Funções: 68 ou PPAM / RPSB - Bloqueio por Oscilação de Potência (PSB) & 78 ou PPAM / RPSB - Out of step (OoS)

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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS

Tutorial de Teste

Tipo de Equipamento: Relé de Proteção

Marca: Schneider (Areva)

Modelo: P545

Funções: 68 ou PPAM / RPSB - Bloqueio por Oscilação de

Potência (PSB) & 78 ou PPAM / RPSB - Out of step (OoS)

Ferramenta Utilizada: CE-6006, CE-6706, CE6710, CE-7012 ou

CE7024

Objetivo: Teste do PSB e OoS em Condições de Oscilações de

Potência Síncrona e Assíncrona

Controle de Versão:

Versão Descrições Data Autor Revisor

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Rua Visconde de Ouro Preto, 77 - Bairro Custódio Pereira - Uberlândia – MG - CEP 38405-202 Sumário

1. Conexão do relé ao CE-6006 ... 5

1.1 Fonte Auxiliar ... 5

1.2 Bobinas de Corrente e Tensão ... 5

1.3 Entradas Binárias ... 6

2. Comunicação com o relé Schneider P545 ... 6

3. Parametrização do relé Schneider P545 ... 12

3.1 Frequency ... 12

3.2 CONFIGURATION ... 12

3.3 Setting Values ... 13

3.4 CT AND VT RATIOS ... 13

3.5 GROUP 1 LINE PARAMETERS ... 14

3.6 GROUP 1 DISTANCE SETUP ... 14

3.7 GROUP 1 DIST. ELEMENTS ... 15

3.8 GROUP 1 SCHEME LOGIC ... 15

3.9 GROUP 1 POWER SWING BLK. ... 16

3.10 PSL ... 17

3.11 Enviando Ajustes para o Relé... 23

4. Ajustes do software PSB OoS ... 24

4.1 Abrindo o PSB OoS... 24

4.2 Configurando os Ajustes ... 25

4.3 Sistema ... 26

5. Ajustes Distância ... 27

5.1 Tela Distância > Ajuste Prot. Distância ... 27

5.2 Inserindo a Zona de Fase ... 28

1.1 Inserindo os blinders... 28

6. Configurações de Hardware ... 30

7. Direcionamento de Canais ... 30

8. Restauração do Layout ... 31

9. Estrutura do teste para as funções PSB_OoS ... 31

9.1 Configurações dos Testes ... 31

9.2 Simulação do Sistema ... 32

9.3 Simulação de Trajetórias ... 32

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9.5 Simulação de Trajetórias Oscilação Assíncrona ... 35

9.6 Simulação de Trajetórias Falta Trifásica ... 38

10. Relatório ... 42

APÊNDICE A ... 43

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Rua Visconde de Ouro Preto, 77 - Bairro Custódio Pereira - Uberlândia – MG - CEP 38405-202 Termo de Responsabilidade

As informações contidas nesse tutorial são constantemente verificadas. Entretanto, diferenças na descrição não podem ser completamente excluídas; desta forma, a CONPROVE se exime de qualquer responsabilidade, quanto a erros ou omissões contidos nas informações transmitidas. Sugestões para aperfeiçoamento desse material são bem vindas, bastando o usuário entrar em contato através do email [email protected].

O tutorial contém conhecimentos obtidos dos recursos e dados técnicos no momento em que foi escrito. Portanto a CONPROVE reserva-se o direito de executar alterações nesse documento sem aviso prévio.

Este documento tem como objetivo ser apenas um guia, o manual do equipamento a ser testado deve ser sempre consultado.

ATENÇÃO!

O equipamento gera valores de correntes e tensões elevadas durante sua operação. O uso indevido do equipamento pode acarretar em danos materiais e físicos.

Somente pessoas com qualificação adequada devem manusear o instrumento. Observa-se que o usuário deve possuir treinamento satisfatório quanto aos procedimentos de manutenção, um bom conhecimento do equipamento a ser testado e ainda estar ciente das normas e regulamentos de segurança.

