Objetivo: Teste de Configuração de Ajustes, Teste de Ponto e Levantamento da Característica de Slope para um transformador com três enrolamentos.

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1 Tutorial de Teste Tipo de Equipamento: Relé de Proteção Marca: Siemens Modelo: 7UT Função: 87 ou PDIF Diferencial Percentual Ferramenta Utilizada: CE-6006; CE-6710; CE-7012 ou CE-7024 Objetivo: Teste de Configuração de Ajustes, Teste de Ponto e Levantamento da Característica de Slope para um transformador com três enrolamentos. Controle de Versão: Versão Descrições Data Autor Revisor 1.0 Versão Inicial 01/09/2017 M.R.C. 1

2 Sumário 1. Conexão do relé ao CE Fonte Auxiliar Bobinas de Corrente (ligações enrolamentos 1 e 2) Entrada Binária Comunicação com o relé 7UT Dados do sistema testado Dados do Equipamento Protegido / TC s Dados da Proteção Parametrização do relé 7UT Device Configurations Masking I/O Power System Data CT-Assign Power System Transf CT s Setting Group A Differential Protection General I-Diff Characteristic Ajustes do software Diferenc Abrindo o Diferenc Configurando os Ajustes Sistema Ajuste Diferencial Tela Diferencial > Equipamento Protegido/TCs Tela Diferencial > Ajuste Prot. Diferencial >Ajustes Tela Diferencial > Ajuste Prot. Diferencial > Definição do Slope Direcionamento de Canais e Configurações de Hardware Estrutura do teste para a função Procedimento para teste envolvendo enrolamentos 1 e Configurações dos Testes (enrolamento 1 e 2) Teste de Configuração (enrolamento 1 e 2) Teste de Ponto (enrolamento 1 e 2) Teste de Busca (enrolamento 1 e 2) Procedimento para teste envolvendo enrolamentos 2 e Configurações dos Testes (enrolamento 2 e 3) Teste de Busca (enrolamento 2 e 3) Procedimento para teste envolvendo enrolamentos 3 e Configurações dos Testes (enrolamento 3 e 1) Teste de Busca (enrolamento 3 e 1) Relatório APÊNDICE A A.1 Designações dos terminais

3 A.2 Dados técnicos APÊNDICE B

4 Termo de Responsabilidade As informações contidas nesse tutorial são constantemente verificadas. Entretanto, diferenças na descrição não podem ser completamente excluídas; desta forma, a CONPROVE se exime de qualquer responsabilidade, quanto a erros ou omissões contidos nas informações transmitidas. Sugestões para aperfeiçoamento desse material são bem vindas, bastando o usuário entrar em contato através do suporte@conprove.com.br. O tutorial contém conhecimentos obtidos dos recursos e dados técnicos no momento em que foi escrito. Portanto a CONPROVE reserva-se o direito de executar alterações nesse documento sem aviso prévio. Este documento tem como objetivo ser apenas um guia, o manual do equipamento a ser testado deve ser sempre consultado. ATENÇÃO! O equipamento gera valores de correntes e tensões elevadas durante sua operação. O uso indevido do equipamento pode acarretar em danos materiais e físicos. Somente pessoas com qualificação adequada devem manusear o instrumento. Observa-se que o usuário deve possuir treinamento satisfatório quanto aos procedimentos de manutenção, um bom conhecimento do equipamento a ser testado e ainda estar ciente das normas e regulamentos de segurança. Copyright Copyright CONPROVE. Todos os direitos reservados. A divulgação, reprodução total ou parcial do seu conteúdo, não está autorizada, a não ser que sejam expressamente permitidos. As violações são passíveis de sansões por leis. 4

5 Sequência para testes de relé 7UT no software DIFERENC 1. Conexão do relé ao CE Fonte Auxiliar Ligue o positivo (borne vermelho) da Fonte Aux. Vdc ao pino H+ (F1) do relé, ligue o negativo (borne preto) da Fonte Aux Vdc ao pino H- (F2) do relé. Figura Bobinas de Corrente (ligações enrolamentos 1 e 2) Ligue os canais de corrente I1, I2 e I3 do CE-6006 aos pinos Q1, Q3 e Q5 do relé respectivamente, se os comuns do relé estiverem curto circuitados basta ligar os comuns dos canais a esse ponto, caso contrário ligue os três comuns do CE-6006 aos pinos Q2, Q4 e Q6 do relé formando então a ligação do enrolamento 1. Da mesma maneira, para estabelecer a conexão do enrolamento 2, ligue os canais de corrente I4, I5 e I6 aos pinos R1, R3 e R5 do relé respectivamente, ligando os três comuns ao pino R2, R4 e R6. Figura 2 5

