Relé SEL-487B Sistema de Automação, Controle e Proteção de Barramentos e Falha de Disjuntor

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1 Relé SEL-487B Sistema de Automação, Controle e Proteção de Barramentos e Falha de Disjuntor O Relé SEL-487B fornece proteção diferencial de barras por corrente, proteção de falha de disjuntor e proteção de sobrecorrente de retaguarda. Ele é configurável em aplicações com três relés ou aplicações com um único relé. O relé possui 18 entradas analógicas de corrente e 3 entradas analógicas de tensão. Para barras com no máximo seis terminais, use um SEL-487B numa aplicação com um único relé. Para barras com até 18 terminais, use três relés SEL-487B numa aplicação com três relés; cada relé possui até 6 zonas dedicadas de proteção. Características e Benefícios Principais A proteção diferencial de barramentos opera em menos de um ciclo para aumentar as margens de estabilidade do sistema e reduzir os danos aos equipamentos. Seleção de zonas flexível e seis zonas diferenciais propiciam proteção para aplicações em barras múltiplas. Elementos diferenciais de alta sensibilidade detectam TCs abertos e curto-circuitados para funções de alarme e/ou bloqueio. A proteção diferencial aceita relações de TC com diferenças de até 10 vezes (maior RTC/menor RTC) sem TCs auxiliares. A proteção diferencial é segura para faltas externas com requisitos mínimos dos TCs. A proteção de falha de disjuntor para cada terminal integra a proteção de barras e de falha de disjuntor. Elementos de sobrecorrente instantâneo e de tempo-inverso fornecem proteção de retaguarda para cada terminal. Elementos de subtensão e sobretensão de seqüência-negativa e seqüência-zero podem fornecer supervisão para o elemento diferencial. Interconecte com sistemas de automação usando os protocolos IEC ou DNP3 diretamente ou o DNP3 através de um Processador de Comunicação SEL-2030 ou SEL Use o protocolo FTP para coleta de dados em alta velocidade.

2 Diagrama Funcional Simplificado 2 Figura 1: Funções Básicas do Relé SEL-487B numa Aplicação em Barra Dupla

3 Funções de Proteção Adquira a versão do SEL-487B com chassis 9U para equipar o relé com um máximo de quatro placas de interface. Com quatro placas de interface, o relé tem um total de 103 entradas (72 entradas comuns e 31 entradas independentes) e 40 saídas (24 saídas de alta velocidade e interrupção de correntes elevadas e 16 saídas convencionais). Adquira a versão do SEL-487B com chassis 7U para equipar o relé com um máximo de duas placas de interface. Com duas placas de interface, o relé tem um total de 55 entradas (36 entradas comuns e 19 entradas independentes) e 24 saídas (12 saídas de alta velocidade para interrupção de correntes elevadas e 12 saídas convencionais). Ambas as opções dos chassis 7U e 9U do SEL- 487B contêm 18 entradas de corrente e 3 entradas de tensão. Com a flexibilidade das equações de controle SELOGIC expandidas, não é necessário o uso de relés auxiliares externos na configuração do relé para arranjos de barramentos muito complexos. O SEL-487B propicia proteção para toda a subestação usando até seis zonas da proteção diferencial, algoritmos avançados para seleção de zonas, e proteção de sobrecorrente e de falha de disjuntor por terminal. Configuração Dinâmica de Zonas O SEL-487B designa dinamicamente as correntes de entrada para os corretos elementos diferenciais sem necessidade de relés auxiliares. Conecte as entradas digitais dos contatos auxiliares das chaves seccionadoras do barramento diretamente no relé. As equações de controle SELOGIC e a lógica de seleção de zonas vão designar corretamente as correntes para os elementos diferenciais, mesmo nos arranjos complexos de barras, conforme mostrado na Figura 2. As informações da configuração do barramento, como uma função do estado das chaves seccionadoras, são rapidamente disponibilizadas. A Figura 3 detalha a resposta do relé para o comando ZONE, mostrando os terminais e as zonas determinadas das barras para cada zona de proteção. 3 Figura 2: Proteção de Barras por Zonas Baseada nas Posições das Chaves Seccionadoras

4 4 Figura 3: Resultado do Comando ZONE, Mostrando a Configuração das Zonas de Proteção Conforme Indicado pelas Posições das Chaves Seccionadoras Figura 4: Arranjo do Barramento com a Chave Seccionadora DS2 Fechada; a Nova Zona 1 que Inclui as Zonas das Barras North e East Figura 5: Resultado do Comando ZONE, Mostrando a Configuração das Zonas de Proteção Após a Zona 1 Juntar-se com a Zona 2

