Funções: 68 ou RPSB- Bloqueio por Oscilação de Potência (PSB) Ferramenta Utilizada: CE-6006; CE6706; CE-6710; CE-7012 ou CE-7024

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1 Tutorial de Teste Tipo de Equipamento: Relé de Proteção Marca: ABB Modelo: REL650 Funções: 68 ou RPSB- Bloqueio por Oscilação de Potência (PSB) Ferramenta Utilizada: CE-6006; CE6706; CE-6710; CE-7012 ou CE-7024 Objetivo: Teste do PSB em Condições de Oscilações de Potência Síncrona Controle de Versão: Versão Descrições Data Autor Revisor 1.0 Versão Inicial 05/11/2015 M.R.C. A.C.S. 1

2 Sumário 1. Conexão do relé ao CE-600X Fonte Auxiliar Bobinas de Tensão e Corrente Entradas Binárias Configuração do relé REL Criando um novo arquivo Configurando a Comunicação TRM_ SETGRPS: PRIMVAL: GBASVAL: AISVBAS: Application Configuration SMAI_20_1 (Correntes) SMAI_20_2 (Tensões) ZQDPDIS (Distância Quadrilateral) ZDNRDIR (Direcionalidade da função de distância) FDPSPDIS (Seletor de fase com compensação de carga) ZMRPSB (Power Swing) Saídas Binárias Parametrização do relé ABB REL REL 650 Parameter Setting Ajustes do software PSB_OoS Abrindo o PSB_OoS Configurando os Ajustes Sistema Direcionamento de Canais e Configurações de Hardware Ajustes Distância Tela Distância > Ajuste Prot. Distância Inserindo as Zonas (Trifásicas) Inserindo os Blinders Estrutura do teste para a função PSB_OoS Configurações dos Testes

3 7.2 Simulação do Sistema Simulação de Trajetórias Simulação de Trajetórias Oscilação Síncrona Simulação de Trajetórias Falta-Trifásica Relatório APÊNDICE A A.1 Designações de terminais

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 Sequencia para testes do relé REL650 no software PSB_OoS 1. Conexão do relé ao CE-600X No apêndice A-1 mostram-se as designações dos terminais do relé. 1.1 Fonte Auxiliar Ligue o positivo (borne vermelho) da Fonte Aux. Vdc ao pino 3 no terminal X410 do relé e o negativo (borne preto) da Fonte Aux Vdc ao pino 1 do terminal X410 do relé. Figura Bobinas de Tensão e Corrente Para estabelecer a conexão das bobinas de tensão, ligue os canais V1, V2 e V3 com os pinos 1, 3 e 5 do terminal X102 do relé e os comuns aos pinos 2, 4 e 6. Caso esses três últimos pontos estejam curto circuitados ligue todos os comuns a esse ponto. Para estabelecer a conexão das bobinas de corrente, ligue os canais I4, I5 e I6 com os pinos 1, 3 e 5 do terminal X101 do relé e os comuns aos pinos 2, 4 e 6. Caso esses três últimos pontos estejam curto circuitados ligue todos os comuns a esse ponto. Figura 2 5

6 1.3 Entradas Binárias Ligue as entradas binárias do CE-6006 às saídas binárias do slot X307 relé. BI1 ao pino 07 e seu comum ao pino 08. BI2 ao pino 09 e seu comum ao pino Configuração do relé REL650 Figura 3 Ligue um cabo ethernet do notebook com o relé. Em seguida abra o PCM600 clicando duas vezes no ícone do software. Figura 4 Obs: Nesse tutorial considera-se que não existe nenhuma configuração no relé, de modo que toda parametrização será inserida no relé. 2.1 Criando um novo arquivo Primeiramente deve-se incluir um novo projeto. Clique na opção File e em seguida New Project. Figura 5 6

7 Escolha um nome para o projeto sendo que nesse caso utilizou-se 68 e em seguida clique em Create. Figura 6 Clique com o botão direito na planta criada e insira uma subestação. Figura 7 Dentro da subestação criada deve-se inserir o nível de tensão de acordo com a figura a seguir: 7

8 Figura 8 Dentro do nível de tensão deve-se inserir um bay. Figura 9 Dentro do bay insere-se o relé REL650. 8

9 2.2 Configurando a Comunicação Figura 10 Escolha a opção Online Configuration e clique em Next >. Figura 11 9

