INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Tutorial de Teste
Tipo de Equipamento: Relé de Proteção
Marca: Siemens
Modelo: 7UT
Função: 87 ou PDIF Diferencial Percentual
Ferramenta Utilizada: CE-6003
Objetivo: Teste do pick-up dos elementos diferencial percentual,
diferencial instantâneo e levantamento dos slopes.
Controle de Versão:
Versão
1.3
1.4
Descrições
Adicionado sumário e
tabela de equivalência
Adicionado logotipo
na primeira página
Data
17/02/2012
Autor
M.R.C.
18/06/2014
M.R.C.
Rua Visconde de Ouro Preto, 77 - Bairro Custódio Pereira - Uberlândia – MG - CEP 38405-202
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Fax (34) 3218-6810
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1
INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Sumário
1. Conexão do relé ao CE-600X .................................................................................................. 5
1.1
Fonte Auxiliar ...................................................................................................................... 5
1.2
Bobinas de Corrente............................................................................................................. 5
1.3
Entradas Binárias ................................................................................................................ 6
2.
Comunicação com o relé 7UT ................................................................................................. 6
3.
Dados do sistema testado ......................................................................................................... 7
3.1
Dados do Equipamento Protegido / TC’s ............................................................................ 7
3.2
Dados da Proteção ............................................................................................................... 7
4.
Parametrização do relé 7UT..................................................................................................... 7
4.1
Device Configurations.......................................................................................................... 7
4.2
Masking I/O .......................................................................................................................... 9
4.3
Power System Data 1 ......................................................................................................... 10
4.4
CT-Assign ........................................................................................................................... 11
4.5
Power System ..................................................................................................................... 11
4.6
Transf ................................................................................................................................. 12
4.7
CT’s .................................................................................................................................... 12
4.8
Setting Group A .................................................................................................................. 13
4.9
Differential Protection ....................................................................................................... 13
4.10 General ............................................................................................................................... 14
4.11 I-Diff ................................................................................................................................... 14
4.12 Characteristic ..................................................................................................................... 15
5.
Ajustes do software Manual................................................................................................... 16
5.1
Abrindo o software ............................................................................................................. 16
5.2
Configurando os Ajustes .................................................................................................... 16
5.3
Valores de Referência ........................................................................................................ 17
6.
Configurações de Hardware ................................................................................................... 17
7.
Ajuste Diferencial .................................................................................................................. 18
7.1
Tela Diferencial.................................................................................................................. 18
7.2
Tensão de referência .......................................................................................................... 18
7.3
Tela principal ..................................................................................................................... 19
8.
Testes do Diferencial ............................................................................................................. 20
8.1
Diferencial Percentual do Enrolamento 1 ......................................................................... 20
8.2
Diferencial Percentual do Enrolamento 2 ......................................................................... 21
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2
INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
8.3
Diferencial Instantâneo do Enrolamento 1 ........................................................................ 22
8.4
Diferencial Instantâneo do Enrolamento 2 ........................................................................ 24
8.5
Slope 1 ................................................................................................................................ 24
8.6
Slope 2 ................................................................................................................................ 28
9.
Relatório ................................................................................................................................. 29
APÊNDICE A ............................................................................................................................... 31
A.1 Designações dos terminais ..................................................................................................... 31
A.2 Dados técnicos ........................................................................................................................ 32
APÊNDICE B ............................................................................................................................... 33
APÊNDICE C ............................................................................................................................... 34
Apêndice D .................................................................................................................................... 41
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3
INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Termo de Responsabilidade
As informações contidas nesse tutorial são constantemente verificadas. Entretanto, diferenças na
descrição não podem ser completamente excluídas; desta forma, a CONPROVE se exime de
qualquer responsabilidade, quanto a erros ou omissões contidos nas informações transmitidas.
Sugestões para aperfeiçoamento desse material são bem vindas, bastando o usuário entrar em
contato através do email [email protected].
O tutorial contém conhecimentos obtidos dos recursos e dados técnicos no momento em que foi
escrito. Portanto a CONPROVE reserva-se o direito de executar alterações nesse documento sem
aviso prévio.
Este documento tem como objetivo ser apenas um guia, o manual do equipamento a ser testado
deve ser sempre consultado.
