Universidade Federal de Uberlândia
Faculdade de Engenharia Elétrica
SÉRGIO FAHD JUNIOR
RELÉ 710 DA SEL: TEORIA DE SUA PARAMETRIZAÇÃO
Uberlândia
2013
SÉRGIO FAHD JUNIOR
RELÉ 710 DA SEL: TEORIA DE SUA PARAMETRIZAÇÃO
Trabalho apresentado como requisito parcial de
avaliação na disciplina Trabalho de Conclusão de
Curso 2 do Curso de Engenharia Elétrica da
Universidade Federal de Uberlândia.
Orientador: José Wilson Resende
______________________________________________
Assinatura do Orientador
Uberlândia
2013
Dedico este trabalho aos meus pais e
amigos pelo estímulo, apoio e compreensão.
AGRADECIMENTOS
Ao Prof. José Wilson Resende pelo incentivo, motivação e orientação deste
trabalho.
À minha família, pela paciência e compreensão.
Aos meus amigos e aos demais professores da Faculdade de Engenharia
Elétrica que fizeram parte da minha graduação, me ajudando e aconselhando da
melhor maneira possível.
RESUMO
Este trabalho tem o intuito de descrever um manual passo a passo de
parametrização do relé 710 da SEL, utilizado na proteção de motores elétricos. A
parametrização é feita através da utilização do software AcSELerator, uma
ferramenta completa e importante no gerenciamento dos ajustes dos relés digitais.
ABSTRACT
This paper aims to describe a step by step manual parameterization of the
relay SEL 710, used to protect electric motors. The parameterization is done through
the use of ACSELERATOR, a complete tool and important in the management of
digital relay settings.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA 1- RELÉ SEL-710 ......................................................................................................................................14
FIGURA 2 - JANELA INICIAL DO SOFTWARE ..................................................................................................................20
FIGURA 3 – ESCOLHA DO MODELO DO RELÉ ................................................................................................................21
FIGURA 4 – JANELA DO NÚMERO ESPECÍFICO DO RELÉ SEL-710 .......................................................................................22
FIGURA 5 - TÓPICOS A SEREM PARAMETRIZADOS ..........................................................................................................23
FIGURA 6 – JANELA DOS AJUSTES GERAIS ....................................................................................................................24
FIGURA 7 – JANELA PARA HABILITAR OS GRUPOS AJUSTADOS ...........................................................................................26
FIGURA 8 – AJUSTE DE MONITORAMENTO DO DISJUNTOR ...............................................................................................27
FIGURA 9 – REINICIALIZAÇÃO DE AJUSTES ...................................................................................................................28
FIGURA 10 – CONTROLE DE ACESSO PELO PAINEL FRONTAL .............................................................................................29
FIGURA 11 – MONITORAMENTO DE OPERAÇÕES DO DISJUNTOR .......................................................................................30
FIGURA 12 – JANELA INICIAL DE PARAMETRIZAÇÃO DOS AJUSTES DE PROTEÇÃO ....................................................................32
FIGURA 13 – JANELA INICIAL DO AJUSTE DO ELEMENTO TÉRMICO DE PROTEÇÃO ...................................................................33
FIGURA 14 - AJUSTE PERSONALIZADO DA CURVA TÉRMICA ..............................................................................................34
FIGURA 15 - CONTINUAÇÃO DO AJUSTE DO ELEMENTO TÉRMICO DE PROTEÇÃO....................................................................35
FIGURA 16 - AJUSTES DE SOBRECORRENTE INSTANTÂNEA ...............................................................................................36
FIGURA 17 - SOBRECORRENTE DE FASE ......................................................................................................................37
FIGURA 18 - ELEMENTO DE SOBRECORRENTE INVERSA ...................................................................................................38
FIGURA 19 - CURVAS DA ANSI ................................................................................................................................39
FIGURA 20 - CURVAS DA IEC ..................................................................................................................................39
FIGURA 21 – JANELA DO AJUSTE DA CORRENTE DE TRANCO .............................................................................................40
FIGURA 22 – ELEMENTO DE SUBCORRENTE .................................................................................................................41
FIGURA 23 – ELEMENTO DE DESEQUILÍBRIO DE CORRENTE ..............................................................................................42
FIGURA 24 - MONITORAMENTO DAS PARTIDAS DO MOTOR .............................................................................................42
FIGURA 25 – TEMPO MÁXIMO PARA A PARTIDA DO MOTOR ............................................................................................43
FIGURA 26 - PARTIDA ESTRELA TRIANGULO .................................................................................................................43
FIGURA 27 – AJUSTE DE CONTROLE DAS PARTIDAS DO MOTOR .........................................................................................44
FIGURA 28 – AJUSTE DO ELEMENTO DE PROTEÇÃO DE FASE REVERSA .................................................................................44
FIGURA 29 – AJUSTE DE TEMPO PARA MUDAR A VELOCIDADE DO MOTOR ...........................................................................44
FIGURA 30 – AJUSTE DOS DISPOSITIVOS DE RESISTÊNCIA DE TEMPERATURA .........................................................................45
FIGURA 31 – ELEMENTO DE SUBTENSÃO ....................................................................................................................46
FIGURA 32 – AJUSTE DO ELEMENTO DE SOBRETENSÃO ..................................................................................................47
FIGURA 33 – ELEMENTO DE POTÊNCIA REATIVA ...........................................................................................................48
FIGURA 34 – ELEMENTO DE SUBPOTÊNCIA .................................................................................................................48
FIGURA 35 – MONITORAMENTO DO FATOR DE POTÊNCIA ...............................................................................................49
FIGURA 36 – MONITORAMENTO DA FREQUÊNCIA ........................................................................................................50
FIGURA 37 – MONITORAMENTO CONTROLE DE CARGA ..................................................................................................51
FIGURA 38 – AJUSTE PARA BLOQUEAR ALGUMAS FUNÇÕES .............................................................................................52
FIGURA 39 – AJUSTE LÓGICO DOS ITENS RESPONSÁVEIS PELO TRIP ....................................................................................53
FIGURA 40 – AJUSTE DE CONTROLE DO MOTOR ...........................................................................................................54
FIGURA 41 – QUANTIDADE DE LÓGICAS QUE SERÃO UTILIZADAS .......................................................................................55
FIGURA 42 – VARIÁVEIS LÓGICAS DE OPERAÇÃO DO RELÉ ...............................................................................................55
FIGURA 43 – AJUSTE DOS TEMPORIZADORES ...............................................................................................................56
FIGURA 44 – AJUSTE PARA CONTABILIZAR OS EVENTOS OCORRIDOS ..................................................................................57
FIGURA 45 – JANELA DAS VARIÁVEIS MATEMÁTICAS ......................................................................................................57
FIGURA 46 – PORTA DE SAÍDA SLOT A .......................................................................................................................58
FIGURA 47 – CONFIGURAÇÃO GERAL DO PAINEL FRONTAL ..............................................................................................59
FIGURA 48 – AJUTES DE CONFIGURAÇÃO DOS LED’S.....................................................................................................60
FIGURA 49 – AJUSTE DO DISPLAY DO RELÉ ..................................................................................................................60
FIGURA 50 – AJUSTE DOS BITS UTILIZADOS .................................................................................................................61
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
UFU – Universidade Federal de Uberlândia
SEP – Sistema Elétrico de Potência
TC – Transformador de corrente
TP – Transformador de potência
SEL - Schweitzer Engineering Laboratories
TCU - Utilização da Capacidade Térmica
VAR – Volt Ampere Reativo
RTD – Resistance Temperature Dispositive
FID - Firmware Identification String
IP - Internet protocol
ANSI - American National Standards Institute
IEC - International Electrotechnical Commission
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ...............................................................................................................................12
1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ...............................................................................................................12
1.2 OBJETIVOS ...................................................................................................................................15
