INSTALAÇÕES AT E MT. SUBESTAÇÕES DE DISTRIBUIÇÃO

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1 INSTALAÇÕES AT E MT. SUBESTAÇÕES DE DISTRIBUIÇÃO Sistemas de Protecção, Comando e Controlo Numérico (SPCC). Funções de protecção Especificação funcional Elaboração: INTS, ICTS, ISTS, DNT Homologação: conforme despacho do CA de Edição: 1ª Emissão: EDP Distribuição Energia, S.A. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Av. Urbano Duarte, Coimbra Tel.: Fax: dnt@edp.pt Divulgação: EDP Distribuição Energia, S.A. GBCI Gabinete de Comunicação e Imagem Rua Camilo Castelo Branco, Lisboa Tel.: Fax:

2 ÍNDICE 1 OBJECTIVO E CAMPO DE APLICAÇÃO NORMAS E DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA TERMOS E DEFINIÇÕES PAINEL DE LINHA AT Prescrições gerais Distância Diferencial de linha/cabo (opcional) Máxima Intensidade de Fase Máximo de Intensidade Homopolar Direccional Máximo de Intensidade Homopolar de Terras Resistentes Power Swing Detection Weak End Infeed Ligação sobre defeito Condutor partido Teleprotecção Verificação de sincronismo Funções complementares Monitorização do disjuntor Localização de defeitos Registo cronológico de acontecimentos Osciloperturbografia Comutação de parâmetros Modos de funcionamento Regime Normal de Exploração Regime Especial de Exploração - Trabalhos TET Ensaio das funções de protecção Características técnicas PAINEL DE BARRAS AT Prescrições gerais Diferencial Mínimo de tensão Verificação de sincronismo DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 2/30

3 5.5 Funções complementares Registo cronológico de acontecimentos Osciloperturbografia Ensaio das funções de protecção Características técnicas PAINEL DE TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA Prescrições gerais Diferencial Máximo de Intensidade de Fase Funções complementares Função de monitorização do disjuntor Registo de acontecimentos Osciloperturbografia Ensaio das funções de protecção Características técnicas PAINEL DE CHEGADA MT Prescrições gerais Máximo de Intensidade de Fase Mínimo de tensão Máximo de tensão Mínimo de frequência Funções complementares Selectividade lógica Função de monitorização do disjuntor Registo de acontecimentos Osciloperturbografia Ensaio das funções de protecção Características técnicas PAINEL DE BATERIA DE CONDENSADORES Prescrições gerais Desequilíbrio de neutro Máximo de Intensidade de Fase Máximo de Intensidade Homopolar Máximo de tensão Funções complementares Função de monitorização do disjuntor Registo de acontecimentos Osciloperturbografia DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 3/30

4 8.7 Ensaio das funções de protecção Características técnicas SAIDA MT Prescrições gerais Máximo de Intensidade de Fase Máximo de Intensidade Homopolar Direccional Máximo de Intensidade Homopolar de Terras Resistentes Condutor partido Presença de tensão Cold Load Pickup / Inrush Restraint Funções complementares Função de monitorização disjuntor Registo de acontecimentos Osciloperturbografia Comutação de parâmetros Modos de funcionamento Regime Normal de Exploração Regime Especial de Exploração A - Trabalhos TET Regime Especial de Exploração B - Trabalhos TET Ensaio das funções de protecção Características técnicas PAINEL TSA + REACTÂNCIA DE NEUTRO Prescrições gerais Máximo de Intensidade de Fase Máximo de Intensidade Homopolar de Barras MT Máximo Intensidade Homopolar de Terras Resistentes Máximo de Tensão Homopolar de Terras Resistentes Funções Complementares Selectividade Lógica da função Máximo de Intensidade Homopolar Função de Monitorização do Disjuntor Registo de Acontecimentos Osciloperturbografia Ensaio das Funções de Protecção Características técnicas DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 4/30

5 1 OBJECTIVO E CAMPO DE APLICAÇÃO O presente documento tem como objectivo a definição das funções de protecção residentes nos Sistemas de Protecção, Comando e Controlo Numérico (SPCC) e específicas de cada tipo de painel que constitui a subestação AT/MT. Serão abordados os seguintes aspectos: descrição das funções de protecção, por painel;. descrição das funções complementares, por painel; características técnicas das funções de protecção e das funções complementares, a nível dos diversos painéis. As disposições contidas no presente documento aplicam-se aos seguintes tipos de painéis: painel de linha AT; painel de barras AT; painel de transformador de potência AT; painel de chegada MT; painel de bateria de condensadores MT; painel de linha MT; painel de transformador de serviços auxiliares e de reactância de neutro. 2 NORMAS E DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA O presente documento inclui disposições dos seguintes documentos e normas: Projecto-Tipo de Subestações AT/MT, edição de 2000: Anexo II Especificação Técnica nº 202, Funções de Protecção. DEF-C13-505/N: Sistemas de Protecção, Comando e Controlo Numérico (SPCC) - Registo e tratamento de ocorrências. DEF-C13-551/N: Função de automatismo: religação rápida e/ou lenta de disjuntores Especificação funcional. DRR-C11-020/N (1999): Regulamento da Rede de Distribuição. IEC/TR (2003): Communications networks and systems in substations. Part 1: Introduction and overview. IEC/TS (2003): Communications networks and systems in substations. Part 2: Glossary. 3 TERMOS E DEFINIÇÕES No contexto do presente documento e para o objectivo nele visado serão adoptadas a terminologia e as definições seguidamente referidas. 3.1 Intelligent Electronic Device (IED) De acordo com o disposto na secção da norma IEC/TR Regime Normal de Exploração (RNE) Situação em que um elemento de rede (ou uma instalação) se encontra explorado, sempre que não exista qualquer condicionante na exploração da rede associada. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 5/30

