente entre as extremidades da linha. Para uma linha de dois terminais, o canal redundante fica no modo “reserva quente”
(“hot standby”) até que o canal principal falhe (ver Figura 15). Não há interrupção da proteção ou atraso na abertura mesmo se ocorrer uma falta simultaneamente com a perda de um canal de comunicação (ver Figura 16).
Figura 16: Confiabilidade do “Hot Standby” A Comunicação Dual e o Diferencial Dual evitam a perda ou a degradação da proteção durante falha do canal.
O relé monitora continuamente ambos os canais para verificar a transmissão correta de dados e o atraso do canal. Os relatórios de qualidade do canal disponibilizados pelo relé incluem a indisponibilidade a curto e longo prazo, e a temporização de ida e volta do canal (“round
trip”). Use essas informações para avaliar com
precisão a confiabilidade do sistema de comunicação e proteção, e fazer alterações apropriadas para obter a máxima confiabilidade do sistema.
Requisitos do Canal
O SEL-311L incorpora algumas opções para as seguintes interfaces do canal (selecione uma ou duas):
G.703 codirecional para multiplexer EIA-422 para multiplexer para um canal de
64 kbps ou 56 kbps
Fibra óptica monomodo de 1.300 nm (120 km)
Fibra óptica monomodo de 1.550 nm (120 km)
Fibra óptica multimodo para multiplexer em conformidade com IEEE C37.94 Fibra óptica monomodo modulada para
multiplexer de 1.300 nm em conformidade com IEEE C37.94
Figura 17: IEEE C37.94
O Relé SEL-311L inclui a interface para fibra óptica em conformidade com a norma IEEE C37.94. Isso propicia a interface direta entre o relé e o multiplexer via fibra óptica, evitando erros de comunicação, danos aos equipamentos e condições perigosas em função da elevação do potencial de terra.
Figura 18: Relatório do Comando COMM A monitoração das comunicações do Relé SEL-311L reporta o desempenho de todos os canais do 87L e canais de comunicação MIRRORED BITS. Analise esses relatórios para otimizar as comunicações.
Aplicação com Cargas em Derivação
O SEL-311L pode ser coordenado com cargas em derivação. A diferença de corrente através de curvas de proteção de sobrecorrente ANSI ou IEC, conforme mostrado na Figura 19, permite a coordenação com a proteção da carga em derivação. Isso evita a perda da linha nos casos de uma falta na derivação, ao mesmo tempo em que fornece as medições do diferencial da linha protegida para permitir que a operação seja a mais rápida possível. Implemente esquemas de proteção com abertura do fusível ou preservação do fusível. Por exemplo, selecione uma proteção sensível e de alta velocidade para a tentativa inicial e uma abertura temporizada para a operação subseqüente ao religamento, permitindo que o fusível da linha em derivação
atue se a falta ainda persistir. Isso pode ser modificado para se adaptar às práticas de operação do usuário e fornecer o melhor serviço
possível para os consumidores finais. Este recurso é aplicável em linhas de dois e três terminais.
Figura 19: Coordenação com Cargas em Derivação
Os relés determinam a corrente no ponto de derivação. Os elementos de sobrecorrente usam essa corrente para coordenar com a proteção da derivação. Use a corrente de fase, corrente de seqüência-negativa e corrente de seqüência-zero para uma proteção otimizada.
Linhas de Três Terminais
O SEL-311L protege linhas de três terminais através da configuração “peer-to-peer”, usando dois canais conectados a cada relé, conforme mostrado na Figura 20, ou através do arranjo “líder-remoto”, em que somente um relé é conectado aos dois canais. O relé líder tem as informações das correntes de linha de todos os terminais. Ele envia um sinal de trip para as unidades remotas quando detecta que há uma falta na linha.
Religamento
O SEL-311L possui um religador para quatro tentativas de religamento. O estado dos elementos internos ou as entradas externas podem condicionar o religador para se adaptar a sua aplicação:
Partida do religamento (ex: estado do disjuntor, tipo da falta, trip).
Excitar o bloqueio ou fazer uma última tentativa (ex: entrada de comando de abertura manual ou via SCADA).
Pular uma tentativa (use elementos 27/59, magnitude da corrente de falta).
Interromper o ciclo permanecendo aberto durante um certo intervalo de tempo.
Tempos independentes de reset do ciclo ou do bloqueio de religamento.
O contador de tentativas de religamento do religador pode controlar quais os elementos de proteção que estão envolvidos em cada intervalo de religamento, tanto nos esquemas de proteção com preservação do fusível quanto nos de coordenação através de fusível das cargas em derivação ou localizadas “à frente” (“downstream”). Os LEDs do painel frontal supervisionam o estado do religador: “Reset” (RS) e “Lockout” (LO) – Resetado e Bloqueado.
.
Figura 20: Conexões do Sistema de Comunicação para Proteção de Linhas de Três Terminais
Lógica “Stub Bus”
A proteção “stub bus” é habilitada através de uma entrada ou equação de controle SELOGIC.
Nenhum dado analógico é enviado para o terminal remoto
Os dados analógicos recebidos do terminal remoto são ignorados
As transferências de trip do diferencial são desabilitadas
Figura 21: Proteção Automática “Stub Bus”
Localizador de Faltas
Se houver informação das tensões, o SEL-311L fornece um cálculo preciso da localização do defeito, mesmo durante períodos de fluxo substancial de carga. O localizador de faltas usa o tipo do defeito, os ajustes da impedância réplica da linha e as condições da falta para calcular a localização da mesma sem canais de comunicação, transformadores de instrumento especiais ou informações da pré-falta. Este recurso contribui para o envio eficaz das equipes de linha, propiciando o restabelecimento rápido do serviço.
O relé disponibiliza as informações da localização da falta no painel frontal, nos relatórios de evento e nos sumários dos eventos.
Seis Grupos de Ajustes Independentes
O relé armazena seis grupos de ajustes. Selecione o grupo ativo através de um contato de entrada, comando da porta serial ou do painel frontal, ou outras condições programáveis. Use esses grupos de ajustes para cobrir uma ampla faixa de contingências de proteção e controle. Os grupos de ajustes selecionáveis tornam o SEL-311L ideal para aplicações que necessitem alterações freqüentes de ajustes e para adaptar a proteção às alterações das condições do sistema. Ao selecionar um grupo, também são selecionados os ajustes das lógicas.
Programe a lógica de seleção do grupo para adaptar os ajustes às diferentes condições de operação tais como manutenção da subestação, operações sazonais, contingências de emergência, carregamento, alterações da fonte e dos ajustes de relés adjacentes.
Software para Ajustes do Relé e das Lógicas
Figura 22: Tela do Software ACSELERATOR ® QuickSet SEL-5030
O programa do software ACSELERATOR QuickSet SEL-5030 usa o sistema operacional Microsoft Windows® para simplificar os ajustes e propiciar
suporte de análise para o SEL-311L.
