DEF-C13-570/N
FEV 2007
INSTALAÇÕES AT E MT. SUBESTAÇÕES DE DISTRIBUIÇÃO
Sistemas de Protecção, Comando e Controlo Numérico (SPCC).
Funções de protecção
Especificação funcional
Elaboração: INTS, ICTS, ISTS, DNT
Homologação: conforme despacho do CA de 2007-02-13
Edição: 1ª
Emissão: EDP Distribuição – Energia, S.A.
DNT – Direcção de Normalização e Tecnologia
Av. Urbano Duarte, 100 • 3030-215 Coimbra • Tel.: 239002000 • Fax: 239002344
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Divulgação: EDP Distribuição – Energia, S.A.
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ÍNDICE
1
OBJECTIVO E CAMPO DE APLICAÇÃO................................................................................................................ 5
2
NORMAS E DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA......................................................................................................... 5
3
TERMOS E DEFINIÇÕES ............................................................................................................................................ 5
4
PAINEL DE LINHA AT................................................................................................................................................. 6
4.1
Prescrições gerais................................................................................................................................................ 6
4.2
Distância............................................................................................................................................................... 6
4.3
Diferencial de linha/cabo (opcional) ............................................................................................................. 7
4.4
Máxima Intensidade de Fase............................................................................................................................ 7
4.5
Máximo de Intensidade Homopolar Direccional .......................................................................................... 7
4.6
Máximo de Intensidade Homopolar de Terras Resistentes .......................................................................... 8
4.7
Power Swing Detection ...................................................................................................................................... 8
4.8
Weak End Infeed................................................................................................................................................. 8
4.9
Ligação sobre defeito........................................................................................................................................ 8
4.10 Condutor partido ................................................................................................................................................ 8
4.11 Teleprotecção ..................................................................................................................................................... 9
4.12 Verificação de sincronismo............................................................................................................................... 9
4.13 Funções complementares................................................................................................................................. 9
4.13.1 Monitorização do disjuntor........................................................................................................................... 9
4.13.2 Localização de defeitos............................................................................................................................... 9
4.13.3 Registo cronológico de acontecimentos.................................................................................................. 9
4.13.4 Osciloperturbografia ................................................................................................................................... 10
4.13.5 Comutação de parâmetros ...................................................................................................................... 10
4.14 Modos de funcionamento .............................................................................................................................. 10
4.14.1 Regime Normal de Exploração ................................................................................................................. 10
4.14.2 Regime Especial de Exploração - Trabalhos TET..................................................................................... 10
4.15 Ensaio das funções de protecção................................................................................................................. 10
4.16 Características técnicas .................................................................................................................................. 10
5
PAINEL DE BARRAS AT ........................................................................................................................................... 12
5.1
Prescrições gerais.............................................................................................................................................. 12
5.2
Diferencial .......................................................................................................................................................... 13
5.3
Mínimo de tensão ............................................................................................................................................. 13
5.4
Verificação de sincronismo............................................................................................................................. 13
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5.5 Funções complementares............................................................................................................................... 14
5.5.1
Registo cronológico de acontecimentos................................................................................................ 14
5.5.2
Osciloperturbografia ................................................................................................................................... 14
5.6
Ensaio das funções de protecção................................................................................................................. 14
5.7
Características técnicas .................................................................................................................................. 14
6
PAINEL DE TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA..................................................................................................... 15
6.1
Prescrições gerais.............................................................................................................................................. 15
6.2
Diferencial .......................................................................................................................................................... 16
6.3
Máximo de Intensidade de Fase.................................................................................................................... 16
6.4 Funções complementares............................................................................................................................... 16
6.4.1
Função de monitorização do disjuntor.................................................................................................... 16
6.4.2
Registo de acontecimentos....................................................................................................................... 16
6.4.3
Osciloperturbografia ................................................................................................................................... 16
6.5
Ensaio das funções de protecção................................................................................................................. 17
6.6
Características técnicas .................................................................................................................................. 17
7
PAINEL DE CHEGADA MT...................................................................................................................................... 17
7.1
Prescrições gerais.............................................................................................................................................. 17
7.2
Máximo de Intensidade de Fase.................................................................................................................... 18
7.3
Mínimo de tensão ............................................................................................................................................. 18
7.4
Máximo de tensão............................................................................................................................................ 18
7.5
Mínimo de frequência...................................................................................................................................... 18
7.6 Funções complementares............................................................................................................................... 19
7.6.1
Selectividade lógica ................................................................................................................................... 19
7.6.2
Função de monitorização do disjuntor.................................................................................................... 19
7.6.3
Registo de acontecimentos....................................................................................................................... 19
7.6.4
Osciloperturbografia ................................................................................................................................... 19
7.7
Ensaio das funções de protecção................................................................................................................. 19
7.8
Características técnicas .................................................................................................................................. 19
8
