Objetivo: Realizar testes na função de potência reversa utilizando o software Manual do CE-6006 para comprovar a direcionalidade da potência.

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1 Tutorial de Teste Tipo de Equipamento: Relé de Proteção Marca: Siemens Modelo: 7UM Função: 32F ou PDOP Potência Reversa Ferramenta Utilizada: CE-6006 Objetivo: Realizar testes na função de potência reversa utilizando o software Manual do CE-6006 para comprovar a direcionalidade da potência. Controle de Versão: Versão Descrições Data Autor 1.3 Adicionado sumário e 13/02/2012 M.R.C. tabela de equivalência 1.4 Adicionado logotipo na primeira página 17/06/2014 M.R.C. 1

2 Sumário Introdução Teórica Conexão do relé ao CE Fonte Auxiliar Bobinas de Corrente e Tensão Entradas Binárias Comunicação com o relé 7SA Parametrização do relé 7UM Device Configurations Masking I/O Power System Data Power System Generator/Motor CT s VT s Setting Group A Power System Data Reverse Power Protection Ajustes do software Manual Abrindo o software Configurando os Ajustes Valores de Referência Configurações de Hardware Ajustes Direcional de Potência Tela Direcional > Potência Tensão de referência Corrente de referência Tela principal Visualização do Gráfico Ajuste do valor de pick-up Relatório APÊNDICE A A.1 Designações de Terminais A.2 Dados Técnicos

3 A.3 Ajustes A.4 Lista Informações 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 Introdução Teórica A proteção de potência reversa (PDOP ou 32R) é usada para impedir que uma unidade turbina-geradora trabalhe como um motor. Para cada tipo de turbina existem problemas associados sendo os principais: 1. Turbina a vapor: aquecimento do rotor; 2. Turbina hidráulica: cavitação; 3. Motor diesel: combustão do óleo ainda não utilizado. A figura abaixo ilustra um caso onde um gerador esta sendo motorizado. Neste caso o relé detecta essa situação e atua no disjuntor de modo a isolar o gerador do restante da rede. Figura 1 Utiliza-se também para simplesmente impedir que a potência adote um determinado sentido. Na figura abaixo temos uma situação onde um gerador trabalha em paralelo com uma subestação. Entretanto o gerador possui a restrição de que nenhuma potência deve ser exportada a concessionária. Se por algum motivo o fluxo estiver no 5

6 sentido da concessionária o relé atua na chave de transferência, separando a alimentação proveniente da concessionária e do gerador. Figura 2 A proteção de potência reversa calcula a potência ativa das componentes simétricas das ondas fundamentais de tensões e correntes A avaliação de apenas os sistemas de sequencia de fase positiva faz a determinação da potência reversa independente das assimetrias de corrente e de tensão e corresponde à carga real do gerador. 6

7 Sequencia para testes do relé 7UM no software Manual 1. Conexão do relé ao CE-6006 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. Figura Bobinas de Corrente e Tensão Ligue os canais de corrente I4, I5 e I6 do CE-6006 aos pinos Q1, Q3 e Q5 do relé respectivamente, ligue os três comuns do CE-6006 ao pino Q2 do relé formando então a ligação para as bobinas de corrente. Da mesma maneira, para estabelecer a conexão das bobinas de tensão, ligue os canais de tensão V1, V2 e V3 aos pinos R15, R17 e R18 do relé respectivamente, ligando os três comuns ao pino R16. Figura 4 7

8 1.3 Entradas Binárias Ligue a Entrada Binária do CE-6006 à saída binária do relé, BI1 ao pino R1 e o seu comum a R5 dessa maneira monitora-se o sinal de trip enviado pelo relé. 2. Comunicação com o relé 7SA Figura 5 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 6 Ao abrir o programa, seleciona-se a subestação que contenha o relé em questão (7UM). 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 7 8

9 3. Parametrização do relé 7UM 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. Figura 9 Na tela Functional Scope desabilite todas as funções deixando apenas a função 32 Reverse Power Protection habilitada. Isso evita que trips de outras funções interfiram no teste. Após os ajustes clique em OK. 9

10 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 11 10

11 Designa-se a saída binária BO1 para o envio do trip da função 32F. De maneira a auxiliar o teste utiliza-se o LED 1 para sinalizar o envio de TRIP. Figura Power System Data 1 Efetua-se um duplo clique em Power System Data 1 para acessar os ajustes do sistema. Figura 13 Aqueles ajustes destacados em vermelho necessitam de uma atenção especial. Primeiramente mostram-se os dados gerais do sistema, em seguida os dados do gerador ou motor e por fim as relações de transformação tanto dos TC s como TP s. 11