6 1.3 Entrada Binária INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Ligue a entrada binária do CE-6006 à saída binária do relé. BI1 ao pino P1 e seu comum ao pino P5; Figura 3 2. Comunicação com o relé 7UT Primeiramente abre-se o DIGSI e liga-se um cabo ethernet (ou serial) do notebook com o relé. Em seguida clica-se duas vezes no ícone do software. Figura 4 Ao abrir o programa, seleciona-se a subestação que contenha o relé em questão ( 7UT ). Depois de selecionado o relé, clique com o botão direito e selecione a opção Open Object e depois selecione o modo de conexão, conforme é apresentado nas figuras seguintes. Figura 5 6

7 3. Dados do sistema testado Figura 6 Os dados do transformador, TC e da função diferencial estão nas seguintes tabelas: 3.1 Dados do Equipamento Protegido / TC s Tabela 1 Dados Gerais Valores Número de Enrolamentos 3 Equipamento Protegido Transformador Tensão Primária (Enr. 1) 110 KV Potência Primária (Enr. 1) 38,1 MVA Tensão Secundária (Enr. 2) 11 KV Potência Secundária (Enr. 2) 38,1 MVA Tensão Terciária (Enr. 3) 11 KV Potência Terciária (Enr. 3) 10 MVA Ligação (Enr. 1) Δ Ligação (Enr. 2) Y(aterrado) Ligação (Enr. 3) Y(aterrado) Defasamento angular (1-2) 30 Defasamento angular (1-3) 330 RTC / 1 RTC / 1 RTC3 2000/1 3.2 Dados da Proteção Tabela 2 Dados Gerais Valores Pickup do Diferencial (87-1) 0,3 In Tempo do Diferencial 0 s * Pickup do Instantâneo (87-2) 7 In Tempo do Instantâneo 0 s * Base Point 1 0 Base Point 2 5 Slope 1 30 % Slope 2 60 % *Valor teórico na prática varia entre 6ms a 50ms dependendo do relé. 7

8 4. Parametrização do relé 7UT 4.1 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 Configuration. Figura 7 Na tela Functional Scope desabilite todas as funções deixando apenas a função 87 Differential Protection habilitada. Isso facilita o teste já que impede a utilização do sinal de trip de outras funções. Após os ajustes clique em OK. Figura 8 8

9 4.2 Masking I/O O próximo passo é ajustar as saídas binárias do relé. Para acessar esses parâmetros efetue um duplo clique com o botão esquerdo em Masking I/O (Configuration Matrix) conforme ilustrado na próxima figura. Figura 9 O sinal de trip da função 87 será direcionado para a binária de saída BO1 do relé. Para facilitar o monitoramente desse teste o led 1 foi designado para essa função. Deve ser usada a opção U que significa Unlatched, ou seja, o relé atua e no momento que cessa o problema, automaticamente retorna ao estado inicial da binária. Caso o usuário escolha a opção L Latched o relé atua e permanece atuado mesmo que o problema tenha se extinguido. (Essa opção não é indicada para o teste). Figura 10 9

10 4.3 Power System Data 1 Continuando os ajustes efetue um duplo clique em Power System Data 1. Figura 11 Na aba CT-Number configura-se o número de enrolamentos do transformador. 4.4 CT-Assign Figura 12 Nessa aba insere-se o como os transformadores de correntes auxiliares estão ligados. Nesse exemplo não se utiliza TCs auxiliares. 10

11 Figura Power System Na aba Power System configura-se a frequência nominal, a sequência de fase e a unidade de temperatura. Figura 14 11

12 4.6 Transf. Nesta opção ajustam-se os valores nominais das tensões, as potências, a conexão e o defasamento dos enrolamentos do transformador de potência. Figura 15 Figura 16 12

13 4.7 CT s Nesta aba devem ser ajustados os valores nominais de corrente primária e secundária dos transformadores de corrente assim como suas polaridades. Figura 17 Obs: As abas NotAssigMeasLoc, Funct. e CB não são utilizadas nesse tutorial. 4.8 Setting Group A Nesta opção encontram-se os ajustes das proteções. Figura 18 13

14 4.9 Differential Protection O último passo é fazer os ajustes da função diferencial. Figura General O endereço 1201 ativa a função diferencial. As outras opções não serão testadas e devem ser ajustadas para OFF. Figura 20 14