ATENÇÃO!
O equipamento gera valores de correntes e tensões elevadas durante sua operação.
O uso indevido do equipamento pode acarretar em danos materiais e físicos.
Somente pessoas com qualificação adequada devem manusear o instrumento. Observa-se que o
usuário deve possuir treinamento satisfatório quanto aos procedimentos de manutenção, um bom
conhecimento do equipamento a ser testado e ainda estar ciente das normas e regulamentos de
segurança.
Copyright
Copyright © CONPROVE. Todos os direitos reservados. A divulgação, reprodução total ou
parcial do seu conteúdo, não está autorizada, a não ser que sejam expressamente permitidos. As
violações são passíveis de sansões por leis.
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Sequência para testes de relé 7UT no software Manual
1. Conexão do relé ao CE-600X
1.1 Fonte Auxiliar
Ligue o positivo (borne vermelho) da Fonte Aux. Vdc ao pino H+ (F1) do relé, ligue
o negativo (borne preto) da Fonte Aux Vdc ao pino H- (F2) do relé.
Figura 1
1.2 Bobinas de Corrente
Ligue o canal de corrente I1do CE-6006 ao pino Q1. Curto circuite os pinos Q2 e Q6
do relé e ligue o comum do canal I1 ao pino Q5. Ligue o canal I2 ao pino R1 e seu
comum ao pino R2. Essas ligações são especificas para um transformador de potência
cujos enrolamentos são ligados em Delta-Estrela-30° para uma falta fase A-T no lado
estrela. Para outras configurações consulte o apêndice D.
Figura 2
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
1.3 Entradas Binárias
Ligue as Entradas Binárias do CE-6006 às saídas binárias do relé.
BI1 ao pino P1 e seu comum ao pino P5;
BI1 ao pino P2 e seu comum ao pino P5.
Figura 3
2. Comunicação com o relé 7UT
Primeiramente abre-se o DIGSI e liga-se um cabo ethernet (ou serial) do notebook
com o relé. Em seguida clica-se duas vezes no ícone do software.
Figura 4
Ao abrir o programa, seleciona-se a subestação que contenha o relé em questão
(7UT). Depois de selecionado o relé, clique com o botão direito e selecione a opção
“Open Object” e depois selecione o modo de conexão, conforme é apresentado nas
figuras seguintes.
Figura 5
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Figura 6
3. Dados do sistema testado
Os dados do transformador, TC e da função diferencial estão nas seguintes tabelas.
Cálculos adicionais são mostrados no apêndice C.
3.1 Dados do Equipamento Protegido / TC’s
Tabela 1
Dados Gerais
Número de Enrolamentos
Equipamento Protegido
Tensão Primária (Enr. 1)
Potência Primária (Enr. 1)
Tensão Secundária (Enr. 2)
Potência Secundária (Enr. 2)
Ligação (Enr. 1)
Ligação (Enr. 2)
Defasamento angular
RTC 1
RTC 2
Valores
2
Transformador
110 KV
38,1 MVA
11 KV
38,1 MVA
Δ
Y
30°
200 / 1
2000 / 1
3.2 Dados da Proteção
Tabela 2
Dados Gerais
Pickup do Diferencial (87-1)
Tempo do Diferencial
Pickup do Instantâneo (87-2)
Tempo do Instantâneo
Base Point 1
Base Point 2
Slope 1
Slope 2
Valores
0,3 In
0s*
7 In
0s*
0
5
30 %
60 %
*Valor teórico. Na prática varia entre 20ms a 50ms dependendo do relé.
4. Parametrização do relé 7UT
4.1 Device Configurations
Após ter sido estabelecida a conexão, acesse os ajustes gerais do relé através de um
duplo clique com o botão esquerdo em “Settings” repita a operação para “Device
Configuration”.
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Figura 7
Na tela “Functional Scope” desabilite todas as funções deixando apenas a função “87
Differential Protection” habilitada. Isso facilita o teste já que impede a utilização do
sinal de trip de outras funções. Após os ajustes clique em “OK”.