1.3 ESTRUTURA GERAL DO T RABALHO .................................................................................................15
2 DESENVOLVIMENTO ...................................................................................................................16
2.1 DESCRIÇÕES DO RELÉ SEL-710 .............................................................................................16
2.1.1 FUNÇÕES DE PROTEÇÃO .............................................................................................................16
2.1.2 FUNÇÕES DE MEDIÇÃO ................................................................................................................17
2.1.3 FUNÇÕES DE MONITORAMENTO ....................................................................................................18
2.1.4 FUNÇÕES DE CONTROLE ..............................................................................................................19
2.1.5 INTEGRAÇÃO E COMUNICAÇÃO ....................................................................................................19
2.2 AJUSTES INICIAIS.....................................................................................................................20
2.3 AJUSTES GLOBAIS ..................................................................................................................22
2.3.1 PRIMEIROS AJUSTES (GERAIS) .....................................................................................................24
2.3.2 AJUSTE DE QUAL GRUPO SERÁ UTILIZADO .....................................................................................25
2.3.3 AJUSTE DE MONITORAMENTO DO DISJUNTOR .................................................................................26
2.3.4 AJUSTE DAS ENTRADAS ANALÓGICAS ...........................................................................................27
2.3.5 AJUSTE DAS SAÍDAS ANALÓGICAS ................................................................................................28
2.3.6 AJUSTE PARA REINICIALIZAR INFORMAÇÕES DO RELÉ .....................................................................28
2.3.7 AJUSTES PARA CONTROLAR O ACESSO PELO PAINEL FRONTAL .......................................................29
2.3.8 AJUSTE DE MONITORAMENTO DAS OPERAÇÕES DO DISJUNTOR ........................................................30
2.4 AJUSTES ESPECÍFICOS (DOS GRUPOS) ................................................................................31
2.4.1 AJUSTES DE PROTEÇÃO (SET 1) ..................................................................................................31
2.4.1.1 Ajustes iniciais para parametrizar as funções de proteção seguintes .............................31
2.4.1.2 Ajuste do elemento térmico para proteção contra sobrecarga .........................................32
2.4.1.3 Ajustes dos elementos de sobrecorrente instantânea ......................................................36
2.4.1.4 Ajuste do elemento de sobrecorrente de tempo inverso ..................................................37
2.4.1.5 Ajuste da corrente de tranco (carga travada).....................................................................40
2.4.1.6 Ajuste do elemento de subcorrente ou perda de carga.....................................................41
2.4.1.7 Ajuste do elemento de desequilíbrio de corrente ..............................................................41
2.4.1.8 Ajuste de monitoramento de partida do motor ..................................................................42
2.4.1.9 Ajuste dos dispositivos de resistência de temperatura (RTD’s) .......................................44
2.4.1.10 Ajuste dos elementos de proteção contra subtensão e sobretensão .............................46
2.4.1.11 Ajuste de proteção direcional de potencia reativa...........................................................47
2.4.1.12 Ajuste da proteção contra subpotência do motor ...........................................................48
2.4.1.13 Ajuste de monitoramento do fator de potência................................................................49
2.4.1.14 Ajuste de monitoramento da frequência ..........................................................................50
2.4.1.15 Ajuste de monitoramento do controle de carga...............................................................50
2.4.1.16 Ajuste de lógica de trip .....................................................................................................51
2.4.1.17 Ajuste de controle do motor .............................................................................................53
2.4.2 AJUSTES DE LÓGICA (L OGIC 1) ....................................................................................................54
2.4.2.1 Ajuste da quantidade de lógicas que serão habilitadas e utilizadas ................................54
2.4.2.2 Ajuste lógico das condições de operação .........................................................................55
2.4.2.3 Ajuste lógico dos temporizadores ......................................................................................56
2.4.2.4 Ajuste lógico para contabilizar os eventos ocorridos .......................................................56
2.4.2.5 Ajuste lógico das variáveis matemáticas ...........................................................................57
2.4.2.6 Ajustes das portas de saídas do relé SEL-710...................................................................58
2.5 AJUSTES DO PAINEL FRONTAL ..............................................................................................58
2.5.1 AJUSTE DE CONFIGURAÇÃO GERAL DO PAINEL FRONTAL ................................................................58
2.5.2 AJUSTE DE CONFIGURAÇÃO DOS LED’S .......................................................................................59
2.5.3 AJUSTE DO DISPLAY DO RELÉ ......................................................................................................60
2.5.4 AJUSTE LÓGICO DOS BITS UTILIZADOS ..........................................................................................60
3 CONCLUSÕES..............................................................................................................................61
3.1 CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................................................61
3.2 PROPOSTAS FUTURAS ....................................................................................................................62
4 REFERÊNCIAS .............................................................................................................................63
12
1 INTRODUÇÃO
1.1 Considerações Iniciais
A proteção dos sistemas elétricos de potência é uma área de extrema
importância para a manutenção do fornecimento da energia elétrica aos
consumidores e para a segurança dos equipamentos que compõem o sistema
elétrico. Essa área desenvolveu-se, e vem se desenvolvendo muito nos últimos
anos, devido ao surgimento de novas tecnologias que possibilitaram a introdução da
proteção digital através de relés microprocessados. [1]
Os relés de proteção são dispositivos compactos que são conectados ao
Sistema Elétrico de Potência (SEP) e possuem características de projeto e
funcionamento interessadas na detecção de condições anormais de operação que
excedam limites toleráveis, e na inicialização de ações corretivas que possibilitem o
retorno do SEP a seu estado normal. Tais equipamentos, sejam analógicos e ou
digitais, são responsáveis pela análise das grandezas elétricas associadas à rede
elétrica e pela lógica necessária à tomada de decisão pelo sistema de proteção,
caso algum distúrbio seja encontrado. [2]
Embora a principal função do relé seja mitigar os efeitos dos curtos-circuitos e
de outras condições anormais de operação, estes exercem uma função importante
na determinação do tipo de distúrbio que está ocorrendo no sistema, como a sua
localização, possibilitando uma análise mais ampla do problema e suas possíveis
soluções. [2]
Entretanto, o sistema de proteção não é composto apenas pelo relé, mas por
um conjunto de subsistemas integrados que interagem entre si com o objetivo de
produzir a melhor atuação sobre o sistema, ou seja, isolar a área defeituosa sem
que esta comprometa o restante do SEP. [2]
Os relés de proteção são considerados os mais importantes componentes do
sistema de proteção, uma vez que a decisão lógica sobre a atuação em uma
determinada região é feita por estes equipamentos. Por causa dessa importância
para o sistema, os relés devem ser equipamentos extremamente confiáveis e
robustos, pois suas funções só serão exigidas em condições anormais de operação.
13
Contudo,
o
funcionamento
dos
relés
depende
diretamente
dos
transformadores de instrumentação a estes associados, sejam estes analógicos
(TCs e TPs) ou digitais (TCs ópticos). Sobre os sinais aquisitados, sejam
diretamente ou através de combinações, são efetuadas as operações de
comparação com os limiares previamente estabelecidos. [2]
É importante salientar que a tomada de decisão de um relé de proteção, isto
é, o envio do sinal de abertura do disjuntor (trip), é determinada pelo tipo de função
que o relé está executando e de suas configurações, já que cada aplicação exige
uma parametrização específica de acordo com a topologia da rede elétrica, da
filosofia de proteção adotada e da porção do sistema que se deseja proteger. A
parte do sistema elétrico a qual o relé deverá atuar no sentido de protegê-la é
conhecida como zona de proteção. [2]
Os equipamentos para aplicação em sistemas de proteção, incluindo os relés,
devem observar algumas características básicas para a realização satisfatória da
proteção do sistema. As propriedades demandadas para o sistema de proteção são:

Confiabilidade: assegurar que o equipamento irá atuar corretamente sob as
condições esperadas e não operar incorretamente devido a causas
estranhas.

Seletividade: é a capacidade da proteção em reconhecer uma falta e desligar
o número mínimo de disjuntores para eliminar a falta e ainda selecionar as
condições em que uma imediata operação é requerida e aquelas em que
nenhuma operação ou retardo de atuação é exigido.

Velocidade de operação: minimizar o tempo de duração da falta e
conseqüente perigo para os equipamentos e/ou consumidores.

Simplicidade: mínimo de equipamentos de proteção e circuitos elétricos
associados para executar os objetivos da filosofia de proteção desejada.

Economia: máxima proteção com o mínimo de custo.
Atualmente, os relés digitais vêm substituindo os relés eletromecânicos que
predominavam no mercado, isso porque o desenvolvimento contínuo das
tecnologias obrigou com que o sistema de proteção evoluísse também, sendo cada
vez mais necessária a confiabilidade e segurança dos equipamentos. Com a
14
aplicação dos novos componentes eletrônicos, iniciou-se o projeto de relés de
proteção mais rápidos e menores, com diversas funções em um mesmo
equipamento, sendo assim, muito mais vantajoso no mercado atual.
É factível observar que algumas dessas premissas citadas são diretamente
influenciadas pelo comportamento dos relés presentes no sistema de proteção, de
modo que as mudanças das características do SEP e suas respectivas cargas,
como a presença de harmônicos, interferem no funcionamento dos relés e provocam
possíveis erros de atuação. Desta forma, fica claro que os dispositivos de proteção
necessitaram e continuam dependentes de uma evolução durante os anos para
assegurar os níveis de confiabilidade exigidos. [2]
Para este trabalho foi proposto à criação de um manual, passo a passo, que
possa esclarecer como deve ser feita a parametrização do relé SEL-710 (Figura 1.1)
da empresa SEL (Schweitzer Engineering Laboratories). Em geral, a parametrização
dos relés digitais modernos não é simples, isso se deve ao grande número de
funções existentes nesses equipamentos e pela particularidade de cada fabricante,
que tenta sempre aprimorar e sofisticar o produto ofertado de acordo com a filosofia
da empresa, tornando-o específico para tal.
Figura 1- Relé SEL-710
15
As informações foram obtidas através do manual do relé, documentos
disponíveis no site da SEL e de filmagens técnicas. A parametrização dos relés da
SEL é feita pelo software AcSELerator, que é uma poderosa ferramenta para
criação e gerenciamento dos ajustes de bancos de dados dos relés. Pretende-se
também, explicar a instalação e a utilização deste software no manual proposto.
1.2 Objetivos
O objetivo principal deste trabalho é fazer o documento passo a passo de
como parametrizar o relé SEL-710. O trabalho está completo com todos os
parâmetros que devem ser ajustados, sendo eles: ajustes globais, específicos, de
lógica e do painel frontal.
O principal foco de como parametrizar o relé, está nos ajustes específicos de
proteção para motores elétricos, com todas as funções explicadas de maneira a
facilitar o entendimento do usuário. Tendo em visto este foco, os ajustes de lógica
não foram tratados a fundo, pois é necessário um contato direto e mais criterioso
com o equipamento, para assim, entender as portas lógicas e a comunicação entre o
relé, o computador e o cliente.
1.3 Estrutura Geral do Trabalho
Este trabalho está dividido em 3 capítulos. No primeiro capítulo estão
apresentados os conceitos básicos de proteção elétrica, bem como a importância
dos relés digitais nos sistemas elétricos de potência.
O segundo capítulo é o desenvolvimento, que está dividido em 4 tópicos:
Descrições do Relé SEL-710, Ajustes Iniciais, Ajustes Globais, Ajustes dos
Específicos e Front Panel. No primeiro tópico do desenvolvimento estão as
informações básicas fundamentais do relé em questão, enquanto o segundo,
explica como iniciar o software AcSELerator Quickset, desde a instalação até a
inicialização da parametrização.
O terceiro tópico é responsável por parametrizar os ajustes globais, que são
aqueles gerais do equipamento, que não necessitam de muito conhecimento teórico
de proteção, ou seja, são ajustes essenciais para o funcionamento do relé. O quarto
16
tópico é dividido em duas partes: ajuste dos grupos (set 1) e ajustes lógicos (logic
1). O ajuste dos grupos é responsável por explicar a parametrização específica de
proteção para os motores elétricos, sendo este o principal foco do trabalho. Já os
ajustes lógicos explicam toda a parte lógica de comunicação do relé com o
computador e usuário, porém não foi muito detalhada por falta de contato direto e
conhecimento
detalhado
do
equipamento
de
proteção.
Finalizando
o
desenvolvimento, têm-se os ajustes do painel frontal, configurando como e o que
será exibido no display.
Por fim, o quarto e último capítulo, encontra-se a conclusão do trabalho, com
as considerações finais, discussão do resultado final do manual e propostas para
trabalhos futuros.
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 Descrições do Relé SEL-710
O relé digital microprocessado tipo SEL-710 fornece uma excelente
combinação de funções de proteção, monitoramento e medição avançada de
grandezas, controle e automação na aplicação de motores elétricos trifásicos,
incluindo motores com duas velocidades e com rotor bobinado.
2.1.1 Funções de proteção
A proteção de motores é feita utilizando os modelos térmicos que reproduzem
as características de aquecimento e resfriamento do rotor e do estator
simultaneamente, fornecendo proteção contra os efeitos de aquecimento causados
durante as condições de operação e partida dos motores. Abaixo estão descritas
todas as funções de proteção do relé:

49 – Sobrecarga térmica (modelo térmico);

37 – Subcorrente (perda de carga);
17

46 – Desequilíbrio de corrente e perda de fase;

Sobrecorrente (rotor travado);

50/51P – Sobrecorrente de fase instantânea e temporizada;

50/51G – Sobrecorrente residual instantânea e temporizada;

50N – Sobrecorrente instantânea de neutro;

50/51Q – Sobrecorrente instantânea e temporizada de sequência negativa;

47 – Fase reversa (via corrente);

81 – Sub e sobrefrequência;

Falha de disjuntor / contator;

Tempo máximo de partida;

66 – Número de partidas por hora e tempo de intervalo entre partidas;

Inibição da partida em função da TCU (Utilização da Capacidade Térmica);

Bloqueio de partida Anti-backspin;

Partida de emergência;

Proteção de motores de duas velocidades;

19 – Partida com tensão reduzida;

14 – Chave de velocidade (rotor travado);

87M – Proteção diferencial de sobrecorrente (opcional);

49 – Temperatura via termistores PTCs (opcional);

27/59 – Sub e sobretensão (opcional);

37 – Subpotência (opcional);

VAR – Potência reativa (opcional);

47 – Fase reversa (via tensão) (opcional);

55 – Fator de potência (opcional);

Temperatura via RTDs internos ou externos (módulo SEL-2600) (opcional).
2.1.2 Funções de medição

Correntes de fase (IA, IB, IC), de neutro (IN) e residual (IG), correntes de
sequência negativa, corrente média trifásica, desbalanço de corrente (%) e
porcentagem de carga média (%FLA);
18

Tensões de fase (VA, VB, VC), tensões fase-fase e de sequência negativa
(3V2);

Desequilíbrio de tensão (%);

Potência ativa e reativa trifásica (quatro quadrantes);

Potência aparente e fator de potência trifásico;

Capacidade térmica no estator e no rotor (%);

Desequilíbrio de carga (%);

Escorregamento (slip);

Resistência rotórica;

Tempo para trip térmico;

Tempo de espera para repartida e número de partidas disponíveis e
realizadas na última hora;

Energia ativa e reativa;

Frequência;

Potência ativa, reativa e aparente máxima e média;

Variáveis matemáticas e grandezas de entradas analógicas;

Valores estatísticos (número de horas do motor parado e rodando, valores
médios e de pico de grandezas analógicas, etc);

Registro de valores máximos e mínimos de grandezas analógicas;

Temperatura do estator, mancal, etc via RTDs (tipo do RTD configurável:
Pt100,
Ni100,
Ni120
ou
Cu10
e
localização
configurável:
mancal,
enrolamento, etc) (opcional).
2.1.3 Funções de monitoramento

Oscilografia de 15 (até 28 relatórios) ou 64 ciclos (até 5 relatórios).
Resolução de 16 amostras/ciclo;

Sequência de eventos (armazena os últimos 1024 eventos);

Estatísticas de operação do motor;

Relatório de Curva de Carga (Load-Profile), com coleta de até 17 grandezas
analógicas com intervalos programáveis de 5 a 60 minutos;
19

Relatório de tendências (tempo de aceleração, corrente de partida, tensão
média, capacidade térmica, número de partidas) baseado nos últimos 18
meses;

Relatórios de partida com valores de corrente, tensão, escorregamento
calculado (%) e capacidade térmica, taxa de amostragem programável e
capacidade para 720 amostras (ex.: com resolução de 1 amostra a cada 5
ciclos permite registro durante 60 s). Armazena relatórios das últimas 5
partidas.
2.1.4 Funções de controle

Número de entradas e saídas binárias:

Standard: 2 entradas e 3 saídas digitais;

Opções de placas adicionais de entradas e saídas:
o 10 RTDs internos;
o 4 Entradas e 4 Saídas Digitais;
o 4 Entradas Digitais e 4 Saídas Digitais de Estado Sólido;
o 3 Entradas e 4 Saídas Digitais e 1 Saída Analógica (4 a 20 mA);
o 8 Entradas Analógicas (até ±10 V ou ±20 mA);
o 4 Entradas e 4 Saídas Analógicas (até ±10 V ou ±20 mA).

69 – Inibição de fechamento;

86 – Retenção de sinal de disparo;

Pushbottons frontais personalizáveis para controle local.
2.1.5 Integração e Comunicação

1 porta serial EIA-232 frontal;

1 porta serial EIA-232 ou EIA-485 traseira;

1 porta de fibra óptica serial (saída);

1 porta de fibra óptica (entrada para módulo SEL-2600, com 12 entradas
para RTDs);

1 porta Ethernet (opcional);

1 cartão com porta serial EIA-485 ou EIA-232 traseira (opcional);

1 cartão para comunicação DeviceNet (opcional);
20

Sincronização horária por IRIG-B (opcional);

