Relé SEL-487B
Sistema de Automação, Controle e Proteção
de Barramentos e Falha de Disjuntor
O Relé SEL-487B fornece proteção diferencial de barras por corrente, proteção de falha de disjuntor e proteção
de sobrecorrente de retaguarda. Ele é configurável em aplicações com três relés ou aplicações com um único
relé. O relé possui 18 entradas analógicas de corrente e 3 entradas analógicas de tensão. Para barras com no
máximo seis terminais, use um SEL-487B numa aplicação com um único relé. Para barras com até 18 terminais,
use três relés SEL-487B numa aplicação com três relés; cada relé possui até 6 zonas dedicadas de proteção.
Características e Benefícios Principais
¾ A proteção diferencial de barramentos opera em menos de um ciclo para aumentar as margens de
estabilidade do sistema e reduzir os danos aos equipamentos.
¾ Seleção de zonas flexível e seis zonas diferenciais propiciam proteção para aplicações em barras múltiplas.
¾ Elementos diferenciais de alta sensibilidade detectam TCs abertos e curto-circuitados para funções de
alarme e/ou bloqueio.
¾ A proteção diferencial aceita relações de TC com diferenças de até 10 vezes (maior RTC/menor RTC) sem
TCs auxiliares.
¾ A proteção diferencial é segura para faltas externas com requisitos mínimos dos TCs.
¾ A proteção de falha de disjuntor para cada terminal integra a proteção de barras e de falha de disjuntor.
¾ Elementos de sobrecorrente instantâneo e de tempo-inverso fornecem proteção de retaguarda para cada
terminal.
¾ Elementos de subtensão e sobretensão de seqüência-negativa e seqüência-zero podem fornecer supervisão
para o elemento diferencial.
¾ Interconecte com sistemas de automação usando os protocolos IEC 61850 ou DNP3 diretamente ou o DNP3
através de um Processador de Comunicação SEL-2030 ou SEL-2032. Use o protocolo FTP para coleta de
dados em alta velocidade.
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Diagrama Funcional Simplificado
Figura 1: Funções Básicas do Relé SEL-487B numa Aplicação em Barra Dupla
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Funções de Proteção
Adquira a versão do SEL-487B com chassis 9U
para equipar o relé com um máximo de quatro
placas de interface. Com quatro placas de interface,
o relé tem um total de 103 entradas (72 entradas
comuns e 31 entradas independentes) e 40 saídas
(24 saídas de alta velocidade e interrupção de
correntes elevadas e 16 saídas convencionais).
Adquira a versão do SEL-487B com chassis 7U
para equipar o relé com um máximo de duas placas
de interface. Com duas placas de interface, o relé
tem um total de 55 entradas (36 entradas comuns e
19 entradas independentes) e 24 saídas (12 saídas
de alta velocidade para interrupção de correntes
elevadas e 12 saídas convencionais).
Ambas as opções dos chassis 7U e 9U do SEL487B contêm 18 entradas de corrente e 3 entradas
de tensão.
Com a flexibilidade das equações de controle
SELOGIC expandidas, não é necessário o uso de
relés auxiliares externos na configuração do relé
para arranjos de barramentos muito complexos. O
SEL-487B propicia proteção para toda a subestação
usando até seis zonas da proteção diferencial,
algoritmos avançados para seleção de zonas, e
proteção de sobrecorrente e de falha de disjuntor
por terminal.
Configuração Dinâmica de Zonas
O SEL-487B designa dinamicamente as correntes
de entrada para os corretos elementos diferenciais
sem necessidade de relés auxiliares. Conecte as
entradas digitais dos contatos auxiliares das chaves
seccionadoras do barramento diretamente no relé.
As equações de controle SELOGIC e a lógica de
seleção de zonas vão designar corretamente as
correntes para os elementos diferenciais, mesmo
nos arranjos complexos de barras, conforme
mostrado na Figura 2.
As informações da configuração do barramento,
como uma função do estado das chaves
seccionadoras, são rapidamente disponibilizadas. A
Figura 3 detalha a resposta do relé para o comando
ZONE, mostrando os terminais e as zonas
determinadas das barras para cada zona de proteção.
Figura 2: Proteção de Barras por Zonas Baseada nas Posições das Chaves Seccionadoras
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Figura 3: Resultado do Comando ZONE, Mostrando a Configuração das Zonas de Proteção Conforme
Indicado pelas Posições das Chaves Seccionadoras
Figura 4: Arranjo do Barramento com a Chave Seccionadora DS2 Fechada; a Nova Zona 1 que Inclui as
Zonas das Barras North e East
Figura 5: Resultado do Comando ZONE, Mostrando a Configuração das Zonas de Proteção Após a Zona 1
Juntar-se com a Zona 2
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O fechamento da seccionadora DS2 reúne a Zona
1 com a Zona 2, formando uma única zona. A
nova configuração das zonas de proteção está
mostrada na Figura 4. Nesse agrupamento de
zonas, a Zona 1 inclui as zonas das barras North e
East. A Figura 5 mostra a nova Zona 1 que inclui
as zonas das barras North e East.
Lógica de Seleção de Zonas
A proteção de barramentos requer a designação de
valores corretos das correntes para os elementos
diferenciais apropriados como uma função das
condições definidas pelo usuário. Para isso, o
SEL-487B utiliza um processo de duas etapas:
¾ Avalia as condições definidas pelo usuário.
¾ Designa as correntes para o elemento
diferencial da zona apropriada.
As condições para designação das correntes
variam de simples a complexas. Uma condição
simples seria uma declaração do tipo “sempre
incluir este terminal nos cálculos diferenciais”.
Uma declaração de uma condição mais complexa
poderia ser “se a Chave Seccionadora 2 estiver
fechada e a chave seccionadora de transferência
estiver aberta”.
As equações de controle SELOGIC fornecem o
mecanismo através do qual o usuário vai
introduzir as condições de designação das
correntes para os elementos diferenciais quando
essas condições forem atendidas. Quando uma
equação de controle SELOGIC torna-se verdadeira
(ex., a chave seccionadora está fechada), o relé
designa dinamicamente a corrente para os
elementos diferenciais. Por outro lado, quando
uma equação de controle SELOGIC é falsa (a chave
seccionadora está aberta), o relé remove
dinamicamente as correntes dos elementos
diferenciais. Isso também é válido para a saída de
trip: se a equação de controle SELOGIC de um
terminal for falsa, nenhum sinal de trip é emitido
para aquele terminal. A Tabela 1 mostra um caso
simples, onde o estado da chave seccionadora é a
única condição considerada.
Tabela 1: Condições para Inclusão Automática do
Terminal
Exemplo da
Condição
Resultado
da Equação
de Controle
SELOGIC
Considerar o
Terminal nos
Cálculos da
Proteção?
Emitir
Trip?
Seccionadora
está aberta
Falsa
Não
Não
Seccionadora
está fechada
Verdadeira
Sim
Sim
Proteção no Final da Zona (“End-Zone”)
Para ilustrar a flexibilidade das condições
definidas pelo usuário através das equações de
controle SELOGIC, considere a facilidade de
implementação da proteção no final da zona com o
SEL-487B.
Figura 6: Falta Entre o Disjuntor e o TC
A Figura 6 mostra a falta F1 entre o disjuntor
aberto e o TC do alimentador de uma subestação.
Esta área é uma zona “morta”, pois nem a
proteção do barramento e nem a proteção de linha
local pode eliminar essa falta; a extremidade
remota do alimentador tem de eliminar essa falta.
Uma vez que o disjuntor do alimentador já está
aberto, a operação da proteção de barras não tem
finalidade; na verdade, a proteção do barramento
não tem de operar para essa falta.
Figura 7: A Proteção de Barras Não é Afetada
pela Falta F1; Use a Transferência de Trip para
Eliminar a Falta
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Incluindo o contato auxiliar do disjuntor em uma
das equações de controle SELOGIC (Figura 7), o
valor da equação de controle SELOGIC é falso se o
disjuntor estiver aberto, removendo a corrente dos
cálculos do elemento diferencial. Este recurso
assegura a estabilidade da proteção do barramento.
Ao configurar o sistema de proteção através das
equações de controle SELOGIC e canais normais
de comunicação, o relé envia um sinal de trip para
a extremidade remota do alimentador.
Zona de Verificação (“Check Zone”)
O relé possui a capacidade de configuração de
qualquer uma das zonas, independentemente do
estado das chaves seccionadoras, formando uma
zona de verificação global.
Cada um dos elementos diferenciais fornece o
seguinte:
¾
Atuação rápida para todas as faltas no
barramento
¾
Segurança para faltas externas com elevada
saturação de TCs
¾
Segurança com a diminuição (“subsidence”)
da corrente
¾
Alta sensibilidade para faltas no barramento
¾
Temporização mínima para faltas evolutivas
(de faltas externas para internas)
A Figura 9 mostra o diagrama de blocos de um
dos seis elementos de proteção diferencial.
Proteção Diferencial
O SEL-487B possui seis elementos diferenciais de
corrente independentes. O tempo de operação
para faltas internas é menor do que um ciclo,
incluindo o fechamento do contato de saída de alta
velocidade. A Figura 8 mostra um exemplo de
uma falta interna com a operação do elemento
diferencial.