10 Escolha novamente a opção Next >. Figura 12 Na tela seguinte o usuário escolhe entre duas opções LAN1 ou Front Port, em seguida deve-se visualizar no próprio relé qual ip está configurado. Para isso entre em Main menu > Configuration > Communication > TCP-IP configuration e visualize o ip desejado. Ajuste esse valor no PCM sendo que nesse tutorial foi escolhida a opção Front Port. Figura 13 10

11 Em seguida clique em Next > e na tela próxima tela em Scan. Figura 14 Caso as configurações estejam corretas o software identifica o modelo do relé e sua versão conforme tela a seguir. Figura 15 11

12 Na próxima tela o rele identifica o tipo de rack e do display. Figura 16 Por fim as informações completas do relé. Figura 17 12

13 2.3 TRM_2 INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Clique nos sinais de + ao lado de IED Configuration e HW Configuration. Dentro da última opção o relé mostra todos os slots que estão inseridos no relé. Clique com o botão direito sobre a opção TRM_2 e selecione Parameter Setting. Figura 18 Nessa janela devem-se configurar as relações de transformações de corrente e tensão. Para corrente utilize os quatros primeiros canais e para tensão utilize os canais de 6 a 8. Figura 19 13

14 Figura 20 No ícone destacado em verde na figura anterior enviam-se as alterações para o relé. Existem três opções de envio: 1. Enviar somente um valor específico; 2. Enviar todas as alterações feitas dentro de um grupo de ajustes 3. Enviar todos os ajustes parametrizados dentro do grupo. Nesse caso enviam-se somente os ajustes que foram alterados. Figura 21 OBS: Sempre que o usuário fizer uma alteração em qualquer grupo de ajuste deve-se repetir esse procedimento. 14

15 2.4 SETGRPS: 1 INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Clique no sinal de + ao lado de Activate setting group e em seguida em SETGRPS: 1 e certifique-se que o grupo um está ativo. 2.5 PRIMVAL: 1 Figura 22 Clique nos sinais de + ao lado de Power System e Primary values e selecione a opção PRIMVAL: 1. Nesse grupo ajusta-se o valor da frequência e de sequência de fase. Envie os ajustes ao relé caso haja alguma alteração. Figura 23 15

16 2.6 GBASVAL: 1 INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Clique no sinal de + ao lado de Global base values e depois GBASVAL: 1 e ajuste os valores de tensão, corrente e potência base. Os outros grupos de valores de base não serão utilizados. 2.7 AISVBAS: 1 Figura 24 Clique nos sinais de + ao lado de Analog modules e Reference channel service values e selecione a opção AISVBAS: 1 e ajuste como canal de referência o canal 6 que equivale à fase A de tensão. Figura 25 16

17 2.8 Application Configuration INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Selecione a opção Application Configuration, clique com o botão direito e escolha novamente Application Configuration. Nesse campo devem-se inserir os blocos lógicos de proteção. Figura 26 Na tela que se abre clique com o botão direito e em seguida escolha a opção Insert FunctionBlock. Figura 27 17

18 2.9 SMAI_20_1 (Correntes) INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Clique no sinal de + ao lado de Basic IED functions e insira o bloco SMAI_20_1 que será responsável pelos canais de corrente. Para entender o perfeito funcionamento dos diversos blocos consulte o manual do REL650. Figura 28 Na próxima tela ajuste o Cycle Time para 5. Figura 29 Insira novamente o mesmo bloco repetindo a operação das três figuras anteriores, contudo altere o Cycle Time para

19 Figura 30 O próximo passo é direcionar a entrada do canal do bloco da função com seu canal físico. Para isso clique com o botão direito fora do bloco e escolha a seguinte opção. Figura 31 Escolha a opção Analog Input e clique em Insert. Figura 32 19

20 Figura 33 Repita o procedimento das 3 figuras anteriores alterando a opção de Hardware Channel para CH2, CH3 e CH4. Depois faça as ligações com os blocos. Figura 34 Associe uma saída para a opção AI3P de cada bloco. Clique com o botão direito e escolha Insert Variable > Output. 20