Figura 8
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8
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4.2 Masking I/O
O próximo passo é ajustar as saídas binárias do relé. Para acessar esses parâmetros
efetue um duplo clique com o botão esquerdo em “Masking I/O (Configuration
Matrix)” conforme ilustrado na próxima figura.
Figura 9
O sinal de trip da função 87-1 (diferencial percentual) será direcionado para a binária
de saída BO1 do relé. Para facilitar o monitoramente desse teste o LED 1 foi
designado para essa função. Para o sinal de trip 87-2 (diferencial instantâneo)
designa-se a BO2 e o LED 2. Deve ser usada a opção “U” que significa “Unlatched”,
ou seja, o relé atua e no momento que cessa o problema, automaticamente retorna ao
estado inicial da binária. Caso o usuário escolha a opção L “Latched” o relé atua e
permanece atuado mesmo que o problema tenha se extinguido. (Essa opção não é
indicada para o teste).
Figura 10
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
4.3 Power System Data 1
Continuando os ajustes efetue um duplo clique em “Power System Data 1”.
Figura 11
Na aba “CT-Number” configura-se o número de enrolamentos do transformador.
Figura 12
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4.4 CT-Assign
Nessa aba insere-se o como os transformadores de correntes auxiliares estão ligados.
Nesse exemplo não se utiliza TCs auxiliares.
Figura 13
4.5 Power System
Na aba “Power System” configura-se a tensão nominal, a sequência de fase e a
unidade de temperatura.
Figura 14
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4.6 Transf
Nesta opção ajustam-se os valores nominais das tensões e potência do transformador,
a conexão e o defasamento dos enrolamentos do transformador de potência.
Figura 15
4.7 CT’s
Nesta aba devem ser ajustados os valores nominais de corrente primária e secundária
dos transformadores de corrente assim com suas polaridades.
Figura 16
Obs: As abas “NotAssigMeasLoc”, “Funct.” e “CB” não são utilizadas nesse tutorial.
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4.8 Setting Group A
Nesta opção encontram-se os ajustes das proteções.
Figura 17
4.9 Differential Protection
O último passo é fazer os ajustes do diferencial.
Figura 18
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
4.10
General
O endereço 1201 ativa a função diferencial. As outras opções não serão testadas e
devem ser ajustadas para “OFF”.
Figura 19
4.11
I-Diff
Nesse campo configuram-se os valores de pick-up do elemento diferencial percentual
(87-1) e do elemento diferencial instantâneo (87-2) assim como o tempo de atuação.
Figura 20
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
4.12
Characteristic
Nesta opção ajustam-se os valores das inclinações do slope 1 e slope 2 assim como os
valores dos “Base Points”.
Figura 21
As opções Inrush 2HM e Rest. nHM não são utilizadas. O próximo passo é enviar as
alterações. Para isso clique no ícone destacado a seguir:
Figura 22
Em seguida insira a senha e clique em “OK”.
Figura 23
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5. Ajustes do software Manual
5.1 Abrindo o software
Na pasta CE-600X Aplicativos dê um duplo clique no ícone do Manual.
Figura 24
5.2 Configurando os Ajustes
Para acessar essa tela basta ir ao menu editar e na opção Ajustes como é mostrado
abaixo.
Figura 25
Após abrir a tela de Ajustes, preencha as “Informações Gerais” do teste como
demonstra a figura abaixo. Nesta tela informam-se dados a respeito do dispositivo
testado, local da instalação e o responsável. Sendo bastante prático para confecção do
relatório.
Figura 26
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5.3 Valores de Referência
Na tela abaixo são ajustados os valores de frequência, sequência de fase, tensões
primárias e secundárias, as correntes primárias e secundárias do sistema.
Figura 27
6. Configurações de Hardware
Clique no ícone ilustrado abaixo ou utilize o atalho “Ctrl + h”.
Figura 28
Clicando no ícone da figura anterior abre-se uma tela onde deve ser ajustada a
configuração dos canais de geração e a tensão da fonte de alimentação auxiliar.
Figura 29
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7. Ajuste Diferencial
7.1 Tela Diferencial
Para que essa aba fique ativa é necessário especificar os canais de corrente de cada
enrolamento do transformador. Nesse exemplo utiliza-se I1 e I2 para enrolamentos 1
e 2 respectivamente.