Protocolos: ASCII, Modbus® RTU, Modbus® TCP (opcional), DeviceNet
(opcional), Telnet, FTP, SEL Fast Meter, SEL Fast Operate, SEL Fast SER,
SEL Fast Message, IEC 61850 (opcional).
2.2 Ajustes iniciais
Para iniciar, antes de tudo deve-se fazer o registro e download do software no
site da SEL (www.selinc.com/SEL-5030/), que é gratuito. Ao finalizar a instalação do
mesmo, basta clicar no ícone do AcSELerator Quickset, assim, abrirá uma janela
conforme ilustrado na figura 2. Nesta janela selecione File/ New ou vá direto ao
ícone New.
Figura 2 - Janela inicial do software
Em seguida, irá abrir a janela Settings Editor Selection, conforme ilustrado
na figura 3. Nela devem-se escolher os parâmetros iniciais do relé a ser
parametrizado. Caso não seja encontrada a configuração do relé que se deseja
parametrizar, deve-se reinstalar o programa ou procurar uma versão mais recente.
21
Figura 3 – Escolha do modelo do relé
Para fazer a parametrização offline, ou seja, sem que o relé esteja conectado
diretamente ao computador, deve-se procurar na figura 3 a caixa de texto Device
Family. Nesta caixa, selecione o nome do relé em questão. Em seguida, na caixa de
texto Device Model, selecione o modelo do relé, SEL-710. Na caixa de texto
Version, selecione o código de acordo com firmware identification string (FID). Este
código pode ser encontrado através do painel frontal do relé em MAIN/ Status/
Relay Status/ FID.
Há um exemplo do formato do código FID no lado direito da figura 3, cujo
primeiro número indica o modelo do relé, SEL-710, enquanto o próximo indica a
versão do equipamento.
Em seguida, surgirá a janela vista na figura 4 sem nenhuma parametrização,
nela deve-se colocar o P/N que se encontra na etiqueta lateral esquerda ou no
painel frontal MAIN/ Status/ Relays Status/ PART NUM, preenchendo-a então com
o número correto.
22
Figura 4 – Janela do número específico do relé SEL-710
Após a parametrização do relé, os ajustes serão salvos no banco de dados
Relay.rdb. Este arquivo pode ser enviado para um operador que esteja próximo ao
equipamento com o auxilio de um computador, cujas informações serão passadas
para o relé através de uma porta de comunicação e, ao conectar o relé ao
computador, o software é capaz de reconhecê-lo automaticamente.
Para fazer a comunicação do relé diretamente com um computador, primeiro
deve-se procurar o número do endereço do Internet protocol (IP) do equipamento.
No painel frontal do relé vá em Set/Show/ PORT. Neste momento, verifica-se na
parte traseira do relé, onde está ligado o cabo de comunicação, que geralmente é
conectado na porta Ethernet de nome Port 1. Como a porta de comunicação é a
Port 1, vá ao painel frontal e selecione 1/ Port 1 Settings/ IPADDR. Neste
momento, aparece o número de IP do relé no painel frontal.
2.3 Ajustes Globais
Após executar os passos anteriores, serão iniciados os ajustes de acordo com
a filosofia de proteção do equipamento. A figura 5 ilustra todos os tópicos a serem
parametrizados do relé, que serão explicados no decorrer do trabalho.
23
Figura 5 - Tópicos a serem parametrizados


Global: Neste tópico serão parametrizadas as variáveis globais do sistema.
Dentre estes ajustes estão: a tensão nominal, a frequência do sistema,
formato de data e a sequência de fases dentre outros ajustes.

Group 1, 2, 3: O relé SEL-710 possui três grupos de ajustes. Um ajuste fica
sempre ativo enquanto os outros dois ficam de reserva. Cada grupo é ativado
através de uma lógica programada, caso ocorra uma alteração no SEP, o relé
mudará a configuração de um grupo para outro automaticamente.

Front Panel: Aqui serão parametrizados os ajustes gerais do painel frontal,
quando se ajusta a forma com que as mensagens serão mostradas, bem
como se seleciona quais LEDs serão acesos quando ocorrer um evento bem
como as funções dos push buttons.

Report: É responsável pelo registro de todas as atividades que o relé SEL710 monitora. Este tópico é dividido em três partes, uma responsável pelo
horário dos eventos, outra pelas oscilografias. A última registra valores no
tempo real.
24
Ao selecionar o tópico global, aparecerão na mesma janela todos os
subtópicos a serem parametrizados dentro dele, conforme foi demonstrado na figura
5.
2.3.1 Primeiros ajustes (Gerais)
Ao clicar em general (figura 6), deve-se definir primeiramente o item APP
Aplication. Este ajuste determina as proteções que serão configuradas no relé SEL710. São duas opções de ajustes: “NAMEPLATE” ou “FULL”. Quando APP =
NAMEPLATE,
algumas
funções
de
proteção
do
relé
serão
configuradas
automaticamente de acordo com os dados de placa do motor, enquanto quando
APP = FULL, todas as funções de proteção deverão ser configuradas, ou seja,
deverá ser feito o ajuste completo do equipamento. Deste modo, iremos adotar APP
= FULL.

