Guia de Aplicação
Versão 01
GA2014-06BR
Guia para Configuração da Função de
Sobrecarga Térmica para Linhas de
Transmissão nos Relés SEL-4XX
Paulo Lima
1.
OBJETIVO
Este guia mostra como configurar a função de sobrecarga térmica para cabos associados a linhas de
transmissão, para fazer a estimativa da temperatura do condutor
2.
PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO
O algoritimo implementado utiliza as correntes RMS de fase da linha, selecionando a maior delas
para uso no cálculo da temperatura de elevação do condutor, de acordo com a equação a seguir:
TELE
 I
 
 I REF
2

  TREF

Onde:
TELE -> Temperatura de elevação;
TREF -> Temperatura de referência;
I
-> Corrente RMS atual do condutor (maior valor entre as fases A, B e C);
I REF -> Corrente de referência.
A temperatura ambiente é adicionada à temperatura de elevação para cálculo da temperatura final
(T_FINAL).
2.1. Temperatura Ambiente
São consideradas três opções para obtenção da temperatura ambiente:
a) Temperatura via sensor RTD
b) Temperatura variável de acordo com horário do dia e estação do ano
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c) Temperatura fixa via ajuste
O algoritmo verifica se há leitura de temperatura via sensor RTD, através do monitoramento da
comunicação com o módulo opcional SEL-2600. Caso positivo, a temperatura ambiente medida
através do módulo será utilizada no algoritmo.
No caso de não haver medição via sensor RTD o algoritmo verifica se há ajuste de temperatura de
acordo com horário do dia e estação do ano. Podem ser ajustadas seis temperaturas , considerando 3
variações por dia x 2 variações por ano.
A temperatura ambiente será fixa, de acordo com ajuste T_AMB, caso nenhuma das situações
anteriores forem atendidas, ou se, no segundo caso, ocorrer a perda da sincronização via GPS, pois
sem o sinal GPS a variação de temperatura por tempo e data não é uma informação confiável.
2.2. Temperatura Atual
A temperatura atual é então calculada de acordo com a equação a seguir:
t
Tn  Tn1  (TFINAL  Tn1 )  (1  e  )
Onde:
TFINAL -> Temperatura final ou de regime permanente ( TELE adicionada da temperatura ambiente
T_AMB);
Tn 1
-> Temperatura no ciclo de processamento anterior;
Tn
-> Temperatura atual do condutor;

-> Constante de tempo térmica;
t
-> Intervalo de processamento do relé.
OBS: na primeira interação o algoritimo utiliza a temperatura ambiente (T_AMB_C) mais a
elevação de temperatura inicial ajustada (T_INI) como o valor de Tn 1 . O ajuste da temperatura
inicial não é muito relevante, uma vez que a temperatura de regime permanente do cabo é função
apenas da corrente que flui pelo mesmo.
Toda vez que uma dada corrente resulta em uma elevação de temperatura que somada à
temperatura ambiente é superior à máxima temperatura permitida (T_TRIP), o elemento térmico
irá ativar o Word Bit 49_STAR. Este Word bit está relacionado com o LED do Pushbutton PB1
(PB1_LED), e a contagem de tempo restante para o disparo será iniciada (TIME_TR).
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O cálculo do tempo restante para o disparo é mostrado na equação a seguir:
T
 TTRIP
TIME _ TR    ln  FINAL
 TFINAL  TCABO



OBS: este tempo só será calculado quando T_FINAL for maior que T_TRIP.
Quando a temperatura do cabo atingir o nível de alarme pré-programado (T_ALARM), o Word
bit 49ALARM será acionado e o PB2_LED irá indicar. Uma vez atingido o nível de alarme,
49ALARM só irá desativar quando a temperatura estiver abaixo de um nível de rearme ajustado
(ALARM_R). Esta “histerese” é considerada para que o sinal de alarme não fique intermitente
em determinadas condições.
Quando a temperatura do cabo atingir o nível de disparo pré-programado (T_TRIP) o Word bit
49_BLOQ será acionado e o PB3_LED irá indicar. Uma vez atingido o nível de trip, o relé
entrará em bloqueio por sobrecarga térmica e só haverá desbloqueio após atingir temperatura de
reset do bloqueio programada (TRIP_R). O relé disponibilizará no display frontal a informação
com o tempo restante para resfriamento e desbloqueio (TIME_RS).
O cálculo do tempo restante para desbloqueio é mostrado na equação a seguir:
T
 TRIPR
TIME _ RS    ln  FINAL
 TFINAL  TCABO