Figura 30
7.2 Tensão de referência
Clicando no campo “Editar Curva” inserem-se os pontos que definem as inclinações
(slopes) ajustadas no relé.
Figura 31
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
7.3 Tela principal
Após definir as correntes e inserir as inclinações outros ajustes ainda devem ser
feitos.
Figura 32
O primeiro passo é ajustar as polaridades dos TCs, definir a fórmula da corrente de
restrição e suas constantes, os ajustes diferencial percentual e instantâneo, a corrente
nominal, o ângulo de defasamento entre os enrolamentos (somente para falta ABC), o
tipo de simulação e as tolerâncias absoluta e relativa de tempo e corrente.
Figura 33
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
8. Testes do Diferencial
8.1 Diferencial Percentual do Enrolamento 1
Nesse teste injeta-se corrente somente no enrolamento 1 de modo a encontrar o pick-up
previsto de 0,3A. Inicie com um valor abaixo do ajustado, por exemplo, 250mA e habilite
uma rampa com incremento de 10mA. Ajuste a interface de parada de cronometro para
BI1.
Figura 34
Em seguida inicie a geração clicando no ícone abaixo ou através do atalho “Alt + G”.
Figura 35
Após a atuação da função clique no botão destacado na figura a seguir para capturar o
ponto testado.
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Figura 36
8.2 Diferencial Percentual do Enrolamento 2
Agora se injeta corrente somente no enrolamento 2 de modo a encontrar o pick-up
previsto de 0,52A. Inicie com um valor abaixo do ajustado, por exemplo, 450mA e
habilite uma rampa com incremento de 10mA.
Figura 37
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Em seguida inicie a geração clicando no ícone abaixo ou através do atalho “Alt + G”.
Figura 38
Após a atuação da função clique no botão destacado na figura a seguir para capturar o
ponto testado.
Figura 39
8.3 Diferencial Instantâneo do Enrolamento 1
O teste do elemento instantâneo é feito de maneira análoga ao do percentual. Injete
corrente somente no enrolamento 1 de modo a encontrar o pick-up previsto de 7A. Inicie
com um valor abaixo do ajustado, por exemplo, 6,5A, habilite uma rampa com
incremento de 100mA e altere a interface para a BI2.
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Figura 40
Em seguida inicie a geração clicando no ícone abaixo ou através do atalho “Alt + G”.
Figura 41
Após a atuação da função clique no botão destacado na figura a seguir para capturar o
ponto testado. Nesse caso o ponto já foi capturado.
Figura 42
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
8.4 Diferencial Instantâneo do Enrolamento 2
Injete corrente somente no enrolamento 2 de modo a encontrar o pick-up previsto de
12,11A. Inicie com um valor abaixo do ajustado, por exemplo, 11,5A, habilite uma
rampa com incremento de 100mA. A figura a seguir mostra o ponto já capturado.
Figura 43
8.5 Slope 1
Para testar os slopes deve-se inserir uma defasagem de 180° devido às conexões dos TCs.
Utilizam-se múltiplos da corrente percentual dos dois enrolamentos. O teste consiste em
alterar umas das correntes (enrolamento 1) mantendo a outra fixa (enrolamento 2). Dessa
maneira pode-se testar a borda entre a região de não operação para o momento de
operação. Começando com o múltiplo 2 temos para o enrolamento 1 uma corrente inicial
de 0,6A e para o enrolamento 2 uma corrente inicial e fixa de 1,04A. Utiliza-se uma
rampa com incremento de 100mA (busca rápida), após atuação subtraia do valor da
corrente obtida em 150mA e altere o incremento para 10mA (busca fina). A figura mostra
onde se encontra o ponto inicial, observe que é na região de não operação.
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Figura 44
Inicie a geração. A figura a seguir mostra o momento da atuação.
Figura 45
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Não capture esse ponto, antes disso reduza o valor da corrente para 1,05A e o incremento
da rampa para 10mA. Reinicie a geração e após a atuação capture clicando no botão
destacado a seguir.
Figura 46
Agora o teste é para o múltiplo 10, ou seja, correntes 3A e 5,2A. Altere o incremento para
100mA. Repita o procedimento feito com o múltiplo 2 efetuando um ajuste fino após a
primeira atuação. A figura a seguir mostra os pontos iniciais e a próxima com o ponto já
capturado.