5 5 O fechamento da seccionadora DS2 reúne a Zona 1 com a Zona 2, formando uma única zona. A nova configuração das zonas de proteção está mostrada na Figura 4. Nesse agrupamento de zonas, a Zona 1 inclui as zonas das barras North e East. A Figura 5 mostra a nova Zona 1 que inclui as zonas das barras North e East. Lógica de Seleção de Zonas A proteção de barramentos requer a designação de valores corretos das correntes para os elementos diferenciais apropriados como uma função das condições definidas pelo usuário. Para isso, o SEL-487B utiliza um processo de duas etapas: Avalia as condições definidas pelo usuário. Designa as correntes para o elemento diferencial da zona apropriada. As condições para designação das correntes variam de simples a complexas. Uma condição simples seria uma declaração do tipo sempre incluir este terminal nos cálculos diferenciais. Uma declaração de uma condição mais complexa poderia ser se a Chave Seccionadora 2 estiver fechada e a chave seccionadora de transferência estiver aberta. As equações de controle SELOGIC fornecem o mecanismo através do qual o usuário vai introduzir as condições de designação das correntes para os elementos diferenciais quando essas condições forem atendidas. Quando uma equação de controle SELOGIC torna-se verdadeira (ex., a chave seccionadora está fechada), o relé designa dinamicamente a corrente para os elementos diferenciais. Por outro lado, quando uma equação de controle SELOGIC é falsa (a chave seccionadora está aberta), o relé remove dinamicamente as correntes dos elementos diferenciais. Isso também é válido para a saída de trip: se a equação de controle SELOGIC de um terminal for falsa, nenhum sinal de trip é emitido para aquele terminal. A Tabela 1 mostra um caso simples, onde o estado da chave seccionadora é a única condição considerada. Tabela 1: Condições para Inclusão Automática do Terminal Exemplo da Condição Resultado da Equação de Controle SELOGIC Considerar o Terminal nos Cálculos da Proteção? Emitir Trip? Seccionadora está aberta Falsa Não Não Seccionadora está fechada Verdadeira Sim Sim Proteção no Final da Zona ( End-Zone ) Para ilustrar a flexibilidade das condições definidas pelo usuário através das equações de controle SELOGIC, considere a facilidade de implementação da proteção no final da zona com o SEL-487B. Figura 6: Falta Entre o Disjuntor e o TC A Figura 6 mostra a falta F1 entre o disjuntor aberto e o TC do alimentador de uma subestação. Esta área é uma zona morta, pois nem a proteção do barramento e nem a proteção de linha local pode eliminar essa falta; a extremidade remota do alimentador tem de eliminar essa falta. Uma vez que o disjuntor do alimentador já está aberto, a operação da proteção de barras não tem finalidade; na verdade, a proteção do barramento não tem de operar para essa falta. Figura 7: A Proteção de Barras Não é Afetada pela Falta F1; Use a Transferência de Trip para Eliminar a Falta

6 6 Incluindo o contato auxiliar do disjuntor em uma das equações de controle SELOGIC (Figura 7), o valor da equação de controle SELOGIC é falso se o disjuntor estiver aberto, removendo a corrente dos cálculos do elemento diferencial. Este recurso assegura a estabilidade da proteção do barramento. Ao configurar o sistema de proteção através das equações de controle SELOGIC e canais normais de comunicação, o relé envia um sinal de trip para a extremidade remota do alimentador. Zona de Verificação ( Check Zone ) O relé possui a capacidade de configuração de qualquer uma das zonas, independentemente do estado das chaves seccionadoras, formando uma zona de verificação global. Cada um dos elementos diferenciais fornece o seguinte: Atuação rápida para todas as faltas no barramento Segurança para faltas externas com elevada saturação de TCs Segurança com a diminuição ( subsidence ) da corrente Alta sensibilidade para faltas no barramento Temporização mínima para faltas evolutivas (de faltas externas para internas) A Figura 9 mostra o diagrama de blocos de um dos seis elementos de proteção diferencial. Proteção Diferencial O SEL-487B possui seis elementos diferenciais de corrente independentes. O tempo de operação para faltas internas é menor do que um ciclo, incluindo o fechamento do contato de saída de alta velocidade. A Figura 8 mostra um exemplo de uma falta interna com a operação do elemento diferencial. Figura 9: A Lógica de Detecção de Faltas Externas Aumenta a Segurança do Elemento Diferencial A saturação de TCs é um dos principais fatores a serem considerados na segurança de um relé. Em conseqüência da elevada taxa de amostragem, a lógica de detecção de faltas detecta faltas externas em menos de 2 ms através da comparação da taxa de variação das correntes de operação e restrição. Após a detecção de uma falta externa, o relé passa a operar num modo de alta segurança, durante o qual ele seleciona dinamicamente uma inclinação ( slope ) maior para os elementos diferenciais (ver Figura 9). A Figura 10 mostra uma falta externa com elevada saturação do TC, sem a operação do elemento diferencial. Figura 8: Operação do Elemento Diferencial em Menos de Um Ciclo para Faltas Internas