OBS: este tempo só será calculado quando a temperatura do cabo for maior que a temperatura
TRIP_R e o relé estiver em condição de bloqueio.
2.3. Reset do Algoritmo
O algoritimo é iniciado novamente toda vez que o PB07 é acionado por mais que 5 segundos ou os
ajustes são alterados, levando a temperatura do cabo para a temperatura inicial.
2.4. Monitoramento
O algoritmo implementado possuiu as seguintes funções de monitoramento:
Contador de ALARM: Registra o número de vezes que a temperatura atingiu o nível de alarme;
Contador de TRIP: Registra o número de vezes que a temperatura atingiu nível de disparo;
Capacidade Térmica Utilizada: Mostra a capacidade térmica utilizada do cabo em tempo real.
Configuração de histórico no LOAD PROFILE: configuração do histórico da capacidade térmica do cabo
(CTC), tempo para atuação (TIME_TR), tempo para reset (TIME_RS), temperatura atual do cabo (T_CABO),
temperatura final (T_FINAL) e corrente máxima da linha (I_MAX).
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2.5. Gráfico
Através do histórico de dados coletado do Load Profile é possível traçar um gráfico do comportamento da
temperatura e capacidade térmica quando a corrente da linha é alterada . No gráfico, a alteração da corrente
está relacionada com a alteração da temperatura final.
Onde:
T0 -> Cabo com temperatura ambiente (35°C), I_MAX = 0;
T1 -> I_MAX = 144[A], temperatura do cabo começa a subir e tende a se acomodar em
T_FINAL;
T2 -> Temperatura do cabo atinge a temperatura de trip, corrente reduzida para 90[A] e
CTC=100%. A temperatura do cabo inicia resfriamento;
T3 -> Novo aumento de corrente para 144[A] e inicio de novo aquecimento do cabo;
T4 -> Após cabo chegar na temperatura de trip a corrente é interrompida, CTC=100%;
T5 -> Temperatura do cabo se acomada na temperatura ambiente (35°C).
Em anexo tem-se a descrição das variáveis utilizadas e a lógica programada.
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VARIÁVEL NOME
AMV001
AMV002
AMV003
AMV004
VARIÁVEIS
AUTOMATION LOGIC
DESCRIÇÃO
AMV006
AMV007
AMV008
AMV009
AMV010
TEMPERATURA AMBIENTE
CONSTANTE DE TEMPO TÉRMICA DO CABO
CORRENTE DE REFERÊNCIA
TEMPERATURA DE REFERÊNCIA
ELEVAÇÃO DE TEMPERATURA INICIAL DO
T_INI
CONDUTOR
T_ALARM TEMPERATURA DE ALARME
T_TRIP
TEMPERATURA DE TRIP
ALARM_R NIVEL DE RESET DO ALARM
TRIP_R
NIVEL RESET DO TRIP
N_ALARM NÚMERO DE ALARMES POR 49L
AMV011
AMV012
AMV013
AMV014
AMV015
AMV016
AMV017
ASV001
ASV002
ASV003
ASV004
ASV005
ASV006
N_TRIP
T1
T2
T3
T4
T5
T6
-
ASV007
H_TV
AMV005
TIPO
T_AMB
T_CONS
I_REF
T_REF
NÚMERO DE TRIPS POR 49L
TEMPERATURA NO PERÍODO DE 6H AS 11:59H
TEMPERATURA NO PERÍODO DE 12H AS 17:59H
TEMPERATURA NO PERÍODO DE 18H AS 5:59H
TEMPERATURA NO PERÍODO DE 6H AS 11:59H
TEMPERATURA NO PERÍODO DE 12H AS 17:59H
TEMPERATURA NO PERÍODO DE 18H AS 5:59H
AJUSTE
AJUSTE
AJUSTE
AJUSTE
AJUSTE
AJUSTE
AJUSTE
AJUSTE
AJUSTE
CALCULADO
#1
#1
#1
#2
#2
#2
HABILITA TEMPERATURA VARIÁVEL POR HORA E
DIA
CALCULADO
AJUSTE
AJUSTE
AJUSTE
AJUSTE
AJUSTE
AJUSTE
AUXILIAR
AUXILIAR
AUXILIAR
AUXILIAR
AUXILIAR
AUXILIAR
AJUSTE
PROTECTION LOGIC
PMV01
I_MAX
CORRENTE MÁXIMA DA LT
CALCULADO
PMV02
T_AMB
TEMPERATURA AMB. (RTD OU AMV001)
CALCULADO
PMV03
PMV04
PMV05
T_FINAL
TC_A
TEMPERATURA FINAL
TEMPERATURA DO COBO - ATRASADO
CALCULADO
AUXILIAR
CALCULADO
PMV06
T_CABO
TEMPERATURA DO CABO
CALCULADO
PMV07
TIME_TR
TEMPO PARA OPERAÇÃO
CALCULADO
PMV08
TIME_RS
TEMPO PARA RESET
CALCULADO
PMV09
PSV01
PSV02
PSV03
PSV04
PSV05
PSV06
PSV07
PLT01
PLT02
CTC
49_STAR
49ALARM
49_BLOQ
CAPACIDADE TÉRMICA
INDICA IA=IL_MAX
INDICA IB=IL_MAX
INDICA IC=IL_MAX
FALTA DE TEMP. INICIAL
COMUNICAÇÃO RTD OK
PARTIDA 49L
INICIO OU RESET MANUAL
ALARME
BLOQUEIO POR 49L
CALCULADO
AUXILIAR
AUXILIAR
AUXILIAR
AUXILIAR
AUXILIAR
INDICAÇÃO
AUXILIAR
INDICAÇÃO
INDICAÇÃO
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2.6. Lógica
Automation 1 – Entrada de Dados (Ajustes)
Automation 2 – Monitoramento
Automation 3 – Temperatura Ambiente por Hora do Dia e Dia do Ano
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Protection – Algoritmo de Cálculo de Temperatura e Cálculo da Capacidade Térmica
Utilizada
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ASSISTÊNCIA DA FÁBRICA
Apreciamos o seu interesse nos produtos e serviços da SEL. Se houver qualquer dúvida, comentário
ou sugestão, por favor, entre em contato com:
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Campinas / SP – CEP: 13086-902
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