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Figura 47
Figura 48
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
8.6 Slope 2
Para testar o slope 2 o procedimento é idêntico ao teste do slope 1. Entretanto utilizam-se
valores iniciais de correntes mais elevados. O primeiro ponto testado para o slope 2 será
o múltiplo 13, ou seja, 3,9A para o enrolamento 1 e 6,76A para enrolamento 2.
Figura 49
A figura a seguir já mostra o ponto capturado após sua atuação.
Figura 50
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Último ponto testado múltiplo 15, ou seja, 4,5A e 7,8A. A figura a seguir mostra os
pontos capturados
Figura 51
9. Relatório
Após a realização de qualquer teste os relatórios ficam disponíveis, e a sua visualização é
feita a partir do botão
ou pelo menu Opções -> Relatório ou simplesmente pelo atalho
Ctrl + R.
A apresentação do relatório é totalmente configurável em relação aos dados apresentados
como pode ser visualizado na figura a seguir.
Figura 52
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Ao definir os dados do relatório, o mesmo é apresentado e existe tanto a opção de
imprimi-lo quanto à opção de salvá-lo, bastado para isso clicar no botão . O relatório
será salvo com a extensão .rtf que é compatível com o Microsoft Office Word.
Figura 53
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
APÊNDICE A
A.1 Designações dos terminais
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
A.2 Dados técnicos
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
APÊNDICE B
Equivalência de parâmetros do software e o relé em teste.
Tabela 3
Software Diferenc
Relé Siemens 7UT
Parâmetro
Slope 1
Slope 2
Conexão TC (Enr. 1)
Figura
31
31
33
Conexão TC (Enr. 2)
33
Ajuste do Diferencial
(pkp)
Ajuste do Instantâneo
(pkp)
30
30
Parâmetro
87 Slope 1 of Tripping Characteristic
87 Slope 2 of Tripping Characteristic
CT- Strpnt. Meas. Loc.1 in Dir. of
Object
CT- Strpnt. Meas. Loc.2 in Dir. of
Object
87-1 Pickup Value of Differential
Curr.
87-2 Pickup Value of High Set Trip
Figura
21
21
16
16
20
20
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
APÊNDICE C
O embasamento teórico pode ser consultado no artigo “Testes automáticos nos
modernos relés diferenciais numéricos de proteção de transformadores dispensando o
uso de 6 correntes”. Esse artigo pode ser encontrado na íntegra em:
http://www.conprove.com.br/pub/artigos/2007_Abraman_Testes_Automaticos_nos_modernos_
Reles_Diferenciais_Numericos_Trifasicos_de_Protecao_de_Transformadores_dispensando_6_C
orrentes_p.pdf
Embasamento Teórico e Matemático
Os IED´s para proteção de transformadores agrupam várias funções de proteção em
uma única unidade, além de agregarem várias mudanças que acabaram por simplificar
a instalação da proteção diferencial. Dentre as principais mudanças pode-se destacar a
inclusão de vários slopes melhorando a sensibilidade e a estabilidade da proteção
diferencial diante dos diferentes níveis de corrente de falta, a possibilidade de
compensação interna do defasamento entre as correntes de primário e secundário
causadas pelas diferentes conexões do trafo, a compensação interna dos erros de
mismatch eliminando a necessidade de trafos auxiliares. Apesar das mudanças os
relés numéricos mantiveram sua característica clássica de funcionamento [Idiff x Irest].
Estes IED´s possuem internamente matrizes que compõe as correntes das fases de
acordo com a parametrização da defasagem do transformador (grupo de conexão) e
levam esses sinais aos comparadores. Os relés diferenciais trifásicos possuem 03
comparadores que comparam as correntes de cada fase do primário com a do
secundário/terciário. Conforme o grupo de conexão do transformador a circulação de
uma corrente em uma das entradas faz com que surjam correntes nos comparadores
das outras fases e por este detalhe é que os testes monofásicos foram abandonados
pelos usuários desavisados, que de maneira equivocada passaram a exigir 06
correntes.