Copyright

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Sequência para testes de relé P545 no software PSB_OoS 1. Conexão do relé ao CE-6006

No apêndice A-1 mostram-se as designações dos terminais do relé. 1.1 Fonte Auxiliar

Ligue o positivo (borne vermelho) da Fonte Aux. Vdc ao pino M2 no terminal do relé e o negativo (borne preto) da Fonte Aux Vdc ao pino M1 do terminal do relé.

Figura 1

1.2 Bobinas de Corrente e Tensão

Para estabelecer a conexão das bobinas de tensão, ligue os canais V1, V2 e V3 com os pinos D19, D20 e D21 do terminal do relé e os comuns ao pino D22. Para estabelecer a conexão das bobinas de corrente, ligue os canais I4, I5 e I6 com os pinos D1, D4 e D7 do terminal do relé e os comuns aos pinos D2, D5 e D8. Caso esses três últimos pontos estejam curto circuitados ligue todos os comuns a esse ponto.

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Rua Visconde de Ouro Preto, 77 - Bairro Custódio Pereira - Uberlândia – MG - CEP 38405-202 1.3 Entradas Binárias

Ligue as entradas binárias do CE-6006 às saídas binárias do relé.  BI1 ao pino L1 e seu comum ao pino L2 do relé.

 BI2 ao pino L3 e seu comum ao pino L4 do relé.  BI3 ao pino L5 e seu comum ao pino L6 do relé. A figura a seguir mostra o detalhe das ligações.

Figura 3

2. Comunicação com o relé Schneider P545

Primeiramente abre-se o Schneider Electric MICOM S1 Studio e liga-se um cabo serial do notebook com o relé. Em seguida clica-se duas vezes no ícone do software.

Figura 4

Em seguida clique na opção “Quick Connect”. O software do relé irá buscar os ajustes de maneira automática.

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Figura 5

O próximo passo é criar um novo projeto e nomeá-lo.

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Rua Visconde de Ouro Preto, 77 - Bairro Custódio Pereira - Uberlândia – MG - CEP 38405-202

Figura 7

Na janela seguinte escolha o modelo do relé. Caso não possua o modelo utilize o software “Data Model Manager” (instalado junto com o “MiCOM”) para baixá-lo.

Figura 8

Escolha a maneira de comunicar se por porta serial (traseira ou frontal), por ethernet ou ainda via modem.

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Figura 9

Na próxima janela certifique-se qual porta serial (COM) está sendo utilizado principalmente se estiver usando um conversor USB/ SERIAL e clique em “Finish”.

Figura 10

A próxima tela mostra que a conexão foi realizada com sucesso mostrando o tipo, modelo e número de série do relé.

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Figura 11

O próximo passo é extrair todas as informações ajustadas no relé. Clique com o botão direito em cima de “Settings” e com o esquerdo em “Extract Settings”.

Figura 12

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Figura 13

A leitura dos ajustes aparecerá com o nome de “000” podendo ser modificado caso necessário. Nesse caso o nome do arquivo foi alterado para “PSB_OoS”.

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Rua Visconde de Ouro Preto, 77 - Bairro Custódio Pereira - Uberlândia – MG - CEP 38405-202 3. Parametrização do relé Schneider P545

3.1 Frequency

Após efetuar um duplo clique no arquivo “Religamento” entre em “SYSTEM

DATA”, e em seguida “Frequency”. Certifique-se que o valor ajustado é de 60,00Hz.

Figura 15 3.2 CONFIGURATION

Dentro da pasta “CONFIGURATION” habilita-se o grupo 1, a função de bloqueio por oscilação de potência e a função de distância OBS: Todas as outras funções devem estar desabilitadas.

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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS 3.3 Setting Values

Toda a parametrização será feita com valores referenciados ao secundário.

Figura 17 3.4 CT AND VT RATIOS

Ajuste os valores de tensões e correntes primárias e secundárias e a polaridade do TC.

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Rua Visconde de Ouro Preto, 77 - Bairro Custódio Pereira - Uberlândia – MG - CEP 38405-202 3.5 GROUP 1 LINE PARAMETERS

Clique no sinal de “+” em “GROUP” e em “GROUP 1 LINE PARAMETERS”. Realize os ajustes da linha, fator de compensação para terra, sequencia de fase e trip monopolar e tripolar ou somente tripolar.

