Função: 21 ou PDIS Proteção de Distância + Fault Locator (Localizador de faltas). Ferramenta Utilizada: CE-6006, CE-6706, CE-6710, CE-7012 ou CE-7024

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1 Tutorial de Teste Tipo de Equipamento: Relé de Proteção Marca: Siemens Modelo: 7SA Função: 21 ou PDIS Proteção de Distância + Fault Locator (Localizador de faltas). Ferramenta Utilizada: CE-6006, CE-6706, CE-6710, CE-7012 ou CE-7024 Objetivo: Realizar testes de falta em uma zona de atuação e em seguida localizar a distância física até o local do problema. Controle de Versão: Versão Descrições Data Autor Revisor 1.0 Versão inicial 08/05/2017 A.C.S. M.R.C. 1

2 Sumário 1. Conexão do relé ao CE Fonte Auxiliar Bobinas de Corrente e Tensão Entrada Binária Comunicação com o relé 7SA Parametrização do relé 7SA Device Configurations Masking I/O Power System Data Transformer Power System Setting Group A Power System Data Power System Line Status Distance Protection General Settings General Ground Faults Time Delays Distance zones (quadrilateral) Z Fault Locator Ajustes do software Sequenc Abrindo o Sequenc Configurando os Ajustes Sistema Ajustes Distância Tela Distância > Ajuste Prot. Distância Inserindo as Zonas de Fase Inserindo as Zonas (Fase-Terra) Direcionamento de Canais Configurações de Hardware Restauração do Layout

3 8. Estrutura do teste para a função de distância Criando sequência de eventos para faltas dentro de uma zona Iniciando a geração Verificação da distância da fonte até o ponto de falta APÊNDICE A A.1 Designações de terminais A.2 Dados Técnicos APÊNDICE B

4 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 suporte@conprove.com.br. 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 Copyright CONPROVE. Todos os direitos reservados. A divulgação, reprodução total ou parcial do seu conteúdo, não está autorizada, a não ser que sejam expressamente permitidos. As violações são passíveis de sansões por leis. 4

5 1. Conexão do relé ao CE-6006 Sequencia para testes do relé 7SA no software Sequenc No apêndice A mostram-se as designações dos terminais do relé. 1.1 Fonte Auxiliar Ligue o positivo (borne vermelho) da Fonte Aux. Vdc ao pino F1 (U H +) do relé e o negativo (borne preto) da Fonte Aux Vdc ao pino F2 (U H -) do relé. 1.2 Bobinas de Corrente e Tensão Figura 1 Para estabelecer a conexão das bobinas de tensão, ligue os canais V1, V2 e V3 com os pinos R15, R17 e R18 do terminal do relé e os comuns ao pino R16. Para estabelecer a conexão das bobinas de corrente, ligue os canais I4, I5 e I6 com os pinos Q1, Q3 e Q5 do terminal do relé e faça um curto circuito entre os pinos Q2, Q4 e Q6, por fim conecte o pino Q6 ao Q8 e ligue os comuns dos canais de corrente ao pino Q7. Figura 2 5

6 1.3 Entrada Binária Ligue a Entrada Binária do CE-6006 à saída binária do relé, BI1 ao pino R1 e o seu comum a R4, dessa maneira monitora-se o sinal de trip enviado pelo relé da função Comunicação com o relé 7SA Figura 3 Primeiramente abre-se o DIGSI e liga-se um cabo ethernet (ou serial) do notebook com o relé. Em seguida clica-se duas vezes no ícone do software. Figura 4 Ao abrir o programa, seleciona-se a subestação que contenha o relé em questão ( 7SA611 ). Após selecionado o relé, clique com o botão direito e selecione a opção Open Object e depois selecione o modo de conexão, conforme é apresentado nas figuras seguintes. Figura 5 6

7 3. Parametrização do relé 7SA 3.1 Device Configurations Figura 6 Após ter sido estabelecida a conexão, acesse os ajustes gerais do relé através de um duplo clique com o botão esquerdo em Settings repita a operação para Device Configuration. Figura 7 Na tela Functional Scope desabilite todas as funções deixando apenas as funções 21 Impedance Protection e Fault Locator habilitadas. Isso evita que trips de outras funções interfiram no teste. Após os ajustes clique em OK. 7

8 Figura Masking I/O O próximo passo é ajustar a saída do relé. Para acessar esses parâmetros efetue um duplo clique com o botão esquerdo em Masking I/O (Configuration Matrix) conforme ilustrado na próxima figura. Figura 9 8