7 7 Proteção de Falha de Disjuntor O SEL-487B incorpora a função abrangente de proteção de falha de disjuntor, incluindo retrip, para cada um dos 18 terminais. Tendo em vista que algumas aplicações requerem proteção de falha de disjuntor externo, ajuste o SEL-487B para falha de disjuntor externo e conecte a entrada de qualquer relé de falha de disjuntor externo no SEL-487B; qualquer terminal pode ser ajustado para proteção de falha de disjuntor interno ou externo. Figura 10: O Elemento Diferencial Não Opera para uma Falta Externa com Elevada Saturação do TC Supervisão dos TCs Para cada zona, elementos diferenciais de corrente de alta sensibilidade detectam a corrente diferencial resultante das condições de TCs abertos ou curto-circuitados. Se a condição persistir por um tempo maior do que o especificado pelo usuário, o elemento gera um alarme. Ajuste o temporizador de alarme para gerar um alarme e/ou bloquear a zona. Elementos de Tensão Os elementos de tensão possuem dois níveis de elementos de subtensão (27) e sobretensão (59) de fase e dois níveis de elementos de sobretensão de seqüência-negativa (59Q) e seqüência-zero (59N), baseados num grupo de três grandezas de tensões analógicas. A Tabela 2 apresenta um sumário dos elementos de tensão. Figura 11: A Detecção de Fase Aberta Reduz o Tempo de Coordenação do Esquema de Falha de Disjuntor. A lógica de detecção de pólo aberto de alta velocidade detecta as condições de pólo aberto em menos de 0,75 ciclo para reduzir os tempos de coordenação da proteção da função de falha de disjuntor, conforme mostrado na Figura 11. Elementos de Sobrecorrente Escolha entre 10 curvas de sobrecorrente temporizadas (Tabela 3) para cada uma das 18 entradas de corrente. Cada um dos elementos de sobrecorrente temporizados controlados por torque tem duas características de reset. Uma delas reseta os elementos se a corrente cair abaixo do valor de pickup e assim permanecer durante um ciclo, enquanto a outra emula a característica de reset de um relé com disco de indução eletromecânico. Cada terminal inclui também elementos de sobrecorrente instantâneo e tempo-definido. Esses elementos de sobrecorrente estão resumidos na Tabela 4. Tabela 2: Elementos de Tensão Elemento Grandeza Níveis Subtensão Fase Dois níveis Sobretensão Fase, seqüência-zero e Dois níveis seqüência-negativa

8 8 Tabela 3: Curvas de Sobrecorrente Temporizadas US Moderadamente Inversa Inversa Muito Inversa Extremamente Inversa Tempo-Curto Inversa IEC Normal Inversa Muito Inversa Extremamente Inversa Tempo-Longo Inversa Tempo-Curto Inversa Tabela 4: Elementos de Sobrecorrente por Terminal Elemento Grandeza Níveis Monitoração do Estado das Chaves Seccionadoras A Figura 12 mostra a relação entre os contatos de abertura e fechamento da chave seccionadora. Durante a operação de fechamento ( open-toclose ), o contato 89b tem de abrir (a chave seccionadora está FECHADA) durante a zona de transição, antes do início do arco do contato principal. O contato 89a tem de fechar nessa zona de transição. Sobrecorrente Instantâneo Fase Um nível Sobrecorrente de Tempo- Definido Fase Um nível Figura 12: Requisitos dos Contatos Auxiliares das Chaves Seccionadoras para a Lógica de Seleção de Zonas; Não é Necessário Nenhum Chaveamento de TCs Durante a operação de abertura ( close-to-open ), o contato 89b tem de fechar durante a zona de transição, depois da extinção do arco do contato principal (a chave seccionadora está ABERTA), conforme mostrado na Figura 12. O contato 89a tem de abrir nessa zona de transição. A Tabela 5 mostra as quatro combinações possíveis dos contatos auxiliares da chave seccionadora e como o relé interpreta cada combinação.