6 3.3 Regime Especial de Exploração (REE) Situação em que é colocado um elemento de rede (ou uma instalação), durante a realização de trabalhos em tensão ou na vizinhança de tensão, de modo a diminuir o risco eléctrico ou a minimizar os seus efeitos (DRR-C11-020/N). 4 PAINEL DE LINHA AT 4.1 Prescrições gerais As funções de protecção deverão ser distribuídas por dois equipamentos distintos (IED), garantindo pelo menos, a duplicação das funções MIF e MIHD. As restantes funções deverão encontrar-se residentes na unidade principal. Qualquer uma das funções de protecção residentes no painel deverá ter a possibilidade de ser bloqueada. Os IED deverão ser dotados de lógica programável, de modo a permitir implementar, de uma forma flexível, condições específicas (religação associada a cada escalão, bloqueios, REE, ). O canal de comunicação utilizado entre os IED localizados nos extremos do mesmo cabo/linha será o referido na tabela de equipamentos. No entanto, e caso venha a ser pretendido no futuro, deverá ser possível adaptar os IED para que estes passem a utilizar um outro canal de comunicação. 4.2 Distância A função distância constitui a função de protecção principal de linhas de AT, pois a sua característica de funcionamento tempo-distância permite obter um funcionamento rápido e selectivo na detecção de defeitos entre fases e fase-terra. Esta função deverá possuir cinco escalões de medida direccionais com característica poligonal e regulação independente dos alcances resistivo (R) e reactivo (X) de cada um dos escalões, para defeitos fase-fase e fase-terra, podendo um dos escalões funcionar como alongamento do 1º escalão (escalão alongado). Esta função desempenha ainda uma função de backup face à função Diferencial, caso esta exista, permitindo a eliminação de defeitos no barramento AT das SE localizadas nos extremos do mesmo cabo/linha (zona não protegida pela função de protecção diferencial de cabo). Neste caso, o número de escalões poderá ser inferior ao inicialmente definido, mas nunca inferior a três. A função de protecção de distância deverá estar permanentemente activa, não devendo por isso o seu funcionamento ficar dependente de qualquer inibição associada à função de protecção diferencial (ex.: falha do canal de comunicação). A função protecção de distância deverá possuir um processamento independente por escalão e por tipo de defeito. A cada um destes escalões estará associada uma temporização de disparo independente. O tempo total de operação da protecção deverá ser inferior a 30 ms. O 1º escalão destina-se a eliminar defeitos na linha a que a função de protecção de distância está associada, enquanto que os escalões seguintes detectam defeitos localizados nas linhas a jusante, servindo de backup ao sistema de protecção dessas linhas. O alongamento do 1º escalão permite eliminar instantaneamente os defeitos em toda a extensão da linha vigiada. Caso não seja implementado um esquema de teleprotecção, deverá ser associada à função de Religação o alongamento do 1º escalão, garantindo assim a selectividade do sistema de protecção, através do recuo do alongamento (inibição do alongamento após ter sido efectuada a religação rápida). DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 6/30

7 A existência de linhas em paralelo deverá ser tomada em consideração na definição de funções de protecção complementares associadas à protecção de distância nomeadamente a função WEI (Weak End Infeed). A existência de defeito no circuito BT dos TT não pode resultar na actuação da função de protecção de distância ou de qualquer outra função de protecção dependendo dos valores de tensão disponibilizados pelos TT, devendo ser prevista a detecção de defeitos e garantida a inibição das funções anteriormente referidas. Eventualmente condicionada à função de verificação de sincronismo (secção 4.12 do presente documento), a função distância deverá poder desencadear a função de automatismo religação rápida e/ou lenta de disjuntores, especificada no documento DEF-C13-551/N. 4.3 Diferencial de linha/cabo (opcional) A função diferencial, quando considerada, constitui a protecção principal de cabos ou linhas aéreas de AT, permitindo detectar e eliminar defeitos entre os transformadores de intensidade localizados nos painéis AT que interligam as respectivas SE. A função de protecção diferencial residente em cada um dos IED localizados nos extremos do cabo/linha deverá possuir um processamento independente por fase, de modo a efectuar a comparação vectorial das correntes. O tempo total de operação da protecção deverá ser inferior a 30 ms. A característica de disparo da função protecção diferencial deverá apresentar uma elevada estabilidade à saturação dos TI. Eventualmente condicionada à função de verificação de sincronismo (secção 4.12 do presente documento), a função de protecção diferencial deverá poder desencadear a função de automatismo religação rápida e/ou lenta de disjuntores, especificada no documento DEF-C13-551/N. 4.4 Máxima Intensidade de Fase A função de protecção de máximo de intensidade de fase (MIF) deverá ser trifásica, com pelo menos dois níveis de detecção (I> e I>>) e de funcionamento por tempo independente, para o qual deverão ser consideradas uma actuação "instantânea" e outra "temporizada" para cada nível. Esta função de protecção deverá estar permanentemente em serviço sendo independente de uma eventual inibição ou bloqueio das funções de distância e diferencial. Pretende-se ainda, que esta função seja implementada nos dois IED. 4.5 Máximo de Intensidade Homopolar Direccional A função de protecção de máximo de intensidade homopolar direccional (MIHD) deverá ter um nível de detecção (Io>) com funcionamento por tempo independente ou tempo inverso (segundo as normas IEC: tempo definido, tempo normalmente inverso, tempo muito inverso, tempo extremamente inverso e logarítmico), e para o qual deverão ser consideradas uma actuação "instantânea" e outra "temporizada". Pretende-se ainda que esta função seja implementada nos dois IED. Caso seja implementado um esquema de teleprotecção, a função MIHD deverá ter a possibilidade de ser associada a este esquema. Eventualmente condicionada à função de verificação de sincronismo (secção 4.12), a função MIHD deverá poder desencadear a função de automatismo religação rápida e/ou lenta de disjuntores, especificada no documento DEF-C13-551/N. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 7/30