Use o ACSELERATOR QuickSet para criar e gerenciar os ajustes do relé:
Desenvolva ajustes “off-line” com o editor de ajustes inteligente que permite apenas ajustes válidos.
Desenvolva as equações de controle SELOGIC através do editor gráfico tipo “arrastar e soltar” e/ou editor de textos. Use a ajuda “on-line” para configurar os
ajustes corretamente.
Organize os ajustes através do gerenciador do banco de dados do relé.
Carregue e restitua os ajustes usando um simples link de comunicação com PC. Use o ACSELERATOR QuickSet para verificar os ajustes e analisar os eventos:
Use o simulador de lógica para testar os esquemas e os ajustes através de sinais de entrada selecionados pelo usuário ou através dos relatórios de evento. (Use também para treinamento!)
Analise os eventos do sistema de potência com as ferramentas incorporadas para análise das formas de onda e dos harmônicos.
Use o ACSELERATOR QuickSet para monitoração, comissionamento e testes do SEL-311L:
Use a Interface Homem-Máquina (IHM) para monitorar os dados dos medidores, os estados dos contatos de saída e “Relay
Word bits” durante os testes.
Use a interface com PC para restituir remotamente os dados do desgaste do disjuntor, relatórios de interrupção, queda e oscilação de tensão, e outros dados do sistema de potência.
Tabela 1 Capacidades da Medição
Grandezas Descrição
Correntes (local) IA, B, C, pol, I1, 3I2, 3I0 Correntes individuais de fase, polarização e seqüência para o
terminal do relé local.
Correntes (remota e diferença) IA, B, C, I1, 3I2, 3I0 Correntes individuais de fase e de seqüência para correntes do
terminal do relé remoto, e diferença de correntes.
Tensões VA, B, C, S, V0, V1, V2 Tensões individuais de fase para TPs conectados em estrela, e tensões
de seqüência-positiva, negativa e zero.
Potência MWA, B, C, 3P, MVARA, B, C, 3P Megawatts e megavars mono e trifásicos disponíveis para TPs
conectados em estrela.
Energia MWhA, B, C, 3P, MVARhA, B, C, 3P Megawatts-hora e megavars-hora mono e trifásicos disponíveis para
TPs conectados em estrela.
Fator de Potência PFA, B, C, 3P Fator de potência mono e trifásico; fornecendo ou recebendo.
Recursos Avançados da Medição
O SEL-311L tem ampla capacidade de medição, conforme mostrado na Tabela 1. As precisões das medições são fornecidas na seção “Especificações” na Página 29. As informações das medições são exibidas no painel frontal do relé ou são disponibilizadas via meios de comunicação através da porta serial.
Use o medidor do diferencial de corrente para verificar a corrente de carregamento da linha. Compare as correntes local e remota para detectar erros na conexão dos TCs ou erros nos ajustes das relações dos TCs de qualquer um dos terminais.
Se forem fornecidas tensões para o relé, as grandezas de potência e energia também estarão disponíveis.
Relatórios de Evento e Registrador
Seqüencial de Eventos (SER)
Os Relatórios de Evento (Oscilografia) e o Registrador Seqüencial de Eventos simplificam a análise pós-falta e melhoram a compreensão das operações de esquemas de proteção simples e complexos. Eles também ajudam nos testes e na solução de problemas dos ajustes do relé e dos esquemas de proteção.
Onze relatórios de evento oscilográficos com duração de 60 ciclos, vinte e dois de 30 ciclos ou quarenta e um de 15 ciclos fornecem uma resolução de 4 ou 16 amostras por ciclo para as correntes diferencial e remota de fase, para cada canal analógico local, freqüência do sistema, tensão DC do sistema, contatos de entrada e saída (I/Os) e diversos elementos do relé. Use os oscilogramas das correntes local e remota para reproduzir completamente as perturbações complexas do sistema e verificar as conexões dos TCs local e remoto durante os testes de comissionamento a partir de um único relatório (ver Figura 23).
Figura 23: Oscilografia dos Três Terminais a Partir de Qualquer Terminal
O Registrador Seqüencial de Eventos do SEL-311L armazena as últimas 512 entradas, as quais podem incluir contatos de entrada, condições internas, alterações nos ajustes e energização do relé.
A entrada do código de tempo IRIG-B sincroniza as estampas de tempo do SER do Relé SEL-311L com precisão de ±5 ms em relação à entrada da fonte de tempo. Uma fonte adequada a esse código de tempo é o Processador de Comunicações SEL-2020, 2030 ou 2032 (via Porta Serial 2 no SEL-311L). A proteção diferencial de corrente de linha não depende da sincronização de tempo do IRIG-B, nem de qualquer outra fonte externa de sincronização de tempo.
Para simplificar a análise dos eventos após uma ocorrência, os ajustes do relé são anexados no final de cada relatório de evento.
Análise Flexível de Eventos
Analise as correntes de dois ou três terminais da linha no mesmo relatório de evento. Use o
“SEL-5601 Analytic Assistant” para ajudar na
visualização dos distúrbios no sistema de potência. A Figura 23 mostra as correntes de fase do relé local, do relé conectado ao Canal X, do relé conectado ao Canal Y e a diferença das correntes para uma falta à terra interna em uma linha de três terminais. Efetue o disparo dos relatórios de evento usando qualquer condição programável. A Figura 24 apresenta o gráfico correspondente de seqüência-negativa no plano alfa, mostrando a corrente de pré-falta dentro da região de restrição e a corrente de falta fora da região de restrição.
Figura 24: Display do Plano Alfa
Sumário dos Eventos
Cada vez que o relé gera um relatório de evento padrão, ele também gera um Sumário do Evento correspondente (ver Figura 25), que é uma descrição concisa de um evento contendo as seguintes informações:
Correntes de pré-falta e falta, local e remota de fase, seqüência-zero e seqüência-negativa
Estado de cada canal do 87L Tensões de fase
Tipo da falta no instante do trip
Freqüência do sistema no instante do disparo do registro (“trigger”)
Posição do contador de tentativas de religamento no instante do “trigger” Identificação do relé
Data e hora do evento Tipo do evento Localização da falta Estado do ALARM
Estado de todos os canais do 87L e MIRRORED BITS
Estampas de tempo das aberturas e fechamentos
Figura 25: Exemplo do Sumário de um Relatório de Evento
Cada vez que um relatório de evento é gerado, o relé envia automaticamente um Sumário do Evento para todas as portas seriais ajustadas com “AUTO”.
O relé fornece a cada Sumário de Evento um identificador exclusivo. Isso permite que num sistema automatizado de controle de perturbações, tal como o SEL-5040, os eventos gerados sejam reconhecidos e os registros oscilográficos associados sejam restituídos com confiabilidade.