9 9 Tabela 5: Estado da Chave Seccionadora em Função dos Contatos Auxiliares 89a 89b Interpretação do Estado da 89 pelo Relé 0 0 fechada 0 1 aberta 1 0 fechada 1 1 fechada Configurações do Disjuntor de Interligação As Figura 13, Figura 14 e Figura 15 mostram três esquemas para o disjuntor de interligação: Dois TCs configurados em sobreposição ( overlap ) (Figura 13) Um único TC com dois núcleos configurados em sobreposição ( overlap ) (Figura 14) Dois TCs configurados com um elemento diferencial através do disjuntor (Figura 15) Configure qualquer um desses esquemas sem usar relés auxiliares externos. A Figura 13 e a Figura 14 mostram também o fechamento do disjuntor de interligação sobre uma falta existente, F1. O Relé SEL-487B inclui a lógica do disjuntor de interligação para evitar a perda de ambas as zonas para essa falta. Figura 13: Dois TCs Configurados em Overlap Configure uma das zonas diferenciais como uma proteção diferencial através do disjuntor de interligação. Esse arranjo tem as seguintes vantagens: Ambas as zonas principais são seguras para uma falta entre o disjuntor de interligação e o TC. Somente uma zona principal gera o trip para uma falta entre o disjuntor de interligação e o TC (diferente do caso de ambas as zonas principais com o arranjo de superposição do disjuntor de interligação). Figura 15: Dois TCs Configurados para Conexão de um Elemento Diferencial Através do Disjuntor Seis Grupos de Ajustes Independentes Aumentam a Flexibilidade de Operação O relé armazena seis grupos de ajustes. Selecione o grupo ativo através de uma entrada de controle, comando ou outras condições programáveis. Use esses grupos de ajuste para cobrir uma ampla faixa de contingências de proteção e controle. Os grupos de ajustes selecionáveis tornam o Relé SEL-487B 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 do grupo para adaptar os ajustes às diferentes condições de operação tais como manutenção da subestação, operações sazonais e contingências de emergência. Figura 14: Um Único TC com Dois Núcleos Configurados em Overlap

10 10 Aplicações A Figura 16 mostra uma subestação com seções de barra dupla e disjuntor de interligação de barras. Use um único SEL-487B para esta aplicação. Em subestações com configuração do barramento do tipo disjuntor e meio e seis ou menos conexões para cada barramento, use um SEL-487B para cada barramento conforme mostrado na Figura 17. Figura 16: Um Único SEL-487B Protegendo Seções de Barra Dupla com Disjuntor de Interligação de Barras

11 11 Figura 17: Dois Relés SEL-487B Protegendo os Dois Barramentos numa Configuração do Barramento do Tipo Disjuntor e Meio

12 12 Em subestações com 7 a 18 terminais (Figura 18), use três Relés SEL-487B separados e execute a fiação das entradas analógicas de corrente das fases A, B e C separadamente em cada relé. Dessa forma, cada uma das 18 entradas de corrente analógicas de cada relé mede somente 1 fase, com 6 zonas de proteção dedicadas disponíveis. Cada relé opera de forma independente; a única comunicação entre os relés é a tecnologia de comunicação MIRRORED BITS e o IRIG-B. Nesta aplicação, o operador tem completa flexibilidade, pois qualquer chave seccionadora pode ser fechada a qualquer instante sem comprometer a proteção do barramento. Isso é possível pois o relé computa dinamicamente a réplica das conexões da subestação através do algoritmo patenteado de seleção de zonas. A Figura 18 mostra um layout de barramento com 2 barramentos principais e uma barra de transferência, 1 disjuntor de acoplamento de barras e 17 terminais. Figura 18: Três Relés SEL-487B Protegendo 2 Barramentos Principais e um Barramento de Transferência, 1 Disjuntor de Acoplamento de Barras e 17 Terminais

13 13 Otimize o seu SEL-487B protegendo ambos os barramentos de AT e BT com três relés. A Figura 19 mostra dois barramentos de AT e dois barramentos de BT. Usando quatro zonas para os quatro barramentos (dois AT e dois BT), ainda deixa duas zonas disponíveis que podem ser configuradas como zonas de verificação global, uma para o barramento de AT e uma para o barramento de BT. Figura 19: Três Relés SEL-487B Protegendo Ambos os Barramentos de AT e BT