9 Designa-se a saída binária BO1 para o envio do trip da zona 1 ( 21 TRIP 3801 ). De maneira a auxiliar o teste utiliza-se LED 1 para sinalizar o trip da função Power System Data 1 Figura 10 Efetua-se um duplo clique em Power System Data 1 para acessar os ajustes do sistema. Figura 11 Aqueles ajustes destacados em vermelho necessitam de uma atenção especial. Primeiramente mostram-se as relações de transformação tanto dos TC s como dos TP s, em seguida os dados gerais do sistema e por fim dados relativos a tempo de fechamento e tempo de comando do disjuntor Transformer Na aba Transformer configuram-se valores primários e secundários tanto do TP quanto do TC e o ponto de fechamento de estrela do banco de TC s. 9

10 3.3.2 Power System Figura 12 Na aba Power System ajustam-se a frequência nominal, a sequência de fase, o formato do parâmetro do fator de compensação de terra e a unidade de medição de distância, nesse caso quilômetros. 3.4 Setting Group A Figura 13 Nesta opção escolhem-se os dados da linha de transmissão protegida, ajuste da função de distância e ajustes da função Fault Locator. 10

11 3.4.1 Power System Data 2 Figura 14 Com um duplo clique na opção Power System Data Power System Figura 15 Escolha o fundo de escala para medição de tensão e corrente, o ângulo da linha, o ângulo de inclinação da característica de distância, a reatância distribuída da linha, o comprimento físico da linha e os fatores de compensação de terra para zona 1 e para as demais. 11

12 Line Status Figura 16 O próximo passo é escolher a mínima tensão e corrente para reconhecimento de abertura do disjuntor, o tempo de selo após todos os fechamentos, o tempo mínimo no qual a função SOTF ficará monitorando a linha para um possível fechamento sobre falta, a maneira como o relé reconhece um fechamento de linha, o tempo de selo após um fechamento manual, maneira como o relé detecta um polo aberto, limite de saturação do TC. Figura 17 12

13 3.4.2 Distance Protection General Settings General Figura 18 Nessa aba habilita-se a função de distância, o valor mínimo de corrente para que a função 21 esteja habilitada, a inclinação da característica da zona de proteção, escolhe-se se a linha é compensada, trip instantâneo após reconhecimento de chaveamento sobre uma falta, parametriza-se a compensação de carga (nesse teste não iremos parametriza-la, então digite oo nas impedâncias mínimas de fase e de terra). Figura 19 13

14 Ground Faults Ajuste o valor mínimo de tensão e corrente de sequência zero para que o pickup ocorra e escolha o critério de reconhecimento de falta a terra Time Delays Figura 20 Aqui se determina a temporização de cada zona, nesse teste serão utilizadas somente duas zonas, portanto nas outras temporizações utilize o ajuste oo. Figura 21 14

15 Distance zones (quadrilateral) Z1 Figura 22 Aqui se determina como será a característica da zona 1. Nesse tutorial será utilizada somente uma zona para teste. Figura 23 15

16 3.4.4 Fault Locator Figura 24 Aqui se habilita a maneira como a função Fault Locator irá ser inicializada e existe também a opção de escolher se a linha possui compensação de carga. Figura 25 16

17 O próximo passo é enviar as alterações. Para isso clique no ícone destacado a seguir: Figura 26 Em seguida insira a senha (Padrão da SIEMENS: ) e clique em OK. Figura 27 17

18 4. Ajustes do software Sequenc 4.1 Abrindo o Sequenc Clique no ícone do gerenciador de aplicativos CTC. Figura 28 Efetue um clique no ícone do software Sequenc. Figura 29 18

19 4.2 Configurando os Ajustes Figura 30 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 31 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 do relatório sendo que essa aba será a primeira a ser mostrada. 19

20 Figura 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. Figura 33 20

21 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. 4.4 Ajustes Distância Nota: O relé será parametrizado de maneira distinta para faltas fase-terra em relação às fases bifásicas e trifásicas. Para que o software realize o teste adequadamente deve-se inserir 2 tipos de zonas, sendo a primeira para faltas bifásicas e trifásicas e a segunda para faltas fase-terra. 4.5 Tela Distância > Ajuste Prot. Distância O primeiro passo é ajustar o fator de compensação de terra. Figura 34 21

22 4.6 Inserindo as Zonas de Fase A primeira zona a ser inserida será a zona-1 (FF+ABC). Clique no campo Inserir destacado na cor verde da figura anterior. Na tela de ajustes, primeiramente escolhese a máscara do relé Siemens 7SA - 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 35 22

23 4.7 Inserindo as Zonas (Fase-Terra) A primeira zona FT a ser inserida será a zona Zn02. Clique no campo Inserir destacado na cor verde da figura anterior. Na tela de ajustes, primeiramente escolhese a máscara do relé Siemens 7SA - Quadr.. Figura 36 23

24 5. Direcionamento de Canais Clique no ícone destacado de verde para associar os canais criados com os nós de modo automático. Escolha para isso a opção Básico. Em seguida, configure o hardware, clicando no botão destacado de azul. 6. Configurações de Hardware Figura 37 Nessa janela configura-se a fonte de alimentação, estipula a configuração dos canais de gerações e o método de parada das binárias de entrada. Figura 38 24

