Proteção Piloto Baseada em Corrente

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1 Proteção Piloto Baseada em Corrente SEL-311L Copyright SEL 2005 Sistemas Piloto Baseados em Corrente L I L I R R Relés T R Canal de Comunicação R T Relés Troca de informações instantâneas, das fases ou dos fasores das correntes 1

2 Plano da Relação de Corrente r I R r jθ r = a + jb = = re I L Onde: r I R a = r cos θ = r cos θ I L 2 r = a + b 2 r I b = r I R L senθ = r senθ b θ = arctan a Proteção no Plano Alfa L R 311L 311L jb IR IL = 1-1 = -1 α -1 R a Região de Restrição 2

3 Proteção no Plano Alfa L R 311L 311L jb IR IL = 1 1 = 1 α R 1 a Região de Restrição Causas da Falsa Corrente Diferencial Corrente de Carregamento da Linha Cargas em Derivação Erros na Compensação do Atraso no Canal Saturação do Transformador de Corrente 3

4 Regiões do Plano da Relação de Corrente para Condições Ideais de Falta e Carga Faltas Internas com Outfeed em L jb Faltas Internas com Outfeed em R -1 a Faltas Externas e Condições de Carga I R =0 Faltas Internas Efeito do Ângulo de Potência do Sistema e da Não Homogeneidade das Impedâncias do Sistema Faltas Externas e Condições de Carga jb -1 a Faltas Internas com Outfeed Faltas Internas 4

5 Outfeed Condition in a Three- Terminal Line Can Defeat Directional Comparison Y I I V Z I Z Fault I Y Strong External Tie I Z V Z O Outflow Limita a Sensibilidade do Elemento Diferencial de Corrente de Fase I CARGA = 5 A Falta A-T, R F = 33Ω I AL =6 0 I AR =4 180 I AR = = I AL 6 0 5

6 O Outflow Limita a Sensibilidade do Elemento Diferencial de Corrente de Fase Olhe mais Perto a Fase A na Origem do Plano Alfa O Elemento de Fase Restringe-se para uma Falta à Terra Interna de 33 Ohms

7 Não Ocorre o Outflow de I2 ou I0 para uma Falta à Terra I CARGA = 5 A Falta A-T, R F = 33Ω 3I2 L = I2 R = I2 R = = I2 L A Sensibilidade dos Elementos 87LG e 87L2 é Limitada pelo Ajuste de Pickup Não pelo Tamanho da Região de Restrição

8 Um Único Elemento Diferencial de Corrente Não Pode Detectar com Confiabilidade Todos os Tipos de Falta Tipo da Falta 87 F 87L2 87L0 F-T - Sem RF -RF F-F-T - Sem RF -RF F-F F-F-F Alinhamento de Dados FPB A/D Filtro da Fundamental (Co-seno) 21,67,51, 50,etc. Saídas Rastream. da Freq. Reamostragem Transmissão de Dados Recepção de Dados Temp. Reamostragem Filtro da Fundamental (Co-seno) 87L Saídas 8

9 Temporização para os Anéis de Caminhos Comutados Unidirecionais Típicos ( Unidirectional Path Switched Ring - UPSR) OC-3 3 OC-3 OC-3 OC-3 OC RELÉ B OC-3 8 OC-3 2 T-1 OC OC-3 OC-3 OC-3 OC T-1 1 RELÉ A Atraso = µs Temporização para os Anéis de Caminhos Comutados Unidirecionais Típicos ( Unidirectional Path Switched Ring - UPSR) OC-3 OC-3 OC-3 OC-3 OC RELÉ B 2 OC-3 8 OC-3 2 T-1 OC OC-3 OC-3 OC-3 OC T-1 1 RELÉ A Atraso = Assimetria = 0.58ms 9

10 Efeito dos Erros na Compensação do Atraso do Canal Faltas Internas com Outfeed em R jb Faltas Internas com Outfeed em L -1 a Faltas Externas e Condições de Carga Faltas Internas Representação no Plano Alfa do Novo 87L Região de Restrição Ampliada jb Região de Operação -1 a Região de Restrição 10