Figura 9: A Lógica de Detecção de Faltas
Externas Aumenta a Segurança do Elemento
Diferencial
A saturação de TCs é um dos principais fatores a
serem considerados na segurança de um relé. Em
conseqüência da elevada taxa de amostragem, a
lógica de detecção de faltas detecta faltas externas
em menos de 2 ms através da comparação da taxa
de variação das correntes de operação e restrição.
Após a detecção de uma falta externa, o relé passa
a operar num modo de alta segurança, durante o
qual ele seleciona dinamicamente uma inclinação
(“slope”) maior para os elementos diferenciais
(ver Figura 9). A Figura 10 mostra uma falta
externa com elevada saturação do TC, sem a
operação do elemento diferencial.
Figura 8: Operação do Elemento Diferencial em
Menos de Um Ciclo para Faltas Internas
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Proteção de Falha de Disjuntor
O SEL-487B incorpora a função abrangente de
proteção de falha de disjuntor, incluindo retrip,
para cada um dos 18 terminais. Tendo em vista
que algumas aplicações requerem proteção de
falha de disjuntor externo, ajuste o SEL-487B para
falha de disjuntor externo e conecte a entrada de
qualquer relé de falha de disjuntor externo no
SEL-487B; qualquer terminal pode ser ajustado
para proteção de falha de disjuntor interno ou
externo.
Figura 10: O Elemento Diferencial Não Opera
para uma Falta Externa com Elevada Saturação
do TC
Supervisão dos TCs
Para cada zona, elementos diferenciais de corrente
de alta sensibilidade detectam a corrente
diferencial resultante das condições de TCs
abertos ou curto-circuitados. Se a condição
persistir por um tempo maior do que o
especificado pelo usuário, o elemento gera um
alarme. Ajuste o temporizador de alarme para
gerar um alarme e/ou bloquear a zona.
Elementos de Tensão
Os elementos de tensão possuem dois níveis de
elementos de subtensão (27) e sobretensão (59) de
fase e dois níveis de elementos de sobretensão de
seqüência-negativa (59Q) e seqüência-zero (59N),
baseados num grupo de três grandezas de tensões
analógicas. A Tabela 2 apresenta um sumário dos
elementos de tensão.
Figura 11: A Detecção de Fase Aberta Reduz o
Tempo de Coordenação do Esquema de Falha de
Disjuntor.
A lógica de detecção de pólo aberto de alta
velocidade detecta as condições de pólo aberto em
menos de 0,75 ciclo para reduzir os tempos de
coordenação da proteção da função de falha de
disjuntor, conforme mostrado na Figura 11.
Elementos de Sobrecorrente
Escolha entre 10 curvas de sobrecorrente
temporizadas (Tabela 3) para cada uma das 18
entradas de corrente. Cada um dos elementos de
sobrecorrente temporizados controlados por torque
tem duas características de reset. Uma delas reseta
os elementos se a corrente cair abaixo do valor de
pickup e assim permanecer durante um ciclo,
enquanto a outra emula a característica de reset de
um relé com disco de indução eletromecânico.
Cada terminal inclui também elementos de
sobrecorrente instantâneo e tempo-definido. Esses
elementos de sobrecorrente estão resumidos na
Tabela 4.
Tabela 2: Elementos de Tensão
Elemento
Grandeza
Níveis
Subtensão
Fase
Dois níveis
Sobretensão
Fase, seqüência-zero e Dois níveis
seqüência-negativa
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Tabela 3: Curvas de Sobrecorrente Temporizadas
US
IEC
Moderadamente Inversa
Normal Inversa
Inversa
Muito Inversa
Muito Inversa
Extremamente Inversa
Extremamente Inversa
Tempo-Longo Inversa
Tempo-Curto Inversa
Tempo-Curto Inversa
Tabela 4: Elementos de Sobrecorrente por
Terminal
Elemento
Grandeza
Níveis
Sobrecorrente Instantâneo
Fase
Um nível
Sobrecorrente de TempoDefinido
Fase
Um nível
Monitoração do Estado das Chaves
Seccionadoras
A Figura 12 mostra a relação entre os contatos de
abertura e fechamento da chave seccionadora.
Durante a operação de fechamento (“open-toclose”), o contato 89b tem de abrir (a chave
seccionadora está FECHADA) durante a zona de
transição, antes do início do arco do contato
principal. O contato 89a tem de fechar nessa zona
de transição.
Figura 12: Requisitos dos Contatos Auxiliares das Chaves Seccionadoras para a Lógica de Seleção de Zonas;
Não é Necessário Nenhum Chaveamento de TCs
Durante a operação de abertura (“close-to-open”),
o contato 89b tem de fechar durante a zona de
transição, depois da extinção do arco do contato
principal (a chave seccionadora está ABERTA),
conforme mostrado na Figura 12. O contato 89a
tem de abrir nessa zona de transição.
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A Tabela 5 mostra as quatro combinações
possíveis dos contatos auxiliares da chave
seccionadora e como o relé interpreta cada
combinação.
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Tabela 5: Estado da Chave Seccionadora em
Função dos Contatos Auxiliares
89a
89b
Interpretação do Estado da 89
pelo Relé
0
0
fechada
0
1
aberta
1
0
fechada
1
1
fechada
Configurações do Disjuntor de
Interligação
Configure uma das zonas diferenciais como uma
proteção diferencial através do disjuntor de
interligação. Esse arranjo tem as seguintes
vantagens:
¾
Ambas as zonas principais são seguras para
uma falta entre o disjuntor de interligação e o
TC.
¾
Somente uma zona principal gera o trip para
uma falta entre o disjuntor de interligação e o
TC (diferente do caso de ambas as zonas
principais com o arranjo de superposição do
disjuntor de interligação).
As Figura 13, Figura 14 e Figura 15 mostram três
esquemas para o disjuntor de interligação:
¾ Dois TCs configurados em sobreposição
(“overlap”) (Figura 13)
¾ Um único TC com dois núcleos configurados
em sobreposição (“overlap”) (Figura 14)
¾ Dois TCs configurados com um elemento
diferencial através do disjuntor (Figura 15)
Configure qualquer um desses esquemas sem usar
relés auxiliares externos. A Figura 13 e a Figura
14 mostram também o fechamento do disjuntor de
interligação sobre uma falta existente, F1. O Relé
SEL-487B inclui a lógica do disjuntor de
interligação para evitar a perda de ambas as zonas
para essa falta.
Figura 15: Dois TCs Configurados para Conexão
de um Elemento Diferencial Através do Disjuntor
Seis Grupos de Ajustes Independentes
Aumentam a Flexibilidade de Operação
O relé armazena seis grupos de ajustes. Selecione
o grupo ativo através de uma entrada de controle,
comando ou outras condições programáveis. Use
esses grupos de ajuste para cobrir uma ampla faixa
de contingências de proteção e controle.
Figura 13: Dois TCs Configurados em “Overlap”
Os grupos de ajustes selecionáveis tornam o Relé
SEL-487B ideal para aplicações que necessitem
alterações freqüentes de ajustes e para adaptar a
proteção às alterações das condições do sistema.
Ao selecionar um grupo, também são selecionados
os ajustes das lógicas. Programe a lógica do grupo
para adaptar os ajustes às diferentes condições de
operação tais como manutenção da subestação,
operações sazonais e contingências de emergência.
Figura 14: Um Único TC com Dois Núcleos
Configurados em “Overlap”
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Aplicações
A Figura 16 mostra uma subestação com seções
de barra dupla e disjuntor de interligação de
barras. Use um único SEL-487B para esta
aplicação.
Em subestações com configuração do barramento
do tipo disjuntor e meio e seis ou menos conexões
para cada barramento, use um SEL-487B para
cada barramento conforme mostrado na Figura 17.
Figura 16: Um Único SEL-487B Protegendo Seções de Barra Dupla com Disjuntor de Interligação de Barras
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Figura 17: Dois Relés SEL-487B Protegendo os Dois Barramentos numa Configuração do Barramento do
Tipo Disjuntor e Meio
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Em subestações com 7 a 18 terminais (Figura 18),
use três Relés SEL-487B separados e execute a
fiação das entradas analógicas de corrente das
fases A, B e C separadamente em cada relé. Dessa
forma, cada uma das 18 entradas de corrente
analógicas de cada relé mede somente 1 fase, com
6 zonas de proteção dedicadas disponíveis. Cada
relé opera de forma independente; a única
comunicação entre os relés é a tecnologia de
comunicação MIRRORED BITS® e o IRIG-B. Nesta
aplicação, o operador tem completa flexibilidade,
pois qualquer chave seccionadora pode ser
fechada a qualquer instante sem comprometer a
proteção do barramento. Isso é possível pois o relé
computa dinamicamente a réplica das conexões da
subestação através do algoritmo patenteado de
seleção de zonas.
A Figura 18 mostra um layout de barramento com
2 barramentos principais e uma barra de
transferência, 1 disjuntor de acoplamento de barras
e 17 terminais.