8 4.6 Máximo de Intensidade Homopolar de Terras Resistentes A ocorrência de trabalhos TET implica que se inclua uma função de protecção de máximo de intensidade homopolar de elevada sensibilidade (terras resistentes), de tempo independente com possibilidade de actuação instantânea. 4.7 Power Swing Detection As oscilações de potência num sistema de distribuição de energia eléctrica verificam-se essencialmente nas seguintes condições: variações significativas na carga associada ao sistema; alterações na configuração do sistema, devido à ocorrência de defeitos na rede AT e sua eliminação. Esta função tem como objectivo detectar oscilações de potência no sistema de distribuição, bloqueando a função de protecção de distância, de modo a impedir a sua actuação intempestiva. A função apresenta uma característica de medida do tipo poligonal (quadrilateral), semelhante à da função distância, existindo no entanto duas zonas: uma interna e outra externa. Esta função baseia-se na duração do fenómeno transitório de oscilação de impedância, monitorizando o tempo de passagem entre a característica exterior e interior do plano de impedância. Caso a duração da oscilação de potência exceda o valor configurado, é enviado o sinal de bloqueio à função de distância, evitando a sua actuação intempestiva. 4.8 Weak End Infeed Em sistemas interligados, e no caso específico de linhas paralelas, a direcção da corrente de defeito na linha sã pode mudar de sentido quando ocorre a abertura dos disjuntores associados à linha com defeito. Esta situação pode originar a operação intempestiva da função de distância associada à linha sã, quando são adoptados esquemas de teleprotecção do tipo permissive overreach. A função de corrente inversa tem como objectivo detectar a inversão de corrente, bloqueando o envio do sinal de teleprotecção para o outro extremo, assim como o respectivo disparo local, evitando assim a actuação intempestiva da função de distância. Se as correntes de defeito não forem significativas no extremo com defeito na linha protegida, poderão não ser suficientes para fazer actuar os elementos de medida, pelo que não existirá o envio do sinal de teleprotecção, originando disparos temporizados (em backup) no extremo com maior corrente de defeito. Esta função permite reenviar os sinais recebidos do extremo com maior corrente de defeito, assegurando deste modo a actuação da função de distância, mesmo com correntes de defeitos reduzidas. 4.9 Ligação sobre defeito Deverá ser prevista uma função que detecte uma ligação sobre defeito. Esta garantirá o disparo instantâneo e definitivo do disjuntor da linha pela função distância e/ou direccional de terra, no momento da ligação manual do disjuntor, se for detectado um defeito na linha associada ao painel Condutor partido Esta função tem como objectivo detectar a interrupção de uma fase na linha a proteger podendo ser baseada no aparecimento da componente inversa da corrente ou em qualquer outro método, desde que seja garantida a detecção eficaz da assimetria da rede resultante deste tipo de defeito. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 8/30

9 4.11 Teleprotecção O objectivo da função de teleprotecção é permitir a eliminação instantânea dos defeitos localizados ao longo da linha. Poderá estar associada à função de protecção distância, à função de protecção direccional de terras ou à comunicação lógica entre IED nos extremos das linhas, devendo ser adoptado o esquema de comunicação mais adequado à fiabilidade do meio de comunicação utilizado. Deverá existir a possibilidade de implementar os seguintes esquemas: Direct Underreaching Transfer Trip (DUTT); Permissive Underreaching Transfer Trip (PUTT); Permissive Overreaching Transfer Trip (POTT). No caso da protecção do extremo oposto da linha não ter a possibilidade de ser interligada directamente através do canal de comunicações, deverão ser utilizadas entradas/saídas digitais para o envio dos sinais de permissão e de bloqueio com recurso a um sistema de teleprotecção externo Verificação de sincronismo Esta função destina-se a garantir as condições de sincronismo entre sistemas provenientes de fontes de energia distintas (diferentes pontos injectores, Produção em Regime Especial). Tem por objectivo verificar as condições de fecho de um determinado disjuntor devendo ser previstos diferentes modos de funcionamento, nomeadamente, barramento morto/linha morta, barramento morto/linha viva, barramento vivo/linha morta. A permissão de ligar do disjuntor será condicionada pelo desvio da amplitude de tensão (ΔU), da frequência (Δf) e da desfasagem (Δϕ). A função deverá ser inibida pelo disparo de qualquer um dos disjuntores de protecção dos secundários dos transformadores de tensão (linha ou barramento). Sempre que se pretenda, esta função deverá poder ser configurada de modo a permitir a ordem de fecho do disjuntor sem qualquer verificação das condições referidas anteriormente Funções complementares Monitorização do disjuntor Para efeitos de manutenção do disjuntor, deverá poder ser calculada, armazenada e disponibilizada no local e/ou à distância, a informação da energia cumulativa cortada pelo disjuntor do painel (I.t ou I 2.t), assim como, o número de manobras de abertura e de fecho do disjuntor Localização de defeitos Por forma a facilitar a localização de um defeito permanente na linha a proteger, deverá ser disponibilizada a informação, no local e à distância, da distância ao defeito (em km) Registo cronológico de acontecimentos Esta função deverá poder registar todas as actuações de funções de protecção e funções complementares, assim como todos os sinais digitais externos e alarmes internos do sistema. A identificação de cada um dos acontecimentos deverá poder ser definida pelo utilizador (descritivos). Deverá ser possível exportar, em formato digital, os eventos existentes nas unidades para um formato compatível com a aplicação Microsoft Excel. Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 9/30

