INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Tutorial de Teste

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1 Tutorial de Teste Tipo de Equipamento: Relé de Proteção Marca: Siemens Modelo: 7UT Função: PHAR - Restrição de Harmônica Ferramenta Utilizada: CE-6003 ou CE-6006 Objetivo: Verificar o bloqueio da função diferencial devido à restrição de harmônica. Utilizando teste de ponto, teste de busca e teste de bloqueio cruzado Controle de Versão: Versão Descrições Data Autor 1.3 Adicionado sumário e 17/02/2012 M.R.C. tabela de equivalência 1.4 Adicionado logotipo na primeira página 18/06/2014 M.R.C. 1

2 Sumário 1. Conexão do relé ao CE-600X Fonte Auxiliar Bobinas de Corrente Entradas Binárias Comunicação com o relé 7UT Dados do sistema testado Dados do Equipamento Protegido / TC s Dados da Proteção Dados da Restrição: 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 Inrush 2.HM Inrush 5.HM Ajustes do software RestHarm Abrindo o software Configurando os Ajustes Valores de Referência Ajustes Restrição Harmônica Tela Restrição Harmônica > Ajuste Restrição Harmônica 2 Harmônico Tela Restrição Harmônica > Ajuste Restrição Harmônica 5 Harmônico Teste de Ponto Teste de Ponto para segunda harmônica

3 7.2 Teste de Ponto para quinta harmônica Teste de Busca Teste de Busca para segunda harmônica Teste de Busca para quinta harmônica Teste de CrossBlock Teste de CrossBlock da segunda harmônica Teste de CrossBlock da quinta harmônica Relatório APÊNDICE A A.1 Designações dos terminais A.2 Dados técnicos APÊNDICE B

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

5 1. Conexão do relé ao CE-600X INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Sequência para testes de relé 7UT no software RestHarm 1.1 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 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. Figura 2 5

6 1.3 Entradas Binárias 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 3.2 Dados da Proteção Tabela 1 Dados Gerais Valores Número de Enrolamentos 2 Equipamento Protegido Transformador Tensão Primária (Enr. 1) 110 KV Potência Primária (Enr. 1) 38,1 MVA Tensão Secundária (Enr. 2) 69 KV Potência Secundária (Enr. 2) 38,1 MVA Ligação (Enr. 1) Δ Ligação (Enr. 2) Y Defazamento angular 30 RTC / 1 RTC / 1 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 20ms a 50ms dependendo do relé. 7

8 3.3 Dados da Restrição: 4. Parametrização do relé 7UT INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Tabela 3 Dados Gerais Valores Restrição Harmônica: 2ª 15% Tempo de atuação 0 s * Bloqueio Cruzado 3 ciclos Restrição Harmônica: 5ª 30% Tempo de atuação 0 s * Bloqueio Cruzado 3 ciclos 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. 8

9 Figura 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 9

10 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 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. 10

11 Figura CT-Assign Nessa aba insere-se o como os transformadores de correntes auxiliares estão ligados. Nesse exemplo não se utiliza TCs auxiliares. Figura 13 11

12 4.5 Power System Na aba Power System configura-se a tensão nominal, a sequência de fase e a unidade de temperatura. Figura Transf Nesta opção ajustam-se os valores nominais das tensões e potência do transformador, a conexão e o defasamento dos enrolamentos do transformador de potência. Figura 15 12

13 4.7 CT s Nesta aba devem ser ajustados os valores nominais de corrente primária e secundária dos transformadores de corrente assim com suas polaridades. Figura 16 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 17 13

14 4.9 Differential Protection O último passo é fazer os ajustes do diferencial. Figura General O endereço 1201 ativa a função diferencial, no endereço 1206 ativa a restrição de segunda harmônica e no endereço 1207 habilita-se a restrição da terceira ou quinta (escolhida para esse exemplo) ordem harmônica. Figura 19 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. Figura 21 15