PAINEL DE BATERIA DE CONDENSADORES ........................................................................................................ 20
8.1
Prescrições gerais.............................................................................................................................................. 20
8.2
Desequilíbrio de neutro .................................................................................................................................... 20
8.3
Máximo de Intensidade de Fase.................................................................................................................... 20
8.4
Máximo de Intensidade Homopolar.............................................................................................................. 21
8.5
Máximo de tensão............................................................................................................................................ 21
8.6 Funções complementares............................................................................................................................... 21
8.6.1
Função de monitorização do disjuntor.................................................................................................... 21
8.6.2
Registo de acontecimentos....................................................................................................................... 21
8.6.3
Osciloperturbografia ................................................................................................................................... 21
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8.7
Ensaio das funções de protecção................................................................................................................. 22
8.8
Características técnicas .................................................................................................................................. 22
9
SAIDA MT................................................................................................................................................................. 22
9.1
Prescrições gerais.............................................................................................................................................. 22
9.2
Máximo de Intensidade de Fase.................................................................................................................... 23
9.3
Máximo de Intensidade Homopolar Direccional ........................................................................................ 23
9.4
Máximo de Intensidade Homopolar de Terras Resistentes ........................................................................ 23
9.5
Condutor partido .............................................................................................................................................. 24
9.6
Presença de tensão ......................................................................................................................................... 24
9.7
Cold Load Pickup / Inrush Restraint ............................................................................................................... 24
9.8 Funções complementares............................................................................................................................... 24
9.8.1
Função de monitorização disjuntor.......................................................................................................... 24
9.8.2
Registo de acontecimentos....................................................................................................................... 24
9.8.3
Osciloperturbografia ................................................................................................................................... 24
9.8.4
Comutação de parâmetros ...................................................................................................................... 25
9.9 Modos de funcionamento .............................................................................................................................. 25
9.9.1
Regime Normal de Exploração ................................................................................................................. 25
9.9.2
Regime Especial de Exploração A - Trabalhos TET................................................................................. 25
9.9.3
Regime Especial de Exploração B - Trabalhos TET ................................................................................. 25
9.9.4
Ensaio das funções de protecção ........................................................................................................... 25
9.10 Características técnicas .................................................................................................................................. 25
10 PAINEL TSA + REACTÂNCIA DE NEUTRO ............................................................................................................. 26
10.1 Prescrições gerais.............................................................................................................................................. 26
10.2 Máximo de Intensidade de Fase.................................................................................................................... 27
10.3 Máximo de Intensidade Homopolar de Barras MT ...................................................................................... 27
10.4 Máximo Intensidade Homopolar de Terras Resistentes .............................................................................. 27
10.5 Máximo de Tensão Homopolar de Terras Resistentes................................................................................. 28
10.6 Funções Complementares .............................................................................................................................. 28
10.6.1 Selectividade Lógica da função Máximo de Intensidade Homopolar ............................................. 28
10.6.2 Função de Monitorização do Disjuntor.................................................................................................... 28
10.6.3 Registo de Acontecimentos ...................................................................................................................... 28
10.6.4 Osciloperturbografia ................................................................................................................................... 29
10.7 Ensaio das Funções de Protecção ................................................................................................................ 29
10.8 Características técnicas .................................................................................................................................. 29
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1 OBJECTIVO E CAMPO DE APLICAÇÃO
O presente documento tem como objectivo a definição das funções de protecção residentes nos
Sistemas de Protecção, Comando e Controlo Numérico (SPCC) e específicas de cada tipo de painel
que constitui a subestação AT/MT.
Serão abordados os seguintes aspectos:
⎯
descrição das funções de protecção, por painel;.
⎯
descrição das funções complementares, por painel;
⎯
características técnicas das funções de protecção e das funções complementares, a nível dos
diversos painéis.
As disposições contidas no presente documento aplicam-se aos seguintes tipos de painéis:
⎯
painel de linha AT;
⎯
painel de barras AT;
⎯
painel de transformador de potência AT;
⎯
painel de chegada MT;
⎯
painel de bateria de condensadores MT;
⎯
painel de linha MT;
⎯
painel de transformador de serviços auxiliares e de reactância de neutro.
2 NORMAS E DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA
O presente documento inclui disposições dos seguintes documentos e normas:
⎯
Projecto-Tipo de Subestações AT/MT, edição de 2000: Anexo II – Especificação Técnica nº 202,
Funções de Protecção.
⎯
DEF-C13-505/N: Sistemas de Protecção, Comando e Controlo Numérico (SPCC) - Registo e
tratamento de ocorrências.
⎯
DEF-C13-551/N: Função de automatismo: “religação rápida e/ou lenta de disjuntores” –
Especificação funcional.
⎯
DRR-C11-020/N (1999): Regulamento da Rede de Distribuição.
⎯
IEC/TR 61850-1 (2003): Communications networks and systems in substations. Part 1: Introduction and
overview.
⎯
IEC/TS 61850-2 (2003): Communications networks and systems in substations. Part 2: Glossary.
3 TERMOS E DEFINIÇÕES
No contexto do presente documento e para o objectivo nele visado serão adoptadas a terminologia e
as definições seguidamente referidas.
3.1
Intelligent Electronic Device (IED)
De acordo com o disposto na secção 3.1.6 da norma IEC/TR 61850-1.
3.2
Regime Normal de Exploração (RNE)
Situação em que um elemento de rede (ou uma instalação) se encontra explorado, sempre que não
exista qualquer condicionante na exploração da rede associada.
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3.3
Regime Especial de Exploração (REE)
Situação em que é colocado um elemento de rede (ou uma instalação), durante a realização de
trabalhos em tensão ou na vizinhança de tensão, de modo a diminuir o risco eléctrico ou a minimizar os
seus efeitos (DRR-C11-020/N).
4 PAINEL DE LINHA AT
4.1
Prescrições gerais
As funções de protecção deverão ser distribuídas por dois equipamentos distintos (IED), garantindo pelo
menos, a duplicação das funções MIF e MIHD. As restantes funções deverão encontrar-se residentes na
unidade principal.
Qualquer uma das funções de protecção residentes no painel deverá ter a possibilidade de ser
bloqueada.
Os IED deverão ser dotados de lógica programável, de modo a permitir implementar, de uma forma
flexível, condições específicas (religação associada a cada escalão, bloqueios, REE, …).
O canal de comunicação utilizado entre os IED localizados nos extremos do mesmo cabo/linha será o
referido na tabela de equipamentos. No entanto, e caso venha a ser pretendido no futuro, deverá ser
possível adaptar os IED para que estes passem a utilizar um outro canal de comunicação.
4.2
Distância
A função distância constitui a função de protecção principal de linhas de AT, pois a sua característica
de funcionamento tempo-distância permite obter um funcionamento rápido e selectivo na detecção
de defeitos entre fases e fase-terra.