15 4.11 I-Diff Nesse campo configuram-se os valores de pick-up do elemento diferencial percentual (87-1) e do elemento diferencial instantâneo (87-2) assim como o tempo de atuação. Figura Characteristic Nesta opção ajustam-se os valores das inclinações do slope 1 e slope 2 assim como os valores dos Base Points. Os demais ajustes não são utilizados. Figura 22 15

16 As opções Inrush 2HM e Rest. nhm não são utilizadas. O próximo passo é enviar as alterações. Para isso clique no ícone destacado a seguir: Figura 23 Em seguida insira a senha (padrão) e clique em OK. 5. Ajustes do software Diferenc Figura Abrindo o Diferenc Clique no ícone do gerenciador de aplicativos CTC. Figura 25 Efetue um clique no ícone do software Diferenc. 16

17 Figura 26 Figura 27 17

18 5.2 Configurando os Ajustes Ao abrir o software a tela de Ajustes abrirá automaticamente (desde que a opção Abrir Ajustes ao Iniciar encontrado no menu Opções Software esteja selecionada). Caso contrário clique diretamente no ícone Ajustes. Figura 28 Dentro da tela de Ajustes preencha a aba Inform. Gerais com dados do dispositivo testado, local da instalação e o responsável. Isso facilita a elaboração relatório sendo que essa aba será a primeira a ser mostrada. 5.3 Sistema Figura 29 Na tela a seguir dentro da sub aba Nominais são configurados os valores de frequência, sequencia de fase, tensões primárias e secundárias, correntes primárias e secundárias, relações de transformação de TPs e TCs. Existe ainda duas sub abas Impedância e Fonte cujos dados não são relevantes para esse teste. 18

19 Figura 30 Existem outras abas onde o usuário pode inserir notas e observações, figuras explicativas, pode criar um check list dos procedimentos para realização de teste e ainda criar um esquema com toda a pinagem das ligações entre mala de teste e o equipamento de teste. 6. Ajuste Diferencial 6.1 Tela Diferencial > Equipamento Protegido/TCs Nessa aba deve-se informar o equipamento protegido, o número de enrolamentos, tensões nominais, potências nominais, as correntes primárias e secundárias dos TCs principais e as correntes dos TCs auxiliares caso haja necessidade. Neste teste utilizam-se os ajustes para um relé que está protegendo um transformador. Entretanto é possível testar as proteções de barra, geradores, motor e linha. Para proteção de transformadores existe a possibilidade de testes em até quatro enrolamentos de forma automática. Obs: Apesar de serem utilizados seis correntes para realizar os testes na tela a seguir devem-se configurar obrigatoriamente os três enrolamentos do transformador. A ideia do teste é que sempre um enrolamento ficará sem correntes nas três fases. 19

20 Figura Tela Diferencial > Ajuste Prot. Diferencial >Ajustes O padrão inicial para o campo Entrada de Dados é definido como Usuário, dessa forma, todos os outros ajustes, tais como TAP, compensação de defasamento, correção de mismatch, tipo da corrente de medição, enrolamento de referência para cálculos e opção de eliminação de sequência zero são habilitados para que o usuário possa, de acordo com o relé, realizar o ajuste corretamente (Configuração Livre). Este método permite ao usuário testar qualquer tipo de relé diferencial, porém exige um conhecimento maior do relé. Para facilitar a entrada de dados, os ajustes dos principais relés disponíveis no mercado já foram padronizados. Ao selecionar um dos relés da lista, apenas os ajustes parametrizáveis serão habilitados. Escolha a máscara SIEMENS 7UT/7UM. 20

21 Figura 32 Parametrize os ajustes do Diferencial e do Instantâneo. Ajuste o tempo para 27ms apesar de estar parametrizado 0,0s no relé. Utilize as tolerâncias para a corrente e o tempo fornecido no apêndice. Figura 33 21

22 6.3 Tela Diferencial > Ajuste Prot. Diferencial > Definição do Slope Nessa tela devem ser inseridos os valores das inclinações (Slope) e Base Points. Figura Direcionamento de Canais e Configurações de Hardware Clique no ícone ilustrado abaixo. Figura 35 22

23 Em seguida clique no ícone destacado para configurar o hardware. Figura 36 Escolha a configuração dos canais, ajuste a fonte auxiliar e o método de parada das entradas binárias. Para finalizar clique em OK. Figura 37 23