Medições do Sincrofasor
Faça um Upgrade dos Modelos do Sistema
Envie dados do sincrofasor, usando o protocoloSEL Fast Message, para os processadores de
comunicação da SEL ou para o servidor do software de concentração de dados fasoriais
SEL-5077 SYNCHROWAVE Server, ou para o
Processador do Sincrofasor SEL-3306. Taxas de transmissão de dados de até uma mensagem por segundo com precisão de ±1 grau elétrico propiciam visualização em tempo real.
O software SEL-5077 SYNCHROWAVE Server e o Processador do Sincrofasor SEL-3306 correlacionam os tempos dos dados de múltiplos relés SEL-311 e outras unidades de controle e medição fasorial (“phasor measurement and
control unit” – PMCUs). Em seguida, o SEL-5077
envia os dados concentrados para as ferramentas de visualização, tal como SEL-5078 SYNCHROWAVE Console, para serem usados pela operação da concessionária.
Use os Processadores de Comunicação SEL-2032 ou SEL-2030 para coletar os dados do sincrofasor de múltiplos relés SEL-311 e incorporar os dados nos sistemas tradicionais SCADA e EMS. Modelos de sistemas de potência tradicionais são
estimação de estado inclui o erro inerente causado pelas imprecisões das medições, diferenças nos tempos das medições e simplificações do modelo. As medições do sincrofasor reduzem os erros e transformam a estimação de estado em medição do estado. O tempo necessário para o cálculo iterativo é minimizado e os valores dos estados do sistema podem ser exibidos diretamente para os engenheiros e operadores do sistema.
Figura 26: As Medições do Sincrofasor Transformam a Estimação de Estado em Medição de Estado
Melhore a Visão das Condições
Operacionais do Sistema
Forneça informações mais consistentes aos operadores do sistema. As ferramentas avançadas baseadas no sincrofasor propiciam visualização em tempo real das condições do sistema. Use as tendências do sistema, pontos de alarme e respostas pré-programadas para ajudar os operadores a evitar o colapso (blackout) em cascata do sistema e maximizar a estabilidade do mesmo. O conhecimento das tendências do sistema permite que os operadores visualizem valores futuros baseando-se nos dados medidos.
Figura 27: Visualização das Medições do Ângulo de Fase ao Longo do Sistema de Potência
Aumente o carregamento do sistema ao mesmo tempo em que mantém margens adequadas de estabilidade.
Melhore a resposta do operador diante de contingências do sistema tais como condições de sobrecarga, interrupções de transmissão de energia ou desligamento do gerador.
Tenha um melhor conhecimento do sistema através de relatórios de eventos
correlacionados e visualização do sistema em tempo real.
Efetue a validação dos estudos de
planejamento para melhorar o equilíbrio das cargas do sistema e a otimização da
subestação
Figura 28: SEL-5078 SYNCHROWAVE Console
– Ferramenta de Visualização em Tempo Real de uma Área Abrangente do Sistema
Comunicação IEC 61850
(SEL-311L-1 e SEL-311L-7)
O protocolo de comunicação IEC 61850 baseado na Ethernet propicia interoperabilidade entre os dispositivos inteligentes de uma subestação. Usando o IEC 61850, os Nós Lógicos possibilitam uma padronização da interconexão dos dispositivos inteligentes de diferentes fabricantes para monitoração e controle da subestação. Reduza a fiação entre dispositivos de diferentes fabricantes e simplifique a lógica de operação através de relés SEL-311L equipados com o IEC 61850. Elimine as Unidades Terminais Remotas (UTRs) do sistema efetuando a transferência dos dados das informações de monitoração e controle provenientes dos dispositivos inteligentes diretamente para os dispositivos “clientes” do sistema SCADA remoto.
O SEL-311L-1 ou SEL-311L-7 pode ser adquirido com o protocolo de comunicação IEC 61850 incorporado, operando na rede Ethernet 100 Mbps. Use o protocolo IEC 61850 para funções de monitoração e controle do relé, incluindo:
Até 16 mensagens GOOSE de entrada. As mensagens GOOSE de entrada podem ser usadas para controlar até 32 bits de controle do relé com latência <10 ms entre os dispositivos. Essas mensagens fornecem entradas de controle binárias para o relé para monitoração e funções de controle de alta velocidade.
Até 8 mensagens GOOSE de saída. As mensagens GOOSE de saída podem ser configuradas para dados analógicos ou da lógica Booleana. Os dados da lógica Booleana são fornecidos com latência <10 ms entre os dispositivos. Use as mensagens GOOSE de saída para monitoração e controle em alta velocidade de disjuntores, chaves e outros dispositivos externos.
Servidor de Dados do IEC 61850. Os relés SEL-311L equipados com o protocolo de comunicação IEC 61850 incorporado fornece os dados de acordo com os objetos dos nós lógicos predefinidos. Até seis associações de “clientes” simultâneos são suportadas por cada relé. Relay Word bits relevantes e aplicáveis são disponibilizados nos dados dos nós lógicos, de forma que os estados dos elementos, entradas e saídas do relé, ou equações de controle SELOGIC, podem ser monitorados através do servidor de dados do IEC 61850 fornecido com o relé.
Use o software ACSELERATOR Architect SEL-5032
para gerenciar os dados dos nós lógicos de todos os dispositivos com IEC 61850 conectados à rede. Esse software baseado no Microsoft Windows® propicia
telas de fácil utilização para identificação e associação dos dados entre os nós lógicos da rede IEC 61850, usando os arquivos CID (“Configured IED
Description”) em conformidade com IEC 61850. Os
arquivos CID são usados pelo software ACSELERATOR
Architect para descrever os dados que serão
fornecidos pelos nós lógicos do IEC 61850 de cada relé.
Telnet e FTP
Adquira o SEL-311L-1 ou o SEL-311L-7 com comunicação Ethernet e use os protocolos incorporados Telnet e FTP (“File Transfer
Protocol”), que são padronizados e fornecidos
para o relé através da porta Ethernet de alta velocidade, usando o FTP.
Monitoração das Baterias da
Subestação para Garantia de Qualidade
da Alimentação DC
O SEL-311L mede e reporta a tensão das baterias da subestação conectada aos seus terminais de alimentação. O relé possui dois comparadores de limite programáveis e uma lógica associada para alarme e controle. Por exemplo, se falhar o carregador das baterias, e a tensão DC medida cair abaixo do limite programável, as equipes de operação serão informadas antes que a tensão das baterias da subestação caia para níveis inaceitáveis. Monitore esses limites com o Processador de Comunicações da SEL. Use o Processador de Comunicações da SEL para gerar mensagens, efetuar chamadas telefônicas ou executar outras ações.
A tensão DC medida é reportada no display METER via porta serial de comunicações, no LCD e no relatório de evento. Use os dados do relatório de evento para obter uma tela com a oscilografia da tensão das baterias. Você pode ver o quanto a tensão das baterias da subestação cai durante a abertura, fechamento e outras operações de controle
Disjuntores sofrem desgaste mecânico e elétrico cada vez que operam. Uma programação eficaz da manutenção do disjuntor considera os dados publicados pelo fabricante referentes ao desgaste dos contatos versus níveis de interrupção e contador de operações. A função de monitoração do disjuntor do SEL-311L compara os dados publicados pelo fabricante do disjuntor com a corrente interrompida.