Esta função deverá possuir cinco escalões de medida direccionais com característica poligonal e
regulação independente dos alcances resistivo (R) e reactivo (X) de cada um dos escalões, para
defeitos fase-fase e fase-terra, podendo um dos escalões funcionar como alongamento do 1º escalão
(escalão alongado).
Esta função desempenha ainda uma função de backup face à função Diferencial, caso esta exista,
permitindo a eliminação de defeitos no barramento AT das SE localizadas nos extremos do mesmo
cabo/linha (zona não protegida pela função de protecção diferencial de cabo). Neste caso, o número
de escalões poderá ser inferior ao inicialmente definido, mas nunca inferior a três.
A função de protecção de distância deverá estar permanentemente activa, não devendo por isso o
seu funcionamento ficar dependente de qualquer inibição associada à função de protecção
diferencial (ex.: falha do canal de comunicação).
A função protecção de distância deverá possuir um processamento independente por escalão e por
tipo de defeito. A cada um destes escalões estará associada uma temporização de disparo
independente. O tempo total de operação da protecção deverá ser inferior a 30 ms.
O 1º escalão destina-se a eliminar defeitos na linha a que a função de protecção de distância está
associada, enquanto que os escalões seguintes detectam defeitos localizados nas linhas a jusante,
servindo de backup ao sistema de protecção dessas linhas. O alongamento do 1º escalão permite
eliminar instantaneamente os defeitos em toda a extensão da linha vigiada.
Caso não seja implementado um esquema de teleprotecção, deverá ser associada à função de
Religação o alongamento do 1º escalão, garantindo assim a selectividade do sistema de protecção,
através do recuo do alongamento (inibição do alongamento após ter sido efectuada a religação
rápida).
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A existência de linhas em paralelo deverá ser tomada em consideração na definição de funções de
protecção complementares associadas à protecção de distância nomeadamente a função WEI (Weak
End Infeed).
A existência de defeito no circuito BT dos TT não pode resultar na actuação da função de protecção de
distância ou de qualquer outra função de protecção dependendo dos valores de tensão
disponibilizados pelos TT, devendo ser prevista a detecção de defeitos e garantida a inibição das
funções anteriormente referidas.
Eventualmente condicionada à função de verificação de sincronismo (secção 4.12 do presente
documento), a função distância deverá poder desencadear a função de automatismo “religação
rápida e/ou lenta de disjuntores”, especificada no documento DEF-C13-551/N.
4.3
Diferencial de linha/cabo (opcional)
A função diferencial, quando considerada, constitui a protecção principal de cabos ou linhas aéreas
de AT, permitindo detectar e eliminar defeitos entre os transformadores de intensidade localizados nos
painéis AT que interligam as respectivas SE.
A função de protecção diferencial residente em cada um dos IED localizados nos extremos do
cabo/linha deverá possuir um processamento independente por fase, de modo a efectuar a
comparação vectorial das correntes. O tempo total de operação da protecção deverá ser inferior a
30 ms.
A característica de disparo da função protecção diferencial deverá apresentar uma elevada
estabilidade à saturação dos TI.
Eventualmente condicionada à função de verificação de sincronismo (secção 4.12 do presente
documento), a função de protecção diferencial deverá poder desencadear a função de automatismo
“religação rápida e/ou lenta de disjuntores”, especificada no documento DEF-C13-551/N.
4.4
Máxima Intensidade de Fase
A função de protecção de máximo de intensidade de fase (MIF) deverá ser trifásica, com pelo menos
dois níveis de detecção (I> e I>>) e de funcionamento por tempo independente, para o qual deverão
ser consideradas uma actuação "instantânea" e outra "temporizada" para cada nível.
Esta função de protecção deverá estar permanentemente em serviço sendo independente de uma
eventual inibição ou bloqueio das funções de distância e diferencial. Pretende-se ainda, que esta
função seja implementada nos dois IED.
4.5
Máximo de Intensidade Homopolar Direccional
A função de protecção de máximo de intensidade homopolar direccional (MIHD) deverá ter um nível
de detecção (Io>) com funcionamento por tempo independente ou tempo inverso (segundo as normas
IEC: tempo definido, tempo normalmente inverso, tempo muito inverso, tempo extremamente inverso e
logarítmico), e para o qual deverão ser consideradas uma actuação "instantânea" e outra
"temporizada".
Pretende-se ainda que esta função seja implementada nos dois IED.
Caso seja implementado um esquema de teleprotecção, a função MIHD deverá ter a possibilidade de
ser associada a este esquema.
Eventualmente condicionada à função de verificação de sincronismo (secção 4.12), a função MIHD
deverá poder desencadear a função de automatismo “religação rápida e/ou lenta de disjuntores”,
especificada no documento DEF-C13-551/N.
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4.6
Máximo de Intensidade Homopolar de Terras Resistentes
A ocorrência de trabalhos TET implica que se inclua uma função de protecção de máximo de
intensidade homopolar de elevada sensibilidade (terras resistentes), de tempo independente com
possibilidade de actuação instantânea.
4.7
Power Swing Detection
As oscilações de potência num sistema de distribuição de energia eléctrica verificam-se essencialmente
nas seguintes condições:
⎯
variações significativas na carga associada ao sistema;
⎯
alterações na configuração do sistema, devido à ocorrência de defeitos na rede AT e sua
eliminação.
Esta função tem como objectivo detectar oscilações de potência no sistema de distribuição,
bloqueando a função de protecção de distância, de modo a impedir a sua actuação intempestiva.
A função apresenta uma característica de medida do tipo poligonal (quadrilateral), semelhante à da
função distância, existindo no entanto duas zonas: uma interna e outra externa.
Esta função baseia-se na duração do fenómeno transitório de oscilação de impedância, monitorizando
o tempo de passagem entre a característica exterior e interior do plano de impedância. Caso a
duração da oscilação de potência exceda o valor configurado, é enviado o sinal de bloqueio à função
de distância, evitando a sua actuação intempestiva.