Figura 6 – Janela dos ajustes gerais
Seguindo o tópico, PHROT Phase Rotation define a sequência de fases,
sendo ABC ou ACB. Vale destacar que o próprio software auxilia na parametrização,
25
pois ao lado de cada caixa de texto, são indicadas as variáveis que podem
preencher cada uma.
Na sequencia, será definida a frequência nominal do sistema. Portanto,
FNOM Rated Frequency (Hz) será 50 ou 60 Hz.
A próxima função, DATE_F Date Format, é responsável pelo formato da data,
dia/mês/ano, ano/mês/dia ou mês /dia /ano. A utilização desta função fica á critério
do programador.
A caixa de texto Fault Condition define quais elementos, que quando atuarem,
irão efetuar o bloqueio temporário da medição de valores máximos e mínimos
durante uma falta.
FAULT = 50P1P OR 50G1P OR STARTING OR STOPPED OR TRIP
As medições de valores máximos e mínimos serão suspensas em caso de
partida do elemento de sobrecorrente instantânea de fase ou de terra, durante a
partida ou parada do motor, ou em caso de trip. A definição deste ajuste depende de
quais elementos de proteção serão habilitados.
2.3.2 Ajuste de qual grupo será utilizado
No sub tópico Settings Group Selection coloque uma lógica que define qual
dos grupos de ajustes (1, 2 ou 3), deseja-se estar atuando no momento. Os grupos
são independentes, apenas um grupo pode ficar ativo por vez. Caso aconteça um
conflito de informações, o relé selecionará sempre o primeiro grupo.
Os grupos de ajustes selecionáveis tornam o relé ideal para aplicações que
necessitem de alterações frequentes de ajustes e para adaptar a proteção às
alterações das condições do sistema.
A primeira caixa de texto do subtópico é TGR Group Change Delay
(seconds), este ajuste define o tempo decorrente entre o comando para mudança de
grupo de ajustes e a ativação de um novo grupo de ajuste, que pode variar entre 0 a
400 segundos. A configuração padrão de fábrica é de 2 segundos e será mantido,
pois não haverá comutação de grupos, conforme ilustrado na figura 7.
26
Figura 7 – Janela para habilitar os grupos ajustados
Em seguida, os itens Select Settings Group 1, 2 ou 3 devem ser
preenchidos de acordo com uma lógica, que se atendida, habilitará o grupo
desejado. Cada lógica pode ser programada para uma série de elementos e
equações SELogic. Sendo assim, apenas o primeiro grupo será ajustado com lógica
nível alto 1 para ativação do mesmo, enquanto os outros dois grupos serão 0,
ficando da seguinte forma: SS1 = 1 // SS2 = 0 // SS3 = 0.
2.3.3 Ajuste de monitoramento do disjuntor
Este subtópico é muito importante para a seletividade do SEP. Ele monitora o
funcionamento do disjuntor através de uma porta de entrada digital. Quando ocorre o
trip inicia-se uma contagem de tempo. Após este tempo, se ainda passar corrente
pelo relé, conclui-se que o disjuntor não abriu, assim, o relé declara falha no
disjuntor, e enviará uma mensagem para o disjuntor de retaguarda.
A parametrização da função Breaker Failure é simples (ver figura 8). A
primeira caixa de texto, 52A Interlock in BF Logic, deve-se selecionar “Y” para
habilitar ou “N” para desabilitar a função. Em seguida, na caixa de texto Breaker
Failure Delay, coloque o tempo que o relé irá espera antes de acusar falha no
disjuntor.
27
Figura 8 – Ajuste de monitoramento do disjuntor
Por último, é colocada uma função de trip (R_TRIG TRIP), em Breaker
Failure Initiate. Caso o disjuntor não abra, esta função será responsável por enviar
um sinal de trip, para o disjuntor de retaguarda.
2.3.4 Ajuste das entradas analógicas
Este relé pode receber corrente analógica, em [mA], vinda de outros
equipamentos. Ao clicar em Analog Inputs, os parâmetros dos valores de entradas
são ajustados neste subtópico.
Na caixa de texto Low Input Value, define-se o nível de corrente que o relé
entenderá como nível lógico baixo. Assim, para todas as correntes que entram em
uma porta analógica e que sejam abaixo do valor ajustado, será interpretado como
sendo zero. Em High Input Value, determina-se a corrente que o relé entenderá
como nível lógico alto. Assim, as correntes acima do valor ajustado, serão
entendidas como sendo um
Nas próximas caixas de textos serão colocados níveis de alarmes. Em Low
Warn Level coloca-se um nível abaixo do valor anteriormente ajustado, o que
ativará a variável de alarme (IA301LW1) e, em High Warn Level coloca-se um
28
nível, acima do valor ajustado anteriormente que ativará a variável de alarme
(AI301HW1).
2.3.5 Ajuste das saídas analógicas
O relé possui saídas analógicas que variam de 4 a 20mA. Assim, ao clicar em
Analog Outputs, pode-se enviar qualquer variável analógica para outro dispositivo,
dentro desta faixa de corrente.
Na caixa de texto Analog Quantity, define-se o nome da variável analógica
que será enviada. Na caixa de texto Analog Quantity Low, coloca-se o valor da
variável analógica que corresponderá a 4mA. Em Analog Quantity High, coloca-se
o valor da variável analógica que corresponderá a 20mA.
2.3.6 Ajuste para reinicializar informações do relé
Em Data Reset, cada caixa de texto é responsável por reinicializar um
parâmetro distinto do relé. Basta que a lógica colocada na caixa de texto seja
verdadeira.
Figura 9 – Reinicialização de ajustes
29
Na caixa de texto Reset Targets é possível desinibir os LEDs do painel
frontal. A caixa de texto Reset Energy, reinicializa-se os valores de energia
medidos. Na caixa de texto Reset Max/Min, reinicializa os valores máximos e
mínimos registrados.
A parametrização das funções citadas no parágrafo anterior é simples. Basta
escolher uma operação lógica em cada caixa de texto. Por exemplo, para
reinicializar a energia em todo primeiro dia da semana, coloque na caixa de texto
Reset Energy, o bit que significa dia da semana igual a um (DAYW = 1.0). Assim,
todos os valores de energia serão reinicializados no início de da semana.
2.3.7 Ajustes para controlar o acesso pelo painel frontal
Ao clicar em Access Control (figura 10), devemos definir as condições para
habilitar ou desabilitar todas as mudanças de ajustes via painel frontal. Logo, é
aconselhável que esta função fique sempre desabilitada (DSABLSET Disable
Settings = 0), para que não ocorra alguma mudança indesejada. Também se define
o bloqueio das mudanças de ajustes via protocolos Modbus ou DeviceNet
(BLKMBSET Block Modbus Setting Edit = NONE).
Figura 10 – Controle de acesso pelo painel frontal
30
2.3.8 Ajuste de monitoramento das operações do disjuntor
Esta função (Breaker Monitor) monitora o número de operações do disjuntor
e envia sinais de alerta em três pontos distintos da curva fornecida pelo fabricante,
conforme ilustrado na figura 11. Selecione “Y” para habilitar, ou “N” para desabilitar
a função na caixa de texto Enable Breaker Monitor..
Figura 11 – Monitoramento de operações do disjuntor
Em seguida devem-se ajustar os três pontos da curva fornecida pelo
fabricante do disjuntor, ou seja, os sets points 1, 2 e 3. No set point 1, a caixa de
texto COSP1 Close/Open Operations Set Point 1 – maximum determina o
número máximo de operações (abertura/fechamento) do disjuntor para fins de
monitoramento. A faixa de variação desta função é de 0 a 6500 manobras. Já a
caixa de texto KASP1 KA (pri) Interrupted Set Point 1 – minimum determina a
corrente mínima interrompida do disjuntor para fins de monitoramento. A faixa de
variação é de 0,10 a 999,00 KA primários. O mesmo se repete no ajuste do set point
2 e 3, assim, quando qualquer um destes pontos ultrapassar o número de
operações programadas, o relé envia um alarme pela variável BKMON.
31
2.4 Ajustes específicos (dos grupos)
Agora a parametrização prossegue para os ajustes específicos de proteção e
lógica, ou seja, ajuste dos grupos. Dentro do Group 1/ Set 1 está a parte onde
parametriza-se os elementos de proteção. Já em Group 1/ Logic 1 está a parte
onde parametriza-se os elementos de lógica.
2.4.1 Ajustes de proteção (Set 1)
2.4.1.1 Ajustes iniciais para parametrizar as funções de proteção
seguintes
O primeiro subtópico é a função Main. Na primeira caixa de texto Relay
Identifier coloca-se o nome do relé, enquanto a caixa Terminal Identifier, é
preenchida com o local onde o relé será instalado, conforme ilustrado na figura 12.
Em seguida, em Phase (IA, IB, IC) CT Ratio determina-se a relação dos TCs das
fases (A, B, C). Na caixa de texto FLA1 Motor FLA [Full Load Amps] o valor
ajustado é a corrente nominal do motor em plena carga do lado primário.
32
Figura 12 – Janela inicial de parametrização dos ajustes de proteção
O relé 710 da SEL, conforme dito anteriormente, tem a possibilidade de
proteger motores com duas velocidades, e o ajuste Two-Speed Protection habilita
ou desabilita essa função. Seguindo as caixas de texto conforme a figura 12, a
função Neutral (IN) CT Ratio, determina a relação do TC de neutro, a PT Ratio
determina a relação dos TP’s das fases (A, B, C) e a função Line Voltage, Nominal
Line-to-line determina o valor da tensão nominal fase-fase primária dos TP’s.
Para finalizar o ajuste do subtópico, a caixa de texto Transformer
Connection determina a tipo de conexão dos TP’s, se será delta ou estrela. Já a
caixa Single Voltage Input determina se será utilizada entrada de tensão
monofásica.
2.4.1.2 Ajuste do elemento térmico para proteção contra sobrecarga
33
Esta função é um diferencial deste relé para os demais, pois é a proteção do
elemento térmico do 710-SEL (figura 13). Sendo assim, a primeira caixa de texto
Thermal Overload Protection, habilita ou não a função. Em seguida, Full Load
Slip é um diferencial da SEL, uma função que permite com que o equipamento
entre com o escorregamento do motor no algoritmo lógico do modelo térmico do
710, ou seja, o relé automaticamente melhora o modelo térmico pelo uso do
escorregamento em função da resistência do rotor.
Figura 13 – Janela inicial do ajuste do elemento térmico de proteção
A função Thermal Overload Method, define o método para fazer o elemento