24 Na próxima tela escolha Básico e na janela seguinte (não mostrada) escolha SIM, por fim clique em Confirmar. Figura Estrutura do teste para a função 87 Nesse tutorial o teste será dividido em três partes visto que a mala utilizada possui seis canais de corrente e transformador possui nove entradas de corrente. Desse modo os testes serão feitos utilizando os enrolamentos 1 e 2, 2 e 3 e por fim 1 e 3. Para realizar um teste injetando corrente nos três enrolamentos são necessários nove correntes. Existe um outro tutorial explicando como realizar o teste nessa situação. 9. Procedimento para teste envolvendo enrolamentos 1 e Configurações dos Testes (enrolamento 1 e 2) Nessa aba associam-se os canais da mala com as fases do relé, configura-se o sinal de trip com a entrada binária. Observe que os enrolamentos utilizados são o 1 e o 2. Figura 39 24

25 9.2 Teste de Configuração (enrolamento 1 e 2) A ideia geral do teste de configuração é verificar se os ajustes do relé e os ajustes parametrizados no software estão compatíveis, já que o software visa simular o comportamento do relé. Para tal, entre com um Novo Ponto conforme os dados abaixo: Ponto1: Entrada de Dados: Idif e Irest - IDif: 1In - IRest: 2In Local da Fonte: Enr. 1 Local do Curto: Enr. 2 Tipo de Falta: ABC Clicando na opção Gráfico pode-se visualizar onde o ponto testado encontra-se. Para esse teste o ponto encontra-se na região de operação. Figura 40 Ao iniciar o teste o usuário deverá entrar com os valores de corrente diferencial e restrição lidos no relé que deverão ser muito próximo (estar dentro da tolerância de erro do relé) aos valores calculados no software que irá realizar a comparação automática dos dados. 25

26 Figura 41 A aprovação do teste de configuração possibilita que os outros dois testes possam ser realizados com sucesso. Caso haja uma discrepância entre os valores calculados pelo software e os apresentados pelo relé o usuário deve rever suas ligações e seus ajustes. 9.3 Teste de Ponto (enrolamento 1 e 2) Após o teste de configuração ter sido aprovado, isso significa que os parâmetros de ajuste passados ao software correspondem fielmente ao comportamento do relé, dessa forma, o teste de ponto poderá ser realizado, uma vez que ele analisa não só a operação do relé, mas também o tempo de disparo. Clique na opção Sequência escolhendo os valores de Início, Final e Passo. Dessa maneira o software cria os pontos de forma automática. Figura 42 26

27 Ao iniciar o teste todos os pontos serão testados sequencialmente e o status irá se atualizar automaticamente. Figura Teste de Busca (enrolamento 1 e 2) Após o teste de configuração ter sido aprovado, o teste de busca poderá ser realizado corretamente. Clique no botão Sequência e selecione a corrente de restrição inicial e final da busca e o passo entre elas. Figura 44 27

28 Ao iniciar o teste todos os pontos serão testados sequencialmente e o status irá se atualizar automaticamente comparando o valor da corrente diferencial nominal com aquela encontrada. Figura Procedimento para teste envolvendo enrolamentos 2 e 3 O primeiro passo é refazer as ligações dos canais de corrente entre a mala e o relé. Nesse refaça as ligações alterando os canais que estão no enrolamento 1 para o enrolamento 3. Ligue os canais de corrente I1, I2 e I3 do CE-6006 aos pinos N1, N3 e N5 do relé respectivamente, se os comuns do relé estiverem curto circuitados basta ligar os comuns dos canais a esse ponto, caso contrário ligue os três comuns do CE aos pinos N2, N4 e N6 do relé formando então a ligação do enrolamento 3. Da mesma maneira, para estabelecer a conexão do enrolamento 2, ligue os canais de corrente I4, I5 e I6 aos pinos R1, R3 e R5 do relé respectivamente, ligando os três comuns ao pino R2, R4 e R6. 28

29 Figura Configurações dos Testes (enrolamento 2 e 3) Nessa aba deve-se ajustar novamente a associação de canais. Observe que os enrolamentos utilizados são 2 e 3. Figura 47 É aconselhado que o usuário realizasse o Teste de Configuração novamente. Por simplicidade nesse tutorial será mostrado apenas o teste de busca. 29

30 10.2 Teste de Busca (enrolamento 2 e 3) Clique no botão Sequência e selecione a corrente de restrição inicial e final da busca e o passo entre elas. Observe os enrolamentos utilizados. Figura 48 Ao iniciar o teste todos os pontos serão testados sequencialmente e o status irá se atualizar automaticamente comparando o valor da corrente diferencial nominal com aquela encontrada. Figura 49 30