4.8
Weak End Infeed
Em sistemas interligados, e no caso específico de linhas paralelas, a direcção da corrente de defeito na
linha sã pode mudar de sentido quando ocorre a abertura dos disjuntores associados à linha com
defeito.
Esta situação pode originar a operação intempestiva da função de distância associada à linha sã,
quando são adoptados esquemas de teleprotecção do tipo permissive overreach.
A função de corrente inversa tem como objectivo detectar a inversão de corrente, bloqueando o envio
do sinal de teleprotecção para o outro extremo, assim como o respectivo disparo local, evitando assim
a actuação intempestiva da função de distância.
Se as correntes de defeito não forem significativas no extremo com defeito na linha protegida, poderão
não ser suficientes para fazer actuar os elementos de medida, pelo que não existirá o envio do sinal de
teleprotecção, originando disparos temporizados (em backup) no extremo com maior corrente de
defeito.
Esta função permite reenviar os sinais recebidos do extremo com maior corrente de defeito,
assegurando deste modo a actuação da função de distância, mesmo com correntes de defeitos
reduzidas.
4.9
Ligação sobre defeito
Deverá ser prevista uma função que detecte uma ligação sobre defeito. Esta garantirá o disparo
instantâneo e definitivo do disjuntor da linha pela função distância e/ou direccional de terra, no
momento da ligação manual do disjuntor, se for detectado um defeito na linha associada ao painel.
4.10 Condutor partido
Esta função tem como objectivo detectar a interrupção de uma fase na linha a proteger podendo ser
baseada no aparecimento da componente inversa da corrente ou em qualquer outro método, desde
que seja garantida a detecção eficaz da assimetria da rede resultante deste tipo de defeito.
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4.11 Teleprotecção
O objectivo da função de teleprotecção é permitir a eliminação instantânea dos defeitos localizados
ao longo da linha.
Poderá estar associada à função de protecção distância, à função de protecção direccional de terras
ou à comunicação lógica entre IED nos extremos das linhas, devendo ser adoptado o esquema de
comunicação mais adequado à fiabilidade do meio de comunicação utilizado.
Deverá existir a possibilidade de implementar os seguintes esquemas:
⎯ Direct Underreaching Transfer Trip (DUTT);
⎯ Permissive Underreaching Transfer Trip (PUTT);
⎯ Permissive Overreaching Transfer Trip (POTT).
No caso da protecção do extremo oposto da linha não ter a possibilidade de ser interligada
directamente através do canal de comunicações, deverão ser utilizadas entradas/saídas digitais para o
envio dos sinais de permissão e de bloqueio com recurso a um sistema de teleprotecção externo.
4.12 Verificação de sincronismo
Esta função destina-se a garantir as condições de sincronismo entre sistemas provenientes de fontes de
energia distintas (diferentes pontos injectores, Produção em Regime Especial).
Tem por objectivo verificar as condições de fecho de um determinado disjuntor devendo ser previstos
diferentes modos de funcionamento, nomeadamente, ‘’barramento morto/linha morta’’, ‘’barramento
morto/linha viva’’, ’barramento vivo/linha morta’’. A permissão de ligar do disjuntor será condicionada
pelo desvio da amplitude de tensão (ΔU), da frequência (Δf) e da desfasagem (Δϕ).
A função deverá ser inibida pelo disparo de qualquer um dos disjuntores de protecção dos secundários
dos transformadores de tensão (linha ou barramento).
Sempre que se pretenda, esta função deverá poder ser configurada de modo a permitir a ordem de
fecho do disjuntor sem qualquer verificação das condições referidas anteriormente.
4.13 Funções complementares
4.13.1
Monitorização do disjuntor
Para efeitos de manutenção do disjuntor, deverá poder ser calculada, armazenada e disponibilizada no
local e/ou à distância, a informação da energia cumulativa cortada pelo disjuntor do painel (I.t ou I2.t),
assim como, o número de manobras de abertura e de fecho do disjuntor.
4.13.2
Localização de defeitos
Por forma a facilitar a localização de um defeito permanente na linha a proteger, deverá ser
disponibilizada a informação, no local e à distância, da distância ao defeito (em km).
4.13.3
Registo cronológico de acontecimentos
Esta função deverá poder registar todas as actuações de funções de protecção e funções
complementares, assim como todos os sinais digitais externos e alarmes internos do sistema.
A identificação de cada um dos acontecimentos deverá poder ser definida pelo utilizador (descritivos).
Deverá ser possível exportar, em formato digital, os eventos existentes nas unidades para um formato
compatível com a aplicação Microsoft Excel.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
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4.13.4
Osciloperturbografia
Esta função deverá registar as formas de onda de todas as grandezas analógicas e as transições de
todos os sinais digitais (internos e externos), sempre que uma das condições de arranque seja activada.
Deverá ser possível exportar para formato COMTRADE todos os registos residentes na unidade de
protecção.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
4.13.5
Comutação de parâmetros
Para o conjunto das diversas funções de protecção, deverá ser possível regular pelo menos quatro
conjuntos de parâmetros distintos, seleccionáveis por telecomando e/ou comando local.
Deverá ser disponibilizado para SCADA a informação do conjunto de parâmetros activo.
4.14 Modos de funcionamento
O painel AT deverá poder funcionar em Regime Normal de Exploração (RNE) ou em Regime Especial de
Exploração (REE), sendo este último utilizado em situação de trabalhos em tensão (TET) na rede.
A escolha do regime de exploração será efectuada ao nível do painel, através do IHM (Interface
Humano Máquina) do IED e através de comando à distância. A alteração do regime de exploração
deverá ter em conta o funcionamento de cada uma das funções de protecção do seguinte modo:
4.14.1
Regime Normal de Exploração
⎯ função de protecção distância e/ou função de protecção diferencial em serviço com religador
associado;
⎯ funções de protecção máximo de intensidade de fase e máximo de intensidade homopolar
direccional temporizadas;
⎯ função de protecção máximo de intensidade homopolar (terras resistentes) inibida.