16 4.13 Inrush 2.HM Nesta opção ajusta-se o valor limite para ocorrer o bloqueio. Nesse caso valores acima de 15% de segunda harmônica serão bloqueados. O tempo de bloqueio cruzado é ajustado para 3 ciclos. Figura Inrush 5.HM Nesse caso valores acima de 40% de quinta harmônica serão bloqueados. O tempo de bloqueio cruzado é ajustado para 3 ciclos. Existe um limite máximo de 5 vezes a corrente nominal para que ocorra o bloqueio acima desse valor a função diferencial deverá atuar. Figura 23 16

17 O próximo passo é enviar as alterações. Para isso clique no ícone destacado a seguir: Figura 24 Em seguida insira a senha e clique em OK. 5. Ajustes do software RestHarm Figura Abrindo o software Na pasta CE-600X Aplicativos dê um duplo clique ícone do RestHarm. Figura Configurando os Ajustes Ao abrir o software a tela de "Ajustes" irá se abrir automaticamente (caso a opção Abrir Parâmetros ao Inicializar no menu Editar estiver selecionada). Caso contrário, basta ir ao menu editar e na opção Ajustes como é mostrado abaixo para acessá-la. Figura 27 17

18 Após abrir a tela de Ajustes, preencha as Informações Gerais do teste (selecionando a opção Geral ) como demonstra a figura abaixo. Nesta tela informam-se dados a respeito do dispositivo testado, local da instalação e o responsável. Figura Valores de Referência Na tela abaixo são ajustados os valores de frequência, sequência de fase, tensões primárias e secundárias e as correntes primárias e secundárias. Figura 29 18

19 Caso o usuário perceba a necessidade pode inserir comentários na aba Nota & Obs e ainda alguma figura na aba Figuras Explicativa. 6. Ajustes Restrição Harmônica 6.1 Tela Restrição Harmônica > Ajuste Restrição Harmônica 2 Harmônico Nessa aba deve-se informar qual a ordem harmônica se esta testando. O valor percentual de bloqueio. Os limites iniciais e finais onde o bloqueio ocorre. Valores de tolerâncias absolutas e relativas de tempo e corrente. Figura 30 Clicando no ícone destacado em verde na figura anterior ajusta-se o valor percentual da restrição. 19

20 Figura Tela Restrição Harmônica > Ajuste Restrição Harmônica 5 Harmônico Os únicos dois ajustes diferentes da segunda harmônica são o limite máximo para bloqueio de harmônico cujo ajuste é 5 vezes a corrente nominal. E o valor de bloqueio de 40 %. Figura 32 20

21 7. Teste de Ponto Figura Teste de Ponto para segunda harmônica Neste teste inserem-se diretamente pontos seja na região de bloqueio ou de operação. Valores maiores que 15% ocorre o bloqueio da função diferencial (desde que a corrente fundamental seja menor que 7 vezes), para valores menores que 15% ocorre a atuação da função diferencial. Para adicional um ponto qualquer clique em Novo Ponto especifique a ordem harmônica para o teste, os valores da corrente fundamental, a relação da harmônica pela fundamental, o ângulo e a fase onde será gerada a harmônica. Figura 34 21

22 Outra maneira é clicar com o botão direito do mouse no gráfico dentro da aba Teste de Ponto e selecionar a opção Adicionar Ponto de Teste e confirmar através do botão Confirmar. Figura 35 Ao iniciar o teste todos os pontos serão testados sequencialmente e o status irá se atualizar automaticamente. Figura 36 22

23 7.2 Teste de Ponto para quinta harmônica INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Neste teste inserem-se diretamente pontos seja na região de bloqueio ou de operação. Valores maiores que 40% ocorre o bloqueio da função diferencial (desde que a corrente fundamental seja menor que 5 vezes), para valores menores que 40% ocorre a atuação da função diferencial. Para adicional um ponto qualquer clique em Novo Ponto especifique a ordem harmônica para o teste, os valores da corrente fundamental, a relação da harmônica pela fundamental, o ângulo e a fase onde será gerada a harmônica. Figura 37 Insira outros pontos que julgar necessário e inicie a geração. A figura a seguir mostra o resultado final. Figura 38 23

