Objetivo: Testar quando dois sistemas podem se conectar respeitando limites de tensão, frequência e ângulo, ou seja, estão em sincronismo.

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1 Tutorial de Teste Tipo de Equipamento: Relé de Proteção Marca: Siemens Modelo: 7SA Função: 25 Sincronismo Ferramenta Utilizada: CE-6006 Objetivo: Testar quando dois sistemas podem se conectar respeitando limites de tensão, frequência e ângulo, ou seja, estão em sincronismo. Controle de Versão: Versão Descrições Data Autor 1.3 Adicionado sumário e 13/02/2012 M.R.C tabela de equivalência Corrigido ligação do 30/01/2014 M.R.C 1.4 canal V4 1.5 Adicionado logotipo na primeira página 16/06/2014 M.R.C. 1

2 Sumário 1. Conexão do relé ao CE Fonte Auxiliar Bobinas de Tensão Entradas Binárias Saídas Binárias Comunicação com o relé 7SA Parametrização do relé 7SA Device Configurations Masking I/O Configuração do Sistema Testado Power System Data Power System Breaker Setting Group A Power System Trip 1-/3 pole Synchronism and Voltage Check General Man.Close +CNTRL Ajustes do software Sincronismo Abrindo o software Configurando os Ajustes Valores de Referência Ajustes Sincronismo Tela Sincronismo > Sistemas Tela Sincronismo > Ajuste de Sincronização Configuração dos Testes Configuração de Hardware Teste de Disparo Teste de Busca Teste de Percurso Relatório APÊNDICE A

3 A.1 Designações de terminais A.2 Dados Técnicos APÊNDICE B

4 Termo de Responsabilidade INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS 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 INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Sequencia para testes do relé 7SA no software Sincronismo 1.1 Fonte Auxiliar Ligue o positivo (borne vermelho) da Fonte Aux. Vdc ao pino F1 do relé e o negativo (borne preto) da Fonte Aux Vdc ao pino F2 do relé. Figura Bobinas de Tensão Ligue os canais de tensão V1, V2 e V3 do CE-6006 aos pinos R15, R17 e R18 do relé respectivamente, ligue os três comuns do CE-6006 ao pino R16 do relé formando então a ligação para as bobinas de tensão para o sistema 1. Para o sistema 2 ligue o canal V4 ao pino R13 e o comum ao pino 14. Figura 2 5

6 1.3 Entradas Binárias Ligue as Entradas Binárias do CE-6006 às saídas binárias do relé: BI1 ao pino R1 e seu comum ao pino R4. BI2 ao pino R2 e seu comum ao pino R4. BI3 ao pino R3 e seu comum ao pino R4. BI4 ao pino R5 e seu comum ao pino R6. BI5 ao pino R7 e seu comum ao pino R8.. Figura Saídas Binárias Ligue a Saída Binária do CE-6006 ao borne vermelho da fonte auxiliar. Ligue o comum da fonte auxiliar ao pino F10 do relé. Por último ligue o comum da Saída Binária ao pino F5 do relé. Figura 4 6

7 2. Comunicação com o relé 7SA INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS 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 5 Ao abrir o programa, seleciona-se a subestação que contenha o relé em questão (7SA). 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 6 3. Parametrização do relé 7SA Figura Device Configurations 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 Configurations. 7

8 Figura 8 Na tela Functional Scope desabilite todas as funções deixando apenas a função 25 Synchronism and Voltage Check habilitada. Isso facilita o teste de maneira a impedir a possibilidade de utilizar-se trips de outras funções. Após os ajustes clique em OK. Figura 9 8

9 3.2 Masking I/O O próximo passo é ajustar as saídas e entradas binárias 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 10 Para que o relé entenda que um comando manual de fechamento foi emitido habilitase a saída binária 25 SynStart MC para que opere com nível alto H, cujo sinal será emitido através do fechamento da BI1. Outro ajuste importante é o 25 Sy. ClosedCmd que é o sinal do trip do sincronismo cuja saída binária é a BO1. Para V >, V <, f > e f < utilizam-se as saídas BO2, BO3, BO4 e BO5 respectivamente. Para encontrar facilmente algum equivoco nos ajustes tanto da caixa de teste como do relé, alguns leds foram designados para o monitoramento dos principais sinais de trip. Por fim envie as alterações para o 7SA. Figura 11 9