térmico operar, sendo assim, têm-se duas opções de proteção contra sobrecargas.
A primeira é a Rating, que quando selecionada, o relé configura a curva térmica
baseando-se em outros parâmetros já ajustados, utilizando-se de cálculos préestabelecidos internamente. A segunda opção é Curve, onde o usuário pode
escolher uma das 45 curvas prontas que o próprio equipamento oferece, ou
personalizá-la escolhendo alguns pontos, ou seja, uma corrente “X” vezes a
corrente a plena carga, demora “Y” tempo para o elemento térmico atuar e assim
por diante, conforme ilustrado na figura 14.
34
Figura 14 - Ajuste personalizado da curva térmica
A caixa de texto 49RSTP Thermal Overload Reset Level, determina quanto
que é o desgaste térmico esperado máximo pro estator durante a partida, ou seja,
para partir o motor, o desgaste térmico do estator que o relé calcula por um
algoritmo interno, deve ser menor do que o valor determinado no ajuste. Em seguida
ajusta-se o fator de serviço do motor (dado de placa) na caixa de texto Service
Factor.
Ainda na figura 13, as funções Motor LRA [Locked Motor Amps] e a
Locked Rotor Time estão interligadas, pois a primeira determina o valor da corrente
(em p.u) com rotor bloqueado (valor “X” vezes a corrente nominal), que é bastante
próxima à corrente de partida. Devido a isso, a segunda função indica o tempo que a
corrente de rotor bloqueado deve durar, evitando, portanto, uma confusão com a
corrente de partida.
Em seguida, a caixa de texto Accel Factor define o aumento ou redução do
tempo de aceleração do motor com rotor bloqueado. O ajuste Stator Time Constant
determina a constante de tempo de resfriamento do estator, ao deixar em AUTO, o
35
relé tem a capacidade de “aprender” quanto tempo o estator reseta. As próximas
caixas de texto, conforme foi ilustrado nas figuras 13 e 14, determinam as funções
para motores com duas velocidades e os pontos personalizados da curva térmica
caso seja escolhido o método Curve, explicado anteriormente.
Seguindo, conforme a figura 15, o ajuste Thermal Overload Alarm Pickup é
utilizado para gerar um alarme quando a capacidade térmica do rotor ultrapassar o
limite de sobrecarga admissível, ou seja, o limite térmico do rotor vai de 0 a 100 (%)
e, quando o valor térmico chegar ao ajuste escolhido, no caso 85%, será gerado um
alarme.
Figura 15 - Continuação do ajuste do elemento térmico de proteção
As funções TCSTART e TCLRNEN estão interligadas, pois a primeira define
um valor fixo de capacidade térmica do rotor, o qual previne a partida até que o
motor possua um valor térmico suficiente para a mesma. Já ao habilitar a segunda
função, o relé é capaz de aprender qual será o valor térmico utilizado para permitir a
partida do motor, fazendo uma média das ultimas 5 partidas do mesmo. Para
finalizar o subtópico, a caixa de texto COOLTIME define o tempo de resfriamento do
motor após a parada de operação, ou melhor, é o tempo total para zerar o desgaste
térmico.
36
2.4.1.3 Ajustes dos elementos de sobrecorrente instantânea
Este subtópico (Overcurrent Elements) define a parametrização dos
elementos de sobrecorrente instantânea (ANSI 50). Dentro dele, têm-se 5
subdivisões (figura 16) para diferentes proteções contra sobrecorrente instantânea,
sendo elas: sobrecorrente de fase, sobrecorrente de neutro, sobrecorrente residual,
sobrecorrente de sequencia negativa e sobrecorrente diferencial do motor.
Figura 16 - Ajustes de sobrecorrente instantânea
Dentro de Phase Overcurrent (figura 17), a caixa de texto Phase
Overcurrent Trip Pickup é responsável por determinar a corrente de trip em [A] do
elemento de sobrecorrente de fase instantâneo no secundário do TC. Como critério
de ajuste, esta função deve ser ajustada em um valor superior a corrente de rotor
travado. Já a caixa de texto Phase Overcurrent Trip Delay é o tempo em que o
relé aguardará antes de enviar a sinal de trip, ou seja, zero segundo. As outras duas
caixas de texto são para ajustar valores de corrente e tempo para enviar o sinal de
trip e gerar um alarme.
37
Figura 17 - Sobrecorrente de fase
Os ajustes das demais subdivisões são bem parecidos e bastantes simples,
podendo então, ser parametrizadas de acordo com o parágrafo anteriormente
explicado. Vale ressaltar somente o ajuste Motor Differential Overcurrent, que é
um diferencial de corrente de motor bem simples, ou seja, determinam-se dois
elementos e o relé utiliza as correntes que estão entrando e as correntes que estão
saindo do motor apenas, sem levar em conta se os TC’s são iguais ou se há algum
defasamento angular.
2.4.1.4 Ajuste do elemento de sobrecorrente de tempo inverso
Neste subtópico, parametriza-se o elemento de sobrecorrente de tempo
inverso (ANSI 51). Dentro dele, têm-se 4 subdivisões como pode ser visto na figura
18, podendo ajustar o elemento de sobrecorrente de tempo inverso para cada fase
(A, B, C), o máximo de cada fase, sequencia negativa e residual. Devido à
existência e a parametrização do elemento térmico para proteção contra
sobrecargas, recomenda-se que esta função não precisa ser ajustada, no entanto,
será explicado sucintamente cada item da mesma.
38
Figura 18 - Elemento de sobrecorrente inversa
Em Phase TOC, os parâmetros para a fase A são os mesmos para as demais
fases B e C, mas isso não impede que os valores em cada uma possam ser
diferentes. Na caixa de texto Time Overcurrent Trip Pickup será definida a
corrente de tape em amperes, ou seja, é o valor da corrente nominal do motor
dividida pelo fator de transformação do TC.
A caixa de texto TOC Curve Selection determina qual será a curva utilizada
para o elemento de sobrecorrente de fase A, sendo que as curvas de tempo podem
ser da American National Standards Institute (ANSI), (U1 a U5) ou da International
Electrotechnical Commission (IEC), (C1 a C5). Tanto as curvas da ANSI e IEC, vão
de moderadamente inversa até tempo curto inverso. As equações de cada curva
estão demonstradas nas figuras 19 e 20.
Na caixa de texto TOC Dial Time coloca-se o dial de tempo (DT)
correspondente à curva característica selecionada para a fase A, que é calculada de
acordo com as equações das figuras 19 e 20.
Na caixa de texto EM Reset Delay, selecione “Y” para habilitar ou “N” para
desabilitar a função de seletividade entre um relé eletromecânico qualquer com o
relé SEL-710. O ajuste Constant Time Adder adiciona uma constante de tempo
(inércia, por exemplo) quando se quer modificar a característica da curva
selecionada.
39
Figura 19 - Curvas da ANSI
Na caixa Minimum Responder Timer coloque um tempo que garanta que a
curva DT não seja mais rápida que um tempo mínimo de resposta do relé. Por
último, parametrize a equação de torque Phase Time Overcurrent Torque Control,
que define a equação lógica de controle de torque do elemento de sobrecorrente de
tempo inverso para o relé não atuar em alguma condição indevida.
Figura 20 - Curvas da IEC
40
As demais subdivisões podem ser ajustadas de acordo com o que foi
explicado nos parágrafos acima, pois são bastante similares.
2.4.1.5 Ajuste da corrente de tranco (carga travada)
Este subtópico (Load Jam Elements) pode ser entendido como uma corrente
de “tranco” ou de carga travada no motor, ou seja, é um ajuste de corrente menor
que o valor de corrente do rotor bloqueado e maior que o valor de sobrecarga.
Sendo assim, na caixa de texto Load Jam Trip Pickup coloca-se geralmente um
valor em p.u 2,5 vezes a corrente nominal do motor, conforme demonstrado na
figura 21. Em seguida, em Load Jam Trip Delay, define-se o tempo de atuação
desta função, ou melhor, por quanto tempo o relé pode ficar com o valor de corrente
especificado até enviar o sinal de trip, que deve ser maior que o tempo de rotor
bloqueado e menor que o tempo de sobrecarga.
Figura 21 – Janela do ajuste da corrente de tranco
Em seguida, pode-se ajustar um valor de corrente para gerar um alarme e por
quanto tempo ela pode durar para que isso ocorra, basta preencher as caixas de
texto Load Jam Alarm Pickup e Load Jam Alarm Delay respectivamente.
41
2.4.1.6 Ajuste do elemento de subcorrente ou perda de carga
Ao clicar em Undercurrent Elemets, será ajustado o elemento de
subcorrente, ou seja, se a corrente do motor baixar em “X” vezes a corrente de plena
carga, pode-se mandar o relé dar trip (figura 22). Tal valor é colocado na caixa de
texto Load Loss Trip Pickup, enquanto em Load Loss Trip Delay determina por
quanto tempo o motor pode atuar com essa subcorrente.
Figura 22 – Elemento de subcorrente
Em seguida, pode-se ajustar um valor de corrente para gerar um alarme e por
quanto tempo ela pode durar para que isso ocorra, basta preencher as caixas de
texto Load Loss Alarm Pickup e Load Loss Alarm Delay respectivamente. Para
finalizar, a caixa de texto Load Loss Protection Delay define o tempo de espera
após a partida do motor para a ativação da função de detecção de subcorrente.
2.4.1.7 Ajuste do elemento de desequilíbrio de corrente
A primeira caixa de texto do subtópico Current Imbalance Elements é
Current Imbalance Trip Pickup, que define o valor de desequilíbrio de corrente em
porcentagem, dividindo o valor máximo de desvio da corrente média entre as
42
correntes de fases pela corrente a plena carga. Em seguida, em Current Imbalance
Trip Delay, define-se o tempo em que esse desequilíbrio de corrente pode durar.
Para finalizar este ajuste, determina-se um valor também em porcentagem
para gerar um alarme e por quanto tempo ela pode durar para que isso ocorra, basta
preencher as caixas de texto Current Imbalance Alarm Level e Current Imbalance
Alarm Delay respectivamente. Tais ajustes estão demonstrados na figura 23.
Figura 23 – Elemento de desequilíbrio de corrente
2.4.1.8 Ajuste de monitoramento de partida do motor
Outra função interessante do relé SEL-710 é o monitoramento das partidas do
motor ao clica em Start. Dentro deste subtópico existem 5 subdivisões conforme