Figura 18: Três Relés SEL-487B Protegendo 2 Barramentos Principais e um Barramento de Transferência, 1
Disjuntor de Acoplamento de Barras e 17 Terminais
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Otimize o seu SEL-487B protegendo ambos os
barramentos de AT e BT com três relés. A Figura
19 mostra dois barramentos de AT e dois
barramentos de BT. Usando quatro zonas para os
quatro barramentos (dois AT e dois BT), ainda
deixa duas zonas disponíveis que podem ser
configuradas como zonas de verificação global,
uma para o barramento de AT e uma para o
barramento de BT.
Figura 19: Três Relés SEL-487B Protegendo Ambos os Barramentos de AT e BT
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Automação, Comunicação e Sincronização de
Tempo
Sincronização de Tempo
Para sincronizar os relés numa aplicação com três
relés, use os conectores exclusivos IRIG-B IN e
OUT, instalados em cada relé para o sinal IRIG-B.
Consultando as conexões para uma Fonte Externa
na Figura 20, conecte o sinal do IRIG-B ao
conector IN do Relé A para atualizar o horário.
Conecte o conector OUT do Relé A ao conector
IN do Relé B para atualizar o horário do Relé B.
Uma conexão similar entre o Relé B e o Relé C
atualiza o horário do Relé C. Na ausência de um
sinal externo IRIG-B, conecte os relés conforme
mostrado nas conexões para uma Fonte Interna na
Figura 20. Conectados dessa maneira, o Relé B e
o Relé C estão sincronizados com o relógio
interno do Relé A. Os relatórios de evento que
forem gerados por esses diferentes relés têm as
estampas de tempo registradas com precisão
dentro da faixa de 10 µs um do outro.
Automação
Recursos de Integração e
Lógicas de Controle Flexíveis
Use a lógica de controle do SEL-487B para
substituir o seguinte:
¾
As tradicionais chaves do painel de controle
¾
A fiação entre o relé e a Unidade Terminal
Remota (UTR)
¾
Os tradicionais relés de selo biestáveis
(“latching relays”)
¾
As tradicionais lâmpadas de sinalização do
painel
Elimine as tradicionais chaves de controle do
painel, substituindo-as por 32 pontos de controle
local. Ajuste, apague ou ative os pontos de
controle local através do display e dos botões de
pressão do painel frontal. Programe os pontos de
controle local para implementar seu esquema de
controle através das equações de controle
SELOGIC. Use os mesmos pontos de controle local
para funções como “retirar um terminal de serviço
para testes”.
Elimine a fiação entre o relé e a UTR através de
96 pontos de controle remoto. Ajuste, apague ou
ative os pontos de controle remoto via comandos
da porta serial. Incorpore os pontos de controle
remoto ao seu esquema de controle através das
equações de controle SELOGIC. Use os pontos de
controle remoto para operações de controle do tipo
SCADA (ex.: abertura, seleção do grupo de
ajustes).
Figura 20: Sincronização dos Tempos dos Relés
SEL-487B Com ou Sem uma Fonte de
Sincronização de Tempo Externa
Data Sheet SEL-487B
Substitua os tradicionais relés de selo biestáveis,
usados em funções como “habilitar o controle
remoto”, por 32 pontos de controle de selo.
Programe as condições de selo e de reset do selo
com as equações de controle SELOGIC. Ative ou
desative os pontos de controle de selo através das
entradas de controle, pontos de controle remoto,
pontos de controle local, ou qualquer condição
lógica programável. O relé mantém o estado dos
pontos de controle biestáveis quando é energizado
após um período de interrupção de energia.
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15
Substitua as tradicionais chaves e lâmpadas de
sinalização do painel por 16 LEDs de sinalização
que requerem reset e 8 botões de pressão
programáveis com LEDs. Defina mensagens
personalizadas para reportar as condições do relé
ou do sistema de potência no LCD. Controle quais
as mensagens a serem exibidas via equações de
controle SELOGIC, conduzindo a tela do LCD
através de qualquer ponto lógico do relé.
Equações de Controle SELOGIC
com Recursos Expandidos e “Apelidos”
As equações de controle SELOGIC expandidas
(Tabela 6) colocam a lógica do relé nas mãos do
engenheiro de proteção. Especifique as entradas
do relé para se adaptarem a sua aplicação,
combine logicamente os elementos selecionados
do relé para várias funções de controle e designe
as saídas para suas funções lógicas. Programar as
equações de controle SELOGIC consiste em
combinar os elementos, entradas e saídas do relé
através dos operadores das equações de controle
SELOGIC. Qualquer uma das variáveis internas do
relé (“Relay Word bits”) pode ser usada nessas
equações. Para aplicações complexas ou
exclusivas, essas funções das equações de controle
SELOGIC
expandidas
propiciam
maior
flexibilidade. Acrescente funções de controle
Tabela 6:
programáveis aos seus sistemas de proteção e
automação. Novas funções e recursos possibilitam
o uso de valores analógicos no estabelecimento de
uma lógica condicional. Use o novo recurso de
designação de apelidos (“aliases”) para determinar
nomes mais significativos para as variáveis do
relé. Isso facilita a leitura da programação
personalizada. Use até 200 apelidos para renomear
qualquer grandeza digital ou analógica. A seguir,
um exemplo de possíveis aplicações das equações
de controle SELOGIC usando os apelidos:
=>>SET T <Enter>
1: PMV01,THETA
(designe o apelido “THETA” para a variável
matemática PMV01)
2: PMV02,TAN
(designe o apelido “TAN” para a variável
matemática PMV02)
=>>SET L <Enter>
1: # CALCULATE THE TANGENT OF
THETA
2: TAN:=SIN(THETA)/COS(THETA)
(use os apelidos na equação)
Operadores das Equações de Controle Expandidas SELOGIC
Tipo de Operador
Operadores
Comentários
Disparo por Mudança
de Estado
R_TRIG, F_TRIG
Opera com a mudança do estado de uma
função interna.
Funções Matemáticas
SQRT, LN, EXP, COS, SIN, ABS, Combine essas funções para calcular outras
ACOS, ASIN, CEIL, FLOOR, LOG funções trigonométricas, isto é,
TAN: = SIN(THETA)/COS(THETA).
Aritmética
*, /, +, -
Utiliza as funções matemáticas tradicionais
para grandezas analógicas em uma equação
facilmente programável.
Comparação
<, >, <=, >=, =, < >
Compara os valores das grandezas analógicas
com valores limites predefinidos, ou compara
uns com os outros.
Booleana
AND, OR, NOT
Combina as variáveis e inverte o estado das
variáveis.
Controle de Precedência ( )
Possibilita até 14 arranjos de parênteses.
Comentário
Fornece fácil documentação da lógica de
proteção e controle.
Data Sheet SEL-487B
#
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16
Software ACSELERATOR QuickSet
SEL-5030
Use o Software ACSELERATOR® QuickSet
SEL-5030
para
desenvolver
ajustes
e
configurações de barramento off-line. O sistema
verifica automaticamente os ajustes interrelacionados e ilumina os ajustes que estiverem
“fora da faixa”. Os ajustes criados off-line podem
ser transferidos usando um link de comunicação
via PC com o SEL-487B. O relé converte os
relatórios de evento em oscilogramas, incluindo
diagramas fasoriais e atuação dos elementos com
coordenação de tempo. A interface do
ACSELERATOR QuickSet suporta os sistemas
operacionais Windows® 95, 98, 2000, XP, ME e
Windows NT®.
Comunicação MIRRORED BITS
digital bidirecional entre relés. A Figura 21
mostra dois Relés SEL-487B com a tecnologia de
comunicação MIRRORED BITS, usando os
Transceptores de Fibra Óptica SEL-2815. No
SEL-487B, a comunicação MIRRORED BITS pode
operar simultaneamente em quaisquer duas portas
seriais. Essa tecnologia de comunicação digital
bidirecional cria saídas adicionais (MIRRORED
BITS transmitidos) e entradas adicionais
(MIRRORED BITS recebidos) para cada porta serial
operando no modo de comunicação MIRRORED
BITS.
As informações transmitidas podem incluir dados
digitais, analógicos e virtuais dos terminais. O
terminal virtual possibilita o acesso do operador
aos relés remotos através do relé local. Esse
protocolo MIRRORED BITS pode ser usado para
transmitir informações entre as subestações,
melhorando a coordenação e obtendo tempos de
abertura mais rápidos.
A tecnologia de comunicação MIRRORED BITS,
patenteada pela SEL, possibilita a comunicação
Figura 21: A Comunicação Integrada Propicia Proteção, Monitoração e Controle Confiáveis, Assim como o
Acesso em um Terminal a Ambos os Relés Através de uma Conexão
Recursos para Comunicação
O SEL-487B oferece os seguintes recursos para
comunicação:
¾ Quatro portas seriais EIA-232 independentes.
¾ Acesso total às informações do histórico de
eventos, estado do relé e da medição a partir
das portas de comunicação.
¾ Alteração dos ajustes e do grupo de ajustes
com controle através de password.