10 Osciloperturbografia Esta função deverá registar as formas de onda de todas as grandezas analógicas e as transições de todos os sinais digitais (internos e externos), sempre que uma das condições de arranque seja activada. Deverá ser possível exportar para formato COMTRADE todos os registos residentes na unidade de protecção. Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências Comutação de parâmetros Para o conjunto das diversas funções de protecção, deverá ser possível regular pelo menos quatro conjuntos de parâmetros distintos, seleccionáveis por telecomando e/ou comando local. Deverá ser disponibilizado para SCADA a informação do conjunto de parâmetros activo Modos de funcionamento O painel AT deverá poder funcionar em Regime Normal de Exploração (RNE) ou em Regime Especial de Exploração (REE), sendo este último utilizado em situação de trabalhos em tensão (TET) na rede. A escolha do regime de exploração será efectuada ao nível do painel, através do IHM (Interface Humano Máquina) do IED e através de comando à distância. A alteração do regime de exploração deverá ter em conta o funcionamento de cada uma das funções de protecção do seguinte modo: Regime Normal de Exploração função de protecção distância e/ou função de protecção diferencial em serviço com religador associado; funções de protecção máximo de intensidade de fase e máximo de intensidade homopolar direccional temporizadas; função de protecção máximo de intensidade homopolar (terras resistentes) inibida Regime Especial de Exploração - Trabalhos TET inibição da função de automatismo religação; função de protecção distância e/ou função protecção diferencial em serviço; função de protecção distância com escalão alongado permanentemente em serviço; funções de protecção máximo de intensidade de fase e máximo de intensidade homopolar direccional de actuação instantânea; função de protecção máximo de intensidade homopolar (terras resistentes) em serviço Ensaio das funções de protecção Deverá ser prevista a instalação de módulos de teste que permitam a execução de ensaios às diferentes funções de protecção, com interrupção das ordens de disparo, fecho das correntes provenientes dos TI e interrupção das tensões provenientes dos TT. Qualquer das funções de protecção residentes nos IED do painel deverá poder ser bloqueada Características técnicas Relativamente a cada uma das funções de protecção e complementares atrás apresentadas, deverão ser consideradas as características técnicas apresentadas nos quadros seguintes. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 10/30

11 Função Características Gamas Geral Distância Diferencial Ligação sobre defeito Condutor partido Supervisão do circuito dos TT Máximo de Intensidade de Fase Frequência nominal (Fn) Tensão nominal (Un) Corrente nominal (In) Tensão de alimentação auxiliar (Ucc) Tensão máxima permanência durante 1s Corrente máxima permanência durante 1s Tempo de operação Arranque da função PD Característica da zona de arranque Critérios de arranque (para 1A): regulações de impedância alcance resistivo / reactivo sobreposição de carga fase-fase / fase-terra ângulo de carga Característica da zona de medida Critérios de medida (para 1A): regulações de impedância alcance resistivo / reactivo Corrente mínima de operação Temporização independente por zona Tempo de operação Curva de disparo regulação de base razão funcionamento 1 razão funcionamento 2 Confirmação de tensão Confirmação de corrente Corrente mínima por fase Assimetria mínima Temporização Componente homopolar tensão de operação corrente de operação Componente inversa tensão de operação corrente de operação Corrente de arranque Tempo independente 50 Hz 100/ 3 1A 110 Vcc 1.5 Un 2.5 Un 2 In 100 In 30 ms MI e/ou mínimo Z Poligonal 0.1 a 150 Ω/fase, passos de 0, a 150 Ω/fase, passos de 0,01 0 a 60, passos de 1º Poligonal c/ direcção seleccionável 0.1 a 150 Ω/fase, passos de 0,01 10% In 0 a 5 s, passos de 0,01s 30 ms 20% a 50% In 25% a 50% In 125% a 250% In 25% a 80% Un, passos de 1 < 15% para 0,2 s 20 % In 20% da máx. I de fase 0 a 60 s, passos de 1 s 3Uo > 20% Un/ 3 3Io < 20% In 3U2 > 20% Un/ 3 3 I2 < 20% In 50% a 1000% In, passos de 5% 0,04 a 5 s, passos de 0,01 - Continua - DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 11/30

12 - Continuação - Função Características Gamas Máximo de Intensidade Homopolar Direccional Máximo de Intensidade Homopolar de Terras Resistentes Verificação de Sincronismo Teleprotecção Corrente homopolar de arranque Tensão de polarização mínima Característica de actuação tempo independente normalmente inverso (NI) muito inverso (VI) extremamente inverso (EI) logarítmica (IDG) Corrente homopolar de arranque Tempo independente Verificação do sincronismo desvio de frequência desvio de tensão desvio de fase Ligação de linha patamar alto de tensão patamar baixo de tensão tempo de ligação Tempo de operação verificação de sincronismo verificação de linha s/ tensão Esquemas de comunicação para a PD bloqueio permissivo 5% a 300% de In, passos de 5% 1% Un 0 a 5 s, passos de 0.01 s k = (0,05-1,1), passos de 0,01 k = (0,05-1,1), passos de 0,01 k = (0,05-1,1), passos de 0,01 t = 5,8 + 1,35 * ln (I/3Ioset) 5 a 500 ma 0.1 a 5s, passos de 0.01 s 50 a 500 mhz, passos de 10 5 a 50% Un, passos de 1% 5 a 75, passos de 1º 70 a 100% Un, passos de 1% 10 a 80% Un, passos de 1% 0 a 1 s, passos de 0,01 entre 180 ms a 200 ms entre 65 e 95 ms DUTT PUTT POTT Funções complementares Localizador de defeito Registo de acontecimentos Osciloperturbografia 5 PAINEL DE BARRAS AT 5.1 Prescrições gerais Características Reactância / km Erro Resolução Nº de acontecimentos Nº de entradas Número de entradas digitais Número de entradas analógicas Tempo pré-defeito Tempo pós-defeito Tempo mínimo de registo Frequência de amostragem Gamas a 5 Ω 5% 1ms a 500 ms, passos de a 2000 ms, passos de s 1 khz Os IED deverão ser dotados de lógica programável, de modo a permitir implementar, de uma forma flexível, condições específicas de funcionamento (bloqueios e encravamentos). Qualquer uma das funções de protecção residentes no painel deverá ter a possibilidade de ser bloqueada. Ao barramento de AT estão associadas as funções de protecção seguidamente enumeradas. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 12/30