Figura 19 3.6 GROUP 1 DISTANCE SETUP

Nesse campo parametriza-se uma única zona tipo quadrilateral para verificar as funções 68 e 78. Desabilite as outras zonas e funcionalidades.

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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS 3.7 GROUP 1 DIST. ELEMENTS

Por simplicidade foi parametrizado somente uma zona de fase com as seguintes características.

Figura 21 3.8 GROUP 1 SCHEME LOGIC

Ajuste o tempo de operação da zona 1.

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Rua Visconde de Ouro Preto, 77 - Bairro Custódio Pereira - Uberlândia – MG - CEP 38405-202 3.9 GROUP 1 POWER SWING BLK.

Nesse campo ajustam-se os parâmetros das funções 68 e 78 assim como as características dos blinders.

Figura 23

O próximo passo é clicar no ícone destacado para salvar a configuração.

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3.10 PSL

As configurações das saídas binárias são feitas através de blocos lógicos sendo configuradas em outro arquivo. Clique com o botão direito na pasta “PSL” e em seguida em “New File”.

Figura 25

O nome do nome arquivo aparece como “000” altere o nome para “PSB_OoS”.

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Efetue um duplo clique nesse arquivo para obter acesso aos blocos lógicos. Em seguida clique na ferramenta destacada em vermelho e efetue um zoom na região destacada em verde.

Figura 27

Note que na figura a seguir aparecem as três primeiras saídas (destacadas em vermelho). A primeira saída já está associada à zona 1, para segunda e a terceira saída deve-se associar os sinais de PSB e OoS.

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Clique na flecha destacada e em seguida sobre o bloco “Signalling Fail” com o botão direito e em seguida “Delete” para apagar esse bloco. Apague também o bloco “Any

Trip”.

Figura 29

Clique no bloco de saída “Output R1” e altere o “Mode” para “pickup” e na opção

“Pickup Value(ms)” ajuste o valor zero. Repita o procedimento para os blocos “Output R2” e “Output R3”.

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O próximo passo é associar o sinal a ser monitorado “Power Swing” com o bloco de saída “Output R2”. Clique no botão destacado em vermelho e escolha o seguinte sinal.

Figura 31

Agora clique no ícone destacado em vermelho e conecte os blocos.

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O próximo passo é realizar uma lógica “OU” entre os sinais “OST” e “Pred. OST” e associar ao bloco “Output R3”.

Figura 33

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Clique no ícone destacado para inserir o bloco lógico “OU”.

Figura 35

Faça a conexão entre os blocos, salve o arquivo, em seguida feche o editor de blocos lógicos e retorne ao software “MiCOM”.

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3.11 Enviando Ajustes para o Relé

Clique no ícone “Device [P545]” em seguida no ícone destacado em verde.

Figura 37

Envie tanto os ajustes da função como o grupo 1 do bloco lógico do PSB_OoS.

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Rua Visconde de Ouro Preto, 77 - Bairro Custódio Pereira - Uberlândia – MG - CEP 38405-202 4. Ajustes do software PSB OoS

4.1 Abrindo o PSB OoS

Clique no ícone do gerenciador de aplicativos CTC.

Figura 39

Efetue um clique no ícone do software “PSB OoS”.

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Figura 41

4.2 Configurando os Ajustes

Ao abrir o software a tela de “Ajustes” abrirá automaticamente (desde que a opção

“Abrir Ajustes ao Iniciar” encontrado no menu “Opções Software” esteja

selecionada). Caso contrário clique diretamente no ícone “Ajustes”.

Figura 42

Dentro da tela de “Ajustes” preencha a aba “Inform. Gerais” com dados do dispositivo testado, local da instalação e o responsável. Isso facilita a elaboração relatório sendo que essa aba será a primeira a ser mostrada.

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Figura 43 4.3 Sistema

Na tela a seguir dentro da sub aba “Nominais” são configurados os valores de frequência, sequencia de fase, tensões primárias e secundárias, correntes primárias e secundárias, relações de transformação de TPs e TCs. Existe ainda duas sub abas

“Impedância” e “Fonte” cujos dados não são relevantes para esse teste.