Cada vez que ocorre trip de um disjuntor, a corrente interrompida é adicionada aos valores correspondentes previamente armazenados. Quando o resultado dessa soma exceder o valor limite ajustado através da curva de desgaste do disjuntor (Figura 29), o relé pode gerar um alarme via porta serial, contato de saída ou display do painel frontal. Com essas informações, a manutenção do disjuntor é planejada de forma oportuna e econômica.
Figura 29: Ajustes e Curva de Desgaste dos Contatos do Disjuntor
Automação
Lógica de Controle e Funções de
Integração Flexíveis
Use a lógica de controle do SEL-311L para: Substituir as tradicionais chaves de
controle do painel.
Substituir as tradicionais lâmpadas de sinalização do painel.
Substituir os tradicionais relés biestáveis (“latching relays”).
Eliminar a fiação entre o relé e a Unidade Terminal Remota (UTR). Elimine as tradicionais chaves de controle do painel, substituindo-as por 16 chaves de controle local. Ajuste, apague ou ative as chaves de controle local através dos botões de pressão e display do painel frontal. Programe-as no seu esquema de controle através das equações SELOGIC. Use as chaves de controle local para executar funções tais como teste do comando de abertura, habilitar/desabilitar o religamento, abertura/fechamento do disjuntor, etc.
Elimine a fiação entre o relé e a UTR através de 16 chaves de controle remoto. Ajuste, apague ou ative as chaves de controle remoto usando os comandos da porta serial. Programe-as no seu esquema de controle através das equações SELOGIC. Use as chaves de controle remoto para operações de controle do tipo SCADA tais como abertura, fechamento, seleção do grupo de ajustes, etc.
Substitua os relés biestáveis tradicionais, usados para funções como “habilitar o controle remoto”, por 16 chaves de controle biestáveis (de selo). Programe as condições de selo e de reset do selo através das equações de controle SELOGIC. Ative ou desative as chaves de controle de selo biestáveis usando: entradas isoladas opticamente, bits remotos, bits locais ou qualquer condição lógica programável. As chaves de controle biestáveis mantêm seu estado quando o relé perde a alimentação.
Substitua as tradicionais lâmpadas de sinalização do painel por 16 displays programáveis. Defina mensagens personalizadas (ex., DISJUNTOR REMOTO ABERTO, DISJUNTOR REMOTO FECHADO, RELIGADOR HABILITADO) para indicar as condições do relé ou do sistema de potência no LCD. Controle quais as mensagens que devem ser exibidas através das equações de controle SELOGIC usando qualquer ponto lógico do relé.
Comunicações Seriais
Figura 30: Exemplo do Sistema de Comunicação Três portas seriais EIA-232 e uma porta serial EIA-485 isolada operam independentemente das outras portas seriais.
Acesso total ao histórico de eventos, estado do relé e informações dos medidores a partir das portas seriais.
Controle através de senha para alteração dos ajustes e dos grupos.
Protocolo DNP 3.00 Nível 2 com mapeamento de pontos (opcional).
Protocolos abertos de comunicação (Ver Tabela 2).
O relé não requer um software especial de comunicação. Terminais ASCII, terminais com impressoras, ou um computador que tenha emulação para terminal e uma porta de comunicação serial são os equipamentos necessários. A SEL fabrica vários tipos de cabos padronizados para conexão deste e de outros relés a diversos dispositivos externos. Consulte o seu representante da SEL para mais informações sobre a disponibilidade dos cabos.
Tipo
Descrição
ASCII Simples Comandos em linguagem simples para comunicação homem-máquina. Use para medição, ajustes, estado da autodiagnose, relatórios de evento (oscilografia) e outras funções.
ASCII Comprimido
(“Compressed ASCII”) Relatórios com dados em caracteres ASCII delimitados por vírgula. Permite a um dispositivo externo obter dados do relé em um formato apropriado que importa diretamente para um programa de banco de dados ou planilha eletrônica. Os dados são protegidos por verificação de soma (“checksum”).
“Extended Fast Meter”, “Fast Operate” e Fast SER.
Protocolo Binário para comunicação máquina-máquina. Atualiza rapidamente os SEL-2020/2030/2032, UTRs, e outros dispositivos da subestação com informações de medição, estados das entradas, saídas e elementos do relé, estampas de tempo (“time-tags”), comandos de abrir e fechar, sumários dos relatórios de evento, e seqüência dos registros dos eventos. Os dados são protegidos por verificação de soma.
Os protocolos Binário e ASCII operam simultaneamente através das mesmas linhas de comunicação, evitando que as informações de medição de controle do operador sejam perdidas quando um relatório de evento estiver sendo transmitido.
Protocolo de Chaveamento de Porta Distribuída
Possibilita que diversos dispositivos SEL compartilhem a mesma barra de comunicação (a faixa de ajuste de endereços com dois caracteres vai de 01 a 99). Use esse protocolo para aplicações de chaveamento de portas de baixo-custo.
DNP3 Nível 2 Escravo
(“DNP3 Level 2 Slave”) Protocolo Certificado de Rede Distribuída (“Certified Distributed Network Protocol” - DNP). Inclui recursos para eventos DNP baseados em ajustes, remapeamento completo de pontos, valores limites de escala e banda morta individuais para entradas analógicas.
IEC 61850 Norma internacional, baseada na Ethernet, para interoperabilidade entre dispositivos inteligentes de uma subestação.
Comunicação Digital entre Relés
(M
IRROREDB
ITS)
Além dos canais do diferencial, o SEL-311L inclui a tecnologia de comunicação MIRRORED BITS, que pode operar simultaneamente em quaisquer duas portas seriais para a operação em três terminais. A tecnologia MIRRORED BITS, patenteada pela SEL, possibilita a comunicação digital bidirecional entre relés (ver Figura 31). Esta comunicação digital bidirecional cria oito saídas adicionais (MIRRORED BITS transmitidos) e oito entradas adicionais (MIRRORED BITS recebidos) para cada porta serial operando no modo MIRRORED BITS. Esses MIRRORED BITS podem ser usados para transmitir informações entre os terminais da linha, melhorando a coordenação e agilizando a abertura, ou para fornecer contatos I/O adicionais através do SEL-2505. Eles também reduzem o tempo total de operação dos esquemas de teleproteção, eliminando a necessidade de fechamento de contatos de saída, bem como o repique
(“debounce”) das entradas digitais. Use os recursos da tecnologia MIRRORED BITS através de duas portas para esquemas de teleproteção de alta velocidade aplicados a linhas de transmissão de três terminais.
