Cigré/Brasil
CE B5 – Proteção e Automação
Seminário Interno de Preparação para o Colóquio
de Madri 2007
Rio de Janeiro, outubro/07
105 - DLellys
Dados do Artigo
• Número: 105
• Título: Numerical Busbar Protection: Benefits of
the Numerical Technology and IEC 61850
• Autoria: Damien Tholomier, Henri Grasset, Mark
Stockton – AREVA T&D
• País: Canadá, França e Inglaterra,
Objetivo
• O trabalho apresenta o avanço ocorrido no campo das
proteções de barras no tocante a melhoria da performance,
estabilidade e a confiabilidade com o uso da tecnologia
digital.
• Em especial destaca os novos algoritmos de deteção da
saturação de TC e a adaptabilidade destes sistemas a
qualquer arranjo de barras da subestação.
• Descreve ainda o impacto da norma IEC 61850 nos
esquemas de proteção de barras e aplicações avançadas
para prover proteção de barras por comparação direcional
para subestação de distribuição e sub-transmissão.
Destaques
 Estabilidade: Destaca os avanços das modernas
técnicas digitais aplicadas nas proteções de barras em
comparação a tecnologia convencional, permitindo
agora alto grau de estabilidade da proteção evitando trip
indevido em face de os novos algoritmo possuir lógicas
internas que emite disparo após atender multicritérios
de trip, por ex. Pick up da corrente diferencial, curva de
atuação Idif x Ibias, check de zona, não saturação do
TC e/ou TC Aberto.
Destaques
 Saturação de TC: Destaca o uso de algoritmos ultra
rápidos para deteção da saturação do TC com tempo de
resposta inferior a 2ms após a incidência da falta para
qualquer tipo de TC, baseado na variação instantanea
da magnitude dos valores modelados e do fluxo
magnético;
Destaques
 Adaptabilidade do sistema de proteção de barras a
qualquer arranjo (complexo ou simples):
Arquitetura com capacidade de processar em tempo real
a configuração da subestação com permanente
medição de todas as correntes nodais, identificação de
cada zona gerada dinamicamente e identificação do
status de cada elemento do bay (disj, e secionadoras).
Destaques
Destaques
 IEC 61850: Através da comunicação peer-to-peer de
alta velocidade usando mensagem GOOSE e valores
analógico amostrados de corrente e tensão permitirá
novas aplicações de proteção de barras com uso da
norma IEC61850 como também eliminação de fiação
para esquemas de falha de disjuntor, tranfer trip,
bloqueio,hoje implementados entre a proteção de
barras e a proteção de linha (diferencial, distância, etc.)
 Testes recentes mostram que em determinados IED a
mensagem GOOSE é mais rápida (2,4ms) do que
conexões convencionais (fiação).
Destaques
 IEC 61850: Proteção de Barras por comparação
Direcional:
 Cita um exemplo da vantagem da norma IEC61850
usando mensagens peer-to-peer para realizar esquema
de comparação direcional para proteção de barras
(arquitetura distribuida) com aplicação em subestações
de distribuição com tempo de atuação em torno de 1
ciclo.
Destaques
Destaques
 Proteção de barras baseada em valores analogicos
amostrados pelas “Merging Units”:
 Define “merging units” como interfaces para
processamento de sinais conectados aos TC/TP e
entradas binárias com status de equipamentos e
produzem saída sincronizada para comunicação de
dados via interface lógica (serial, multi-drop digital pointto-point), sendo 80 amostras/ciclo para proteção e 256
amostras/ciclo para medição.

Destaques
NCIT : measurement concept
VTCE
CTOE
Line Protection
other protection
Ia,Ib,Ic,Io,Ua,Ub,Uc,Uo
Ia,Ib,Ic,Io,Ua,Ub,Uc,Uo
Ia,Ib,Ic,Io,Ua,Ub,Uc,Uo
Digital Interface
IEC 61850-9-2
1 pps
Digital FO
Digital FO
Merging Unit
(CVCOM 400)
Dúvidas
• Proteções de barras e IEC 61850:
A Interoperabilidade entre fabricantes ainda não é possível
(futuro! Merging Unit).
Conclusões
 Tecnologia digital permitiu aumento consideravel da performance,
estabilidade e segurança das proteções de barras;
 Novos algoritimos de deteção de saturação de TC e
processamento da topologia podem evitar trip indevido como
ocorrido no passado;
 A norma IEC 61850 no campo das proteçõers de barras permitirá
implementar esquemas de proteção já existentes sem o uso de
fiações convencionais e novas filosofias de proteção de barras
(comparação direcional) e através de Merging Unit.
Respostas às questões do REP
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Question #5:
What are the main conditions to select one of the two available types of
busbar protection arrangements? What are the operational experiences
with one or another arrangement? Is there any differences regarding
engineering, installation, testing, commissioning and operation of these
two types of busbar protection arrangements? How is the DC power
supply arranged for these two solutions?
Question #6:
What is the user view regarding busbar protection engineering (i.e.
standardised solution or a dedicated solution based on the single line
diagram of the station)? What are advantages/disadvantages of one or
another approach?
Question #7:
Are there any statistics or probability calculations which show that the
fault in-between CB and CT in a bus-coupler bay happens much more
often than the fault in the bus-coupler breaker itself during the closing
operation in order to justify the “Switch onto fault logic for Bus Coupler”?
Would such solution be applied to all types of switchgear?
Respostas às questões do REP
 Question #17:
 What are the practical experiences with use of IEC 61850
standard as a communication protocol in order to connect the
busbar protection with the substation control system? What
are the advantages of such solution in comparison with the
older protocols?
 Question #18:
 What is the experience of using GOOSE messages for busbar
protection applications? Is the performance satisfactory during
fault conditions? Are there any actual faults records which can
prove fast and secure operation of GOOSE messages in such
application?
 Question #19:
 Are there any planned installations where process bus in
accordance with IEC 61850-9-2 will be used? Will the process
bus be used for the busbar protection? Is there any practical
experience with busbar protection applied together with any
other type of process bus?