4.14.2
Regime Especial de Exploração - Trabalhos TET
⎯ inibição da função de automatismo religação;
⎯ função de protecção distância e/ou função protecção diferencial em serviço;
⎯ função de protecção distância com escalão alongado permanentemente em serviço;
⎯ funções de protecção máximo de intensidade de fase e máximo de intensidade homopolar
direccional de actuação instantânea;
⎯ função de protecção máximo de intensidade homopolar (terras resistentes) em serviço.
4.15 Ensaio das funções de protecção
Deverá ser prevista a instalação de módulos de teste que permitam a execução de ensaios às
diferentes funções de protecção, com interrupção das ordens de disparo, fecho das correntes
provenientes dos TI e interrupção das tensões provenientes dos TT.
Qualquer das funções de protecção residentes nos IED do painel deverá poder ser bloqueada.
4.16 Características técnicas
Relativamente a cada uma das funções de protecção e complementares atrás apresentadas, deverão
ser consideradas as características técnicas apresentadas nos quadros seguintes.
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Função
Geral
Distância
Diferencial
Ligação sobre
defeito
Condutor
partido
Supervisão do
circuito dos TT
Máximo de
Intensidade
de Fase
Características
Frequência nominal (Fn)
Tensão nominal (Un)
Corrente nominal (In)
Tensão de alimentação auxiliar (Ucc)
Tensão máxima
− permanência
− durante 1s
Corrente máxima
− permanência
− durante 1s
Tempo de operação
Arranque da função PD
Característica da zona de arranque
Critérios de arranque (para 1A):
− regulações de impedância alcance
resistivo / reactivo
− sobreposição de carga
− fase-fase / fase-terra
− ângulo de carga
Característica da zona de medida
Critérios de medida (para 1A):
− regulações de impedância alcance
resistivo / reactivo
Corrente mínima de operação
Temporização independente por zona
Tempo de operação
Curva de disparo
− regulação de base
− razão funcionamento 1
− razão funcionamento 2
Confirmação de tensão
Confirmação de corrente
Corrente mínima por fase
Assimetria mínima
Temporização
Componente homopolar
− tensão de operação
− corrente de operação
Componente inversa
− tensão de operação
− corrente de operação
Corrente de arranque
Informação de arranque
Tempo independente
Gamas
50 Hz
100/ √3
1A
110 Vcc
1.5 Un
2.5 Un
2 In
100 In
≤ 30 ms
MI e/ou mínimo Z
Poligonal
0.1 a 150 Ω/fase, passos de 0,01
0.1 a 150 Ω/fase, passos de 0,01
0 a 60 °, passos de 1º
Poligonal c/ direcção seleccionável
0.1 a 150 Ω/fase, passos de 0,01
10% In
0 a 5 s, passos de 0,01s
≤ 30 ms
20% a 50% In
25% a 50% In
125% a 250% In
25% a 80% Un, passos de 1
< 15% para 0,2 s
20 % In
20% da máx. I de fase
0 a 60 s, passos de 1 s
3Uo > 20% Un/ √3
3Io < 20% In
3U2 > 20% Un/ √3
3 I2 < 20% In
50% a 1000% In, passos de 5%
≤ 50 ms
0,04 a 5 s, passos de 0,01
- Continua -
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- Continuação -
Função
Máximo de
Intensidade
Homopolar
Direccional
Máximo de
Intensidade
Homopolar de
Terras Resistentes
Verificação de
Sincronismo
Teleprotecção
Funções
complementares
Localizador de
defeito
Registo de
acontecimentos
Osciloperturbografia
Características
Corrente homopolar de arranque
Tensão de polarização mínima
Informação de arranque
Característica de actuação
− tempo independente
− normalmente inverso (NI)
− muito inverso (VI)
− extremamente inverso (EI)
− logarítmica (IDG)
Corrente homopolar de arranque
Informação de arranque
Tempo independente
Verificação do sincronismo
− desvio de frequência
− desvio de tensão
− desvio de fase
Ligação de linha
− patamar alto de tensão
− patamar baixo de tensão
− tempo de ligação
Tempo de operação
− verificação de sincronismo
− verificação de linha s/ tensão
Esquemas de comunicação para a PD
− “bloqueio”
− “permissivo”
Características
Reactância / km
Erro
Resolução
Nº de acontecimentos
Nº de entradas
Número de entradas digitais
Número de entradas analógicas
Tempo pré-defeito
Tempo pós-defeito
Tempo mínimo de registo
Frequência de amostragem
Gamas
5% a 300% de In, passos de 5%
1% Un
≤ 50 ms
0 a 5 s, passos de 0.01 s
k = (0,05-1,1), passos de 0,01
k = (0,05-1,1), passos de 0,01
k = (0,05-1,1), passos de 0,01
t = 5,8 + 1,35 * ln (I/3Ioset)
5 a 500 mA
≤ 50 ms
0.1 a 5s, passos de 0.01 s
50 a 500 mHz, passos de 10
5 a 50% Un, passos de 1%
5 a 75°, passos de 1º
70 a 100% Un, passos de 1%
10 a 80% Un, passos de 1%
0 a 1 s, passos de 0,01
entre 180 ms a 200 ms
entre 65 e 95 ms
DUTT
PUTT
POTT
Gamas
0.005 a 5 Ω
≤ 5%
1ms
150
32
40
10
10 a 500 ms, passos de 10
100 a 2000 ms, passos de 100
10 s
1 kHz
5 PAINEL DE BARRAS AT
5.1
Prescrições gerais
Os IED deverão ser dotados de lógica programável, de modo a permitir implementar, de uma forma
flexível, condições específicas de funcionamento (bloqueios e encravamentos).
Qualquer uma das funções de protecção residentes no painel deverá ter a possibilidade de ser
bloqueada.