Data Sheet SEL-487B
¾
Recursos para interface com o sistema
SCADA, incluindo FTP, IEC 61850, DNP3
LAN/WAN (via cartão Ethernet opcional,
montado internamente), e DNP 3.00 Nível 2
Escravo (via porta serial).
O relé não requer software especial de
comunicação. Necessita-se apenas de terminais
ASCII, terminais de impressão ou um computador
com emulação para terminal e uma porta serial de
comunicação. A Tabela 7 apresenta uma sinopse
dos protocolos de comunicação do SEL-487B.
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17
Cartão Ethernet
O SEL-487B incorpora os recursos de
comunicação Ethernet via cartão Ethernet
opcional. Esse cartão é instalado diretamente no
relé. Use as aplicações Telnet para facilidade na
comunicação dos terminais com relés SEL e
outros dispositivos. Efetue a transferência de
dados em alta velocidade (10 Mbps ou 100 Mbps)
para o carregamento rápido dos arquivos. O cartão
Ethernet comunica-se através de aplicações FTP
para facilitar e agilizar a transferência de arquivos.
Escolha as opções dos meios de conexão da
Ethernet para as conexões principal e standby:
¾ Rede tipo 10/100BASE-T (Par trançado)
¾ Rede tipo 10BASE-FL (Fibra óptica)
¾ Rede tipo 100BASE FX (Fibra óptica)
Efetue comunicações através das mensagens
GOOSE e Nós Lógicos (“Logical Nodes”) via IEC
61850, ou DNP3 LAN/WAN.
A opção DNP3 LAN/WAN provê o SEL-487B
com funcionalidade DNP3 Nível 2 escravo para
uso via Ethernet. Mapas de dados DNP3
personalizados podem ser configurados para uso
com DNP3 mestres específicos.
Comunicação IEC 61850 via Ethernet
O protocolo de comunicação IEC 61850 via
Ethernet propicia interoperabilidade entre os
dispositivos inteligentes de uma subestação.
Usando o IEC 61850, os Nós Lógicos possibilitam
uma padronização das interconexões dos
dispositivos inteligentes de diferentes fabricantes
para monitoração e controle da subestação.
Reduza a fiação entre dispositivos de diferentes
fabricantes e simplifique a lógica de operação
usando o IEC 61850. Elimine as Unidades
Terminais Remotas (UTRs) do sistema efetuando
a transferência dos dados das informações de
monitoração e controle provenientes dos
dispositivos inteligentes diretamente para os
dispositivos “clientes” do sistema SCADA
remoto.
O SEL-487B pode ser adquirido com o protocolo IEC
61850 incorporado, operando na rede Ethernet 100
Mbps. Use o protocolo IEC 61850 via Ethernet para
funções de monitoração e controle do relé, incluindo:
¾
Até 24 mensagens GOOSE de entrada. As
mensagens GOOSE de entrada podem ser usadas
Data Sheet SEL-487B
para comandar até 128 bits de controle do relé
com latência <3 ms entre os dispositivos. Essas
mensagens fornecem entradas de controle
binárias para o relé para monitoração e funções
de controle e proteção de alta velocidade.
¾
Até 8 mensagens GOOSE de saída. As
mensagens GOOSE de saída podem ser
configuradas para dados analógicos ou lógica
Booleana. Os dados da lógica Booleana são
fornecidos com latência <3 ms entre os
dispositivos. Use as mensagens GOOSE de saída
para monitoração e controle em alta velocidade
de disjuntores, chaves e outros dispositivos
externos.
¾
Servidor de Dados do IEC 61850. O SEL-487B
equipado com o protocolo IEC 61850
incorporado, operando via Ethernet, fornece os
dados de acordo com os objetos dos nós lógicos
predefinidos. Até seis associações de “clientes”
simultâneos são suportadas por cada relé. Relay
Word bits relevantes e aplicáveis são
disponibilizados nos dados dos nós lógicos, de
forma que os estados dos elementos, entradas e
saídas do relé, ou equações SELOGIC, podem ser
monitorados através do servidor de dados do
IEC 61850 fornecido com o relé.
Use o software ACSELERATOR Architect SEL-5032
para gerenciar e configurar os dados dos nós lógicos
de todos os dispositivos com IEC 61850 conectados à
rede. Esse software baseado no Microsoft Windows
propicia telas de fácil utilização para identificação e
associação dos dados entre os nós lógicos da rede IEC
61850, usando os arquivos CID (“Configured IED
Description”) em conformidade com IEC 61850. Os
arquivos CID são usados pelo software ACSELERATOR
Architect para descrever os dados que serão
fornecidos pelos nós lógicos do IEC 61850 de cada
relé.
Telnet e FTP
Adquira o SEL-487B com cartão de comunicação
Ethernet e use os protocolos incorporados Telnet e
FTP (“File Transfer Protocol”), que são
padronizados e fornecidos juntamente com o
cartão de comunicação Ethernet para melhorar o
sistema de comunicação do relé. Use o Telnet para
acessar remotamente os ajustes, relatórios de
evento e medição do relé através da interface
ASCII. Transfira os arquivos dos ajustes para o
relé, e do relé, via porta Ethernet de alta
velocidade, usando o FTP.
Schweitzer Engineering Laboratories
18
Tabela 7:
Protocolos Abertos de Comunicação
Tipo
Descrição
ASCII
Comandos em linguagem simples para comunicação homem-máquina. Use para
medição, ajustes, estado da autodiagnose, relatórios de evento e outras funções.
ASCII Comprimido
(“Compressed ASCII”)
Relatórios de dados em caracteres ASCII delimitados por vírgula. Permite a um
dispositivo externo obter dados do relé em um formato apropriado que importa
diretamente para um programa de base de dados e planilha eletrônica. Os dados são
protegidos por verificação de soma (“checksum”).
“Extended SEL Fast
Meter”, “SEL Fast
Operate” e “SEL Fast
SER”
Protocolo binário para comunicação máquina-máquina. Atualiza rapidamente os
processadores de comunicação SEL, RTUs e outros dispositivos da subestação com
informações de medição, estados dos elementos, entradas e saídas do relé, estampas
de tempo (“time-tags”), comandos de abrir e fechar, e sumários dos relatórios de
evento. Os dados são protegidos por verificação de soma.
YModem
Suporte para leitura dos arquivos de eventos, ajustes e oscilografia.
DNP 3.00 Nível 2
Escravo Opcional
(“DNP3 Level 2 Slave”)
Protocolo de Rede Distribuída com remapeamento de pontos. Inclui acesso aos dados
de medição, elementos de proteção, contatos I/O, sinalizações, SER, relatórios dos
sumários de eventos do relé e grupos de ajuste.
MIRRORED BITS
Protocolo SEL para troca de informações digitais e analógicas entre os relés SEL e
para uso como conexão de terminal de baixa velocidade.
Telnet e FTP Opcional
Disponível com o cartão Ethernet opcional. Use Telnet para estabelecer uma conexão
terminal-relé através da Ethernet. Use FTP para transferir arquivos para o relé, e do
relé, através da Ethernet.
IEC 61850
Norma internacional, baseada na Ethernet, para interoperabilidade entre dispositivos
inteligentes de uma subestação.
Recursos Adicionais
Display do Painel Frontal
Uma visão de perto do painel frontal do Relé SEL487B está mostrada na Figura 22 e Figura 23. O
painel frontal inclui a tela do LCD de 128 x 128
pixels (76,2 mm x 76,2 mm ou 3" x 3"), 18 LEDs
de sinalização e 8 botões de pressão para controle
direto das ações com LEDs de sinalização das
funções de controle local. As identificações dos
botões de pressão e das sinalizações podem ser
personalizadas pelo usuário usando as etiquetas
tipo “slide-in”, cuja substituição é extremamente
fácil.
Data Sheet SEL-487B
Figura 22: Botões de Pressão e Display do Painel
Frontal
Schweitzer Engineering Laboratories
19
Figura 23: Etiquetas Configuráveis, Controles e
Sinalizações Programáveis para Aplicações
Personalizadas
O display de cristal líquido (LCD) exibe as
informações dos eventos, medição, ajustes e
estado da autodiagnose do relé. O LCD é
controlado pelos botões de pressão de navegação
(Figura 22), mensagens automáticas geradas pelo
relé e pontos do display programáveis pelo
usuário. O display circular faz a varredura
procurando por qualquer ponto ativo do display
(que não esteja “em branco”). Se não houver
nenhum ponto ativo, o relé faz a varredura através
dos displays das grandezas diferenciais de
operação e restrição, dos terminais de cada zona
habilitada e dos valores primários de tensão e
corrente. Cada tela de exibição permanece por 5
segundos antes que a varredura continue. Qualquer
mensagem gerada pelo relé em função de uma
condição de alarme tem precedência sobre o
display circular.
LEDs de Sinalização de Estado e Trip
O SEL-487B possui 24 LEDs programáveis para
indicação de estado e trip, assim como 8 botões de
pressão programáveis para controle de ações
diretas no painel frontal. Essas sinalizações são
mostradas na Figura 23 e detalhadas na Tabela 8.