21 Figura 35 Escolha um nome para essas variáveis, nesse caso, AI3P_TC_05ms para o primeiro bloco e AI3P_TC_20ms para o segundo bloco e ligue com as saídas AI3P de cada bloco. Figura 36 Clicando no ícone destacado na cor verde e na aba MainApp altera-se o nome da aba para CANAIS_CORRENTE, por exemplo. 21

22 Figura 37 Feche a janela Object Properties em seguida clique em Insert > MainApplication. Figura 38 22

23 2.10 SMAI_20_2 (Tensões) Na nova aba configura-se o bloco responsável pelos canais de tensão. Repita o procedimento das figuras 27 até 36 alterando o bloco utilizado para SMAI_20_2, os canais de medições CH6, CH7 e CH8 e as variáveis de saída para AI3P_TP_05ms e AI3P_TP_20ms. Figura 39 Clique no ícone destacado em verde, clique na aba MainApp2 e altere o nome da aba para CANAIS_TENSÃO. Figura 40 23

24 Feche a janela Object Properties e insira uma nova aba para criar o bloco da função de distância. Figura ZQDPDIS (Distância Quadrilateral) Clique com o botão direito sobre a nova aba escolha a opção Insert Function Block, clique no sinal de + ao lado de Impedance protection e por fim escolha o bloco ZQDPDIS. Figura 42 24

25 Clique em Assign na janela seguinte (não mostrada). Para se utilizar todo o potencial da função de distância devem-se utilizar mais três blocos conjuntamente com o bloco ZQDPDIS ZDNRDIR (Direcionalidade da função de distância) Clique com o botão direito sobre a aba escolha a opção Insert Function Block, clique no sinal de + ao lado de Impedance protection e por fim escolha o bloco ZDNRDIR. Esse bloco determina se a características da zona é pra frente (forward), reversa (reverse) ou sem direcionalidade (offset). Figura 43 Clique em Assign na janela seguinte (não mostrada) FDPSPDIS (Seletor de fase com compensação de carga) Clique com o botão direito sobre a aba escolha a opção Insert Function Block, clique no sinal de + ao lado de Impedance protection e por fim escolha o bloco FDPSPDIS. Esse bloco determina em qual fase ocorre à falta e ainda permite a compensação de carga. Figura 44 Clique em Assign na janela seguinte (não mostrada). 25

26 2.14 ZMRPSB (Power Swing) Clique com o botão direito sobre a aba escolha a opção Insert Function Block, clique no sinal de + ao lado de Impedance protection e por fim escolha o bloco ZMRPSB. Esse bloco é responsável pela detecção do power swing. Figura 45 Clique em Assign na janela seguinte (não mostrada). Figura 46 26

27 Clique com o botão direito e escolha Insert Variable > Input para inserir duas variáveis de entrada de corrente e tensão com ciclo de 5ms. Utilize o mesmo nome dado nas figuras 36 e 39. Ligue com as entradas de tensão e corrente de cada da função distância. Para as entradas de tensão e corrente do bloco ZMRPSB utiliza-se os sinais de 20ms. Figura 47 Ligue a saída STDIRCND do bloco ZDNRDIR as entradas DIRCND dos blocos FDPSPDIS e ZQDPDIS. Em seguida conecte a saída STCNDZI do bloco FDPSPIDS a entrada STCND do bloco ZQDPIS. Crie uma variável de saída e ligue ao trip do bloco ZQDPIS. O nome dessa variável pode ser TRIP_21. Ligue a saída START do bloco ZMRPSB as entradas BLOCK dos blocos FDPSPDIS e ZQPDIS. Crie uma variável de saída e ligue com o sinal START do bloco ZMRPSB e a nomeie, por exemplo, como Start_68. 27

28 Altere o nome da aba para PSB. Figura 48 Figura 49 28

29 2.15 Saídas Binárias O último bloco a ser criado é o das saídas binárias. Portanto crie uma nova aba conforme figura a seguir. Figura 50 Clique com o botão direito dentro da nova aba e escolha a opção Insert Hardware Channel, em seguida Binary Output e Insert. Figura 51 29

30 Figura 52 O próximo passo é escolher o módulo do canal ( PSM_102 ) e a saída binária (BO4). Figura 53 30

31 Crie duas variáveis de entrada utilizando os mesmos nomes das variáveis de saída da aba de PSB e associe as saídas binárias. Altere o nome da aba para SAÍDAS_BINÁRIAS. Figura 54 Clique no ícone destacado em verde para validar a configuração, em seguida em OK e salve a configuração. Figura 55 31