12 3.4 Power System Na aba Power System configura-se a frequência e sequência de fase. Figura Generator/Motor Na aba Generator/Motor ajusta-se a tensão primária e a potência aparente nominal. Figura 15 12

13 3.6 CT s Nesta aba é realizado o ajuste da relação de transformação do transformador de corrente. Para a função de potência reversa a corrente monitorada é aquela do lado 2. Figura VT s Nesta aba é realizado o ajuste da relação de transformação do transformador de potencial. Figura 17 13

14 3.8 Setting Group A Nesta opção escolhe-se o tipo de equipamento protegido e o ajuste da função reversão de potência. Figura 18 Com um duplo clique na opção Power System Data 2. Figura 19 14

15 3.9 Power System Data 2 Escolha o equipamento protegido. INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Figura Reverse Power Protection O último passo é fazer os ajustes da função de potência reversa. Figura 21 15

16 4. Ajustes do software Manual INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS 4.1 Abrindo o software Na pasta CE-600X Aplicativos dê um duplo clique no ícone do Manual. Figura Configurando os Ajustes Para acessar essa tela basta ir ao menu editar e na opção Ajustes como é mostrado abaixo. Figura 23 Após abrir a tela de Ajustes, preencha as Informações Gerais do teste 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 24 16

17 4.3 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. 5. Configurações de Hardware Figura 25 Clique no ícone ilustrado abaixo ou utilize o atalho Ctrl + h. Figura 26 Clicando no ícone da figura anterior abre-se uma tela onde deve ser ajustada a configuração dos canais de geração e a tensão da fonte de alimentação auxiliar. 17

18 6. Ajuste Direcional de Potência Figura Tela Direcional > Potência Para que essa aba fique ativa é necessário especificar um canal de tensão e outro de corrente. (Utilize a mesma fase). 18

19 Figura Tensão de referência Neste exemplo foi utilizada a tensão V Corrente de referência Figura 29 Foi utilizado a corrente I4 (V1 e I4 mesma fase). Figura 30 19

20 6.4 Tela principal Após definir esses dois itens as outras funções tornam-se ativa podendo ser modificadas. 6.5 Visualização do Gráfico Figura 31 Primeiramente escolhe-se como o gráfico vai ser representado. Escolhendo a primeira opção se obtém nos eixos das abscissas a potência ativa e no eixo das ordenadas a potência reativa e os ângulos no sentido horário. Figura 32 20

21 6.6 Ajuste do valor de pick-up De acordo com os ajustes a corrente nominal é de 5 Amperes e a tensão de linha nominal é de 100 Volts chega-se a: Para cosθ=1 tem-se No software manual deve-se ajustar a potência monofásica. Logo: O ajuste do pick-up é de -10% portanto: Os ajustes finais são mostrados na figura a seguir. Lembrando que é necessário colocar a direcionalidade como reversa e os ângulos 90 e -90. Caso haja necessidade o usuário pode definir um valor mínimo de tensão e de corrente para que ocorra o trip. Existem ainda campos onde devem ser inseridas as tolerâncias absolutas de potência, ângulo e ainda um campo onde a tolerância relativa de potência deve ser ajustada. Esses valores são encontrados no manual do relé. Por fim existe um campo onde o tipo de simulação é requerido, sendo possível faltas: monofásica-terra, bifásica e trifásica. 21

22 Figura 33 A região em cor-de-rosa mostra os valores onde ocorre atuação do relé. O teste consiste em aplicar tensões e correntes nominais equilibradas. O parâmetro a ser variado é o ângulo da corrente de 0 até 360. No exemplo abaixo temos um passo de 15. Obs: Aplica-se tensão de fase. 22

23 Figura 34 O primeiro ponto de atuação é para o ângulo de 105. Ao clicar-se no botão em destaque marca-se esse ponto. Variando o ângulo desde 0 até 360 e capturando os pontos de atuação chega-se a seguinte figura: Figura 35 23

24 Fica como desafio ao usuário encontrar 3 pontos entre a região de operação e não operação de acordo com a figura abaixo: Figura Relatório Ao final do teste pode-se solicitar um relatório automático, basta clicar no ícone ilustrado abaixo ou utilizar o atalho Ctrl + R. Figura 37 Ao solicitar o relatório abre-se uma tela onde o usuário escolhe as informações que devem ser mostradas no relatório. 24

25 Figura 38 Figura 39 25

26 APÊNDICE A A.1 Designações de Terminais Figura 40 26

27 A.2 Dados Técnicos INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS A.3 Ajustes Tabela 1 27

28 A.4 Lista Informações INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Tabela 2 APÊNDICE B Equivalência de parâmetros do software e o relé em teste. Software Manual Tabela 3 Relé Siemens 7UM Parâmetro Figura Parâmetro Figura PotPkp 33 23R P> Reverse Pickup 21 28