Tabela 8: Descrição dos LEDs de Sinalização
Default de Fábrica
LEDs
Função
87 (DIFF)
Trip do elemento diferencial
BKR FAIL
Trip da proteção de falha de
disjuntor
ZONE 1
A falta estava na Zona 1
ZONE 2
A falta estava na Zona 2
ZONE 3
A falta estava na Zona 3
ZONE 4
A falta estava na Zona 4
ZONE 5
A falta estava na Zona 5
ZONE 6
A falta estava na Zona 6
Data Sheet SEL-487B
LEDs
Função
50
Trip do elemento de
sobrecorrente instantâneo
51
Trip do elemento de
sobrecorrente temporizado
CT ALARM
Alarme do transformador de
corrente
87 BLOCKED
Elemento diferencial
bloqueado
TOS
Qualquer terminal fora de
serviço
89 IN PROG
Operação da chave
seccionadora em andamento
89 ALARM
A chave seccionadora falhou
para completar a operação
PT ALARM
Alarme do transformador de
potencial
Etiquetas Configuráveis do Painel
Frontal
Personalize o painel frontal do SEL-487B para
atender às suas necessidades. Use as equações de
controle SELOGIC e as etiquetas configuráveis tipo
“slide-in” do painel frontal para alterar a função e
a identificação dos LEDs de sinalização, botões de
pressão de controle do operador e LEDs dos
botões de pressão. O conjunto de etiquetas em
branco tipo “slide-in” é fornecido com o SEL487B. As funções são facilmente configuráveis
através do software ACSELERATOR QuickSet. As
etiquetas podem ser impressas numa impressora a
laser usando os modelos fornecidos com o relé ou
escritas à mão nas etiquetas em branco fornecidas
com o relé.
Entradas e Saídas de Controle
O modelo básico do SEL-487B (somente placa
principal) possui cinco entradas independentes e
duas comuns, e cinco saídas padrão Tipo A e três
saídas padrão Tipo C, conforme detalhado na
Figura 24.
Figura 24: Contatos de Saída Tipo A e Tipo C
Schweitzer Engineering Laboratories
20
Acrescente até quatro placas de interface com as
seguintes entradas/saídas (I/O) adicionais por
placa de interface:
¾ 6 entradas independentes
¾ 18 entradas comuns (em 2 grupos de 9)
¾ 6 saídas Tipo A de alta velocidade para
interrupção de correntes elevadas
¾ 2 contatos de saída padrão Tipo A
O relé é disponibilizado nos chassis 9U ou 7U. O
chassis 9U suporta até quatro placas de interface
INT4; a opção do chassis 7U suporta até duas
placas de interface INT4. Especifique as entradas
de controle para estado dos contatos auxiliares das
chaves seccionadoras e para estado dos contatos
auxiliares dos disjuntores. Ajuste separadamente o
tempo de repique (“debounce”) das entradas para
cada entrada ou como um grupo. Cada saída de
controle é programável através das equações de
controle SELOGIC.
Monitoração e Medição
Acesse várias informações importantes no relé
através das funções de medição. As grandezas
medidas incluem os ângulos e as magnitudes das
correntes e tensões primárias e secundárias
fundamentais de cada terminal. As grandezas
secundárias também incluem a relação dos TPs e a
relação dos TCs de cada terminal. As informações
das zonas mostram as magnitudes e os ângulos das
correntes e tensões primárias de cada terminal e
também incluem a polaridade de cada TC e as
zonas das barras de cada uma das zonas de
proteção da subestação. As mesmas informações
referentes às grandezas secundárias são
disponibilizadas e incluem a relação e a polaridade
dos TCs. A medição do diferencial mostra as
correntes de operação e restrição de cada zona
bem como a corrente de referência.
Tabela 9: Recursos Flexíveis de Medição e
Ampla Tela do Display Eliminam a
Necessidade de Instrumentos no Painel
Recursos
Descrição
V01, V02, V03
Magnitude e ângulo da tensão de
fase fundamental em valores
primários e secundários
I01, I02,...,I18
Magnitude e ângulo da corrente de
fase fundamental em valores
primários e secundários
I0P, IRT, IREF
Correntes de operação e restrição
para cada zona e corrente de
referência
Zonas das
Barras da Zona
de Proteção n
Nomes das zonas das barras da
Zona de Proteção n
(onde n = 1 a 6)
PTR, CTR
Relação do TP e relação do TC
para cada Terminal
POL
Polaridade de cada TC
Data Sheet SEL-487B
Relatórios de Evento
e Registrador Seqüencial de Eventos
(SER)
Os recursos dos Relatórios de Evento
(oscilografia) e do Registrador Seqüencial de
Eventos (“Sequential Events Recorder” – SER)
simplificam a análise pós-falta e melhoram a
compreensão das operações de esquemas de
proteção simples e complexos. Eles também
ajudam nos testes e na solução de problemas dos
ajustes do relé e dos esquemas de proteção.
Oscilografia e Relatórios de Evento
Em resposta aos ajustes dos disparos (“triggers”)
internos ou externos selecionados pelo usuário, as
informações de tensão, corrente e estado dos
elementos contidas em cada relatório de evento
confirmam o desempenho do relé, do esquema e
do sistema para cada falta. O relé armazena até 20
eventos com duração de 15 ciclos, a uma taxa de
24 amostras por ciclo. Os relatórios são
armazenados em memória não volátil. Os ajustes
operacionais do relé no instante do evento são
anexados em cada relatório de evento.
Cada SEL-487B fornece relatórios de evento para
serem analisados através de softwares tal como o
SEL-5601 Analytic Assistant. Para subestações
com mais de seis terminais, a proteção do
barramento requer três Relés SEL-487B. Para
faltas polifásicas numa aplicação com três relés,
precisamos dos relatórios de evento dos diversos
relés para efetuar a análise pós-falta. Com o
software SEL-5601, você pode exibir os eventos
de até três relés diferentes em uma janela,
tornando a análise da falta mais fácil e mais
consistente. Tendo em vista que as estampas de
tempo dos eventos dos diversos relés estão
associadas aos respectivos relógios individuais,
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21
certifique-se de sincronizar os três Relés SEL487B (ver Figura 20). A Figura 25 mostra a tela
do software SEL-5601 com três eventos
selecionados.
¾
Data e hora do evento
¾
Tipo do evento
¾
Número do evento
¾
Fonte de sincronização de tempo
¾
Grupo de ajustes ativo
¾
Sinalizações ocorridas durante a falta
¾
Magnitudes e ângulos das correntes de cada
terminal
¾
Magnitudes e ângulos das tensões
¾
Terminais onde houve trip para esta falta
¾
Zonas das barras da Zona de Proteção n
(n = 1 – 6)
Com um ajuste apropriado, o relé envia
automaticamente um Sumário do Evento em texto
ASCII, para uma ou mais portas seriais, cada vez
que houver o disparo de um relatório de evento.
Figura 25: Tela do Software Após a Leitura de um
Evento a Partir de Três Relés Diferentes
Selecione as informações de interesse de cada
evento e combine essa seleção em uma única
janela. A Figura 26 apresenta, em uma janela, a
combinação da corrente da fase A (Relé 1),
corrente da fase B (Relé 2) e corrente da fase C
(Relé 3) do disjuntor de interligação.
Registrador Seqüencial de Eventos
(SER)
Use este recurso para obter uma ampla perspectiva
da operação dos elementos do relé. Os itens que
disparam uma entrada do SER são selecionáveis e
podem incluir até 250 pontos de monitoração tais
como mudança de estado das entradas/saídas e
pickup/dropout dos elementos. O SER do relé
armazena os últimos 1.000 eventos.
Monitoração das Baterias da
Subestação para Garantia
de Qualidade da Alimentação DC
Figura 26: Informações Provenientes de Três
Relés Combinadas em uma Única Janela
Sumários dos Eventos
Cada vez que o relé gera um relatório de evento
padrão, ele também gera um Sumário do Evento
correspondente, que é uma descrição concisa de
um evento, incluindo as seguintes informações:
¾ Identificação do relé/terminal
Data Sheet SEL-487B
O SEL-487B mede e reporta a tensão das baterias
da subestação para um sistema de baterias. O relé
fornece alarme, controle e detecção dual de terra
para uma bateria e carregador. O monitor de
baterias inclui valores limites para advertência e
alarme que podem ser monitorados através do
Processador de Comunicações SEL-2030 para
gerar mensagens, efetuar chamadas telefônicas ou
outras ações. A tensão DC medida é exibida no
display METER via porta serial de comunicação,
no LCD e no Relatório de Evento. Use os dados
do relatório de evento para obter uma tela com a
oscilografia da tensão das baterias. Monitore a
queda da tensão das baterias da subestação durante
o trip, fechamento e outras operações de controle.
Schweitzer Engineering Laboratories
22
Guia para Especificação
O relé microprocessado deverá possuir funções de
proteção, monitoração, controle e automação.
Deverão também ser incluídas as funções de
autodiagnose do relé. Os requisitos específicos são
os seguintes:
¾
Proteção de Sobrecorrente. O relé deverá
possuir ambos os elementos de sobrecorrente
instantâneo e temporizado para cada uma das
18 entradas de corrente. Deverá possuir
capacidade de controle de torque para os
elementos de sobrecorrente de tempo-inverso.