Equações Avançadas de Controle
SELogic
As equações avançadas de controle SELOGIC colocam a lógica do relé nas mãos do engenheiro de proteção. Especifique as entradas do relé para atender a sua aplicação, combine logicamente os elementos selecionados do relé para várias funções de controle e defina as saídas para suas funções lógicas.
Programar as equações de controle SELOGIC consiste na combinação de elementos, entradas e saídas do relé através dos operadores das equações de controle SELOGIC. Qualquer elemento da “Relay Word” pode ser usadonessas equações.
Os operadores das equações de controle SELOGIC incluem o seguinte: OR, AND, inversor, parênteses e limites de transição da lógica 0 para 1, e vice-versa, para as alterações dos estados dos elementos.
Além da lógica Booleana, 16 temporizadores das equações de controle SELOGIC, para uso geral, eliminam os temporizadores externos usados em esquemas específicos de controle e proteção.
Cada temporizador tem ajustes independentes dos tempos de pickup e dropout. Programe cada entrada do temporizador com qualquer elemento desejado (ex., temporizar um elemento de tensão). Especifique a saída do temporizador para lógica de trip, lógica de religamento ou outra lógica de esquema de controle.
Figura 31: Comunicação Integrada via MIRRORED BITS Fornece Proteção, Monitoração e Controle
Confiáveis
LEDs de Sinalização de Estado e Trip,
Display e Botões de Pressão do Painel
Frontal
A Figura 32 mostra uma visão de perto da parte do painel frontal do SEL-311L que faz interface com o usuário. Estão incluídos: um LCD com 16 caracteres em duas linhas, 16 LEDs de sinalização de estado e atuação, e 8 botões de pressão para comunicação local. A Tabela 3 descreve os LEDs do painel frontal.
O LCD mostra as informações dos eventos, medição, ajustes e estado da autodiagnose do relé, e permite efetuar alterações nos ajustes do relé sem ser necessário um terminal de dados.
O LCD é controlado pelos botões de pressão, mensagens automáticas geradas pelo relé e Pontos do Display programados pelo usuário. O display default faz a varredura, procurando por qualquer Ponto do Display ativo (que não esteja “em branco”). Se não houver nenhum ponto ativo, o relé faz a varredura das correntes local e remota das fases A, B e C, em valores primários, através dos quatro displays de duas linhas. Cada tela de exibição permanece por dois segundos, antes que a varredura continue. Qualquer mensagem gerada pelo relé em função de uma condição de alarme tem precedência sobre o display default normal. O botão de pressão {EXIT} retorna a tela de exibição para o display default se alguma outra função do painel frontal estiver sendo executada. Mensagens de erro como falhas na autodiagnose são exibidas no LCD, em lugar do display default, no instante em que ocorrem.
EN Relé alimentado corretamente e autodiagnoses OK
TRIP Houve atuação de trip
TIME Trip temporizado
COMM Trip por teleproteção
87 Trip do diferencial de corrente de linha
50/51 Trip do sobrecorrente instantâneo e temporizado
RECLOSER (Religador)
RS Pronto para o ciclo de religamento LO Controle no estado bloqueado FAULT TYPE
(Tipo da Falta)
A, B, C Fase(s) envolvida(s) na falta G Terra envolvido na falta ZONE/LEVEL
(Zona/Nível)
1-3 Trip dos elementos de distância (Zonas 1-3) e/ou dos elementos de sobrecorrente (Níveis 1-3) 87CH FAIL Falha do canal ativo do diferencial
Contatos de Entrada e Saída
O SEL-311L possui seis saídas de alta velocidade para interrupção de correntes elevadas, bem como oito contatos de saída padrão e 6 entradas isoladas opticamente. Especifique os contatos de entrada para funções de controle, lógica de monitoração e indicações em geral. Com exceção de uma saída dedicada para alarme, cada contato de saída é programável através das equações de controle SELOGIC.
Guia para Especificação
O relé microprocessado deverá propiciar uma combinação de funções que incluam proteção, monitoração, controle, localização de faltas e automação. Deverão ser incluídas as funções de autodiagnose do relé. Os requisitos específicos são os seguintes:Proteção Diferencial de Corrente. O relé deverá comparar as correntes local e remota de fase e de seqüência para permitir a operação em menos de um ciclo. O relé deverá operar para faltas desequilibradas com correntes abaixo da corrente de carregamento da linha. A compensação entre os TCs deverá ser efetuada através dos ajustes do relé. As distorções causadas pela saturação dos TCs de uma ou de ambas as extremidades da linha não deverão causar operação incorreta. Proteção de Distância. O relé deverá possuir
quatro zonas de proteção de distância de fase e terra tipo mho e de proteção de distância de terra quadrilateral para serem usadas se houver tensões disponíveis. Duas zonas deverão ser ajustáveis tanto para direção “à frente” quanto para direção reversa. Deverão ser disponibilizados ambos os elementos de distância de fase com memória polarizada por seqüência-positiva e com compensação. O relé deverá detectar os transitórios de CCVT e bloquear a operação dos elementos de distância da Zona 1 durante o período transitório. O relé deverá detectar oscilações de potência estáveis e não estáveis.
Proteção de Sobrecorrente. O relé deverá incorporar elementos de sobrecorrente de fase, terra residual e seqüência-negativa. Eles deverão ter controle direcional se as tensões estiverem disponíveis. Um sistema para selecionar automaticamente a fonte de polarização mais estável para os elementos direcionais de terra deverá ser incluído. Requisitos do Canal. O relé deverá ter
opções para interface direta ou via fibra ótica monomodo ou multimodo em conformidade com IEEE C37.94, ou operação através de EIA-422 ou G.703 nos canais de 56 kb ou 64 kb. O relé deverá compensar até 5 ms de assimetria do canal.
Recurso para Canal Dual. O relé deverá operar através de um ou dois canais de comunicação. Quando dois canais estiverem sendo usados no sistema “reserva-quente” (“hot standby”), o relé deverá chavear para o canal que não falhou sem que haja interrupção das funções de proteção.
Aplicação para Dois ou Três Terminais. O relé deverá ser compatível para linhas de dois ou três terminais. Para proteção de três terminais, o sistema do relé deverá ter capacidade para proteger a linha através de canal dual para cada relé ou através de canal dual em apenas um dos três relés.
Coordenação com Cargas em Derivação. O relé deverá propiciar a coordenação seletiva com a proteção de sobrecorrente de tempo inverso da carga em derivação, usando a corrente total de todos os terminais da linha. Controle do Religamento Automático. O
relé deverá incorporar um religador com quatro tentativas de religamento e com quatro intervalos de tempo de pólo aberto ajustáveis separadamente. Os tempos de reset do ciclo de religamento e do bloqueio do religamento deverão ter ajustes independentes.
Freqüência. O relé deverá incluir seis níveis de proteção de freqüência. Todos os elementos deverão ser ajustáveis para sub ou sobrefreqüência.