Ao barramento de AT estão associadas as funções de protecção seguidamente enumeradas.
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5.2
Diferencial
A função diferencial constitui a protecção principal do barramento AT, permitindo detectar e eliminar
instantaneamente (tempo total de operação inferior a 20 ms) defeitos entre os transformadores de
intensidade localizados nos painéis AT interligados no mesmo barramento.
A função de protecção diferencial deverá possuir um processamento independente por fase, de modo
a efectuar a comparação vectorial das correntes.
O sistema de protecção diferencial de barramento AT deverá possuir as seguintes características
principais:
⎯ constituída por uma unidade central (UC), a instalar no painel de tensão de barras, comunicando
com os restantes IED (bay units dos painéis LAT e TPAT), via rede de processamento de dados própria
em fibra óptica;
⎯ supervisão do esquema da subestação através de uma réplica do estado da aparelhagem,
garantindo assim a selectividade do sistema de protecção;
⎯ este sistema de protecção deve ser estável perante situações de defeitos externos às zonas a
proteger e de saturação dos transformadores de intensidade;
⎯ não deverá necessitar de transformadores de intensidade intermediários, devendo a relação de
transformação dos transformadores de intensidade ser parametrizável por software;
⎯ os IED deverão possuir um interface próprio com o operador, permitindo visualizar o valor das
correntes medidas e da corrente diferencial, o estado do sistema, a posição da aparelhagem, os
sinais de disparo e outras informações relevantes, devendo ainda possuir uma porta para
comunicação com um PC portátil;
⎯ deverá ser modular, permitindo uma fácil expansão do sistema.
5.3
Mínimo de tensão
A função de mínimo de tensão deverá ser trifásica e associada a cada semibarramento AT, tendo por
missão desencadear a função de automatismo “deslastre por falta de tensão/reposição por regresso de
tensão”.
Deverá detectar a falta da tensão para que se proceda ao deslastre das cargas alimentadas pelo
semibarramento em causa. Quando a tensão no semibarramento normalizar, será desencadeado o
processo de reposição em serviço das cargas anteriormente deslastradas.
Esta função de protecção deverá ter dois níveis distintos (U<, U<<) de detecção de mínimo de tensão,
sendo um deles utilizado para o deslastre e o outro para a normalização da tensão (destinada à
reposição).
De modo a que a existência de qualquer defeito no circuito de BT dos TT não resulte na actuação da
função protecção de mínimo de tensão ou de qualquer outra função de protecção dependente dos
valores de tensão disponibilizados pelos TT, deverá ser previsto a capacidade de detecção desse tipo
de defeitos e garantida a inibição das funções anteriormente referidas.
Caso ocorra um defeito no circuito BT dos TT, esta informação deverá ser tida em conta pela função de
automatismo “deslastre por falta de tensão/reposição por regresso de tensão”, de modo a evitar
disparos intempestivos.
5.4
Verificação de sincronismo
Esta função destina-se a garantir as condições de sincronismo entre sistemas provenientes de fontes de
energia distintas (diferentes pontos injectores, Produção em Regime Especial).
Tem por objectivo verificar as condições de fecho de um determinado disjuntor, o qual interliga os
semibarramentos AT da instalação.
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A permissão de ligar do disjuntor será condicionada pelo desvio da amplitude de tensão (ΔU), da
frequência (Δf) e da desfasagem (Δϕ).
A função deverá ser inibida pelo disparo de qualquer um dos disjuntores de protecção dos secundários
dos transformadores de tensão (semibarramento I ou semibarramento II).
Sempre que se pretenda, esta função deverá poder ser configurada de modo a permitir a ordem de
fecho do disjuntor sem qualquer verificação das condições referidas anteriormente.
5.5
5.5.1
Funções complementares
Registo cronológico de acontecimentos
Esta função deverá poder registar todas as actuações de funções de protecção e funções
complementares, assim como todos os sinais digitais externos e alarmes internos do sistema.
A identificação de cada um dos acontecimentos deverá poder ser definida pelo utilizador (descritivos).
Deverá ser possível exportar, em formato digital, os eventos existentes nas unidades para um formato
compatível com a aplicação Microsoft Excel.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
5.5.2
Osciloperturbografia
Esta função deverá registar as formas de onda de todas as grandezas analógicas e as transições de
todos os sinais digitais (internos e externos), sempre que uma das condições de arranque seja activada.
Deverá ser possível exportar para formato COMTRADE todos os registos residentes na unidade de
protecção.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
5.6
Ensaio das funções de protecção
Deverá ser previsto a instalação de módulos de teste que permitam a execução de ensaios às
diferentes funções de protecção.
Qualquer das funções de protecção residente no painel deverá poder ser bloqueada.
5.7
Características técnicas
Relativamente a cada uma das funções de protecção e complementares atrás apresentadas deverão
ser consideradas as características técnicas apresentadas no quadro seguinte.