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Existem outras abas onde o usuário pode inserir notas e observações, figuras explicativas, pode criar um “check list” dos procedimentos para realização de teste e ainda criar um esquema com toda a pinagem das ligações entre mala de teste e o equipamento de teste.

5. Ajustes Distância

5.1 Tela Distância > Ajuste Prot. Distância

O primeiro passo é ajustar o comprimento da linha.

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Rua Visconde de Ouro Preto, 77 - Bairro Custódio Pereira - Uberlândia – MG - CEP 38405-202 5.2 Inserindo a Zona de Fase

A primeira zona a ser inserida será a zona-1 (Fase). Clique no campo “Inserir” destacado na cor vermelha da figura anterior. Na tela de ajustes, primeiramente escolhe-se a máscara do relé “SCHNEIDER/AREVA P54x, P446 - Quadr.”. Deve-se ajustar o tempo de atuação, escolher o tipo de falta (loop), inserir as características da zona e a direcionalidade. Ajuste os valores das tolerâncias e por fim clique em “OK”.

Figura 46

5.3 Inserindo os blinders

Clicando em “Inserir” (fig. 45) ajustam-se os valores de duas zonas com características quadrilaterais para representar os “blinders” sendo um interno e um externo. Dependendo do tempo que a trajetória de impedância levar para passar entre os dois blinders o relé decide qual ação deverá tomar.

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Figura 47

Clicando em “Inserir” ajustam-se os valores para zona 3.

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Rua Visconde de Ouro Preto, 77 - Bairro Custódio Pereira - Uberlândia – MG - CEP 38405-202 6. Configurações de Hardware

No menu “Início” clique no botão “Config Hrd.” para configurar a fonte de alimentação, estipular a configuração dos canais de gerações e o método de parada das binárias de entrada.

Figura 49

7. Direcionamento de Canais

Após realizar a configuração do hardware clique no ícone destacado para associar os canais criados com os nós de modo automático. Escolha para isso a opção “Básico”.

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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS 8. Restauração do Layout

Devido a grande flexibilidade que o software apresenta permitindo que o usuário escolha quais janelas sejam apresentadas e em qual posição utiliza-se o comando para restaurar as configurações padrões. Clique no botão “Layout” e em seguida em

“Recriar Gráficos” repita o processo clicando em “Layout” e em “Restaurar Layout”. No decorrer do teste são excluídas as janelas que não sejam relevantes.

Figura 51

9. Estrutura do teste para as funções PSB_OoS 9.1 Configurações dos Testes

Clicando na aba “Configurações dos Testes” designam-se os canais de geração e as saídas binárias.

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Rua Visconde de Ouro Preto, 77 - Bairro Custódio Pereira - Uberlândia – MG - CEP 38405-202 9.2 Simulação do Sistema

Para o teste “Simulação do Sistema”, deve ser realizado um estudo de maneira a simplificar o sistema a duas fontes de tensão com uma linha entre elas de modo que as oscilações de potência ocorrerão de acordo com esses parâmetros. Como não possuímos esse estudo opta-se pela opção “Simulação de Trajetórias”.

9.3 Simulação de Trajetórias

O teste “Simulação de Trajetória” possibilita criar os mesmos testes da “Simulação

do Sistema”, entretanto possui a grande vantagem de não ser amarrado às

configurações reais do sistema, de modo que o usuário possui total liberdade para controlar a trajetória de impedância (dZ/dt). O fator chave na detecção dos tipos de oscilação está no ajuste do tempo do parâmetro “delta T” no relé, que nesse caso está ajustado em 100ms. Dependendo do tempo que a trajetória leva para passar do blinder externo para o interno chega-se a duas situações:

1. Tempo entre 0,025s e 0,05s para atravessar os dois blinders independente do lado (direito ou esquerdo). Atuação do trip de Out of Step.

2. Tempo menor que 0,025 segundos para atravessar os dois blinders independente do lado. Atuação do trip de Distância (desde que entre em uma zona e permaneça por um tempo maior do que o ajustado para operação da zona)

Obs: A diferença entre o blinder externo e o interno é de 2,0 Ω desde que seja adotada uma trajetória paralela ao eixo das abscissas.

