Interface Gráfica para a Análise de Saturação de Transformadores de Corrente

Transcrição

1 1/20 Interface Gráfica para a Análise de Saturação de Transformadores de Corrente Silvio A. de Souza 1 Murilo da Silva 1, Paula Bordin do Prado 1, Saulo Trento 2

2 2/20 INTRODUÇÃO Aumento da demanda de energia elétrica crescimento do sistema elétrico de potência maior complexidade de operação; O transformador de corrente (CT) está sujeito às variações de corrente no SEP correta especificação correto funcionamento; CTs não saturados sinal de corrente secundário igual ao primário; CTs saturados sinal de corrente secundário diferente do primário; CTs voltados à proteção x saturação indesejadas de relés de proteção. possíveis operações

3 OBJETIVO Ilustrar o comportamento das correntes secundárias dos CTs gerados no ATP (Alternative Transient Program), via interface gráfica, a qual considera: Relação do CT conectada; Carga conectada ao seu secundário; Nível de tensão; Nível de curto-circuito; Relação X/R; Classe de exatidão; Curva de ensaio x curva estimada. 3/20

4 4/20 CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO Equações para o dimensionamento de CTs: Eq.1 I nom Icc R N 20 Eq.2 I cc ZC R 2 20 Inom RN Znom Eq.3 I cc ZC R 2 X 1 20 Inom RN Znom R

5 CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO Outra maneira de observar se há saturação do núcleo do CT é por meio de sua curva de saturação Corrente nominal (A RMS ) Tensão nominal (V RMS ) Primeiro ponto 2,5/V k V k /13 Segundo ponto (joelho) 25/V k V k Terceiro ponto 2500/V k 1,5* V k Avaliação para curto-circuito simétrico Avaliação para curto-circuito Assimétrico Eq.4 I cc C 2 RN Z R V k Eq.5 I cc X ZC R2 1 V RN R k V k é a tensão de saturação (curva de saturação disponível) ou tensão secundária nominal do CT 5/20

6 6/20 CIRCUITO CONFIGURADO NO SOFTWARE ATP Fonte de tensão U, uma impedância Z sist, um transformador monofásico saturável, uma impedância Z burden, uma fonte de corrente Pré-falta e uma chave seccionadora

7 7/20 CIRCUITO CONFIGURADO NO SOFTWARE ATP Um dos arquivos gerados, o qual contém todas as informações inseridas pelo usuário no circuito modelado.

8 RESPOSTA DO CIRCUITO CONFIGURADO NO SOFTWARE ATP 8/20

9 INTERFACE GRÁFICA 9/20

10 INTERFACE GRÁFICA 10/20

11 11/20 RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES DA INTERFACE GRÁFICA - ATC CASO 1 - Características da simulação: Classe de exatidão 10B200 Relação de transformação 1200/5A Impedância interna 0,5Ω Curto-circuito 22,7kA Nível de tensão 138kV Relação X/R 4,55 Carga Relé eletromecânico IAC51A2A (Z=2,4Ω), conectada ao secundário do CT através de um fio de cobre com um bitola de 6mm² e 400 metros de comprimento (ida e volta). Portanto, o valor da impedância total da carga é igual a 3,53Ω.

12 RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES DA INTERFACE GRÁFICA - ATC 12/20

13 13/20 RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES DA INTERFACE GRÁFICA - ATC CASO 2 - Características da simulação: Classe de exatidão 10B200 Relação de transformação 1200/5A Impedância interna 0,5Ω Curto-circuito 22,7kA Nível de tensão 138kV Relação X/R 4,55 Carga Relé digital SEL421 (Z=0,02Ω), conectada ao secundário do CT através de um fio de cobre com um bitola de 10mm² e 400 metros de comprimento (ida e volta). Portanto, o valor da impedância total da carga é igual a 0,70 Ω.

14 RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES DA INTERFACE GRÁFICA - ATC 14/20

15 15/20 RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES DA INTERFACE GRÁFICA - ATC CASO 3 - Comparação entre curva de saturação estimada e ensaida (real)

16 16/20 RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES DA INTERFACE GRÁFICA - ATC CASO 3 - Características da simulação: Classe de exatidão 10B800 Relação de transformação 1000/5A Impedância interna 0,5Ω Curto-circuito 7,4kA Nível de tensão 230kV Relação X/R 7,30 Carga Relé digital RET670 (Z=0,01Ω), conectada ao secundário do CT através de um fio de cobre com um bitola de 6mm² e 100 metros de comprimento (ida e volta). Portanto, o valor da impedância total da carga é igual a 0,29 Ω.

17 17/20 RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES DA INTERFACE GRÁFICA - ATC Utilizada a curva de saturação estimada

18 18/20 RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES DA INTERFACE GRÁFICA - ATC Utilizada a curva de saturação ensaiada (real)

19 19/20 CONCLUSÕES Desenvolvimento de uma interface gráfica, denominada ATC, via Matlab, a qual realiza comunicação com o software ATP; A interface ATC permite uma ágil inserção dos dados do CTs e sistema, propiciando a visualização gráfica dos resultados; Pode-se utilizar tanto uma curva de saturação estimada, baseada na tensão de saturação do CTs, quanto a curva de ensaio real dos CTs; Dois critérios para avaliação do CT, considerando sua tensão secundária, sendo que a não conformidade destes critérios são prontamente visualizados na interface; Auxilia ainda, tanto na especificação de novos CTs, para novos projetos, quanto na avaliação das reais condições dos CTs instalados em campo, permitindo aos Engenheiros de Proteção uma rápida avaliação dos CTs.

20 20/20 OBRIGADO!!! Silvio A. de Souza 1 silviosouza@utfpr.edu.br Murilo da Silva 1, Paula Bordin do Prado 1, Saulo Trento 2