¾
¾ Elemento Direcional. O relé deverá incluir
elementos direcionais comparadores de fase
para cada zona.
Elementos de Tensão. O relé deverá incluir
três elementos de subtensão e sobretensão de
fase, bem como elementos de sobretensão de
seqüência-zero e seqüência-negativa.
¾
¾ Zona de Verificação (“Check Zone”). O
relé deverá possuir a capacidade de configurar
qualquer uma das zonas diferenciais como
uma zona de verificação global.
Proteção no Final da Zona (“End-Zone”).
O relé deverá possuir a capacidade de
propiciar proteção para uma falta entre o
disjuntor aberto e o TC.
¾
Faltas Externas. O relé deverá detectar uma
falta externa e passar a operar no modo de alta
segurança, mas não deve bloquear a proteção
diferencial em nenhuma situação.
¾
Réplica Dinâmica do Barramento. O relé
deverá, sem relés auxiliares, usar os contatos
das chaves seccionadoras para criar uma
réplica da conexão do barramento, com o
objetivo de designar as correntes dos
terminais para os elementos diferenciais
apropriados.
¾
Chaveamento do Transformador de
Corrente. Nenhum chaveamento de TCs
deverá ser permitido.
¾
Monitor das Chaves Seccionadoras. O relé
deverá incluir uma lógica de monitoração das
operações de abertura e fechamento de até 48
chaves seccionadoras (isoladoras) e fornecer
alarmes individuais para cada uma delas.
¾
Lógica de Segurança do Disjuntor de
Interligação. O relé deverá incluir uma
lógica para garantir a segurança da zona “sem
falta” quando o disjuntor de interligação for
fechado sobre uma falta.
¾
Configuração do Disjuntor de Interligação.
O relé deverá, sem nenhuma fiação adicional,
permitir que o disjuntor de acoplamento seja
configurado em qualquer uma das seguintes
configurações: um TC de um lado em
superposição (“overlap”), TCs em ambos os
lados em superposição, ou TCs em ambos os
lados configurados para conexão de um
elemento diferencial através do disjuntor.
¾ Proteção Diferencial. O relé deverá possuir
seis elementos diferenciais de corrente de
baixa impedância.
¾ Entradas Analógicas. O relé deverá aceitar
18 entradas de corrente e 3 entradas de tensão.
¾ Entradas do Transformador de Corrente.
O relé deverá aceitar TCs de classes
diferentes e com relações diferentes de até 10
vezes. As grandezas de medição deverão ser
efetuadas numa base de fase segregada e não
a partir do somatório dos TCs.
¾ Requisitos Mínimos dos TCs. O relé requer
TCs primários que possam reproduzir a
corrente primária sem saturação por pelo
menos 2 ms após o início de uma falta
externa.
¾ Alarme do Transformador de Corrente. O
relé deverá incluir um elemento em cada zona
para detecção das condições de TC aberto ou
curto-circuitado.
¾ Entradas Digitais. Com todas as placas de
interface opcionais instaladas, o relé deverá
aceitar um total de 103 entradas e fornecer 40
contatos de saída.
¾ Saídas. O relé deverá possuir 40 saídas das
quais 18 têm de ser próprias para interrupção
de correntes elevadas.
¾ Proteção de Falha do Disjuntor. O relé
deverá incluir a função de proteção de falha
de disjuntor interno com funções de retrip
para cada um dos terminais, mas deverá
também ser selecionável para aceitar a
proteção de falha de disjuntor externo.
Data Sheet SEL-487B
Schweitzer Engineering Laboratories
23
¾ Relés Auxiliares. O relé não deverá precisar
de relés auxiliares. Todas as configurações e
lógicas deverão ser efetuadas através do
software do relé.
¾
Terminais de Comunicação. O relé deverá
permitir a comunicação a partir de qualquer
terminal ASCII, sem software proprietário.
¾
IRIG-B. O relé deverá incluir uma porta de
interface para entrada do sinal demodulado de
sincronização de tempo IRIG-B. Os relés
deverão gerar um sinal de sincronização de
tempo para fornecer um sinal de
sincronização para outros relés.
¾
Meio Ambiente.
O relé deverá ser
apropriado para operar continuamente em
temperaturas na faixa de –40ºC até +85ºC.
¾ Relatórios de Evento.
O relé deverá
armazenar em memória não volátil pelo
menos dez relatórios de evento com duração
de 30 ciclos, registrados com uma taxa de
amostragem de 24 amostras por ciclo.
¾ Registrador Seqüencial de Eventos. O relé
deverá incluir um Registrador Seqüencial de
Eventos (SER) que armazene as últimas 1.000
entradas de, pelo menos, 250 pontos
monitorados.
¾ Monitor das Baterias da Subestação. O relé
deverá medir e registrar a tensão das baterias
da subestação e propiciar detecção de terra
dual. Deverá possuir dois conjuntos
selecionáveis de parâmetros limite para as
funções de alarme e controle.
¾ Comunicação Digital Entre Relés. O relé
deverá transmitir e receber elementos lógicos,
bem como os dados dos terminais analógicos
e virtuais, através de cada uma das duas
portas de comunicação dedicadas para
comunicação entre relés.
¾ Comunicação IEC 61850 via Ethernet. O
relé deverá propiciar a comunicação em
conformidade com o protocolo IEC 61850. A
capacidade do IEC 61850 deverá incluir a
transmissão de mensagens GOOSE e pontos
dos dados dos nós lógicos definidos.
¾ Automação. O relé deverá possuir 32 chaves
de controle local, 96 chaves de controle
remoto, 32 chaves biestáveis (de selo) e
mensagens programáveis no display em
conjunto com o display local do painel do
relé. O relé deverá ser capaz de exibir
mensagens personalizadas.
¾ Lógica do Relé. O relé deverá incluir
funções lógicas programáveis para uma
grande variedade de esquemas de proteção,
monitoração e controle configuráveis pelo
usuário. A lógica deverá ter capacidade de
usar os elementos do relé, funções
matemáticas, funções de comparação e
funções da lógica Booleana.
Data Sheet SEL-487B
Schweitzer Engineering Laboratories
24
Diagramas dos Painéis Frontal e Traseiro
Figura 27: Diagrama do Painel Frontal, Chassis 9U, Opção para Montagem em Painel Mostrando o Painel
Frontal com LCD, Botões de Pressão para Navegação, LEDs, Reset e Botões de Pressão Programáveis
Data Sheet SEL-487B
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25
Figura 28: Diagrama do Painel Traseiro do SEL-487B, Chassis 9U, com Quatro Placas de Interface INT4
Data Sheet SEL-487B
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26
Figura 29: Diagrama do Painel Traseiro do SEL-487B, Chassis 7U, com Duas Placas de Interface INT4
Data Sheet SEL-487B
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27
Dimensões do Relé
Figura 30: Dimensões dos Modelos para Montagem em Rack e em Painel
Data Sheet SEL-487B
Schweitzer Engineering Laboratories
28
Especificações
Especificações Gerais
Placa Principal:
Placas de Interface:
Fonte de Alimentação
Opção:
Faixa DC:
Carga DC:
Faixa AC:
Carga AC:
Freqüência Nominal:
Faixa:
Opção:
Faixa DC:
Carga DC:
Faixa AC:
Carga AC:
Freqüência Nominal:
Faixa:
Opção:
Faixa DC:
Carga DC:
125/250 Vdc ou 120/230 Vac
85 – 300 Vdc
< 35 W
85 – 264 Vac
< 180 VA @ fp = 0,2
50/60 Hz
30 – 120 Hz
48/125 Vdc ou 120 Vac
38 – 140 Vdc
< 35 W
85 – 140 Vac
< 170 VA @ fp = 0,2
50/60 Hz
30 – 120 Hz
24/48 Vdc
18 – 60 Vdc
< 35 W
Temperatura de Operação
-40° a +85°C (-40° a +185°F)
Nota: O contraste do LCD fica prejudicado para temperaturas
abaixo de -20°C e acima de +70ºC.