figura 24.
Figura 24 - Monitoramento das partidas do motor
43
O primeiro item, Star Monitoring, determina o tempo que se define para a
partida com uma pequena folga, ou seja, é o tempo máximo admissível para o motor
partida. Por exemplo, se ele demora 10 segundos para partir, pode-se ajustar na
caixa de texto Start Motor Time um tempo máximo de 11 segundos, conforme
ilustrado na figura 25.
Figura 25 – Tempo máximo para a partida do motor
O segundo item, Star-delta Starting (figura 26), define se será habilitado o
monitoramento de uma partida do motor conectado em estrela triangulo para
diminuir a corrente de partida. Para isso basta colocar “Y” (Yes) ou “N” (no) na
caixa de texto Star-Delta e, em seguida, o tempo máximo admissível para tal partida
em Star-to-Delta Maximum Timer.
Figura 26 - Partida estrela triangulo
O terceiro item, Start Control (figura 27), define o número máximo de partidas
por hora na caixa de texto Maximum Starts Per Hour, o intervalo mínimo entre
partidas do motor em Time Between Starts (Minimum), e ainda um ajuste de tempo
para aplicação de bombas para evitar mal funcionamento em Anti-backspin Restart
Delay. Todos os dados são geralmente obtidos com o fabricante do motor.
44
Figura 27 – Ajuste de controle das partidas do motor
O quarto item, Phase Reversal Element (figura 28), define se o elemento de
proteção de fase reversa estará habilitado ou não.
Figura 28 – Ajuste do elemento de proteção de fase reversa
O quinto e último item desta função de monitoramento de partidas é no caso
de haver duas velocidades (figura 29). Em Speed Switch Elements pode-se definir
o tempo para o motor poder mudar de velocidade na caixa de texto Speed Switch
Trip Delay e um tempo para gerar um alarme em Speed Switch Alarm Delay.
Figura 29 – Ajuste de tempo para mudar a velocidade do motor
2.4.1.9 Ajuste dos dispositivos de resistência de temperatura
(RTD’s)
45
O relé SEL-710 possui entradas opcionais para o monitoramento de RTDs
que complementam a proteção de sobrecarga térmica dos enrolamentos do motor,
bem como dos mancais e da carga acoplada. Pode-se monitorar até 10 entradas de
RTDs através de um cartão interno, ou até 12 entradas via módulo externo.
A primeira caixa de texto (RTD Enable) da figura 30 habilita ou não a função
e, como já foi dito, pode-se ter RTD’s internos ou externos. Será demonstrado
sucintamente como parametrizar o primeiro elemento de temperatura RTD1, pois os
demais são similares. A caixa de texto RTD1 Location define a localização no motor
onde será monitorada a temperatura: enrolamento do estator (WDG), mancal (BRG),
ambiente (AMB) ou outros pontos (OTH). Em seguida determina-se o tipo de sensor
que será utilizado na caixa de texto RTD1 Type.
Para finalizar o ajuste do elemento de temperatura, em RTD1 Trip Pickup,
coloca-se o valor máximo de temperatura suportável pelo motor, ou melhor, o valor
responsável por acionar o trip. Já na caixa de texto RTD1 Alarm Pickup, defini-se o
valor de temperatura que acionará o alarme. É importante ressaltar que os valores
são colocados em graus Celsius.
Figura 30 – Ajuste dos dispositivos de resistência de temperatura
46
2.4.1.10 Ajuste dos elementos de proteção contra subtensão e
sobretensão
O subtópico Under/over Voltage contém duas funções importantes do relé,
proteção contra subtensão e sobretensão. O primeiro a ser parametrizado é o
elemento de subtensão que é o item Undervoltage Elements (figura 31). Na caixa
de texto Undervoltage Trip Level, defini-se o valor de operação com tensão mínima
de operação com relação à tensão nominal, por exemplo, 80% da tensão nominal.
Já em Undervoltage Trip Delay, determina-se o tempo que o relé deve retardar até
enviar o sinal de trip.
Seguindo, na caixa de texto Undervoltage Warn Level é colocado o valor
para gerar uma advertência quando o valor de tensão de fase atingir um valor
inferior ao ajustado. Por último, em Undervoltage Warn Delay define o tempo de
retardo para gerar tal advertência.
Figura 31 – Elemento de subtensão
A outra função é a de proteção contra sobretensão no item Overvoltage
Elements (figura 32). Na caixa de texto Overvoltage Trip Level, defini-se o valor de
operação com tensão máxima de operação com relação à tensão nominal, por
exemplo, 110% da tensão nominal. Já em Overvoltage Trip Delay, determina-se o
tempo que o relé deve retardar até enviar o sinal de trip.
Seguindo, na caixa de texto Overvoltage Warn Level é colocado o valor para
gerar uma advertência quando o valor de tensão de fase atingir um valor superior ao
47
ajustado. Por último, em Overvoltage Warn Delay define o tempo de retardo para
gerar tal advertência.
Figura 32 – Ajuste do elemento de sobretensão
2.4.1.11 Ajuste de proteção direcional de potencia reativa
O subtópico VAR Elements ajusta a proteção direcional de potência reativa
do motor. A caixa de texto Negative VAR Trip Pickup define o valor de potência
reativa negativa (potência reativa que “sai” do motor), enquanto em Positive VAR
Trip Pickup define o valor de potência reativa positiva (potência que “entra” no
motor). O ajuste VAR Trip Delay define o tempo de retardo do elemento de
potência reativa.
Em seguida, conforme é ilustrado na figura 33, são determinados quais
valores de potência reativa negativa e positiva e por quanto tempo eles podem durar
até que seja gerado um alarme.
48
Figura 33 – Elemento de potência reativa
2.4.1.12 Ajuste da proteção contra subpotência do motor
O subtópico Underpower Elements define o ajuste para proteção contra
subpotência (figura 34). A caixa de texto Underpower Trip Pickup define qual valor
de potência (em KW) será considerada uma operação em subpotência. Em
Underpower Trip Delay determina
por quanto
tempo
anteriormente poderá durar até que seja enviado o sinal de trip.
Figura 34 – Elemento de subpotência
o
valor
ajustado
49
Na caixa de texto Underpower Alarm Delay, deve-se definir em qual valor de
potência em KW que será gerado um alarme, enquanto em Underpower Trip Delay
determina por quanto tempo tal valor poderá durar até que seja enviado o sinal de
trip. Por último, o ajuste Underpower Arming Delay define o tempo de espera para
ativação do elemento de subpotência após o início de operação do motor.
2.4.1.13 Ajuste de monitoramento do fator de potência
A função Power Factor, vista na figura 35, é responsável por monitorar o
fator de potência capacitivo e/ou indutivo do motor. A caixa de texto Power Factor
LAG Trip Pickup define o valor de operação (trip) para o fator de potência atrasado
(indutivo), enquanto em Power Factor Lead Trip Pickup determina o valor de
operação (trip) para o fator de potência adiantado (capacitivo). O ajuste Power
Factor Trip Delay define o tempo de espera de trip para o fator de potência.
As parametrizações das próximas caixas de texto desta função são
semelhantes às citadas acima, porém, referentes ao alarme.
Figura 35 – Monitoramento do fator de potência
50
2.4.1.14 Ajuste de monitoramento da frequência
O subtópico Frequency é responsável por monitorar subfrequência e
sobrefrequência. A parametrização desta função é simples, pois basta definirmos de
1 até 4 valores diferentes, acima ou abaixo da frequência nominal (60Hz), nas caixas
de texto demonstradas na figura 36, e o tempo em que tais valores podem durar até
que seja enviado o sinal de trip.
Figura 36 – Monitoramento da frequência
2.4.1.15 Ajuste de monitoramento do controle de carga
A função Load Control é responsável por ajudar no monitoramento do
controle de carga. A primeira caixa de texto demonstrada na figura 37 é a Load
Control Select, que define justamente qual parâmetro da carga será controlado
pelo relé, podendo-se controlar então: corrente, potência ou capacidade térmica do
motor em operação. A segunda caixa de texto (Load Upper Current Pickup)
determina o nível mais alto de operação do parâmetro que está sendo controlado
pelo relé, enquanto a terceira caixa (Load Lower Current Pickup) determina o
nível mais baixo de operação do parâmetro que está sendo controlado pelo relé.
51
Figura 37 – Monitoramento controle de carga
2.4.1.16 Ajuste de lógica de trip
O subtópico Trip Logic está divido em Block Protection e Trip and Close
Logic como pode ser visto na figura 38. Primeiramente, em Block Protection, a
primeira caixa de texto é a Block Protection Supervision, que permite inibir a
operação de uma ou mais funções de proteção via equações de controle SELogic.
Ao montar a lógica e o resultado da equação for verdadeiro, os elementos que
estiverem selecionados em “Y” nas próximas caixas de texto serão bloqueados.
52
Figura 38 – Ajuste para bloquear algumas funções
A função Trip and Close Logic define quais itens parametrizados
anteriormente serão responsáveis pelo trip (figura 39). A caixa de texto Minimum
Trip Time determina o tempo mínimo em que o contato de trip permanecerá
fechado, mesmo se a falha for transitória. Este tempo deverá ser maior que o tempo
de abertura do disjuntor.
No próximo ajuste, a caixa de texto Trip define todos os elementos que irão
gerar disparo do disjuntor/contator. A definição de quais elementos serão
programados na equação é em função de quais funções de proteção foram
habilitadas anteriormente, durante toda a parametrização do relé. Deve-se montar a
equação lógica separando os nomes das variáveis pela porta lógica “OR”, assim,
será dado um trip independente para cada evento.
A caixa de texto Remote Trip ativa a atuação do relé como proteção de
retaguarda, gerando o trip de maneira remota através das portas digitais externas.
Isso se deve graças à comunicação integrada entre os relés do sistema. Seguindo,
o ajuste Unlatch Trip permite desfazer o selo de trip após um determinado tempo,
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ou seja, nesta caixa de texto deve-se programar uma lógica, que se verdadeira,
retire o sinal de trip.