13 5.2 Diferencial A função diferencial constitui a protecção principal do barramento AT, permitindo detectar e eliminar instantaneamente (tempo total de operação inferior a 20 ms) defeitos entre os transformadores de intensidade localizados nos painéis AT interligados no mesmo barramento. A função de protecção diferencial deverá possuir um processamento independente por fase, de modo a efectuar a comparação vectorial das correntes. O sistema de protecção diferencial de barramento AT deverá possuir as seguintes características principais: constituída por uma unidade central (UC), a instalar no painel de tensão de barras, comunicando com os restantes IED (bay units dos painéis LAT e TPAT), via rede de processamento de dados própria em fibra óptica; supervisão do esquema da subestação através de uma réplica do estado da aparelhagem, garantindo assim a selectividade do sistema de protecção; este sistema de protecção deve ser estável perante situações de defeitos externos às zonas a proteger e de saturação dos transformadores de intensidade; não deverá necessitar de transformadores de intensidade intermediários, devendo a relação de transformação dos transformadores de intensidade ser parametrizável por software; os IED deverão possuir um interface próprio com o operador, permitindo visualizar o valor das correntes medidas e da corrente diferencial, o estado do sistema, a posição da aparelhagem, os sinais de disparo e outras informações relevantes, devendo ainda possuir uma porta para comunicação com um PC portátil; deverá ser modular, permitindo uma fácil expansão do sistema. 5.3 Mínimo de tensão A função de mínimo de tensão deverá ser trifásica e associada a cada semibarramento AT, tendo por missão desencadear a função de automatismo deslastre por falta de tensão/reposição por regresso de tensão. Deverá detectar a falta da tensão para que se proceda ao deslastre das cargas alimentadas pelo semibarramento em causa. Quando a tensão no semibarramento normalizar, será desencadeado o processo de reposição em serviço das cargas anteriormente deslastradas. Esta função de protecção deverá ter dois níveis distintos (U<, U<<) de detecção de mínimo de tensão, sendo um deles utilizado para o deslastre e o outro para a normalização da tensão (destinada à reposição). De modo a que a existência de qualquer defeito no circuito de BT dos TT não resulte na actuação da função protecção de mínimo de tensão ou de qualquer outra função de protecção dependente dos valores de tensão disponibilizados pelos TT, deverá ser previsto a capacidade de detecção desse tipo de defeitos e garantida a inibição das funções anteriormente referidas. Caso ocorra um defeito no circuito BT dos TT, esta informação deverá ser tida em conta pela função de automatismo deslastre por falta de tensão/reposição por regresso de tensão, de modo a evitar disparos intempestivos. 5.4 Verificação de sincronismo Esta função destina-se a garantir as condições de sincronismo entre sistemas provenientes de fontes de energia distintas (diferentes pontos injectores, Produção em Regime Especial). Tem por objectivo verificar as condições de fecho de um determinado disjuntor, o qual interliga os semibarramentos AT da instalação. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 13/30

14 A permissão de ligar do disjuntor será condicionada pelo desvio da amplitude de tensão (ΔU), da frequência (Δf) e da desfasagem (Δϕ). A função deverá ser inibida pelo disparo de qualquer um dos disjuntores de protecção dos secundários dos transformadores de tensão (semibarramento I ou semibarramento II). Sempre que se pretenda, esta função deverá poder ser configurada de modo a permitir a ordem de fecho do disjuntor sem qualquer verificação das condições referidas anteriormente. 5.5 Funções complementares Registo cronológico de acontecimentos Esta função deverá poder registar todas as actuações de funções de protecção e funções complementares, assim como todos os sinais digitais externos e alarmes internos do sistema. A identificação de cada um dos acontecimentos deverá poder ser definida pelo utilizador (descritivos). Deverá ser possível exportar, em formato digital, os eventos existentes nas unidades para um formato compatível com a aplicação Microsoft Excel. Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências Osciloperturbografia Esta função deverá registar as formas de onda de todas as grandezas analógicas e as transições de todos os sinais digitais (internos e externos), sempre que uma das condições de arranque seja activada. Deverá ser possível exportar para formato COMTRADE todos os registos residentes na unidade de protecção. Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências. 5.6 Ensaio das funções de protecção Deverá ser previsto a instalação de módulos de teste que permitam a execução de ensaios às diferentes funções de protecção. Qualquer das funções de protecção residente no painel deverá poder ser bloqueada. 5.7 Características técnicas Relativamente a cada uma das funções de protecção e complementares atrás apresentadas deverão ser consideradas as características técnicas apresentadas no quadro seguinte. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 14/30

15 Função Características Gamas Geral Diferencial de barramento AT Mínimo de tensão Verificação de Sincronismo Frequência nominal (Fn) Tensão nominal (Un) Corrente nominal (In) Tensão de alimentação auxiliar (Ucc) Tensão máxima permanência durante 1s Corrente máxima permanência durante 1s Tempo de operação Razão de transformação TI Arranque diferencial Icc Ikmin Factor estabilização (k) Patamares de tensão Temporização Verificação do sincronismo desvio de frequência desvio de tensão desvio de fase Ligação de linha patamar alto de tensão patamar baixo de tensão tempo de ligação Tempo de operação verificação de sincronismo verificação de linha s/ tensão 50 Hz 100/ 3 1A 110 Vcc 1.5 Un 2.5 Un 2 In 100 In 20 ms A % a 100% de Un, passos de 1 0 a 30 s, passos de 0,01 s 50 a 500 mhz, passos de 10 5 a 50% Un, passos de 1% 5 a 75, passos de 1º 70 a 100% Un, passos de 1% 10 a 80% Un, passos de 1% 0 a 1 s, passos de 0,01 entre 180 ms a 200 ms entre 65 e 95 ms Funções complementares Características Gamas Registo de acontecimentos Osciloperturbografia Resolução Nº de acontecimentos Nº de entradas Número de entradas digitais Número de entradas analógicas Tempo pré-defeito Tempo pós-defeito Tempo mínimo de registo Frequência de amostragem 1ms a 500 ms, passos de a 2000 ms, passos de s 1 khz 6 PAINEL DE TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA 6.1 Prescrições gerais As funções de protecção deverão ser distribuídas por dois equipamentos de protecção (IED) distintos, garantindo, pelo menos, a duplicação da função MIF. As restantes funções de protecção deverão encontrar-se residentes na unidade principal. Qualquer uma das funções de protecção residentes no painel deverá ter a possibilidade de ser bloqueada. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 15/30