Umidade
5% a 95% sem condensação
Peso (Máximo)
Unidade Rack 9U:
Unidade Rack 7U:
19,1 kg (42 lbs)
16,1 kg (35 lbs)
Entradas de Corrente AC
(Circuitos Secundários)
Nota: Os transformadores de corrente são Categoria de
Medição II
5 A Nominal
Burden:
1 A Nominal
Burden:
15 A contínuos,
linear até 100 A simétricos
500 A por 1 segundo,
1.250 A por 1 ciclo
0,27 VA @ 5 A
2,51 VA @ 15 A
3 A contínuos,
linear até 20 A simétricos,
100 A por 1 segundo,
250 A por 1 ciclo
0,13 VA @ 1 A
1,31 VA @ 3 A
Entradas de Tensão AC
300 V contínuos nos terminais
(conecte qualquer tensão até 300 Vac)
600 Vac por 10 segundos
Burden:
Saídas de Controle
Padrão:
Fechamento:
Carregamento:
30 A
6 A contínuos @ 70ºC
4 A contínuos @ 85ºC
Nominal p/ 1 s:
50 A
Proteção MOV
(tensão máxima):
250 Vac, 330 Vdc
Tempo de
Pickup/Dropout:
6 ms, carga resistiva
Taxa de Atualização:
1/12 de ciclo
Capacidade de Interrupção (10.000 operações):
48 V
0,50 A
125 V
0,30 A
250 V
0,20 A
Capacidade Cíclica (2,5 ciclos/segundo):
48 V
125 V
250 V
0,50 A
0,30 A
0,20 A
L/R = 40 ms
L/R = 40 ms
L/R = 40 ms
L/R = 40 ms
L/R = 40 ms
L/R = 40 ms
Interrupção de Correntes Elevadas em Alta Velocidade:
Fechamento:
Carregamento:
30 A
6 A contínuos @ 70ºC
4 A contínuos @ 85ºC
50 A
Nominal p/ 1 s:
Proteção MOV
(tensão máxima):
250 Vac, 330 Vdc
Tempo de Pickup:
10 µs, carga resistiva
Tempo de Dropout:
8 ms, carga resistiva
Taxa de Atualização:
1/12 de ciclo
Capacidade de Interrupção (10.000 operações):
48 V
10,0 A
L/R = 40 ms
125 V
10,0 A
L/R = 40 ms
250 V
10,0 A
L/R = 20 ms
Capacidade Cíclica (4 ciclos em 1 segundo, seguidos de 2
minutos de desligamento para dissipação térmica)
48 V
125 V
250 V
10,0 A
10,0 A
10,0 A
L/R = 40 ms
L/R = 40 ms
L/R = 20 ms
Nota: Conforme IEC 60255-23 (1994), usando o método de
avaliação simplificado.
Nota: Características nominais de fechamento conforme
IEEE® C37.90 – 1989.
Entradas Isoladas Opticamente
Placa Principal:
(para uso com sinais
DC)
Placa de Interface INT4:
0,03 VA @ 67 V
0,06 VA @ 120 V
0,8 VA @ 300 V
Opções de Tensão:
Data Sheet SEL-487B
5 Tipo A e 3 Tipo C
2 Tipo A padrão
6 Tipo A de alta velocidade para
interrupção de correntes
elevadas
5 entradas com terminais não
compartilhados
2 entradas com terminais
compartilhados
6 entradas com terminais não
compartilhados
18 entradas com terminais
compartilhados (2 grupos de 9
entradas, com cada grupo
compartilhando um terminal)
24 V padrão
48, 110, 125, 220, 250 V padrão
Schweitzer Engineering Laboratories
29
Conexões dos Terminais
Valores Limites DC
24 Vdc:
48 Vdc:
110 Vdc:
125 Vdc:
220 Vdc:
250 Vdc:
Pickup 15,0 – 30,0 Vdc
Pickup 38,4 – 60,0 Vdc;
Dropout < 28,8 Vdc
Pickup 88,0 – 132,0 Vdc;
Dropout < 66,0 Vdc
Pickup 105 – 150 Vdc;
Dropout < 75 Vdc
Pickup 176 – 264 Vdc;
Dropout < 132 Vdc
Pickup 200 – 300 Vdc;
Dropout < 150 Vdc
Valores Limites AC (Valores nominais atendem somente
quando forem usados os ajustes recomendados das entradas
de controle—ver Tabela 2.1 do SEL-487B User’s Guide)
24 Vac:
48 Vac:
110 Vac:
125 Vac:
220 Vac:
250 Vac:
Corrente Consumida:
Taxa de Amostragem:
Pickup 12,3 – 30,0 Vac
Pickup 31,4 – 60,0 Vac;
Dropout < 20,3 Vac
Pickup 71,9 – 132,0 Vac;
Dropout < 46,6 Vac
Pickup 85,8 – 150,0 Vac;
Dropout < 53,0 Vac
Pickup 143,8 – 264 Vac;
Dropout < 93,2 Vac
Pickup 163,3 – 300 Vac
Dropout < 106 Vac
5 mA com tensão nominal
8 mA para a opção 110 V
24 amostras por ciclo
Freqüência e Rotação
Freqüência do Sistema:
Rotação de Fases:
EIA-232:
1 Frontal e 3 Traseiras
Velocidade dos Dados
Seriais:
300 – 57.600 bps
Slot do Cartão de Comunicação para o cartão Ethernet
opcional
Fibra Óptica (opcional)
Isolação e Dimensões dos Cabos
As dimensões dos cabos para conexões do neutro
(aterramento), da corrente, tensão e contatos são
especificadas de acordo com os blocos de terminais e
correntes de carga esperadas. Você pode usar a tabela a
seguir como um guia de seleção das dimensões dos cabos:
Tipo de Conexão
Dimensão Mín.
do Cabo
Dimensão Máx.
do Cabo
Conexão do Neutro
(Aterramento)
18 AWG
(0,8 mm2)
14 AWG
(2,5 mm2)
Conexão de
Corrente
16 AWG
(1,5 mm2)
12 AWG
(4 mm2)
18 AWG
(0,8 mm2)
14 AWG
(2,5 mm2)
Contatos I/O
18 AWG
(0,8 mm2)
14 AWG
(2,5 mm2)
Outra Conexão
18 AWG
(0,8 mm2)
14 AWG
(2,5 mm2)
Conexão de
Potencial (Tensão)
Testes de Tipo
Compatibilidade Eletromagnética (EMC)
Emissões
Eletromagnéticas:
IEC 60255-25 (2000)
Imunidade/Compatibilidade Eletromagnética
Opções de Compra:
Modo:
Multi
Mono
Comprimento de Onda
(nm):
820
1300
Fonte:
LED
LED
Tipo de Conector:
ST
ST
Pot. Mín. TX (dBm):
-15,8
-19
Pot. Máx. TX (dBm):
12
-14
Sens. RX (dBm):
-34,4
-32
Ganho Sistema (dB):
5
13
Entrada de Sincronização de Tempo IRIG
Código de tempo demodulado IRIG-B
5 Vdc + 10%
8 Vdc
333 ohms
Imunidade à RF
Conduzida:
Interferência de RF na
Telefonia Digital:
Descarga Eletrostática:
Distúrbio / Transitório
Rápido:
Imunidade ao Campo
Magnético:
90 m (300 ft)
Saída de Sincronização de Tempo IRIG
Capacidade de aceitar um terminal de 300 ohms com atraso na
propagação < 200 ns
Data Sheet SEL-487B
Terminais do usuário e cabo de cobre trançado devem ter
característica nominal de temperatura mínima de 105ºC.
Terminais circulares são recomendados.
Use o cabo com isolação de espessura 0,4 mm nas conexões
de alta tensão para permitir o contato entre cabos
adjacentes. Se possível, use cabos isolados de 0,4 mm
para todas as conexões.
50/60 Hz
ABC ou ACB
Portas de Comunicação
Tensão Nominal:
Tensão Máxima:
Impedância da Entrada:
Distância entre relés para
cabo com capacitância
de 28 pF/ft:
Torque de Fixação dos Terminais com Parafusos Traseiros,
Terminal Circular # 8
Mínimo:
1,0 Nm (9 in-lb)
Máximo:
2,0 Nm (18 in-lb)
Imunidade da Fonte de
Alimentação:
IEC 61000-4-6 (1996), 10 V rms
IEC 60255-22-6 (2001), 10 V rms
ENV 50204: 1995, 10 V/m
a 900 MHz e 1,89 GHz
IEC 60255-22-2 (1996),
Níveis 1, 2, 3, 4
IEC 61000-4-2 (1995),
Níveis 1, 2, 3, 4
IEEE C37.90.3-2001
Níveis 2, 4, 8 kV contatos;
4, 8, 15 kV ar
IEC 61000-4-4 (1995),
IEC 60255-22-4 (2002),
4 kV a 2,5 e 5 kHz
IEC 61000-4-8 (1993)
850 A/m por 3 segundos
IEC 61000-4-9 (1993)
850 A/m
IEC 61000-4-11 (1994),
5 ciclos
IEC 60255-11 (1979)
Schweitzer Engineering Laboratories
30
Radiofreqüência
Irradiada:
Imunidade a Surtos:
Resistência a Surtos:
IEC 60255-22-3 (2002)
IEC 61000-4-3 (1998)
10 V/m
IEEE C37.90.2–1995,
35 V/m
IEC 60255-22-5 (2002),
IEC 61000-4-5 (1995),
1 kV linha-linha,
2 kV linha-terra
IEC 60255-22-1 (1988),
2,5 kV modo comum/pico,
2,5 kV modo diferencial/pico
IEEE C37.90.1–1989,
3 kV oscilante,
5 kV transitório rápido
IEEE C37.90.1–2002,
2,5 kV oscilante,
4 kV transitório rápido
Ambientais
Frio:
Calor Seco:
Calor Úmido, Cíclico:
Penetração de Objetos:
Vibração:
IEC 60068-2-1 (1990)
[EN 60068-2-1: 1993],
Test Ad; 16 h @ -40ºC
IEC 60068-2-2 (1974)
[EN 60068-2-2: 1993],
Test Bd; 16 h @ +85ºC
IEC 60068-2-30 (1980),
Test Db; 55ºC, 6 ciclos,
95% de umidade
IEC 60529 (1989), IP30
IEC 60255-21-1 (1988),
Classe 1
IEC 60255-21-2 (1988),
Classe 1
IEC 60255-21-3 (1993),
Classe 2
Segurança
Suportabilidade
Dielétrica:
Impulso:
Resistência da Isolação:
Segurança dos
Dispositivos a Laser
LED Classe 1
(cartão Ethernet
opcional):
IEC 60255-5 (2000),
IEEE C37.90 – 1989,
2.500 Vac nas entradas e saídas
de controle, e entradas
analógicas; 3.100 Vdc na fonte
de alimentação;
IEC 60255-5 (2000),
0,5 J, 5 kV
IEC 60255-5 (2000),
Resistência @ 500 V > 1 min
Resistência 10 MΩ – 100 MΩ
IEC 60825-1: 1993 + A1:1997 +
A2:2001,
ANSI Z136.1 – 1993, Classe 1
ANSI Z136.2 – 1988,
Grupo de Serviço 1
Certificações
Emissões:
ISO:
Segurança do Produto:
Data Sheet SEL-487B
EN 50263: 1999
O relé é projetado e fabricado de
acordo com o programa de
certificado de qualidade ISO9001.