14 Automação, Comunicação e Sincronização de Tempo 14 Sincronização de Tempo Para sincronizar os relés numa aplicação com três relés, use os conectores exclusivos IRIG-B IN e OUT, instalados em cada relé para o sinal IRIG-B. Consultando as conexões para uma Fonte Externa na Figura 20, conecte o sinal do IRIG-B ao conector IN do Relé A para atualizar o horário. Conecte o conector OUT do Relé A ao conector IN do Relé B para atualizar o horário do Relé B. Uma conexão similar entre o Relé B e o Relé C atualiza o horário do Relé C. Na ausência de um sinal externo IRIG-B, conecte os relés conforme mostrado nas conexões para uma Fonte Interna na Figura 20. Conectados dessa maneira, o Relé B e o Relé C estão sincronizados com o relógio interno do Relé A. Os relatórios de evento que forem gerados por esses diferentes relés têm as estampas de tempo registradas com precisão dentro da faixa de 10 µs um do outro. Automação Recursos de Integração e Lógicas de Controle Flexíveis Use a lógica de controle do SEL-487B para substituir o seguinte: As tradicionais chaves do painel de controle A fiação entre o relé e a Unidade Terminal Remota (UTR) Os tradicionais relés de selo biestáveis ( latching relays ) As tradicionais lâmpadas de sinalização do painel Elimine as tradicionais chaves de controle do painel, substituindo-as por 32 pontos de controle local. Ajuste, apague ou ative os pontos de controle local através do display e dos botões de pressão do painel frontal. Programe os pontos de controle local para implementar seu esquema de controle através das equações de controle SELOGIC. Use os mesmos pontos de controle local para funções como retirar um terminal de serviço para testes. Elimine a fiação entre o relé e a UTR através de 96 pontos de controle remoto. Ajuste, apague ou ative os pontos de controle remoto via comandos da porta serial. Incorpore os pontos de controle remoto ao seu esquema de controle através das equações de controle SELOGIC. Use os pontos de controle remoto para operações de controle do tipo SCADA (ex.: abertura, seleção do grupo de ajustes). Figura 20: Sincronização dos Tempos dos Relés SEL-487B Com ou Sem uma Fonte de Sincronização de Tempo Externa Substitua os tradicionais relés de selo biestáveis, usados em funções como habilitar o controle remoto, por 32 pontos de controle de selo. Programe as condições de selo e de reset do selo com as equações de controle SELOGIC. Ative ou desative os pontos de controle de selo através das entradas de controle, pontos de controle remoto, pontos de controle local, ou qualquer condição lógica programável. O relé mantém o estado dos pontos de controle biestáveis quando é energizado após um período de interrupção de energia.

15 15 Substitua as tradicionais chaves e lâmpadas de sinalização do painel por 16 LEDs de sinalização que requerem reset e 8 botões de pressão programáveis com LEDs. Defina mensagens personalizadas para reportar as condições do relé ou do sistema de potência no LCD. Controle quais as mensagens a serem exibidas via equações de controle SELOGIC, conduzindo a tela do LCD através de qualquer ponto lógico do relé. Equações de Controle SELOGIC com Recursos Expandidos e Apelidos As equações de controle SELOGIC expandidas (Tabela 6) colocam a lógica do relé nas mãos do engenheiro de proteção. Especifique as entradas do relé para se adaptarem a sua aplicação, combine logicamente os elementos selecionados do relé para várias funções de controle e designe as saídas para suas funções lógicas. Programar as equações de controle SELOGIC consiste em combinar os elementos, entradas e saídas do relé através dos operadores das equações de controle SELOGIC. Qualquer uma das variáveis internas do relé ( Relay Word bits ) pode ser usada nessas equações. Para aplicações complexas ou exclusivas, essas funções das equações de controle SELOGIC expandidas propiciam maior flexibilidade. Acrescente funções de controle programáveis aos seus sistemas de proteção e automação. Novas funções e recursos possibilitam o uso de valores analógicos no estabelecimento de uma lógica condicional. Use o novo recurso de designação de apelidos ( aliases ) para determinar nomes mais significativos para as variáveis do relé. Isso facilita a leitura da programação personalizada. Use até 200 apelidos para renomear qualquer grandeza digital ou analógica. A seguir, um exemplo de possíveis aplicações das equações de controle SELOGIC usando os apelidos: =>>SET T <Enter> 1: PMV01,THETA (designe o apelido THETA para a variável matemática PMV01) 2: PMV02,TAN (designe o apelido TAN para a variável matemática PMV02) =>>SET L <Enter> 1: # CALCULATE THE TANGENT OF THETA 2: TAN:=SIN(THETA)/COS(THETA) (use os apelidos na equação) Tabela 6: Operadores das Equações de Controle Expandidas SELOGIC Tipo de Operador Operadores Comentários Disparo por Mudança de Estado Funções Matemáticas R_TRIG, F_TRIG SQRT, LN, EXP, COS, SIN, ABS, ACOS, ASIN, CEIL, FLOOR, LOG Opera com a mudança do estado de uma função interna. Combine essas funções para calcular outras funções trigonométricas, isto é, TAN: = SIN(THETA)/COS(THETA). Aritmética *, /, +, - Utiliza as funções matemáticas tradicionais para grandezas analógicas em uma equação facilmente programável. Comparação <, >, <=, >=, =, < > Compara os valores das grandezas analógicas com valores limites predefinidos, ou compara uns com os outros. Booleana AND, OR, NOT Combina as variáveis e inverte o estado das variáveis. Controle de Precedência ( ) Possibilita até 14 arranjos de parênteses. Comentário # Fornece fácil documentação da lógica de proteção e controle.