32 3. Parametrização do relé ABB REL REL 650 Parameter Setting Escolha a aba superior REL 650 Parameter Setting e clique nos sinais de + ao lado de Application Configuration > PSB > Impedance por fim ZQDPDIS:1. Figura 56 O relé permite que sejam parametrizados até 5 zonas de proteção por simplicidade nesse tutorial apenas 3 zonas estarão ativas. As duas primeiras terão a direcionalidade para frente (forward) e a terceira para trás (reverse). Para a primeira zona faça os seguintes ajustes: Figura 57 32

33 Continue os ajustes para a segunda zona. Figura 58 Por fim parametrize a terceira zona. Figura 59 33

34 Para desabilitar as zonas 4 e 5 faça o seguinte ajuste. Figura 60 O próximo passo é parametrizar os limites de direcionalidade para isso clique na opção ZNRDIR:1 e faça os seguintes ajustes: Figura 61 34

35 A próxima parametrização é do seletor de fase e compensador de carga. Selecione a opção FDPSPDIS:1 e realize os seguintes ajustes. Figura 62 Os dois últimos parâmetros não mostrados na figura anterior devem ser ajustados com seus valores mínimos. A última parametrização é do power swing. Selecione a opção ZMRPSB:1 e realize os seguintes ajustes. Figura 63 35

36 Os três últimos ajustes não mostrados tr1, tr2 e IMinOpPE estão com seus ajustes padrões de fábrica. Clique no ícone destacado em verde na figura anterior para visualizar as características de distância e power swing. Figura 64 Esses ajustes são das duas zonas responsáveis pela detecção do power swing. Neste caso foram utilizadas duas quadrilaterais sendo a menor (INNER) com alcance de 50Ω e a maior (OUTER) com alcance de 60Ω. Salve todos os ajustes clicando nos ícone destacado em verde e em seguida clique em cima do ícone do relé com o botão direito e envie as alterações. Na mensagem seguinte clique em Sim. Figura 65 36

37 Figura Ajustes do software PSB_OoS 4.1 Abrindo o PSB_OoS Clique no ícone do gerenciador de aplicativos CTC. Figura 67 Efetue um clique no ícone do software PSB_OoS. Figura 68 37

38 4.2 Configurando os Ajustes Figura 69 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 70 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. 38

39 4.3 Sistema Figura 71 Na tela a seguir dentro da sub aba Nominais são configurados os valores de frequência, sequência 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. Figura 72 39

40 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. 5. Direcionamento de Canais e Configurações de Hardware Clique no ícone ilustrado abaixo. Figura 73 Em seguida clique no ícone destacado para configurar o hardware. Figura 74 40

41 Escolha a configuração dos canais, ajuste a fonte auxiliar e o método de parada das entradas binárias. Para finalizar clique em OK. Figura 75 Na próxima tela escolha Básico e na janela seguinte (não mostrada) escolha SIM, por fim clique em Confirmar. Figura 76 41

42 6. Ajustes Distância INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Nota: O relé ABB REL650 possui características peculiares para cada tipo de falta. Para que um teste na função distância deve-se inserir 9 tipos de zonas (maiores detalhes verificar o tutorial equivalente). Como o teste a ser realizado é de oscilação de potência basta cadastrar as zonas para faltas trifásicas. 6.1 Tela Distância > Ajuste Prot. Distância Retorne a tela Ajuste, sendo que a primeira tela mostra os parâmetros do comprimento, ângulo da linha e o fator de compensação de terra. Para esse teste específico não há necessidade de configurá-los. 6.2 Inserindo as Zonas (Trifásicas) Figura 77 As três figuras a seguir mostram os parâmetros de cada zona para faltas trifásicas a serem ajustados no software PSB_OoS. 42

43 Figura 78 Clique em OK da figura anterior e em Inserir da próxima figura para adicionar mais uma zona. Figura 79 43

44 Figura 80 Repita o procedimento anterior para inserir a terceira zona. Figura 81 44

45 6.3 Inserindo os Blinders As duas figuras a seguir mostram os parâmetros de cada blinder utilizado para detectar a oscilação de potência. Figura 82 Figura 83 45