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Função
Geral
Diferencial de
barramento AT
Mínimo de tensão
Verificação de
Sincronismo
Características
Frequência nominal (Fn)
Tensão nominal (Un)
Corrente nominal (In)
Tensão de alimentação auxiliar (Ucc)
Tensão máxima
− permanência
− durante 1s
Corrente máxima
− permanência
− durante 1s
Tempo de operação
Razão de transformação TI
Arranque diferencial
− Icc
− Ikmin
Factor estabilização (k)
Patamares de tensão
Informação de arranque
Temporização
Verificação do sincronismo
− desvio de frequência
− desvio de tensão
− desvio de fase
Ligação de linha
− patamar alto de tensão
− patamar baixo de tensão
− tempo de ligação
Tempo de operação
− verificação de sincronismo
− verificação de linha s/ tensão
Funções complementares
Registo de acontecimentos
Osciloperturbografia
Características
Resolução
Nº de acontecimentos
Nº de entradas
Número de entradas digitais
Número de entradas analógicas
Tempo pré-defeito
Tempo pós-defeito
Tempo mínimo de registo
Frequência de amostragem
Gamas
50 Hz
100/ √3
1A
110 Vcc
1.5 Un
2.5 Un
2 In
100 In
≤ 20 ms
50...10000
500...6000 A
0.2...4
0.05...0.8
20% a 100% de Un, passos de 1
≤ 50 ms
0 a 30 s, passos de 0,01 s
50 a 500 mHz, passos de 10
5 a 50% Un, passos de 1%
5 a 75°, passos de 1º
70 a 100% Un, passos de 1%
10 a 80% Un, passos de 1%
0 a 1 s, passos de 0,01
entre 180 ms a 200 ms
entre 65 e 95 ms
Gamas
1ms
150
32
40
10
10 a 500 ms, passos de 10
100 a 2000 ms, passos de 100
10 s
1 kHz
6 PAINEL DE TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA
6.1
Prescrições gerais
As funções de protecção deverão ser distribuídas por dois equipamentos de protecção (IED) distintos,
garantindo, pelo menos, a duplicação da função MIF. As restantes funções de protecção deverão
encontrar-se residentes na unidade principal.
Qualquer uma das funções de protecção residentes no painel deverá ter a possibilidade de ser
bloqueada.
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Os IED deverão ser dotados de lógica programável, de modo a permitir implementar, de uma forma
flexível, condições específicas (bloqueios e encravamentos).
6.2
Diferencial
A função protecção diferencial, que constitui a protecção principal do transformador de potência, terá
como missão reduzir ao mínimo as consequências nefastas de uma avaria ou defeito interno neste
equipamento.
Esta função deverá detectar instantaneamente uma situação de defeito na zona protegida, zona
compreendida entre os TI do lado AT e do lado MT do TP, a partir da comparação vectorial das
correntes dos dois lados do transformador.
Pretende-se que a característica de disparo da função de protecção diferencial seja tal que permita
uma elevada estabilidade a defeitos externos ao transformador de potência e à saturação dos TI.
Deverá ainda ser previsto o bloqueio desta função durante a ligação do transformador de potência ou
caso ocorra a sobre-excitação do mesmo.
A função de protecção diferencial deverá efectuar internamente a compensação da amplitude e de
fase dos valores de intensidade de corrente a comparar.
6.3
Máximo de Intensidade de Fase
A função de máximo de intensidade de fase deverá ser trifásica, com, pelo menos, dois níveis de
detecção (I>, I>>) e de funcionamento por tempo independente, para o qual deverão ser consideradas
uma actuação instantânea e outra temporizada.
Esta função de protecção, para além de proteger o transformador de potência contra sobrecargas,
desempenha ainda um papel de reserva à função MIF de chegada ao barramento MT.
6.4
6.4.1
Funções complementares
Função de monitorização do disjuntor
Para efeitos de manutenção do disjuntor, deverá poder ser calculada, armazenada e disponibilizada no
local e/ou à distância, a informação da energia cumulativa cortada pelo disjuntor do painel (I.t ou I2.t),
assim como, o número de manobras de abertura e de fecho do disjuntor.
6.4.2
Registo de acontecimentos
Esta função deverá poder registar todas as actuações de funções de protecção e funções
complementares, assim como todos os sinais digitais externos e alarmes internos do sistema.
A identificação de cada um dos acontecimentos deverá poder ser definida pelo utilizador (descritivos).
Deverá ser possível exportar, em formato digital, os eventos existentes nas unidades para um formato
compatível com a aplicação Microsoft Excel.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
6.4.3
Osciloperturbografia
Esta função deverá registar as formas de onda de todas as grandezas analógicas e as transições de
todos os sinais digitais (internos e externos), sempre que uma das condições de arranque seja activada.
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Deverá ser possível exportar para formato COMTRADE todos os registos residentes na unidade de
protecção.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
6.5
Ensaio das funções de protecção
Deverá ser prevista a instalação de módulos de teste que permitam a execução de ensaios às diferentes
funções de protecção, com interrupção das ordens de disparo e fecho das correntes provenientes dos
TI. Qualquer das funções de protecção residente no painel deverá poder ser bloqueada.
6.6
Características técnicas
Relativamente a cada uma das funções de protecção e complementares atrás apresentadas, deverão
ser consideradas as seguintes características técnicas:
Função
Geral
Diferencial
Máximo de
Intensidade de Fase
Características
Frequência nominal (Fn)
Corrente nominal (In)
Tensão de alimentação auxiliar (Ucc)
Corrente máxima
− permanência
− durante 1s
Tempo de operação
Curva de disparo
− regulação de base
− razão funcionamento 1
− razão funcionamento 2
Corrente de arranque
Informação de arranque
Tempo independente
Funções complementares
Registo de acontecimentos
Osciloperturbografia
Gamas
50 Hz
1A
110 Vcc
2 In
100 In
≤ 35 ms
20% a 50% In
25% a 50% In
125% a 250% In
50% a 400% In, passos de 5
≤ 50 ms
0,04 a 5 s, passos de 0,01
Características
Gamas
Resolução
1ms
Nº de acontecimentos
150
Nº de entradas
32
Número de entradas digitais
20
Número de entradas analógicas
10
Tempo pré-defeito
10 a 300 ms em passos de 10 ms
Tempo pós-defeito
100 a 2000 ms em passos de 100ms
Tempo mínimo de registo
10 s
Frequência de amostragem
1 kHz
7 PAINEL DE CHEGADA MT
7.1
Prescrições gerais
Os IED deverão ser dotados de lógica programável, de modo a permitir implementar, de uma forma
flexível, condições específicas (bloqueios e encravamentos).
Qualquer uma das funções de protecção residentes no painel deverá ter a possibilidade de ser
bloqueada.
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7.2
Máximo de Intensidade de Fase
A função de máximo de intensidade de fase deverá ser trifásica, com, pelo menos, dois níveis de
detecção (I>, I>>) e de funcionamento por tempo independente, para o qual deverão ser consideradas
uma actuação instantânea e outra temporizada.