Elementos de Tensão. O relé deverá possuir elementos de sub e sobretensão de fase e fase-fase bem como elementos de sobretensão de seqüência para proteção e controle.
Check de Sincronismo. O relé deverá possuir dois elementos de check de sincronismo com ajustes separados do ângulo máximo. A função de check de sincronismo deverá compensar o tempo de fechamento do disjuntor e permitir fontes diferentes para a tensão de sincronização (VA, VB, VC, VAB, VBC, VCA).
Relatórios de Evento (Oscilografia) e Registrador Seqüencial de Eventos (SER). O relé deverá ser capaz de registrar automaticamente os registros oscilográficos de 15, 30 ou 60 ciclos contendo as correntes
Registrador Seqüencial de Eventos (SER) que armazene as últimas 512 entradas.
LEDs de Sinalização de Estado e Trip. O relé deverá possuir 16 LEDs para indicação de estado e trip.
Monitor do Disjuntor. O relé deverá inclui um monitor do desgaste do disjuntor através de curvas de desgaste programáveis pelo usuário, contador de operações e correntes interrompidas acumuladas por fase.
Monitor das Baterias da Subestação. O relé deverá medir e reportar a tensão das baterias da subestação presente nos seus terminais de alimentação. Deverá possuir dois parâmetros de limites selecionáveis pelo usuário para alarme e controle. O nível da tensão no instante da abertura deverá ser monitorado e registrado.
Localizador de Faltas. O relé deverá possuir um algoritmo de localização de faltas que forneça uma estimativa precisa da localização do defeito sem canais de comunicação, transformadores de instrumento especiais ou informações da pré-falta.
Automação. O relé deverá possuir 16 elementos de controle local, 16 chaves lógicas de controle remoto, 16 chaves de controle de selo biestáveis e 16 displays de mensagens em conjunto com o display local do painel do relé. O relé deverá ter a capacidade de exibir mensagens personalizadas pelo usuário. Lógica do Relé. O relé deverá incluir funções
lógicas programáveis para uma ampla variedade de esquemas de controle, proteção e monitoração configuráveis pelo usuário. Terminais de Comunicação. O relé deverá
permitir a comunicação a partir de qualquer terminal ASCII, sem software.
Comunicações Seriais. O relé deverá possuir três portas seriais EIA-232 e uma porta serial EIA-485 independentes para comunicações externas. Duas portas deverão suportar simultaneamente a comunicação lógica direta de oito bits entre relés.
depender dessa ou de qualquer outra fonte de sincronização de tempo externa.
Capacidades Ambientais. O relé deverá ser especificado para operar em regime contínuo dentro da faixa de temperatura –40º a +85ºC. Sincrofasores. O relé deverá ter a capacidade
de operar como uma unidade de controle e medição fasorial (“phasor measurement and
control unit” – PMCU).
Comunicação IEC 61850 via Ethernet. O relé deverá fornecer a opção para comunicação em conformidade com o protocolo IEC 61850. A capacidade do IEC 61850 deverá incluir a transmissão de mensagens GOOSE e pontos dos dados dos nós lógicos definidos.
Garantia. O relé deverá ter uma garantia mínima de 10 anos em todo o mundo.
Diagrama de Fiação
Painel Frontal para Montagem em Rack 4U
Painel Frontal para Montagem em Painel 3U
Painel Frontal Vertical para Montagem em Painel 3U Figura 34: Diagramas do Painel Frontal do SEL-311L
Topo (par a m ont ag em vertic al)
Painel Traseiro – Opção do Canal do Diferencial com Conector Outlined DB-25
Painel Traseiro 4U – Opção do Canal do Diferencial com Conectores de Fibra Óptica
Opção do Canal do Diferencial com Conectores DB-25 e de Fibra Óptica
Opção do Canal do Diferencial com 2 Conectores DB-25
Opção do Canal do Diferencial com 2 Conectores de Fibra Ótica
Figura 36: Diagramas Típicos do Painel Traseiro Mostrando as Redes Ethernet 10/100 BASE T e 100 BASE FX
Dimensões do Relé
Figura 37: Dimensões do SEL-311L – Modelos para Montagem em Painel e Rack (Para montagem em rack com projeção, os suportes deverão ser invertidos.)
Especificações Gerais
Conexões dos Terminais
Torque de Fixação dos Terminais com Parafusos Traseiros
Mínimo: 0,9 Nm (8-in-lb)
Máximo: 1,4 Nm (12-in-lb)
Terminais ou cabo de cobre trançado. Recomendam-se terminais circulares. Temperatura nominal mínima de 105ºC.
Entradas de Corrente AC
Nominal: 5 A
Contínuos: 15 A, linear até 100 A simétricos Nominal Térmico: 500 A por 1 segundo
1.250 A por 1 ciclo Faixa de Medição: 0,5 – 96 A (offset DC p/ 1,5 ciclo @ X/R = 10) Burden: 0,27 VA @ 5 A 2,51 VA @ 15 A Nominal: 1 A
Contínuos: 3 A, linear até 20 A simétricos Nominal Térmico: 100 A por 1 segundo
250 A por 1 ciclo Faixa de Medição: 0,1 – 19,2 A (offset DC p/ 1,5 ciclo @ X/R = 10) Burden: 0,13 VA @ 1 A 1,31 VA @ 3 A Entradas de Tensão AC
Nominal: 67 VL-N conexão trifásica a quatro
fios
Contínuos: 150 VL-N (conecte qualquer tensão
até 150 Vac) Faixa de Medição: 365 Vac por 10 segundos
Burden: 0,13 VA @ 67 V 0,45 VA @ 120 V Fonte de Alimentação Tensão de Entrada Nominal: 125/250 Vdc ou Vac Faixa: 85–350 Vdc ou 85–264 Vac Nominal: 48/125 Vdc ou 125 Vac Faixa: 38–200 Vdc ou 85–140 Vac Nominal: 24/48 Vdc Faixa: 18–60 Vdc dependente da polaridade Consumo de Energia: < 25 W Saídas de Controle Padrão Fechamento: 30 A Carregamento: 6 A contínuos @ 70ºC 4 A contínuos @ 85ºC Nominal p/ 1 s: 50 A Proteção MOV
(tensão máxima): 270 Vac, 360 Vdc, 40 J Tempo de
Pickup/Dropout: < 5 ms
Capacidade de Interrupção (10.000 operações):
48 Vdc 0,50 A L/R = 40 ms
125 Vdc 0,30 A L/R = 40 ms
250 Vdc 0,20 A L/R = 40 ms
Capacidade Cíclica (2,5 ciclos/segundo):
48 Vdc 0,50 A L/R = 40 ms
125 Vdc 0,30 A L/R = 40 ms
250 Vdc 0,20 A L/R = 40 ms
“Hybrid” (interrupção de correntes elevadas)
Fechamento: 30 A Carregamento: 6 A contínuos @ 70ºC 4 A contínuos @ 85ºC Nominal p/ 1 s: 50 A Proteção MOV (tensão máxima): 330 Vdc, 130 J Tempo de Pickup/Dropout: < 5 ms
Capacidade de Interrupção (10.000 operações):
48 Vdc 10,0 A L/R = 40 ms
125 Vdc 10,0 A L/R = 40 ms
250 Vdc 10,0 A L/R = 20 ms
Capacidade Cíclica
(4 ciclos em 1 segundo, seguidos de 2 minutos de desligamento para dissipação térmica):
48 Vdc 10,0 A L/R = 40 ms
125 Vdc 10,0 A L/R = 40 ms
250 Vdc 10,0 A L/R = 20 ms
Nota: Características nominais de fechamento conforme
IEEE C37.90-1989; Breaking and Cyclic Capacity p/ IEC 60255-23: 1994.