16 16 Software ACSELERATOR QuickSet SEL-5030 Use o Software ACSELERATOR QuickSet SEL-5030 para desenvolver ajustes e configurações de barramento off-line. O sistema verifica automaticamente os ajustes interrelacionados e ilumina os ajustes que estiverem fora da faixa. Os ajustes criados off-line podem ser transferidos usando um link de comunicação via PC com o SEL-487B. O relé converte os relatórios de evento em oscilogramas, incluindo diagramas fasoriais e atuação dos elementos com coordenação de tempo. A interface do ACSELERATOR QuickSet suporta os sistemas operacionais Windows 95, 98, 2000, XP, ME e Windows NT. Comunicação MIRRORED BITS A tecnologia de comunicação MIRRORED BITS, patenteada pela SEL, possibilita a comunicação digital bidirecional entre relés. A Figura 21 mostra dois Relés SEL-487B com a tecnologia de comunicação MIRRORED BITS, usando os Transceptores de Fibra Óptica SEL No SEL-487B, a comunicação MIRRORED BITS pode operar simultaneamente em quaisquer duas portas seriais. Essa tecnologia de comunicação digital bidirecional cria saídas adicionais (MIRRORED BITS transmitidos) e entradas adicionais (MIRRORED BITS recebidos) para cada porta serial operando no modo de comunicação MIRRORED BITS. As informações transmitidas podem incluir dados digitais, analógicos e virtuais dos terminais. O terminal virtual possibilita o acesso do operador aos relés remotos através do relé local. Esse protocolo MIRRORED BITS pode ser usado para transmitir informações entre as subestações, melhorando a coordenação e obtendo tempos de abertura mais rápidos. Figura 21: A Comunicação Integrada Propicia Proteção, Monitoração e Controle Confiáveis, Assim como o Acesso em um Terminal a Ambos os Relés Através de uma Conexão Recursos para Comunicação O SEL-487B oferece os seguintes recursos para comunicação: Quatro portas seriais EIA-232 independentes. Acesso total às informações do histórico de eventos, estado do relé e da medição a partir das portas de comunicação. Alteração dos ajustes e do grupo de ajustes com controle através de password. Recursos para interface com o sistema SCADA, incluindo FTP, IEC 61850, DNP3 LAN/WAN (via cartão Ethernet opcional, montado internamente), e DNP 3.00 Nível 2 Escravo (via porta serial). O relé não requer software especial de comunicação. Necessita-se apenas de terminais ASCII, terminais de impressão ou um computador com emulação para terminal e uma porta serial de comunicação. A Tabela 7 apresenta uma sinopse dos protocolos de comunicação do SEL-487B.

17 17 Cartão Ethernet O SEL-487B incorpora os recursos de comunicação Ethernet via cartão Ethernet opcional. Esse cartão é instalado diretamente no relé. Use as aplicações Telnet para facilidade na comunicação dos terminais com relés SEL e outros dispositivos. Efetue a transferência de dados em alta velocidade (10 Mbps ou 100 Mbps) para o carregamento rápido dos arquivos. O cartão Ethernet comunica-se através de aplicações FTP para facilitar e agilizar a transferência de arquivos. Escolha as opções dos meios de conexão da Ethernet para as conexões principal e standby: Rede tipo 10/100BASE-T (Par trançado) Rede tipo 10BASE-FL (Fibra óptica) Rede tipo 100BASE FX (Fibra óptica) Efetue comunicações através das mensagens GOOSE e Nós Lógicos ( Logical Nodes ) via IEC 61850, ou DNP3 LAN/WAN. A opção DNP3 LAN/WAN provê o SEL-487B com funcionalidade DNP3 Nível 2 escravo para uso via Ethernet. Mapas de dados DNP3 personalizados podem ser configurados para uso com DNP3 mestres específicos. Comunicação IEC via Ethernet O protocolo de comunicação IEC via Ethernet propicia interoperabilidade entre os dispositivos inteligentes de uma subestação. Usando o IEC 61850, os Nós Lógicos possibilitam uma padronização das interconexões 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 usando o IEC 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-487B pode ser adquirido com o protocolo IEC incorporado, operando na rede Ethernet 100 Mbps. Use o protocolo IEC via Ethernet para funções de monitoração e controle do relé, incluindo: Até 24 mensagens GOOSE de entrada. As mensagens GOOSE de entrada podem ser usadas para comandar até 128 bits de controle do relé com latência <3 ms entre os dispositivos. Essas mensagens fornecem entradas de controle binárias para o relé para monitoração e funções de controle e proteção de alta velocidade. Até 8 mensagens GOOSE de saída. As mensagens GOOSE de saída podem ser configuradas para dados analógicos ou lógica Booleana. Os dados da lógica Booleana são fornecidos com latência <3 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 O SEL-487B equipado com o protocolo IEC incorporado, operando via Ethernet, 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 SELOGIC, podem ser monitorados através do servidor de dados do IEC fornecido com o relé. Use o software ACSELERATOR Architect SEL-5032 para gerenciar e configurar os dados dos nós lógicos de todos os dispositivos com IEC 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 Os arquivos CID são usados pelo software ACSELERATOR Architect para descrever os dados que serão fornecidos pelos nós lógicos do IEC de cada relé. Telnet e FTP Adquira o SEL-487B com cartão de comunicação Ethernet e use os protocolos incorporados Telnet e FTP ( File Transfer Protocol ), que são padronizados e fornecidos juntamente com o cartão de comunicação Ethernet para melhorar o sistema de comunicação do relé. Use o Telnet para acessar remotamente os ajustes, relatórios de evento e medição do relé através da interface ASCII. Transfira os arquivos dos ajustes para o relé, e do relé, via porta Ethernet de alta velocidade, usando o FTP.