25 7. Restauração do Layout Devido à 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 são relevantes. Figura 39 A seguir é mostrada a estrutura padrão após os comandos anteriores. Figura Estrutura do teste para a função de distância A ideia desse teste é verificar uma atuação da proteção de distância e em seguida identificar a distância física até o ponto de falta. Essa identificação será feita via painel no relé e via software SIGRA (analisador de oscilografias da SIEMENS). 25

26 8.1 Criando sequência de eventos para faltas dentro de uma zona O teste consiste basicamente em aplicar uma situação de pré falta com valores de tensão e corrente iguais à nominal, e em seguida aplica-se uma falta com característica Z-I constante, nesse caso, será escolhida uma impedância puramente reativa. Figura 41 Figura 42 Clique na opção N01 destacado em vermelho da figura anterior e maximize o tamanho da janela para facilitar a visualização. Mude o nome Seq. 001 para Pré- Falta 01. Insira valores equilibrados de tensão e corrente de 66,4 V e 5 A uma préfalta sem atuações. Ajuste um tempo de 0,5 segundos. Altere o nome da sequência de Seq. 002 para Falta. No campo Ajuste altere de Direto para Z-I Const.. Escolha sequência de fase ABC e uma falta ABC Ajuste a Definição Zlinha para R e X. Parametrize uma corrente de falta de 18 A com defasagem angular de 0 e frequência de 60 Hz. Escolha uma falta com característica reativa de 200 mω, 26

27 ou seja, no campo R deixe zero e no campo X ajuste 0,2Ω. Ajuste um tempo de 0,5 segundos conforme figura abaixo: 8.2 Iniciando a geração Comece a geração através do atalho Alt + G. Após o término do teste pode-se visualizar que o tempo encontrado esta dentro da tolerância. 27

28 8.3 Verificação da distância da fonte até o ponto de falta. O relé da SIEMENS utiliza somente a porção reativa da impedância para o calculo da distância até o ponto de falta. A verificação se dará de duas maneiras, pelo display do relé e pelo software SIGRA, mas é importante possuirmos um valor teórico como base para as análises: Z falta = R falta + j. X falta Parametrizou-se R = 0Ω e X = 0,2Ω, portanto, a porção de impedância da linha submetida a falta ( Z falta ) é: Z falta = 0,2 Ω Sabendo-se que o parâmetro distribuído de reatância indutiva parametrizado no relé é de 0,01 Ω/km, a distância até o ponto de falta torna-se uma questão de regra de três: Verificação via display: D [km ] = 0,2 Ωx1 km 0,01 Ω = 20 km Figura 43 Verificação via SIGRA. No software DIGSI clique no ícone destacado de verde e em seguida um duplo clique no registro de oscilografia destacado de vermelho abaixo, o SIGRA será aberto: Figura 44 28

29 Clique no botão Network Configuration destacado na figura abaixo: Figura 45 Na aba Signal Assignment altere o campo Voltage Secondary para 66,4 V conforme figura abaixo: Figura 46 29

30 Na aba Fault Locator parametrize os dados da linha, tais como: comprimento físico, reatância indutiva distribuída em valores secundários, ângulo da linha, valor da capacitância distribuída (pode-se atribuir valor desconhecido caso não possua esse dado), módulo e ângulo do fator terra conforme parametrizado no DIGSI. Figura 47 30

31 Clique em OK e em seguida clique no ícone Fault Locator destacado abaixo: Figura 48 Na figura abaixo está indicado a distância de 19,9 km: Figura 49 31

32 APÊNDICE A A.1 Designações de terminais Figura 50 32

33 A.2 Dados Técnicos Tabela 1 Medição de Impedância Tabela 2 - Tempos 33

34 APÊNDICE B Equivalência de parâmetros do software e o relé em teste. Software Distanc Relé Siemens 7SA611 Parâmetro Figura Parâmetro Figura Mod Z0/Z1 34 Zero seq. comp. K0 for Z1 16 Ang Z0/Z1 34 Zero seq. comp. Angle for Z1 16 Zn1_Fase Phase Distance Z1 Distance Angle 35 Angle of inclination, distance charact. 16 Foward/Reverse/Non-Directional 35 Operating mode Z1 23 R 35 R(Z1), Resistance for ph-ph faults 23 X 35 X(Z1), Reactance 23 Temp. Disp. 35 T1 multi-ph, delay for multiphase 23 faults Zone Reduction 35 Zone Reduction Angle 21 Zn1_Terra Ground Distance Z1 Distance Angle 36 Angle of inclination, distance charact. 16 Foward/Reverse/Non-Directional 36 Operating mode Z1 23 RE 36 RG(Z1), Resistance for ph-gnd faults 23 X 36 X(Z1), Reactance 23 Temp. Disp. 36 T1 1-ph, delay for multiphase faults 23 Zone Reduction 36 Zone Reduction Angle 23 34