“Fast Hybrid” (interrupção de correntes elevadas)
Fechamento: 30 A Carregamento: 6 A contínuos @ 70ºC 4 A contínuos @ 85ºC Nominal p/ 1 s: 50 A Proteção MOV (tensão máxima): 330 Vdc, 130 J Tempo de Pickup/ Dropout: < 10 µs; < 8 ms, típico Capacidade de Interrupção (10.000 operações):
48 Vdc 10,0 A L/R = 40 ms
125 Vdc 10,0 A L/R = 40 ms
Capacidade Cíclica
(4 ciclos em 1 segundo, seguidos de 2 minutos de desligamento para dissipação térmica):
48 Vdc 10,0 A L/R = 40 ms
125 Vdc 10,0 A L/R = 40 ms
250 Vdc 10,0 A L/R = 20 ms
Nota: Características nominais de fechamento conforme
IEEE C37.90-1989; Breaking and Cyclic Capacity p/ IEC 60255-23: 1994.
Entradas Isoladas Opticamente
250 Vdc: Pickup 200-300 Vdc; Dropout 150 Vdc 220 Vdc: Pickup 176-264 Vdc; Dropout 132 Vdc 125 Vdc: Pickup 105-150 Vdc; Dropout 75 Vdc 110 Vdc: Pickup 88-132 Vdc; Dropout 66 Vdc 48 Vdc: Pickup 38,4-60 Vdc; Dropout 28,8 Vdc 24 Vdc: Pickup 15-30 Vdc
Nota: As entradas isoladas opticamente de 24, 48, 125, 220
e 250 Vdc consomem aproximadamente 5 mA de corrente; as entradas de 110 Vdc consomem aproximadamente 8 mA de corrente. Todos os valores nominais de corrente são para tensões de entrada nominais.
Freqüência e Rotação
Freqüência do
Sistema: 50 ou 60 Hz Rotação de Fases: ABC ou ACB Faixa de Rastreamento
da Freqüência: 40,1–65 Hz
Portas de Comunicação Serial
EIA-232: 1 Frontal, 2 Traseiras EIA-485: 1 Traseira, isolação 2.100 Vdc Taxa Baud: 38400 (Taxa Baud de
300-19.200 na Porta 1)
Portas de Comunicação da Rede Ethernet (SEL-311L-1 e SEL-311L-7)
Protocolos de Aplicação
FTP para Cartão: 1 sessão servidor (suporta arquivos CID em conf. IEC 61850)
Telnet para Cartão: 1 sessão servidor (suporta SEL ASCII)
Telnet para Host: 1 sessão servidor (suporta SEL ASCII, SEL Compressed ASCII, Fast Meter e Fast Operate)
IEC 61850: 6 seções MMS
16 mensagens GOOSE de entrada
8 mensagens GOOSE de saída Pilhas de Protocolos (“Protocol Stacks”)
TCP/IP OSI
Portas (PORTA 5 e PORTA 6)
PORTA 5 é suportada.
PORTA 6 será habilitada através de upgrade futuro do
firmware.
Opções de Camadas Físicas (PORTA 5 e PORTA 6) 10/100BASE-T: 10/100 Mbps, conector RJ-45 100BASE-FX: 100 Mbps, conector LC Indicadores (PORTA 5 e PORTA 6)
Link: LED verde está aceso quando o link está operacional Atividade: LED vermelho pisca quando há
atividade de transmissão ou recepção
Portas de Comunicação do Diferencial
Conector ST- Fibra Óptica Monomodo 1.550 nm Potência TX: -18 dBm Sensib. Mín. RX: -58 dBm Sensib. Máx. RX: 0 dBm Ganho do Sistema: 40 dB Limitações de Distância: 120 Km Monomodo ou Multimodo 1.300 nm Potência TX: -18 dBm Sensib. Mín. RX: -58 dBm Sensib. Máx. RX: 0 dBm Ganho do Sistema: 40 dB Limitações de Distância: onde: x Km x = 30 para multimodo x = 80 para monomodo Monomodo 1.300 nm (C37.94 modulado): Potência TX: -24 dBm Sensib. Mín. RX: -37,8 dBm Sensib. Máx. RX: 0 dBm Ganho do Sistema: 13,8 dB Limitações de Distância: 15 Km Multimodo 850 nm, C37.94 Potência. TX: 50 µm: -23 dBm; 62,5 µm: -19 dBm Sensib. Mín. RX: 50 µm: -32 dBm; 62,5 µm: -32 dBm Sensib. Máx. RX: 50 µm: -11 dBm; 62,5 µm: -11 dBm Ganho do Sistema: 50 µm: 9 dBm; 62,5 µm: 13 dBm Limitações de Distância: 2 Km Elétricas EIA-422: 56 ou 64 Kbps síncronos; isolada a 1500 Vac
de tempo)
Sincrofasor: ±10 µs
Outro: ± 5 ms
A proteção diferencial de corrente não requer fonte de tempo externa.
Dimensões
Consulte a Figura 37 para dimensões do relé.
Temperatura de Operação
-40° a +85°C (-40° a +185°F)
Nota: O contraste do LCD fica prejudicado para
temperaturas abaixo de -20°C.