18 18 Tabela 7: Tipo ASCII Protocolos Abertos de Comunicação Descrição Comandos em linguagem simples para comunicação homem-máquina. Use para medição, ajustes, estado da autodiagnose, relatórios de evento e outras funções. ASCII Comprimido ( Compressed ASCII ) Extended SEL Fast Meter, SEL Fast Operate e SEL Fast SER YModem DNP 3.00 Nível 2 Escravo Opcional ( DNP3 Level 2 Slave ) MIRRORED BITS Telnet e FTP Opcional IEC Relatórios de 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 base de dados e planilha eletrônica. Os dados são protegidos por verificação de soma ( checksum ). Protocolo binário para comunicação máquina-máquina. Atualiza rapidamente os processadores de comunicação SEL, RTUs e outros dispositivos da subestação com informações de medição, estados dos elementos, entradas e saídas do relé, estampas de tempo ( time-tags ), comandos de abrir e fechar, e sumários dos relatórios de evento. Os dados são protegidos por verificação de soma. Suporte para leitura dos arquivos de eventos, ajustes e oscilografia. Protocolo de Rede Distribuída com remapeamento de pontos. Inclui acesso aos dados de medição, elementos de proteção, contatos I/O, sinalizações, SER, relatórios dos sumários de eventos do relé e grupos de ajuste. Protocolo SEL para troca de informações digitais e analógicas entre os relés SEL e para uso como conexão de terminal de baixa velocidade. Disponível com o cartão Ethernet opcional. Use Telnet para estabelecer uma conexão terminal-relé através da Ethernet. Use FTP para transferir arquivos para o relé, e do relé, através da Ethernet. Norma internacional, baseada na Ethernet, para interoperabilidade entre dispositivos inteligentes de uma subestação. Recursos Adicionais Display do Painel Frontal Uma visão de perto do painel frontal do Relé SEL- 487B está mostrada na Figura 22 e Figura 23. O painel frontal inclui a tela do LCD de 128 x 128 pixels (76,2 mm x 76,2 mm ou 3" x 3"), 18 LEDs de sinalização e 8 botões de pressão para controle direto das ações com LEDs de sinalização das funções de controle local. As identificações dos botões de pressão e das sinalizações podem ser personalizadas pelo usuário usando as etiquetas tipo slide-in, cuja substituição é extremamente fácil. Figura 22: Botões de Pressão e Display do Painel Frontal

19 19 LEDs Função Figura 23: Etiquetas Configuráveis, Controles e Sinalizações Programáveis para Aplicações Personalizadas O display de cristal líquido (LCD) exibe as informações dos eventos, medição, ajustes e estado da autodiagnose do relé. O LCD é controlado pelos botões de pressão de navegação (Figura 22), mensagens automáticas geradas pelo relé e pontos do display programáveis pelo usuário. O display circular faz a varredura procurando por qualquer ponto ativo do display (que não esteja em branco ). Se não houver nenhum ponto ativo, o relé faz a varredura através dos displays das grandezas diferenciais de operação e restrição, dos terminais de cada zona habilitada e dos valores primários de tensão e corrente. Cada tela de exibição permanece por 5 segundos antes que a varredura continue. Qualquer mensagem gerada pelo relé em função de uma condição de alarme tem precedência sobre o display circular. LEDs de Sinalização de Estado e Trip O SEL-487B possui 24 LEDs programáveis para indicação de estado e trip, assim como 8 botões de pressão programáveis para controle de ações diretas no painel frontal. Essas sinalizações são mostradas na Figura 23 e detalhadas na Tabela 8. Tabela 8: Descrição dos LEDs de Sinalização Default de Fábrica LEDs Função 87 (DIFF) Trip do elemento diferencial BKR FAIL Trip da proteção de falha de disjuntor ZONE 1 A falta estava na Zona 1 ZONE 2 A falta estava na Zona 2 ZONE 3 A falta estava na Zona 3 ZONE 4 A falta estava na Zona 4 ZONE 5 A falta estava na Zona 5 ZONE 6 A falta estava na Zona 6 50 Trip do elemento de sobrecorrente instantâneo 51 Trip do elemento de sobrecorrente temporizado CT ALARM Alarme do transformador de corrente 87 BLOCKED Elemento diferencial bloqueado TOS Qualquer terminal fora de serviço 89 IN PROG Operação da chave seccionadora em andamento 89 ALARM A chave seccionadora falhou para completar a operação PT ALARM Alarme do transformador de potencial Etiquetas Configuráveis do Painel Frontal Personalize o painel frontal do SEL-487B para atender às suas necessidades. Use as equações de controle SELOGIC e as etiquetas configuráveis tipo slide-in do painel frontal para alterar a função e a identificação dos LEDs de sinalização, botões de pressão de controle do operador e LEDs dos botões de pressão. O conjunto de etiquetas em branco tipo slide-in é fornecido com o SEL- 487B. As funções são facilmente configuráveis através do software ACSELERATOR QuickSet. As etiquetas podem ser impressas numa impressora a laser usando os modelos fornecidos com o relé ou escritas à mão nas etiquetas em branco fornecidas com o relé. Entradas e Saídas de Controle O modelo básico do SEL-487B (somente placa principal) possui cinco entradas independentes e duas comuns, e cinco saídas padrão Tipo A e três saídas padrão Tipo C, conforme detalhado na Figura 24. Figura 24: Contatos de Saída Tipo A e Tipo C