As estatísticas têm demonstrado que a maioria das faltas que ocorrem são do tipo Fase
e Terra (mais que 85%), assim sendo, a avaliação feita em cada fase individualmente
estará explorando a maioria dos casos. Além disso, nas simulações de faltas trifásicas
todos os comparadores internos do relé estarão sendo utilizados simultaneamente,
desta forma se um deles não estiver funcionando corretamente, o problema poderá ser
mascarado pela atuação de um dos outros comparadores.
Portanto, para avaliar separadamente cada comparador interno, é necessário testar o
relé através de simulações monofásicas, conforme orientação dos próprios fabricantes
dos relés. A avaliação individual de cada fase permitirá contemplar todas as possíveis
situações de faltas mono, bi e trifásicas. Por outro lado ainda, temos informações que
alguns profissionais de manutenção, para driblar a necessidade dos 06 canais de
correntes e realizar os testes de forma monofásica, alteram a parametrização do relé,
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
colocando o mesmo como se protegesse um transformador estrela-estrela. Esta
prática, no entanto, apesar de facilitar os testes monofásicos, não deve ser adotada,
uma vez que o relé não está sendo testado na sua verdadeira parametrização de
trabalho.
A fim de explicar melhor a forma correta de teste proposta neste trabalho, analisa-se
preliminarmente o que acontece em uma falta Fase A – Terra, externa, no
transformador ilustrado na figura 1. Para analisar apenas o efeito da corrente de falta,
desprezam-se as correntes de carga. Dado a construção e acoplamento do núcleo do
transformador em questão, a corrente de falta da Fase "A" para a Terra no secundário,
faz aparecer uma corrente que circula da fase "A" para a fase "C" no lado primário. Nos
modernos relés diferenciais, as compensações são realizadas internamente, e os TC's
são normalmente ligados em estrela. Desta forma, pelo lado secundário, o relé só
estará recebendo corrente de falta pela fase "A" enquanto que pelo lado primário, a
corrente de falta estará chegando pela fase "A" e retornando pela fase "C". Observe
que a falta ocorre fora da região entre os TC's, ou seja, é externa a zona de proteção
do relé diferencial e, portanto a proteção diferencial não deverá atuar isto obviamente
considerando-se que o relé está devidamente parametrizado. O relé estará recebendo
as correntes e aplicando as matrizes de compensação de defasagem sobre as
correntes medidas, e assim identificando que se trata de uma condição de equilíbrio, e
não de falta.
Figura 1: Falta A - Terra, fora da zona de proteção diferencial
A situação mostrada na figura 2 ilustra uma falta interna. Pelo lado primário as
correntes continuarão circulando da fase "A" para a fase "C", no entanto do lado
secundário a corrente não mais passará pelo TC da fase "A". A corrente na fase "A"
secundária não mais estará equilibrando as correntes nas fases
"A" e "C" primárias, e ao aplicar as matrizes de compensação de defasagem interna
não haverá equilíbrio, e o relé deverá atuar.
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Figura 2: Falta A - Terra, dentro da zona de proteção diferencial.
Considerando-se agora a situação que o relé seja retirado do sistema e com uma caixa
de teste aplicam-se os mesmos valores de correntes, utilizando-se um canal de
corrente para simular a corrente do lado primário e outro canal para simular a corrente
do lado secundário, certamente têm-se os mesmos resultados. Simulando-se a
situação descrita para a falta externa tem-se o equilíbrio exato. Se formos diminuindo
aos poucos esta corrente, haverá um momento que o relé atuará, exatamente ao atingir
a região de operação definida pela característica de slope. Com este procedimento o
slope pode ser facilmente encontrado. Observe ainda que nenhuma defasagem angular
foi necessária entre as correntes injetadas do lado primário e secundário, ou seja, não
é necessário o controle de ângulo, o que implica que este teste pode ser realizado por
modelos muito mais simples de caixas de testes. É obvio, no entanto, que o nível de
corrente nos dois lados, para que se tenha o equilíbrio exato das correntes (que é o
que acontece para uma falta externa), vão depender, entre outras coisas da relação
dos TC’s do primário e secundário do transformador. Se a relação dos TC’s for ideal,
isto é, não existe corrente de desequilíbrio no relé. Durante a condição de potência
nominal, a corrente no secundário dos dois TC’s será adotada em 5A. As figuras 3 e 4
ilustram as condições: trifásica equilibrada e curto circuito.