46 OBS: O REL650 tem seus ajustes de impedância referenciados ao primário. Deve-se, portanto marcar a seguinte opção. Figura 84 Caso o usuário não marque essa opção ao clicar em OK da figura anterior a seguinte mensagem é mostrada. Figura 85 Neste caso clique em Não e marque a opção destacada. 46

47 7. Estrutura do teste para a função PSB_OoS 7.1 Configurações dos Testes. Clicando na aba Configurações dos testes o usuário deve fazer o direcionamento dos canais e ajustar as entradas binárias da seguinte maneira: BI01 = Trip Dist; BI02 = Alarme PSB; BI03 = Trip OoS. Habilite uma condição de pré-simulação com condições nominais e 100ms. Figura Simulação do Sistema Para o teste Simulação do Sistema, deve ser realizado um estudo de maneira a simplificar o sistema a duas fontes de tensão com uma linha entre elas de modo que as oscilações de potência ocorrerão de acordo com esses parâmetros. Como não possuímos esse estudo opta-se pela opção Simulação de Trajetórias. 7.3 Simulação de Trajetórias O teste simulação de Trajetória possibilita criar os mesmos testes da Simulação do Sistema, entretanto possui a grande vantagem de não ser amarrado às configurações reais do sistema, de modo que o usuário possui total liberdade para controlar a trajetória de impedância (dz/dt). O fator chave na detecção dos tipos de oscilação 47

48 está no ajuste do tempo do parâmetro tp1 no relé, que nesse caso está ajustado em 100ms. Dependendo do tempo que a trajetória leva para passar do blinder externo para o interno chega-se a duas situações: 1. Tempo maior que 0,1 segundos para atravessar os dois blinders independente do lado (direito ou esquerdo). Atuação do trip de Power Swing Block. 2. Tempo menor que 0,1 segundos para atravessar os dois blinders independente do lado. Atuação do trip de Distância (desde que entre em uma zona e permaneça por um tempo maior do que o ajustado para operação da zona) Obs: A diferença entre o blinder externo e o interno é de 0,83Ω (Primário), desde que seja adotada uma trajetória paralela ao eixo das abscissas. 7.4 Simulação de Trajetórias Oscilação Síncrona No teste a seguir simula-se uma oscilação síncrona, onde a atuação do Alarme do Power Swing é esperada. Para realizar o teste clique em Nova Trajetória em seguida escolha o número de pontos, os valores da impedância e do ângulo. O passo seguinte é inserir a taxa de variação da impedância que deve ser diferente de 0. Escolha o valor de dz/dt igual a 4,15Ω/s isso garante que o tempo para atravessar os dois blinders seja de 0,2s (0,83/4,15), suficientemente maior do que aquele ajustado (0,1s). Figura 87 48

49 O passo seguinte é parametrizar a aba Sistema. Figura 88 Não é necessário fazer nenhum ajuste na aba Falta. O próximo passo é selecionar a aba Avaliação e marcar o campo de Atuação para Sim e a Interface para AlarmePSB. Figura 89 Em seguida clique em confirmar e mande gerar o teste através do atalho Alt + G ou pelo ícone. Após o término do teste pode-se visualizar as formas de onda, atuação das entradas binárias e as trajetórias de impedância e potência. 49

50 Figura Simulação de Trajetórias Falta-Trifásica Nesse teste verifica-se a atuação do trip de distância. Simula-se uma trajetória de modo que atravesse os blinders com um tempo menor que 0,1segundos. Neste caso utiliza-se um dz/dt de 16,60Ω/s de modo que o tempo seja 0,05 segundos (8,3/16,6). Par isso faça os seguintes ajustes: Figura 91 50

51 Os parâmetros da aba Sistema são os mesmos do teste anterior. O campo Falta não precisa ser ajustado e a na opção Avaliação faça os seguintes ajustes: Figura 92 Após a geração dos sinais verifique as formas de onda, a atuação da binária, a trajetória da impedância e o tempo entre os blinders. A seguir o resultado final. Figura 93 51

52 8. Relatório INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Após finalizar o teste clique no ícone destacado na 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 94 Figura 95 52

53 APÊNDICE A A.1 Designações de terminais Figura 96 53

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