31 11. Procedimento para teste envolvendo enrolamentos 3 e 1 O primeiro passo é refazer as ligações dos canais de corrente entre a mala e o relé. Nesse refaça as ligações alterando os canais que estão no enrolamento 2 para o enrolamento 1. Ligue os canais de corrente I1, I2 e I3 do CE-6006 aos pinos D1, D3 e D5 do relé respectivamente, se os comuns do relé estiverem curto circuitados basta ligar os comuns dos canais a esse ponto, caso contrário ligue os três comuns do CE aos pinos D2, D4 e D6 do relé formando então a ligação do enrolamento 3. Da mesma maneira, para estabelecer a conexão do enrolamento 1, ligue os canais de corrente I4, I5 e I6 aos pinos Q1, Q3 e Q5 do relé respectivamente, ligando os três comuns ao pino Q2, Q4 e Q6. Figura Configurações dos Testes (enrolamento 3 e 1) Nessa aba deve-se ajustar novamente a associação de canais. Observe que os enrolamentos utilizados são 3 e 1. 31

32 Figura 51 É aconselhado que o usuário realizasse o Teste de Configuração novamente. Por simplicidade nesse tutorial será mostrado apenas o de busca Teste de Busca (enrolamento 3 e 1) Clique no botão Sequência e selecione a corrente de restrição inicial e final da busca e o passo entre elas. Observe os enrolamentos utilizados. Figura 52 32

33 Ao iniciar o teste todos os pontos serão testados sequencialmente e o status irá se atualizar automaticamente comparando o valor da corrente diferencial nominal com aquela encontrada. 12. Relatório Figura 53 Após finalizar o teste clique no ícone Apresentar Relatório da figura anterior ou através do comando Ctrl +R para chamar a tela de pré-configuração do relatório. Escolha a língua desejada assim como as opções que devem fazer parte do relatório. Figura 54 33

34 Figura 55 34

35 APÊNDICE A INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS A.1 Designações dos terminais Figura 56 35

36 A.2 Dados técnicos INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS 36

37 APÊNDICE B INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Equivalência de parâmetros do software e o relé em teste. Software Diferenc Tabela 3 Relé Siemens 7UT Parâmetro Figura Parâmetro Figura N de Enrolamentos 31 Number of Sides 12 Tensão (Enr. 1) 31 Rated Primary Voltage Side 1 15 Tensão (Enr. 2) 31 Rated Primary Voltage Side 2 15 Tensão (Enr. 3) 31 Rated Primary Voltage Side 3 15 Potência (Enr. 1) 31 Rated Apparent Power of Transf. Side 1 15 Potência (Enr. 2) 31 Rated Apparent Power of Transf. Side 2 15 Potência (Enr. 3) 31 Rated Apparent Power of Transf. Side 3 16 Conexão (Enr. 1) 31 Transf. Winding Connection Side 1 15 Conexão (Enr. 2) 31 Transf. Winding Connection Side 2 15 Conexão (Enr. 3) 31 Transf. Winding Connection Side 3 16 Grupo Vetor (1-2) 31 Vector Group Numeral of Side 2 15 Grupo Vetor (2-3) 31 Vector Group Numeral of Side 2 16 Ip Primária (Enr. 1) 31 CT Rated Primary Current Meas. Loc Ip Primária (Enr. 2) 31 CT Rated Primary Current Meas. Loc Ip Primária (Enr. 3) 31 CT Rated Primary Current Meas. Loc Is Secundária (Enr. 1) 31 CT Rated Secondary Current Meas. Loc Is Secundária (Enr. 2) 31 CT Rated Secondary Current Meas. Loc Is Secundária (Enr. 3) 31 CT Rated Secondary Current Meas. Loc Conexão TC (Enr. 1) 31 CT- Strpnt. Meas. Loc.1 in Dir. of Object 17 Conexão TC (Enr. 2) 31 CT- Strpnt. Meas. Loc.2 in Dir. of Object 17 Conexão TC (Enr. 3) 31 CT- Strpnt. Meas. Loc.2 in Dir. of Object 17 Ajuste do Diferencial (pkp) Pickup Value of Differential Curr. 21 Ajuste do Instantâneo (pkp) Pickup Value of High Set Trip 21 Slope Slope 1 of Tripping Characteristic 22 Base Point Base Point for Slope 1 of Charac. 22 Slope Slope 2 of Tripping Characteristic 22 Base Point Base Point for Slope 2 of Charac