11 Efeitos da Saturação do TC na Segurança do Esquema do 87L Efeito da Saturação do TC 11

12 Configurações da Comunicação IN104 IN105 IN106 SERIAL PORT N/C IRIG-B SERIAL PORT SERIAL PORT U MA D E IN S A PIN EIA-485 PORT 2 EIA-232 PORT 3 and F EIA T 2 -T A23 A24 A25 A26 A27 A R -R 5 SHIELD PIN PIN 1 N/C OR +5Vdc 5,9 2 RD 6 3 TD 7 4 +IRIG-B 8 GND -IRIG-B RTS CTS PIN PIN 1 N/C OR +5Vdc 5,9 GND 2 RD 6 N/C 3 TD 7 RTS 4 N/C 8 CTS T T R T R R CHANNEL Y CHANNEL POWER + - D A N G E R CONTACT WITH INSTRUMENT Z19 Z20 Z21 Z22 Z23 Z24 Z25 Z26 GND Z27 TERMINALS MAY CAUSE ELECTRICAL SHOCK WHICH CAN RESULT IN INJURY OR DEATH Comunicação Para Proteção RS-422, 56 to 64 kb/s G.703, 64 kb/s C37.94 Interface Fibra Para o Multiplexador Comunicação por Fibra Monomodo até 80 km Comunicação por Fibra Multimodo até 2 km 12

13 Relé SEL-311L Aplicação com Canal Dual 311L Canal Primário (Fibra Óptica Dedicada) 311L EIA-422 MU Canal Reserva Hot Standby (Fibra Óptica Multiplexada) MU EIA-422 Relé SEL-311L Aplicação em Três Terminais 311L Fibra Óptica Dedicada EIA-422 Fibra Óptica Dedicada 311L MU 311L MU SONET (Parcial) EIA

14 Monitoramento do Canal e Tolerâncias Codificação da Mensagem Segura de acordo com a norma IEC Mensagens com Endereçamento Monitoramento com Alarme do Tempo de Transmissão do Canal Alarmes de Perda (RBAD) e Disponibilidade (AVA {,Y}) do Canal Re-sincronização do alinhamento de dados menor que 1 ciclo + Round Trip Delay Monitoramento do Desempenho do Canal 14

15 Interface G.703 no Multiplexador é Comum Equipamento Proteção Conexão com Fio Multiplexador Digital Equipamento Localizado na sala de relés Multiplexador localizado na sala de comunicações SEL-3094 Conversor de Interface 15

16 Como é Usado SEL-3094? SEL-311L Equipamento Localizado na sala de relés Interface IEEE C37.94 Cabo de Fibra Óptica SEL-3094 Interface G.703 Fio Metálico Multiplexador Digital Multiplexador localizado na sala de comunicações Medição das Correntes Remota e Local Comissionamento 16

17 Simplificando a Análise de Ocorrências Todas as correntes dos terminais remoto e local em uma mesma oscilografia Oscilografia Multi-Terminal 17

18 Análise do Plano Alfa no Software SEL-5601 Poteção de Zona Morta 87B 52 I BF Falta reversa para o relé 21/67 RDD TDD Transmissão de Disparo Direto 18

19 Proteção de Reator Shunt Não Manobrável I RDD TDD Transmissão de Disparo Direto Utilize o Mesmo Canal de Comunicação para Enviar TDD 19

20 Vantagens do Sistema de Comparação Direcional Baixos Requisitos do Canal de Comunicação Alta Cobertura pra R F Tolerante à Saturação de TC Proteção de Retaguarda Inerente Localização De Falta e Medição Vantagens do Sistema de Baseado Somente em Corrente Não Requer Informação de Potencial Imune a: Efeitos do Acoplamento Mútuo Oscilação de Potência Desbalanço Série Reversão de Corrente Perda de Potencial 20

21 Vantagens do Sistema de Baseado Somente em Corrente Boa Performance Para Faltas Evolutivas, Simultâneas e Cross-Country Aplicável em Linhas Curtas Tolera Altos Carregamentos Pode Ser Aplicável em Condições de Outfeed 21

22 Esquemas Múltiplos, Simultâneos Podem Maximizar a Confiabilidade 87 Restrain 87 Operate 87 Restrain Ia, Ib, Ic Tx Rx POTT, DCB,... Tx Rx Zone 3 Zone 1 Zone 2 Zone 4 22