24 8. Teste de Busca INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS 8.1 Teste de Busca para segunda harmônica Após o teste de configuração ter sido aprovado, o teste de busca poderá ser realizado corretamente. Para a realização do teste de busca clique no campo Nova Linha escolha o tipo de falta, o valor de corrente de restrição e confirme. Nesse teste encontra-se a borda entre a região de bloqueio e operação. Figura 39 Podem-se inserir outras linhas clicando com o botão direito do mouse no gráfico dentro da aba Teste de Busca e selecionar a opção Adicionar Linha de Busca e confirmar. Figura 40 24

25 Existe também outra maneira de se adicionar linhas de teste, através da adição de uma sequência de busca. Para isso, basta clicar no botão Sequência e selecionar a corrente de restrição inicial e final da busca e o passo entre elas. Figura 41 Ao iniciar o teste todos os pontos serão testados sequencialmente e o status irá se atualizar automaticamente. Figura 42 25

26 8.2 Teste de Busca para quinta harmônica INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS O teste de quinta harmônica é feita de maneira análoga ao de segunda. O resultado final é mostrado abaixo. 9. Teste de CrossBlock Figura 43 O teste de CrossBlock ou bloqueio cruzado consiste no fato de uma das fases detectar corrente harmônica e atuar nas outras fases bloqueando-as por um determinado tempo mesmo que nelas não existam harmônicas. Nos testes a seguir o tempo de crossblock tanto para segunda como quinta harmônica foi ajustado para 50ms. 9.1 Teste de CrossBlock da segunda harmônica Para esse teste somente pontos na região de bloqueio são permitidos, visto que pelo menos uma das fases deve bloquear. O usuário deve inserir pontos na região de bloqueio e confirmar o tempo de crossblock. Existe a possibilidade de injetar harmônicas em uma ou duas fases. 26

27 Figura Teste de CrossBlock da quinta harmônica Feito de maneira similar ao de quinta. A seguir o resultado final. Figura 45 27

28 10. Relatório INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS Após a realização de qualquer teste os relatórios ficam disponíveis, e a sua visualização é feita a partir do botão ou pelo menu Opções -> Relatório ou simplesmente pelo atalho Ctrl + R. A apresentação do relatório é totalmente configurável em relação aos dados apresentados como pode ser visualizado na figura a seguir. Figura 46 Ao definir os dados do relatório, o mesmo é apresentado e existe tanto a opção de imprimi-lo quanto à opção de salvá-lo, bastado para isso clicar no botão. O relatório será salvo com a extensão.rtf que é compatível com o Microsoft Office Word. Figura 47 28

29 APÊNDICE A INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS A.1 Designações dos terminais 29

30 A.2 Dados técnicos INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS 30

31 31

32 APÊNDICE B Equivalência de parâmetros do software e o relé em teste. Software RestHarm Tabela 4 Relé Siemens 7UT Parâmetro Figura Parâmetro Figura Segunda Harmônica Inrush 2.HM In 30 CT Rated Secondary Current Meas. Loc Tempo de Bloqueio Time for Cross-blocking 2nd Harm. 22 Valor Inicial Pickup Value of Differential Curr. 20 Valor Final Pickup Value of High Set Trip 20 % Hm nd Harmonic Content In I-DIFF 22 Quinta Harmônica Restr. n.hm In 32 CT Rated Secondary Current Meas. Loc Tempo de Bloqueio Time for Cross-blocking n-th Harm. 23 Valor Inicial Pickup Value of Differential Curr. 20 Valor Final Limit IDIFF Max of n-th Harm. Restr. 23 % Hm n-th Harmonic Content In I-DIFF 23 32