Figura 3: Acoplamento magnético entre bobinas – Carga Trifásica Equilibrada
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Considerando então a condição Trifásica Equilibrada, temos:
P= S
NP . ILp / 3 = NS . Ils
NS
NP = 3 ILs (Eq. I)
ILp
Do lado secundário dos TC’ s ideais, as correntes que circulam na bobina do relé são:
ILp = ILs , assim: NP = 3 . RTCs
RTCp RTCs
NS
RTCp
Considerando então a condição durante o curto Fase-Terra, externa a zona:
Figura 4: Acoplamento magnético entre bobinas - Curto Fase A –Terra
P=
S
NP . ICCp = NS . ICCs
ICCs = NP = 3 . RTCs (Eq. II)
ICCp NS
RTCp
Assim, as correntes que circulam nas bobinas do relé são:
ICCs / RTCs = 3 ICCp / RTCp
ICCs” = 3 ICCp”
As equações acima mostram que durante o equilíbrio exato da corrente na condição
trifásica equilibrada, as correntes injetadas no relé estarão na proporção de 1:1, ou
seja, X Amperes nos secundários dos TC's do enrolamento da alta deverão se
equilibrar com os X Amperes nos secundários dos TC's do enrolamento da baixa. No
entanto na falta Fase-Terra, para manter o equilíbrio exato, esta proporção deve ser de
TC's da alta só se equilibrará exatamente
com uma
o TC da baixa do transformador. Na
análise acima se assumiu TC’ s ideais, significando que, nas condições nominais do
trafo as correntes de secundário dos dois TC’ s têm a mesma amplitude. Se, no
entanto, os TC’ s não tiverem devidamente casados, ou o relé corrigirá o defeito
aplicando um fator de correção (K) sobre a corrente em um dos lados do TC ou o relé
deve trabalhar com os TAP’ s calculados com valores replica das correntes que
aparecem no secundário.
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Sistema Teste do tutorial.
Dados:
Conexão: Δ Y 1 ou 30°
S = 38,1MVA;
V1= 110KV;
V2= 11KV;
TC1= (200/1);
TC2= (2000/1).
Cálculos
Corrente Nominal primária no Enrolamento 1;
Corrente Nominal Secundária no Enrolamento 1;
Corrente Nominal primária no Enrolamento 2;
Corrente Nominal Secundária no Enrolamento 2;
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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS
Para faltas monofásicas o pickup teórico é dado por:
Pickup diferencial percentual do enrolamento 1;
Pickup diferencial instantâneo do enrolamento 1;
Pickup diferencial percentual do enrolamento 2;
Pickup diferencial instantâneo do enrolamento 2;
A tabela abaixo mostra o fator de correção dependendo do grupo vetor, tipo de falta e
eliminação de sequência zero.
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Tabela 4
Tipo de Falta
Lado de Alta
1
1
1,5
Grupo Vetor Par
0,2,4,6,8,10
1
1
1,5
Grupo Vetor Impar
1,3,5,7,9,11
1
0,866
1,73
Trifásica
Bifásica
Monofásica com
Eliminação de Io
Monofásica sem
Eliminação de Io
1
1
1,11
Exemplos:
1- Dy1 ou Delta no lado de Alta e Estrela aterrado lado de baixa. Considerando um curto
fase A-T no lado y que se reflete em bifásico no lado delta.
Delta(alta) = curto bifásico, fator 1.
y1(baixa) = curto monofásico, eliminação de sequência zero “Io,” fator 1,73.
2- Yd3 ou Estrela no lado de Alta e aterrado e delta lado de baixa. Considerando um curto
fase A-T no lado Y.
Um curto monofásico no lado y reflete em um bifásico no lado Delta.
Y(alta) = curto monofásico,com eliminação de Io, fator 1,5.
d3(baixa) = curto bifásico, fator 0,866.
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Apêndice D
Enrolamento I é sempre o lado de alta.
Enrolamento II é sempre o lado de baixa.
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