9.4 Simulação de Trajetórias Oscilação Síncrona

No teste a seguir simula-se uma oscilação síncrona, onde a atuação do Alarme do Power Swing é esperada. Para realizar o teste clique em “Nova Trajetória” em seguida escolha o número de pontos, os valores da impedância e do ângulo. O passo seguinte é inserir a taxa de variação da impedância que deve ser diferente de “0”. Escolha o valor de dZ/dt igual a 30,0 Ω /s isso garante que o tempo para atravessar os dois blinders seja de 0,066s (2/30), suficientemente maior do que aquele ajustado (0,05s).

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Figura 53

O passo seguinte é parametrizar a aba “Sistema”.

Figura 54

Não é necessário fazer nenhum ajuste na aba “Falta”. O próximo passo é selecionar a aba “Avaliação” e marcar o campo de “Atuação” para “Sim” e a “Interface” para

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Figura 55

Em seguida clique em confirmar e mande gerar o teste através do atalho “Alt + G” ou pelo ícone . Após o término do teste pode-se visualizar as formas de onda, atuação das entradas binárias e as trajetórias de impedância e potência. Para isso clique em “Forma de Onda”.

Figura 56

Na tela a seguir mostram-se as formas de onda de tensão e corrente além da atuação da Entrada Binária 2 (BI02). Na outra figura mostra-se a trajetória da impedância e utilizando os cursores verifica-se que o tempo entre os dois blinders é de 0,064 segundos.

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Figura 58

Resultado final do teste.

Figura 59

9.5 Simulação de Trajetórias Oscilação Assíncrona

Para verificar a atuação do trip do OoS escolha o valor de dZ/dt igual a 50,0 Ω /s isso garante que o tempo para atravessar os dois blinders seja de 0,04s (2/50), estando entre 0,025 e 0,05segundos.

Para isso clique no ícone “Nova Oscilação”, utilize os pontos destacados e mantenha a variação da impedância do teste anterior.

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Figura 60

Em seguida mantenha os ajustes do teste anterior na aba “Sistema”.

Figura 61

O próximo ajuste é no campo “Avaliação” onde deverá ser marcada a “Atuação” para “Sim” e a “Interface” para “Trip OoS”.

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Figura 62

Em seguida clique em confirmar e mande gerar o teste através do atalho “Alt +G” ou pelo ícone . Após o término do teste pode-se visualizar as formas de onda, atuação das entradas binárias e as trajetórias de impedância e potência. Para isso clique em

“Forma de Onda”.

Figura 63

Na tela a seguir mostram-se as formas de onda de tensão e corrente e a atuação da Entrada Binária 3 (BI03). Na outra figura mostra a trajetória da impedância e o tempo para atravessar os blinders do lado esquerdo.

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Figura 65 Resultado final do teste.

Figura 66

9.6 Simulação de Trajetórias Falta Trifásica

Nesse teste verifica-se a atuação do trip de distância. Simula-se uma trajetória de modo que atravesse os blinders com um tempo menor que 0,025segundos. Neste caso utiliza-se um dZ/dt de 100,00Ω/s de modo que o tempo seja 0,02 segundos (2/100). Para isso faça os seguintes ajustes:

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Figura 67

Os parâmetros da aba “Sistema” são os mesmos do teste anterior. O campo “Falta” deve ser ajustado da seguinte maneira:

Figura 68

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Figura 69

Após a geração dos sinais verifique as formas de onda, a atuação da binária, a trajetória da impedância e o tempo entre os blinders.

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Figura 71

Resultado final do teste:

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Rua Visconde de Ouro Preto, 77 - Bairro Custódio Pereira - Uberlândia – MG - CEP 38405-202 10. Relatório

Após finalizar o teste clique no ícone destacado na figura anterior ou através do comando “Ctrl +R” para chamar a tela de pré-configuração do relatório. Escolha a língua desejada assim como as opções que devem fazer parte do relatório.

Figura 73

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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS APÊNDICE A

A.1 Designações de terminais