10 3.3 Configuração do Sistema Testado INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Figura 12 Para que o tutorial fique completo simula-se um caso onde o sistema 1 (linha) possui 116 volts de tensão secundária nominal e está adiantada de 30 do sistema 2 (barra coletora) que por sua vez possui 100 volts de tensão secundária nominal. Neste caso o tempo para fechamento do disjuntor é de 60ms. A função de verificação de sincronismo no 7SA6 usualmente opera em conjunto com o religamento automático integrado, fechamento manual e funções de controle do relé. Neste tutorial aborda-se a opção onde o operador da subestação efetua um comando manual. 3.4 Power System Data 1 Retornando aos ajustes efetue um duplo clique em Power System Data 1 para acessar os ajustes do sistema 1. Figura 13 10

11 Aqueles ajustes destacados em vermelho necessitam de uma atenção especial. No endereço 0210 é importante habilitar a opção de que uma quarta tensão esta sendo monitorada. No endereço 0212 configura-se qual tensão será utilizada como referência podendo ser de fase ou neutro. Como existe diferença angular entre os dois sistemas devido ao transformador, o endereço 0214A deve ser ajustado de modo a compensar esse defazamento. No endereço 0215 insere-se a relação entre as tensões entre os dois sistemas (116/110 = 1,16). Figura Power System Na aba Power System configura-se a tensão e sequência de fase. 11

12 Figura Breaker Na aba Breaker e no endereço 0239 insere-se o tempo para o fechamento efetivo do disjuntor, nesse tutorial usa-se 60ms. OBS: Existe outro tutorial onde se explica como realizar o teste de abertura e fechamento dos pólos de um disjuntor. Sendo encontrado no link: _Oscilogafia_Digital_CE600X.pdf Figura 16 12

13 3.7 Setting Group A Nesta opção encontram-se os ajustes do sistema dois e da função de sincronismo. Figura 17 Com um duplo clique na opção Power System Data 2. Figura 18 13

14 3.8 Power System Para ajustar o sistema 2 insere-se o valor de tensão e corrente primária. Figura 19 No endereço 1134 escolhe-se a opção Manual Close BI only para que somente o sinal de fechamento manual via entrada binária seja avaliado como fechamento. Já o endereço 1151 configura-se a opção que verifica o sincronismo antes de efetuar o fechamento devido a um comando manual. Outro ajuste é o endereço 1152 que precisa ser configurado como 52 Breaker. Figura 20 14

15 3.9 Trip 1-/3 pole Os ajustes abaixo são relevantes somente quando existe religamento. Nesse caso não influenciam no teste. Figura Synchronism and Voltage Check O último passo é fazer os ajustes do sincronismo para isso. Entre em Setting Group A e em seguida 25 Synchronism and Voltage Check. Figura 22 15

16 3.11 General O endereço 3502 ativa a função de sincronismo. Para ajustar um tempo máximo para verificação de sincronismo insere-se esse valor em segundos no endereço 3507, onde neste caso foi ajustado 13s. Outro ajuste importante é no endereço 3509 que deve ser ajustado como 52Breaker Man.Close +CNTRL Figura 23 Para encerrar os ajustes no relé ajusta-se e endereço 3530 para que considere o tempo de fechamento do disjuntor. Nos endereços 3531, 3532 e 3533 ajustam-se as máximas diferenças de tensão, freqüência e ângulo entre os dois sistemas. O ultimo ajuste é a opção de YES para o endereço 3535A, isso significa que ambos os sistemas devem estar energizados para que ocorra fechamento manual e sincronismo. 16

17 Figura Ajustes do software Sincronismo 4.1 Abrindo o software Na pasta CE-600X Aplicativos dê um duplo clique no ícone do Sincronismo. Figura Configurando os Ajustes Ao abrir o software a tela de "Ajustes" irá se abrir automaticamente (caso a opção Abrir Parâmetros ao Inicializar no (menu Editar) estiver selecionada). Se não para acessá-la, basta ir ao menu editar e na opção Ajustes como é mostrado abaixo. Figura 26 17

18 Após abrir a tela de Ajustes, preencha as Informações Gerais do teste (selecionando a opção Geral ) como demonstra a figura abaixo. Nesta tela informam-se dados a respeito do dispositivo testado, local da instalação e o responsável. Sendo bastante prático para confecção do relatório. Figura Valores de Referência Na tela abaixo são ajustados os valores de frequência, sequência de fase, tensões primárias e secundárias, as correntes primárias e secundárias do sistema 1. Nesse teste será usada uma tensão de fase de 116 Volts. Figura 28 18