Por último, em Contactor/Breaker Status é o estado do disjuntor (aberto ou
fechado). Para isso, deve-se colocar o nome de uma porta digital que estará ligada
diretamente ao contato auxiliar normalmente fechado do disjuntor/contator.
Figura 39 – Ajuste lógico dos itens responsáveis pelo trip
2.4.1.17 Ajuste de controle do motor
O subtópico Motor Control define os elementos de controle de partidas
(normal e emergência), e os elementos de controle de velocidade para motores que
operam com duas velocidades. Todos podem ser ajustados com variáveis lógicas e,
caso não se queira adotar um controle específico, deve-se ajustar os elementos com
lógica 0, conforme a figura 40.
Na primeira caixa de texto (Start), define-se qual elemento (push bottons, por
exemplo) ou lógica programável de controle iniciará a partida do motor. Em
Emergency Start, determina-se qual elemento ou lógica programável de controle
iniciará a partida de emergência do motor. Quando isso acontece, o relé tem
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determinadas operações automáticas que permitem tal partida de emergência. As
outras caixas de texto são destinadas a motores com duas velocidades.
Figura 40 – Ajuste de controle do motor
2.4.2 Ajustes de lógica (Logic 1)
2.4.2.1 Ajuste da quantidade de lógicas que serão habilitadas e
utilizadas
Agora será iniciada a parametrização de lógica do relé SEL-710. Este primeiro
subtópico (SELogic Enables, figura 41) permite habilitar e estipular a quantidade de
lógicas que serão utilizadas nos subtópicos seguintes. A caixa de texto SELogic
Latches habilita a quantidade de contatos de selo. Em SELogic Variables/Timers,
define se os temporizadores internos do relé serão utilizados e a quantidade
utilizada, enquanto a caixa de texto SELogic Counters, define se os contadores
internos do relé serão utilizados e a quantidade utilizada. Por último, o ajuste
SELogic Math Variebles define a quantidade e quais variáveis matemáticas serão
utilizadas.
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Figura 41 – Quantidade de lógicas que serão utilizadas
2.4.2.2 Ajuste lógico das condições de operação
A função SELogic Latch Bits define as condições para operação (Set) e para
desoperação (Reset) das 32 variáveis de selo do relé. Sendo assim, na caixa de
texto SET01, ilustrada na figura 42, determina-se qual será o bit em operação e a
caixa de texto RST01 define a condição de reset da variável lógica em questão.
Todas as outras caixas de texto podem ser ajustadas da mesma forma, definindo as
condições de operação e de reset.
Figura 42 – Variáveis lógicas de operação do relé
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2.4.2.3 Ajuste lógico dos temporizadores
A função SELogic Variables and Timers, conforme ilustrado na figura 43, é
responsável por programar a entrada dos temporizadores (até 32 variáveis). A caixa
de texto SV_Input permite programar cada entrada do temporizador com qualquer
elemento desejado, como por exemplo, temporizar
um
elemento
de
corrente.
Seguindo este raciocínio, a caixa de texto SV_Timer Pickup define o tempo de
pickup do temporizador, ou melhor, tempo de atuação, enquanto em SV_Timer
Dropout, determina-se o tempo de Dropout do temporizador, que seria o tempo de
reset.
Figura 43 – Ajuste dos temporizadores
2.4.2.4 Ajuste lógico para contabilizar os eventos ocorridos
O ajuste SELogic Counters é responsável por contabilizar os eventos
ocorridos no relé (figura 44). A caixa de texto SC_Present Value define a
quantidade de eventos que se deseja contar e, em SV_Timer Dropout determina-se
a condição para zerar a contagem. O elemento que se deseja contar de forma
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crescente deve ser colocado na caixa de texto SC_Count-Up Input, em caso da
contagem for descrescente a deve-se preencher a caixa de texto SC_Count-Down
Input.
Figura 44 – Ajuste para contabilizar os eventos ocorridos
2.4.2.5 Ajuste lógico das variáveis matemáticas
Em Math Variables (figura 45) pode-se fazer qualquer operação matemática
de algum elemento anteriormente parametrizado.
Figura 45 – Janela das variáveis matemáticas
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2.4.2.6 Ajustes das portas de saídas do relé SEL-710
Dentro dos subtópicos Slot A, C, D e E, estão as portas de saídas do relé
SEL-710. Tais portas são responsáveis por acionar qualquer tipo de dispositivo, seja
alarmes, sinais de trip ou outro parâmetro desejado.
Para parametrizar este item, a primeira caixa OUT101 Fail-Safe define se o
tipo do contato de saída OUT101 é fechado (“Y”) ou aberto (“N”), enquanto a
próxima caixa de texto OUT101 define qual a equação lógica do contato de saída,
por exemplo, o acionamento de alarmes, conforme ilustrado na figura 46.
Figura 46 – Porta de saída Slot A
2.5 Ajustes do painel frontal
Neste item serão parametrizadas algumas configurações do painel frontal do
relé SEL-710, como os ajustes gerais, de LED ou de tela, como podem ser vistos no
lado esquerdo da figura 47.
2.5.1 Ajuste de configuração geral do painel frontal
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O primeiro subtópico é o General, responsável pela configuração geral do
painel frontal do relé (figura 47). A caixa de texto Display Point Enable define o
número de mensagens exibidas no display do equipamento. Em Local Bits Enable
define o número de chaves utilizadas no relé que serão parametrizadas no
subtópico Local Control Bits Labels.
Em seguida, em Front-Panel Timeout define-se o tempo em que o display do
painel frontal retornará ao display padrão, após o ultimo comando recebido. As
outras caixas de texto definem o contraste na tela do display, a apresentação das
mensagens automáticas e ajuste dos LED’s.
Figura 47 – Configuração geral do painel frontal
2.5.2 Ajuste de configuração dos LED’s
No subtópico Target LED, é parametrizada a configuração de todos os LED’s
do painel frontal, conforme mostra a figura 48. Resumidamente, nas caixas de texto
Trip Latch T_LED determina se o LED permanecerá aceso depois de acionado,
enquanto na caixa de texto seguinte (T01_LED) define a equação lógica que
acionará o LED 01, e assim sucessivamente.
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Figura 48 – Ajutes de configuração dos LED’s
2.5.3 Ajuste do display do relé
Basicamente, esta função (Display Points) define os textos a serem exibidos
no display do relé para as condições de display points ativados ou desativados.
Figura 49 – Ajuste do display do relé
2.5.4 Ajuste lógico dos bits utilizados
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O conjunto de ajustes, mostrados na figura 50, define a quantidade de
caracteres dos textos a serem exibidos no display do relé para as diversas
condições do Local Bits.
Figura 50 – Ajuste dos bits utilizados
3 CONCLUSÕES
3.1 Considerações finais
O assunto tratado neste trabalho é de indispensável ao se tratar de proteções
de sistemas elétricos, pois os relés digitais são uma realidade hoje em dia, sendo,
portanto, muito importante o entendimento do funcionamento desses equipamentos
visto que existem poucos profissionais capacitados para operar e até mesmo
compreender este dispositivo de proteção.
Com a ajuda do software da SEL, foi possível compreender e concluir este
trabalho, que documenta como deve ser feita a parametrização do relé SEL-710. Ao
finalizá-lo, pode-se perceber que os ajustes globais dos relés digitais da SEL
seguem um mesmo padrão, no entanto, para cada função de proteção, é necessário
um relé especifico para tal, com ajustes diferenciados aplicados para este fim. Como
se tratava de um dispositivo de proteção para motores elétricos, foi necessário
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aplicar e ampliar os conhecimentos desta área de aplicação para parametrizar os
ajustes específicos.
O manual foi proposto a fim de facilitar o entendimento de parametrização dos
relés da SEL, visando aproximar o usuário a esta nova tecnologia, que cada vez
mais está presente dentro das indústrias e das demais áreas onde se aplica
engenharia. A maior dificuldade de se parametrizar os relés digitais se dá pela
particularidade de instalação e configuração de cada fabricante, o que dificulta a
hegemonia desses equipamentos no mercado.
Foi de grande valia a execução do trabalho, pois além de reafirmar os
conhecimentos já vistos, proporcionou mais sabedoria na área de proteção elétrica e
eletrônica digital, além da aproximação com o software responsável pela
parametrização dos relés da SEL, uma das maiores empresas atuantes no mercado
de engenharia elétrica em todo mundo.
3.2 Propostas futuras
Como proposta para trabalhos futuros, com este manual passo a passo de
como se parametrizar o relé SEL-710, seria bastante viável uma aplicação efetiva
deste documento, ou seja, um trabalho prático com dados reais.
Para isso, deve-se estudar o equipamento em questão profundamente, bem
como suas conexões físicas e como comunicá-lo com o computador, transferindo os
dados parametrizados automaticamente através do software da SEL. Além disso,
seria necessário um motor para conectá-lo ao relé e testá-lo de forma didática,
deixando o equipamento de proteção mais acessível aos alunos de Engenharia
Elétrica da Universidade Federal de Uberlândia.
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4 REFERÊNCIAS
[1]
http://www.bibliotecadigital.ufmg.br/dspace/bitstream/handle/1843/BUOS-
8CZLET/kelly_regina_cotosckf.pdf?sequence=1
[2]
http://143.107.235.69/index.php?option=com_content&view=article&id=9:reles-
numericos-de-protecao-&catid=8:protecao-digital-de-sistemas-eletricos-depotencia&Itemid=18/
[3] RESENDE, J.W. Apostila de Proteção de Sistemas Elétricos. Universidade Federal de
Uberlândia. Faculdade de Engenharia Elétrica.
[4] https://www.selinc.com/SEL-710/
[5] SCHWEITZER ENGINEERING LABORATORIES – SEL-710 Motor Protection Relay –
Instruction Manual