20 20 Acrescente até quatro placas de interface com as seguintes entradas/saídas (I/O) adicionais por placa de interface: 6 entradas independentes 18 entradas comuns (em 2 grupos de 9) 6 saídas Tipo A de alta velocidade para interrupção de correntes elevadas 2 contatos de saída padrão Tipo A Monitoração e Medição Acesse várias informações importantes no relé através das funções de medição. As grandezas medidas incluem os ângulos e as magnitudes das correntes e tensões primárias e secundárias fundamentais de cada terminal. As grandezas secundárias também incluem a relação dos TPs e a relação dos TCs de cada terminal. As informações das zonas mostram as magnitudes e os ângulos das correntes e tensões primárias de cada terminal e também incluem a polaridade de cada TC e as zonas das barras de cada uma das zonas de proteção da subestação. As mesmas informações referentes às grandezas secundárias são disponibilizadas e incluem a relação e a polaridade dos TCs. A medição do diferencial mostra as correntes de operação e restrição de cada zona bem como a corrente de referência. Tabela 9: Recursos Flexíveis de Medição e Ampla Tela do Display Eliminam a Necessidade de Instrumentos no Painel Recursos Descrição V01, V02, V03 Magnitude e ângulo da tensão de fase fundamental em valores primários e secundários I01, I02,...,I18 Magnitude e ângulo da corrente de fase fundamental em valores primários e secundários I0P, IRT, IREF Zonas das Barras da Zona de Proteção n PTR, CTR POL Correntes de operação e restrição para cada zona e corrente de referência Nomes das zonas das barras da Zona de Proteção n (onde n = 1 a 6) Relação do TP e relação do TC para cada Terminal Polaridade de cada TC O relé é disponibilizado nos chassis 9U ou 7U. O chassis 9U suporta até quatro placas de interface INT4; a opção do chassis 7U suporta até duas placas de interface INT4. Especifique as entradas de controle para estado dos contatos auxiliares das chaves seccionadoras e para estado dos contatos auxiliares dos disjuntores. Ajuste separadamente o tempo de repique ( debounce ) das entradas para cada entrada ou como um grupo. Cada saída de controle é programável através das equações de controle SELOGIC. Relatórios de Evento e Registrador Seqüencial de Eventos (SER) Os recursos dos Relatórios de Evento (oscilografia) e do Registrador Seqüencial de Eventos ( Sequential Events Recorder SER) 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. Oscilografia e Relatórios de Evento Em resposta aos ajustes dos disparos ( triggers ) internos ou externos selecionados pelo usuário, as informações de tensão, corrente e estado dos elementos contidas em cada relatório de evento confirmam o desempenho do relé, do esquema e do sistema para cada falta. O relé armazena até 20 eventos com duração de 15 ciclos, a uma taxa de 24 amostras por ciclo. Os relatórios são armazenados em memória não volátil. Os ajustes operacionais do relé no instante do evento são anexados em cada relatório de evento. Cada SEL-487B fornece relatórios de evento para serem analisados através de softwares tal como o SEL-5601 Analytic Assistant. Para subestações com mais de seis terminais, a proteção do barramento requer três Relés SEL-487B. Para faltas polifásicas numa aplicação com três relés, precisamos dos relatórios de evento dos diversos relés para efetuar a análise pós-falta. Com o software SEL-5601, você pode exibir os eventos de até três relés diferentes em uma janela, tornando a análise da falta mais fácil e mais consistente. Tendo em vista que as estampas de tempo dos eventos dos diversos relés estão associadas aos respectivos relógios individuais,

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