16 Os IED deverão ser dotados de lógica programável, de modo a permitir implementar, de uma forma flexível, condições específicas (bloqueios e encravamentos). 6.2 Diferencial A função protecção diferencial, que constitui a protecção principal do transformador de potência, terá como missão reduzir ao mínimo as consequências nefastas de uma avaria ou defeito interno neste equipamento. Esta função deverá detectar instantaneamente uma situação de defeito na zona protegida, zona compreendida entre os TI do lado AT e do lado MT do TP, a partir da comparação vectorial das correntes dos dois lados do transformador. Pretende-se que a característica de disparo da função de protecção diferencial seja tal que permita uma elevada estabilidade a defeitos externos ao transformador de potência e à saturação dos TI. Deverá ainda ser previsto o bloqueio desta função durante a ligação do transformador de potência ou caso ocorra a sobre-excitação do mesmo. A função de protecção diferencial deverá efectuar internamente a compensação da amplitude e de fase dos valores de intensidade de corrente a comparar. 6.3 Máximo de Intensidade de Fase A função de máximo de intensidade de fase deverá ser trifásica, com, pelo menos, dois níveis de detecção (I>, I>>) e de funcionamento por tempo independente, para o qual deverão ser consideradas uma actuação instantânea e outra temporizada. Esta função de protecção, para além de proteger o transformador de potência contra sobrecargas, desempenha ainda um papel de reserva à função MIF de chegada ao barramento MT. 6.4 Funções complementares Função de monitorização do disjuntor Para efeitos de manutenção do disjuntor, deverá poder ser calculada, armazenada e disponibilizada no local e/ou à distância, a informação da energia cumulativa cortada pelo disjuntor do painel (I.t ou I 2.t), assim como, o número de manobras de abertura e de fecho do disjuntor Registo de acontecimentos Esta função deverá poder registar todas as actuações de funções de protecção e funções complementares, assim como todos os sinais digitais externos e alarmes internos do sistema. A identificação de cada um dos acontecimentos deverá poder ser definida pelo utilizador (descritivos). Deverá ser possível exportar, em formato digital, os eventos existentes nas unidades para um formato compatível com a aplicação Microsoft Excel. Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências Osciloperturbografia Esta função deverá registar as formas de onda de todas as grandezas analógicas e as transições de todos os sinais digitais (internos e externos), sempre que uma das condições de arranque seja activada. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 16/30

17 Deverá ser possível exportar para formato COMTRADE todos os registos residentes na unidade de protecção. Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências. 6.5 Ensaio das funções de protecção Deverá ser prevista a instalação de módulos de teste que permitam a execução de ensaios às diferentes funções de protecção, com interrupção das ordens de disparo e fecho das correntes provenientes dos TI. Qualquer das funções de protecção residente no painel deverá poder ser bloqueada. 6.6 Características técnicas Relativamente a cada uma das funções de protecção e complementares atrás apresentadas, deverão ser consideradas as seguintes características técnicas: Função Características Gamas Geral Diferencial Máximo de Intensidade de Fase Frequência nominal (Fn) Corrente nominal (In) Tensão de alimentação auxiliar (Ucc) Corrente máxima permanência durante 1s Tempo de operação Curva de disparo regulação de base razão funcionamento 1 razão funcionamento 2 Corrente de arranque Tempo independente 50 Hz 1A 110 Vcc 2 In 100 In 35 ms 20% a 50% In 25% a 50% In 125% a 250% In 50% a 400% In, passos de 5 0,04 a 5 s, passos de 0,01 Funções complementares Características Gamas Registo de acontecimentos Osciloperturbografia Resolução Nº de acontecimentos Nº de entradas Número de entradas digitais Número de entradas analógicas Tempo pré-defeito Tempo pós-defeito Tempo mínimo de registo Frequência de amostragem 1ms a 300 ms em passos de 10 ms 100 a 2000 ms em passos de 100ms 10 s 1 khz 7 PAINEL DE CHEGADA MT 7.1 Prescrições gerais Os IED deverão ser dotados de lógica programável, de modo a permitir implementar, de uma forma flexível, condições específicas (bloqueios e encravamentos). Qualquer uma das funções de protecção residentes no painel deverá ter a possibilidade de ser bloqueada. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 17/30

18 7.2 Máximo de Intensidade de Fase A função de máximo de intensidade de fase deverá ser trifásica, com, pelo menos, dois níveis de detecção (I>, I>>) e de funcionamento por tempo independente, para o qual deverão ser consideradas uma actuação instantânea e outra temporizada. Esta função de protecção, para além de proteger o barramento MT contra defeitos fase-fase, desempenhará um papel de reserva às funções semelhantes dos painéis de linhas MT. 7.3 Mínimo de tensão A função de mínimo de tensão deverá ser trifásica e associada a cada semibarramento MT, tendo por missão desencadear a função de automatismo deslastre por falta de tensão/reposição por regresso de tensão. Deverá detectar a falta da tensão para que se proceda ao deslastre das cargas alimentadas pelo semibarramento em causa. Quando a tensão no semibarramento normalizar, será desencadeado o processo de reposição em serviço das cargas anteriormente deslastradas. Esta função de protecção deverá ter dois níveis distintos (U<, U<<) de detecção de mínimo de tensão, sendo um deles utilizado para o deslastre e o outro para a normalização da tensão (destinada à reposição). De modo a que a existência de qualquer defeito no circuito de BT dos TT não resulte na actuação da função protecção de mínimo de tensão ou de qualquer outra função de protecção dependente dos valores de tensão disponibilizados pelos TT, deverá ser previsto a capacidade de detecção desse tipo de defeitos e garantida a inibição das funções anteriormente referidas. Caso ocorra um defeito no circuito BT dos TT, esta informação deverá ser tida em conta pela função de automatismo deslastre por falta de tensão/reposição por regresso de tensão, de modo a evitar disparos intempestivos. 7.4 Máximo de tensão A função de protecção de máximo de tensão deverá ser trifásica, com 2 níveis de detecção (U> e U>>), de funcionamento por tempo independente e para o qual deverá ser considerada uma actuação instantânea e outra temporizada. Esta função tem por objectivo detectar situações de elevação anormal da tensão de barras MT, desencadeando o disparo temporizado do disjuntor do painel de chegada MT. Deverá ainda ser considerado um nível de máximo de tensão para a inibição das ordens de subir do regulador automático de tensão. 7.5 Mínimo de frequência A função de protecção de mínimo de frequência deverá ter dois níveis (F< e F<<) de detecção de funcionamento por tempo independente e para os quais deverá ser considerada uma actuação instantânea. Esta função de protecção detecta abaixamentos de frequência na rede, informando posteriormente a função de automatismo deslastre por mínimo de frequência/reposição por normalização de frequência, para que se proceda à desligação selectiva das cargas da subestação. Quando a frequência da rede normalizar, e realizada posteriormente uma ordem voluntária de reposição, será desencadeado o processo de reposição em serviço das cargas desligadas aquando do deslastre. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 18/30