Peso
Unidade Rack 3U: 6,9 kg (15,2 lbs) Unidade Rack 4U: 8,3 kg (18,3 lbs)
Testes de Tipo
Testes Ambientais
Frio: IEC 60068-2-1: 1990, Test Ad; Status de operação normal @ -40ºC por 16 h
Calor Úmido, Cíclico: IEC 60068-2-30: 1980, Test Db; Status de operação normal @ 55ºC, 6 ciclos, 95% de umidade
Calor Seco: IEC 60068-2-2: 1974, Test Bd; Status de operação normal @ +85ºC por 16 h Penetração de Objetos: IEC 60529: 1989, IP30
Testes de Impulso e Suportabilidade Dielétrica
Suportabilidade Dielétrica:
IEC 60255-5: 1977 IEEE C37.90 – 1989
2.500 Vac por 10 s nas entradas analógicas;
3.100 Vdc por 10 s na fonte de alimentação, entradas isoladas opticamente e contatos de saída;
1.500 Vac nas portas G.703 e EIA-422 isoladas.
Impulso: IEC 60255-5-1997,
0,5 J, 5.000 V Segurança dos Produtos
a Laser:
IEC 60825-1: 1993 21 CFR 1040.10 ANSI Z136.1 – 1993
ANSI Z136.2 – 1988, produtos a laser com segurança para a visão (“eye-safe”) Classe 1
Teste de Descarga Eletrostática
ESD: IEC 60255-22-2: 1996, Grau de Severidade 4 (contatos: 8 kV; ar: 15 kV)
IEC 61000-4-4–1995 4 kV @ 2,5 kHz (4.000 V na fonte de alimentação, 2.000 V nas entradas e saídas) Radiofreqüência
Irradiada: IEC 60255-22-3-1989, 10 V/m IEEE C37.90.2–1995, 35 V/m Resistência a Surtos: IEEE C37.90.1–1989,
3 kV oscilante, 5 kV transitório
Norma IEEE C37.90.1– 2002 para capacidade de resistência a surtos (surge withstand capability – SWC), testes para relés de proteção e sistemas de relés associados com Dispositivos de Energia Elétrica
Grau de Severidade: 2,5 kV modo comum/pico; 2,5 kV modo diferencial/pico, forma de onda oscilante; 4 kV a 2,5 kHz e 5 kHZ, forma de onda de transitório rápido. Distúrbios de 1 MHz
(Burst Disturbance): IEC 60255-22-1-1988,
Grau de Severidade 3 (2.500 V no modo comum e 1.000 V no modo diferencial)
Testes de Vibração e Choque
Vibração: IEC 60255-21-1: 1988, Classe 1; IEC 60255-21-2; 1988, Classe 1; IEC 60255-21-3: 1993, Classe 2.
Certificações
ISO: O relé é projetado e fabricado de acordo com o programa de certificado de qualidade ISO-9001:2000.
UL: Testado e aprovado pelos “Underwriters’ Laboratories”. CSA: Certificado pela “Canadian Standards Association”. CE: Marca CE
Especificações de Processamento
Entradas de Corrente e Tensão AC
16 amostras por ciclo do sistema de potência, filtro passa-baixas de 3 dB com freqüência de corte de 560 Hz.
Filtragem Digital
Filtro coseno de um ciclo após filtragem analógica passa-baixas. Filtragem da rede (analógica mais digital) rejeita DC e todos os harmônicos maiores do que a fundamental.
Processamento do Diferencial de Corrente
16 vezes por ciclo do sistema de potência para proteção diferencial de corrente de linha e lógica de trip.
Processamento de Controle e Proteção de Backup
Elementos do Relé
Elementos Diferenciais de Corrente de Linha (87L)
Níveis de Habilitação do 87L (Corrente Diferencial ou Total) Faixa do Ajuste de Fase: OFF, 1,00 – 10,00 A, degraus de 0,01 A Faixa do Ajuste de Seq.-Negativa: OFF, 0,5 – 5,00 A, degraus de 0,01 A Faixa do Ajuste de Seq.-Zero: OFF, 0,5 – 5,00 A, degraus de 0,01 A Precisão: ±3% ± 0,01 INOM Características de Restrição Raio Externo:
Faixa do Raio: 2 a 8 em degraus de 0,1 (sem unidade)
Faixa do Ângulo: 90-270º em degraus de 1º Precisão: ±5% do ajuste do raio
±3% do ajuste do ângulo Tempo de Operação
(p/ falta direta):
Ver curvas dos tempos de operação na Seção 3 do Manual de Instrução.
Nota: Consulte “Current Differential Elements” na Seção 3
do Manual de Instrução para ver as definições dos termos e terminologia relacionadas acima.
Ajuste do Alarme da Diferença de Corrente Faixa do Ajuste: OFF, 0,5 – 10,00 A,
degraus de 0,1 A Precisão: ±3% de ± 0,01 INOM
Especificações do Monitor da Tensão das Baterias da Subestação
Faixa do Pickup: 20–300 Vdc, degraus de 1 Vdc Precisão do Pickup: ±2% ±2 Vdc do ajuste
Especificações dos Temporizadores
Pickup do Relé de Religamento:
0,00 – 999.999,00 ciclos, degraus de 0,25 ciclo (relé de religamento e alguns temporizadores programáveis) Outros
Temporizadores: 0,00 – 16.000,00ciclos, degraus de 0,25 ciclo (alguns temporizadores programáveis e diversos outros) Precisão do
Pickup/Dropout de Todos os
Temporizadores: ±0,25 ciclo e ±0,1% do ajuste
Elementos de Distância de Fase Tipo Mho
Alcance da Impedância das Zonas 1-4
Faixa de Ajuste: OFF, 0,05 a 64 Ω secundários, degraus de 0,01 Ω (5 A nominal) OFF, 0,25 a 320 Ω secundários,
degraus de 0,01 Ω (1 A nominal)
Nota: A sensibilidade mínima é controlada pelo pickup dos
elementos de supervisão de sobrecorrente fase-fase, para cada zona, lógica load encroachment, OSB e lógica de supervisão direcional.
Precisão: ±5% do ajuste do ângulo da linha para 30 ≤ SIR ≤ 60
±3% do ajuste do ângulo da linha para SIR < 30
Sobrealcance
Transitório: < 5% do ajuste mais precisão em regime
Detectores de Corrente de Falta Fase-Fase (FD) Zonas 1-4
Faixa de Ajuste: 0,5-170,00 Af-f secundários, degraus de 0,01 A (5 A nominal) 0,1-34,00 Af-f secundários, degraus de 0,01 A (1 A nominal) Precisão: ±0,05 A e ±3% do ajuste (5 A nominal) ±0,01 A e ±3% do ajuste (1 A nominal) Sobrealcance Transitório: < 5% do pickup
Elementos de Distância de Terra Tipo Mho e Quadrilateral
Alcance da Impedância das Zonas 1-4 Alcance do Elemento
Mho: OFF, 0,05 a 64 degraus de 0,01 Ω secundários, Ω
(5 A nominal)
OFF, 0,25 a 320 Ω secundários, degraus de 0,01 Ω
(1 A nominal) Alcance da Reatância
Quadrilateral: OFF, 0,05 a 64 degraus de 0,01 Ω secundários, Ω
(5 A nominal)
OFF, 0,25 a 320 Ω secundários, degraus de 0,01 Ω
(1 A nominal) Alcance da Resistência
Quadrilateral: OFF, 0,05 a 50 degraus de 0,01 Ω secundários, Ω
(5 A nominal)
OFF, 0,25 a 250 Ω secundários, degraus de 0,01 Ω
(1 A nominal)
Nota: A sensibilidade mínima é controlada pelo pickup dos
elementos de supervisão de sobrecorrente de fase e residual, para cada zona, e lógica de supervisão direcional.