19 5. Ajustes Sincronismo 5.1 Tela Sincronismo > Sistemas Nessa aba devem-se inserir os dados do sistema um, especificando qual a sua composição: Monofásico, Trifásico FN ou Trifásico FF. Deve-se ajustar a tensão de referência, e dependendo do caso precisa-se compensar a defasagem inserida pelo transformador. Para o sistema dois deve-se configurar similarmente ao sistema um com relação a sua composição e tensão de referência. Nessa mesma tela ajustam-se os valores de tensão primária e secundária, além das corrente primárias e secundárias. Para o disjuntor deve-se inserir o valor do tempo para que ocorra seu fechamento efetivo. Existe ainda o campo Níveis Iguais ao Sistema 1 que quando selecionado iguala as tensões do sistema 2 ao do sistema 1. Figura Tela Sincronismo > Ajuste de Sincronização Nessa tela são estipuladas as diferenças de tensão, frequência e o ângulo máximo tolerável para que ocorra o sincronismo. Ajustam-se ainda os valores máximos e mínimos permitidos de tensão e frequência para que ocorra o sincronismo. Esses 19

20 valores são ajustados em porcentagem referentes aos valores nominais do sistema 1. Configura-se também o tempo máximo para que ocorra o sincronismo, e as tolerâncias relativas e absolutas de tensão, freqüência, tempo e a tolerância absoluta para o ângulo. Esses ajustes devem ser feitos de acordo com as informações dadas no manual do fabricante do relé. 6. Configuração dos Testes Figura 30 Na aba Configurações dos Testes deve-se fazer o correto direcionamento dos canais de geração de tensão e a interface de parada do cronômetro. Um ajuste importante é o da Saída Binária 1 (BO1) que deve ter seu estado mudado para 1 sendo que inicialmente ela possui o estado normalmente aberta (NA). Já as entrada binária responsável pela parada de sincronismo é a BI1, que representa o sincronismo. Já as saídas BI2, BI3, BI4 e BI5, representam os sinais de tensão elevada, tensão reduzida, frequência elevada e frequência reduzida. 20

21 7. Configuração de Hardware Figura 31 Figura 32 Clicando no ícone da figura anterior abre-se uma tela onde deve ser ajustado a configuração dos canais de geração, o estado da saída binária BO1 e a tensão da fonte de alimentação auxiliar. Figura 33 21

22 8. Teste de Disparo No teste de disparo testam-se pontos dentro e fora da zona de sincronismo. Os pontos representam a diferença de tensão e freqüência em relação ao sistema 1. Pode-se ainda especificar uma diferença de ângulo para os dois sistemas. Para inserir os pontos clica-se em Novo Ponto e escolhe-se um ponto diretamente no gráfico e em seguida no item confirmar. Outra opção é escolher os valores de diferença de tensão, freqüência e ângulo escrevendo esses valores nos seus respectivos campos. A última opção seria clicar na opção Sequência e escolher um passo de ângulo de maneira que vários pontos são criados de maneira automática nas bordas da zona de sincronismo. Deve-se ajustar os valores nominais de tensão e freqüência do sistema 1. A figura abaixo ilustra essa situação. Figura 34 Escolhendo a sequência com um passo de 90, tensão fase-neutro de 66,97 volts, freqüência de 60Hz e clicando no botão Confirmar os seguintes pontos são criados: 22

23 Figura 35 O passo seguinte é iniciar a geração através do botão figura abaixo mostra o resultado final do teste. ou pelo atalho Alt + g. A Figura 36 23

24 Para visualizar as formas de ondas e o momento do trip de sincronismo selecione um ponto testado e clique no ícone a seguir, neste caso o ponto 1 foi selecionado. Figura 37 Na tela abaixo é possível observarmos as formas de onda de tensão dos dois sistemas. Assim como a atuação da Entrada Binária 1, BI1. Figura 38 A figura a seguir mostra uma flecha preta no cursor dois que representa o momento do comando do fechamento do disjuntor (CMD) e uma flecha verde deslocada que representa o fechamento efetivo do disjunto (FCH). Isso ocorre devido ao tempo (60ms) para que ocorra o fechamento do disjuntor. Figura 39 24