19 7.6 Funções complementares Selectividade lógica A selectividade lógica tem por objectivo diminuir o tempo de funcionamento de uma determinada função de protecção, em caso de falha de funcionamento das funções equivalentes existentes ao nível dos painéis de LMT, TSA+RN e BC. Sempre que arrancar a função de máximo de intensidade de fase do painel de chegada do TP e o mesmo não acontecer às funções de protecção dos painéis associados a esse semibarramento MT, haverá lugar a uma redução no tempo de actuação desta função, ao nível da chegada MT. A selectividade lógica deverá reconhecer a cada momento a topologia de exploração da subestação, nomeadamente ter em consideração a posição do disjuntor do painel de interbarras MT Função de monitorização do disjuntor Para efeitos de manutenção do disjuntor, deverá poder ser calculada, armazenada e disponibilizada no local e/ou à distância, a informação da energia cumulativa cortada pelo disjuntor do painel (I.t ou I 2.t), assim como, o número de manobras de abertura e de fecho do disjuntor Registo de acontecimentos Esta função deverá poder registar todas as actuações de funções de protecção e funções complementares, assim como todos os sinais digitais externos e alarmes internos do sistema. A identificação de cada um dos acontecimentos deverá poder ser definida pelo utilizador (descritivos). Deverá ser possível exportar, em formato digital, os eventos existentes nas unidades para um formato compatível com a aplicação Microsoft Excel. Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências Osciloperturbografia Esta função deverá registar as formas de onda de todas as grandezas analógicas e as transições de todos os sinais digitais (internos e externos), sempre que uma das condições de arranque seja activada. Deverá ser possível exportar para formato COMTRADE todos os registos residentes na unidade de protecção. Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências. 7.7 Ensaio das funções de protecção Deverá ser previsto a instalação de módulos de teste que permitam a execução de ensaios às diferentes funções de protecção, com interrupção das ordens de disparo e fecho das correntes provenientes dos TI. Qualquer das funções de protecção residente no painel deverá poder ser bloqueada. 7.8 Características técnicas Relativamente a cada uma das funções de protecção atrás apresentadas deverão ser consideradas as seguintes características técnicas: Função Características Gamas DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 19/30

20 Geral Máximo de Intensidade de Fase Mínimo de tensão (mu) Máximo de tensão (MU) Mínimo de frequência Frequência nominal (Fn) Corrente nominal (In) Tensão de alimentação auxiliar (Ucc) Corrente máxima permanência durante 1s Corrente de arranque Tempo independente Trifásica 50 Hz 1A 110 Vcc 2 In 100 In 50% a 400% In, passos de 5 0,04 a 5 s, passos de 0,04 Dois patamares de tensão 20% a 100% de Un em passos de 1% Até 50 ms Temporização 0 a 30 s em passos de 0.01 s Trifásica Dois patamares de tensão 100% a 150% de Un em passos de 1% Até 50 ms Tempo independente 0 a 30 s em passos de 0.01 s Tempo de operação 100 ms Patamares de frequência 46 Hz a 54 Hz, passos de 0,01 Funções complementares Características Gamas Registo de acontecimentos Osciloperturbografia Resolução Nº de acontecimentos Nº de entradas Número de entradas digitais Número de entradas analógicas Tempo pré-defeito Tempo pós-defeito Tempo mínimo de registo Frequência de amostragem 1ms a 300 ms em passos de 10 ms 100 a 2000 ms em passos de 100ms 10 s 1 khz 8 PAINEL DE BATERIA DE CONDENSADORES 8.1 Prescrições gerais Os IED deverão ser dotados de lógica programável, de modo a permitir implementar, de uma forma flexível, condições específicas (bloqueios e encravamentos). Qualquer uma das funções de protecção residentes no painel deverá ter a possibilidade de ser bloqueada. 8.2 Desequilíbrio de neutro Deverá ser prevista uma função de protecção de desequilíbrio de neutro por escalão, para detectar situações de defeito interno nas baterias, como por exemplo, a danificação de elementos. Esta função de protecção será monofásica, com dois níveis de detecção (Io> e Io>>) de funcionamento por tempo independente, para cada um dos quais deverão ser consideradas uma actuação instantânea e outra temporizada. Esta função actua especificamente sobre o disjuntor do escalão onde se verifica um desequilíbrio. 8.3 Máximo de Intensidade de Fase DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 20/30