IEC 60255-6 (1988)
[EN 60255-6: 1994]
IEC 61010
UL: 3111-1
CSA: IEC C22.2 Nº 1010-1
Relatórios de Evento
Duração Máxima:
Resolução:
10 eventos de 30 ciclos ou
20 eventos de 15 ciclos
4, 12 e 24 amostras por ciclo
Sumário dos Eventos
Armazenamento:
100 sumários
Registrador Seqüencial de Eventos
Armazenamento do
Registrador Seqüencial
de Eventos:
1.000 entradas
Elementos de Disparo:
250 pontos de monitoração
Taxa de Processamento: 24 amostras por ciclo
Especificações de Processamento
Entradas de Corrente e Tensão AC
24 amostras por ciclo, filtro analógico passa-baixas de 3 dB
com freqüência de corte de 646 Hz, ±5%.
Filtragem Digital
Coseno de 1 ciclo após filtragem analógica passa-baixas.
Processamento de Proteção e Controle
12 vezes por ciclo do sistema de potência.
Pontos de Controle
32 bits remotos
32 bits de controle local
32 bits de controle de selo (biestáveis) na lógica de proteção.
32 bits de controle de selo (biestáveis) na lógica de automação.
Faixas e Precisões do Pickup
dos Elementos do Relé
Elementos Diferenciais
Número de Zonas:
Número de Terminais:
Aplicação com três relés:
Aplicação com um relé:
Inclinação (“Slope”) 1
Faixa de Ajuste:
Precisão:
Inclinação (“Slope”) 2
Faixa de Ajuste:
Precisão:
6
18
6
15 – 90%
±5% ±0,02 • INOM
50 – 90%
±5% ±0,02 • INOM
Elemento Diferencial de Supervisão
Quantidade:
Faixa de Ajuste:
Precisão:
6
0,10 – 4,00 pu
±5% ±0,02 • INOM
Supervisão do Limite de Corrente Incremental de
Operação e Restrição
Faixa de Ajuste:
Precisão:
0,1 – 10,0 pu
±5% ±0,02 • INOM
Schweitzer Engineering Laboratories
31
Alarme do Diferencial de Corrente de Alta
Sensibilidade
Quantidade:
Faixa de Ajuste:
Precisão:
Faixa de Ajuste do Temporizador:
6
0,05 – 1,00 pu
±5% ±0,02 • INOM
50 – 6.000 ciclos
Elementos de Sobrecorrente
Instantâneo/Tempo-Definido
Faixa de Ajuste da Corrente de Fase:
Modelo 5 A:
OFF, 0,25 – 100,00 A secundários,
degraus de 0,01 A
Modelo 1 A:
OFF, 0,05 – 20,00 A secundários,
degraus de 0,01 A
Precisão (Regime):
Modelo 5 A:
±0,05 A, ±3% do ajuste
Modelo 1 A:
±0,01 A, ±3% do ajuste
Sobrealcance
Transitório:
< 5% do ajuste
Faixa de Ajuste dos
Temporizadores:
0,00 – 99.999,00 ciclos,
degraus de 1/6 de ciclo
Precisão dos
Temporizadores:
±0,1% dos ajustes ± 1/6 de ciclo
Tempo Máximo de
Operação:
1,5 ciclo
Elementos de Sobrecorrente Temporizados
Faixa de Pickup:
Modelo 5 A:
Modelo 1 A:
0,5 – 16,0 A secundários,
degraus de 0,01 A
0,1 – 3,2 A secundários,
degraus de 0,01 A
Precisão (Regime):
Modelo 5 A:
±0,05 A, ±3% do ajuste
Modelo 1 A:
±0,01 A, ±3% do ajuste
Faixa do Dial de Tempo:
US:
0,5 – 15,00, degraus de 0,01
IEC:
0,05 – 1,00, degraus de 0,01
Precisão das Curvas
de Temporização: ±1,50 ciclo, ±4% dos tempos das
curvas (para correntes entre 2 e
30 vezes o valor de pickup)
Reset:
1 ciclo de potência ou tempo de
Emulação de Reset
Eletromecânico
Elementos de Sub/Sobretensão (27, 59)
Taxa de
Processamento:
1/12 de ciclo
Sub/Sobretensão de Fase (2 Níveis/Fase)
Faixa de Ajuste:
Precisão:
Sobrealcance
Transitório:
Tempo Máximo
de Atuação:
1,0 – 200 VLN, degraus de 0,1
±5% do ajuste, ±0,5 V
< 5% do pickup
1,5 ciclo
Elementos de Sobretensão de Seqüência-Zero e
Seqüência-Negativa
Faixa de Ajuste:
Precisão:
Sobrealcance
Transitório:
Tempo Máximo
de Atuação:
Data Sheet SEL-487B
1,0 – 200 V, degraus de 0,1
±5% do ajuste, ±1 V
< 5% do ajuste
1,5 ciclo
Sobrecorrente Instantâneo da
Função de Falha de Disjuntor
Faixa de Ajuste:
Modelo 5 A:
Modelo 1 A:
Precisão:
Modelo 5 A:
Modelo 1 A:
Sobrealcance
Transitório:
Tempo Máximo de
Pickup:
Tempo Máximo de
Reset:
Faixa de Ajuste dos
Temporizadores:
Precisão da
Temporização:
0,5 – 50,0 A,
degraus de 0,01 A
0,1 – 10,0 A,
degraus de 0,01 A
±0,05 A, ±3% do ajuste
±0,01 A, ±3% do ajuste
< 5% do ajuste
1,5 ciclo
< 1 ciclo
0 – 6.000 ciclos,
degraus de 1/12 de ciclo
(BFPUnn, RTPUnn)
0 – 1.000 ciclos,
degraus de 1/12 de ciclo
(BFISPnn, BFIDOnn)
1/12 de ciclo, ±0,1% do ajuste
Monitor das Chaves Seccionadoras
Quantidade:
Faixa de Ajuste dos
Temporizadores:
48
0,00 – 99.999,00 ciclos,
degraus de 1 ciclo
Monitor do Estado dos Disjuntores
Quantidade:
18
Lógica de Segurança do Disjuntor de
Acoplamento
Quantidade:
Faixa de Ajuste dos
Temporizadores:
4
0 – 1.000,00 ciclos,
degraus de 1/12 de ciclo
Temporizadores das Entradas de Controle
Faixa de Ajuste:
Pickup:
Dropout:
0,00 – 1 ciclo
0,00 – 1 ciclo
Especificação do Monitor do Sistema
DC de Baterias da Subestação
Faixa de Operação:
Taxa de Amostragem das
Entradas:
Taxa de Processamento:
Tempo Máximo de
Operação:
Faixa de Ajuste
Ajustes DC:
Ajuste da Ondulação
(“Ripple”) AC:
Precisão
Precisão do Pickup:
0 – 350 Vdc
24 amostras por ciclo
1/6 de ciclo
≤1,5 segundo (elemento DC1R)
≤1,5 ciclo (todos os
elementos, exceto o DC1R)
OFF, 15 – 300 Vdc,
degraus de 1 Vdc
1– 300 Vac,
degraus de 1 Vac
±10%, ±2 Vdc (DC1RP)
±3%, ±2 Vdc (todos os
elementos, exceto o DC1RP)
Schweitzer Engineering Laboratories
32
Precisão da Medição
Todas as precisões das medições são baseadas na temperatura
ambiente de 20ºC e freqüência nominal.
Instantânea
Medição Diferencial por Zona (Regime)
IOP, IRT:
±3,0%, ± 0,02 • INOM
Medição Instantânea por Fase (Regime)
V01, V02 e V03:
>30 V ± 1%
I01, I02, ..., I18:
±1,5% ± 0,004 • INOM, ±2,0º
Data Sheet SEL-487B
Schweitzer Engineering Laboratories
33
Notas
Data Sheet SEL-487B
Schweitzer Engineering Laboratories
34
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