25 9. Teste de Busca INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS O teste de busca encontra os limites da região de sincronismo. Para este teste, utiliza-se a opção de Sequência com o passo de 90 e habilita-se a opção Check Sincronismo após a Busca, sendo o Ângulo para Avaliação Inicial igual a 0. Figura 40 Em seguida clica-se no botão Confirmar, a figura a seguir mostra as linhas criadas automaticamente: Figura 41 25

26 O passo seguinte é iniciar a geração através do botão figura abaixo mostra o resultado final do teste. ou pelo atalho Alt + g. A Figura 42 Para visualizar as formas de ondas de tensão e o momento do trip de sincronismo selecione uma linha testada e clique no ícone a seguir, neste caso a linha 1 foi selecionada. Na tela abaixo é possível observar um zoom das formas de onda de tensão dos dois sistemas. Assim como a atuação da Entrada Binária 1, BI1. Figura 43 26

27 Observação: Caso o usuário não escolha a opção de verificar o sincronismo, quando verificar as saídas binárias será mostrado à atuação de outra binária que no caso da linha 1 seria BI4 (f >) por existir uma situação de freqüência elevada. A figura a seguir mostra uma flecha preta no cursor dois que representa o momento do comando do fechamento do disjuntor (CMD) e uma flecha verde deslocada que representa o fechamento efetivo do disjunto (FCH). Isso ocorre devido ao tempo (60ms) para que ocorra o fechamento do disjuntor. 10. Teste de Percurso Figura 44 Esse teste possui o mesmo objetivo do Teste de Disparo, encontrar o momento do sincronismo, entretanto a grande diferença é que os valores de tensão e corrente do sistema 2 variam no tempo. Diferentemente do que acontece no Teste de Disparo onde esses valores são fixos. Para realizar o teste utiliza-se a opção Sequência com o passo igual a 90 chegando à seguinte tela. 27

28 Figura 45 Clicando-se no botão Confirmar cria-se automaticamente a linhas mostradas abaixo: Figura 46 28

29 O passo seguinte é iniciar a geração através do botão figura abaixo mostra o resultado final do teste. ou pelo atalho Alt + g. A Figura 47 Para visualizar as formas de ondas de tensão e o momento do trip de sincronismo selecione uma linha testada e clique no ícone a seguir, neste caso a linha 1 foi selecionada. Figura 48 Na tela abaixo é possível observar um zoom das formas de onda de tensão dos dois sistemas. Assim como a atuação da Entrada Binária 1, BI1. 29

30 Figura 49 A figura a seguir mostra uma flecha preta no cursor dois que representa o momento do comando do fechamento do disjuntor (CMD) e uma flecha verde deslocada que representa o fechamento efetivo do disjunto (FCH). Isso ocorre devido ao tempo (60ms) para que ocorra o fechamento do disjuntor. Figura 50 30

31 11. Relatório Ao final de cada teste pode ser requerido o relatório, basta clicar no ícone ilustrado abaixo ou utilizar o atalho Ctrl + R Figura 51 Ao solicitar o relatório abre-se uma tela onde o usuário escolhe as informações que devem ser mostradas no relatório. Figura 52 Figura 53 31

32 APÊNDICE A INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS A.1 Designações de terminais Figura 54 32

33 A.2 Dados Técnicos INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS 33

34 APÊNDICE B Equivalência de parâmetros do software e o relé em teste. Software Sincronismo Tabela 1 Relé Siemens 7SA Parâmetro Figura Parâmetro Figura Sistema 1 Power System Data 1 Tensão Secundária 28 Rated Secondary Voltage (Ph-Ph) 14 (F-F) Ref 29 VT connection for Vsy2 14 Def. Angular 29 Angle adjustment Vsy2 Vsy1 14 Transformador Sistema 2 Power System Data 1 Tensão Secundária 29 [Rated Secondary Voltage (Ph-Ph)] / 14 (F-F) [Matching ratio Vsy1/Vsy2] Ref 29 VT connection for Vsy2 14 Tempo de 29 Closing (operating) time of Fechamento dvmax+ 30 Maximum voltage difference 24 dvmax- 30 Maximum voltage difference (sinal 24 oposto) dfmax+ 30 Maximum frequency difference 24 dfmax- 30 Maximum frequency difference (sinal 24 oposto) dangmax 30 Maximum angle difference 24 Tempo Max Sincr 30 Maximum duration of Synchronismcheck 23 34