21 A função de protecção máximo de intensidade de fase deverá ser trifásica, com dois níveis de detecção (I> e I>>) de funcionamento por tempo independente, para cada um dos quais deverão ser consideradas uma actuação "instantânea" e outra "temporizada". 8.4 Máximo de Intensidade Homopolar A função de protecção máximo de intensidade homopolar deverá possuir, pelo menos, um nível de detecção (Io>) de funcionamento por tempo independente, para o qual deverá ser considerada uma actuação instantânea e outra temporizada. A medida da corrente homopolar deverá ser obtida a partir de um transformador toroidal instalado para o efeito. 8.5 Máximo de tensão A função de protecção máximo de tensão deverá ser trifásica, com um nível de detecção (U>), de funcionamento por tempo independente e para o qual deverá ser considerada uma actuação instantânea e outra temporizada. Esta função tem por objectivo detectar situações de elevação anormal da tensão de barras MT, desencadeando o disparo do disjuntor de painel da bateria de condensadores. 8.6 Funções complementares Função de monitorização do disjuntor Para efeitos de manutenção do disjuntor, deverá poder ser calculada, armazenada e disponibilizada no local e/ou à distância, a informação da energia cumulativa cortada pelo disjuntor do painel (I.t ou I 2.t), assim como, o número de manobras de abertura e de fecho do disjuntor Registo de acontecimentos Esta função deverá poder registar todas as actuações de funções de protecção e funções complementares, assim como todos os sinais digitais externos e alarmes internos do sistema. A identificação de cada um dos acontecimentos deverá poder ser definida pelo utilizador (descritivos). Deverá ser possível exportar, em formato digital, os eventos existentes nas unidades para um formato compatível com a aplicação Microsoft Excel. Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências Osciloperturbografia Esta função deverá registar as formas de onda de todas as grandezas analógicas e as transições de todos os sinais digitais (internos e externos), sempre que uma das condições de arranque seja activada. Deverá ser possível exportar para formato COMTRADE todos os registos residentes na unidade de protecção. Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 21/30

22 8.7 Ensaio das funções de protecção Deverá ser prevista a instalação de módulos de teste que permitam a execução de ensaios às diferentes funções de protecção, com interrupção das ordens de disparo, fecho das correntes provenientes dos TI e interrupção das tensões provenientes dos TT. 8.8 Características técnicas Relativamente a cada uma das funções de protecção e complementares atrás apresentadas, deverão ser considerados as seguintes características técnicas: Função Características Gamas Geral Máximo de Intensidade de Fase Máximo de Intensidade Homopolar Desequilíbrio Frequência nominal (Fn) Tensão nominal (Un) Corrente nominal (In) Tensão de alimentação auxiliar (Ucc) Tensão máxima permanência durante 1s Corrente Máxima permanência durante 1s Corrente de arranque Tempo independente Corrente homopolar Tempo independente Alarme / Disparo Corrente homopolar Tempo independente 50 Hz 100/ 3 1A 110 Vcc 1.5 Un 2.5 Un 2 In 100 In 50% a 1000% In, passos de 5 0,04 a 5 s, passos de 0,01 5% a 150 %In, passos de 1 0,04 a 5 s, passos de 0,01 5% a 150 %In, passos de 1 0,04 a 5 s, passos de 0,01 Funções complementares Características Gamas Registo de acontecimentos Osciloperturbografia 9 SAIDA MT 9.1 Prescrições gerais Resolução Nº de acontecimentos Nº de entradas Número de entradas digitais Número de entradas analógicas Tempo pré-defeito Tempo pós-defeito Tempo mínimo de registo Frequência de amostragem 1ms a 300 ms em passos de 10 ms 100 a 2000 ms em passos de 100ms 10 s 1 khz Os IED deverão ser dotados de lógica programável, de modo a permitir implementar, de uma forma flexível, condições específicas (bloqueios e encravamentos). Qualquer uma das funções de protecção residentes no painel deverá ter a possibilidade de ser bloqueada. Nos painéis de linha MT deverão ser considerados pelo menos dois grupos de parâmetros; cada um dos quais deverá incluir as seguintes funções de protecção: DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 22/30

23 9.2 Máximo de Intensidade de Fase A função de protecção máximo de intensidade de fase será trifásica, com três níveis de detecção (I>, I>>, I>>>), de funcionamento por tempo independente. A função de protecção máximo de intensidade de fase deverá poder desencadear a função de automatismo religação rápida e/ou lenta de disjuntores, especificada no documento DEF-C13-551/N. 9.3 Máximo de Intensidade Homopolar Direccional A função de protecção de máximo de intensidade homopolar direccionald deverá ter, pelo menos, três níveis de detecção (Io>, Io>>, Io>>>), de funcionamento por tempo independente e para o qual deverá ser considerada uma actuação instantânea e outra temporizada. Deverá ser possível configurar a direccionalidade nos diferentes níveis de detecção de uma forma individual. Para o nível Io>>> deverá ser possível o cálculo da corrente homopolar através de soma vectorial das correntes de fase. A função de protecção de máximo de intensidade homopolar deverá poder desencadear a função de automatismo religação rápida e/ou lenta de disjuntores, especificada no documento DEF-C13-551/N. 9.4 Máximo de Intensidade Homopolar de Terras Resistentes Esta função consiste numa protecção homopolar de alta sensibilidade (PTR), destinada a eliminar os defeitos fase-terra de elevada resistência que ocorrem, com frequência, nas saídas MT em linha aérea. Esta função deverá ter um nível de detecção (Io>), dispondo de uma curva de funcionamento do tipo Tempo muito inverso, que garanta a selectividade da saída com defeito relativamente às outras saídas MT, percorridas nessa ocasião por correntes homopolares capacitivas. O seu patamar é da ordem dos 16,5 kω. Para esse efeito, deverá ser considerada uma curva característica do funcionamento da PTR, em que a selectividade é garantida pelos tempos de actuação, cuja expressão é diferente das curvas da CEI ou IEEE. A curva da PTR deverá ser aproximada à seguinte expressão, em função das correntes observadas na linha: t op TM =,0.5A I < 5A I t op 800 TM =,5A I < 200A I t op = 0.8, I 200A Nota: gama de regulação do factor de escala TM 0.05 a 1.5 (valor por defeito = 0,2). A implementação da curva da PTR (curva aproximada) poderá ser obtida através de: definição pelo próprio utilizador de um conjunto de diversos pontos (I, t); composição de várias curvas de tempo inverso e independente, devidamente associadas a lógica configurável. A actuação desta função de protecção deverá desencadear a função de automatismo religação rápida e/ou lenta de disjuntores, permitindo a eliminação de uma grande percentagem de defeitos do tipo semi-permanente sem interrupções prolongadas do fornecimento de energia nas saídas MT com avaria. Além disso, permite que os OCR instalados na rede MT funcionem de forma coordenada com o sistema de protecção do respectivo painel. DNT Direcção de Normalização e Tecnologia Pág. 23/30