Esta função de protecção, para além de proteger o barramento MT contra defeitos fase-fase,
desempenhará um papel de reserva às funções semelhantes dos painéis de linhas MT.
7.3
Mínimo de tensão
A função de mínimo de tensão deverá ser trifásica e associada a cada semibarramento MT, tendo por
missão desencadear a função de automatismo “deslastre por falta de tensão/reposição por regresso de
tensão”.
Deverá detectar a falta da tensão para que se proceda ao deslastre das cargas alimentadas pelo
semibarramento em causa. Quando a tensão no semibarramento normalizar, será desencadeado o
processo de reposição em serviço das cargas anteriormente deslastradas.
Esta função de protecção deverá ter dois níveis distintos (U<, U<<) de detecção de mínimo de tensão,
sendo um deles utilizado para o deslastre e o outro para a normalização da tensão (destinada à
reposição).
De modo a que a existência de qualquer defeito no circuito de BT dos TT não resulte na actuação da
função protecção de mínimo de tensão ou de qualquer outra função de protecção dependente dos
valores de tensão disponibilizados pelos TT, deverá ser previsto a capacidade de detecção desse tipo
de defeitos e garantida a inibição das funções anteriormente referidas.
Caso ocorra um defeito no circuito BT dos TT, esta informação deverá ser tida em conta pela função de
automatismo “deslastre por falta de tensão/reposição por regresso de tensão”, de modo a evitar
disparos intempestivos.
7.4
Máximo de tensão
A função de protecção de máximo de tensão deverá ser trifásica, com 2 níveis de detecção (U> e
U>>), de funcionamento por tempo independente e para o qual deverá ser considerada uma
actuação instantânea e outra temporizada.
Esta função tem por objectivo detectar situações de elevação anormal da tensão de barras MT,
desencadeando o disparo temporizado do disjuntor do painel de chegada MT.
Deverá ainda ser considerado um nível de máximo de tensão para a inibição das ordens de subir do
regulador automático de tensão.
7.5
Mínimo de frequência
A função de protecção de mínimo de frequência deverá ter dois níveis (F< e F<<) de detecção de
funcionamento por tempo independente e para os quais deverá ser considerada uma actuação
instantânea.
Esta função de protecção detecta abaixamentos de frequência na rede, informando posteriormente a
função de automatismo “deslastre por mínimo de frequência/reposição por normalização de
frequência”, para que se proceda à desligação selectiva das cargas da subestação.
Quando a frequência da rede normalizar, e realizada posteriormente uma ordem voluntária de
reposição, será desencadeado o processo de reposição em serviço das cargas desligadas aquando do
deslastre.
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7.6
7.6.1
Funções complementares
Selectividade lógica
A selectividade lógica tem por objectivo diminuir o tempo de funcionamento de uma determinada
função de protecção, em caso de falha de funcionamento das funções equivalentes existentes ao nível
dos painéis de LMT, TSA+RN e BC.
Sempre que arrancar a função de máximo de intensidade de fase do painel de chegada do TP e o
mesmo não acontecer às funções de protecção dos painéis associados a esse semibarramento MT,
haverá lugar a uma redução no tempo de actuação desta função, ao nível da chegada MT.
A selectividade lógica deverá reconhecer a cada momento a topologia de exploração da
subestação, nomeadamente ter em consideração a posição do disjuntor do painel de interbarras MT.
7.6.2
Função de monitorização do disjuntor
Para efeitos de manutenção do disjuntor, deverá poder ser calculada, armazenada e disponibilizada no
local e/ou à distância, a informação da energia cumulativa cortada pelo disjuntor do painel (I.t ou I2.t),
assim como, o número de manobras de abertura e de fecho do disjuntor.
7.6.3
Registo de acontecimentos
Esta função deverá poder registar todas as actuações de funções de protecção e funções
complementares, assim como todos os sinais digitais externos e alarmes internos do sistema.
A identificação de cada um dos acontecimentos deverá poder ser definida pelo utilizador (descritivos).
Deverá ser possível exportar, em formato digital, os eventos existentes nas unidades para um formato
compatível com a aplicação Microsoft Excel.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
7.6.4
Osciloperturbografia
Esta função deverá registar as formas de onda de todas as grandezas analógicas e as transições de
todos os sinais digitais (internos e externos), sempre que uma das condições de arranque seja activada.
Deverá ser possível exportar para formato COMTRADE todos os registos residentes na unidade de
protecção.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
7.7
Ensaio das funções de protecção
Deverá ser previsto a instalação de módulos de teste que permitam a execução de ensaios às
diferentes funções de protecção, com interrupção das ordens de disparo e fecho das correntes
provenientes dos TI.
Qualquer das funções de protecção residente no painel deverá poder ser bloqueada.
7.8
Características técnicas
Relativamente a cada uma das funções de protecção atrás apresentadas deverão ser consideradas as
seguintes características técnicas:
Função
Características
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Gamas
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Geral
Máximo de
Intensidade de Fase
Mínimo de tensão
(mU)
Máximo de tensão
(MU)
Mínimo de
frequência
Frequência nominal (Fn)
Corrente nominal (In)
Tensão de alimentação auxiliar (Ucc)
Corrente máxima
− permanência
− durante 1s
Corrente de arranque
Informação de arranque
Tempo independente
Trifásica
Dois patamares de tensão
Informação de arranque
Temporização
Trifásica
Dois patamares de tensão
Informação de arranque
Tempo independente
Tempo de operação
Patamares de frequência
Funções complementares
Registo de acontecimentos
Osciloperturbografia
Características
Resolução
Nº de acontecimentos
Nº de entradas
Número de entradas digitais
Número de entradas analógicas
Tempo pré-defeito
Tempo pós-defeito
Tempo mínimo de registo
Frequência de amostragem
50 Hz
1A
110 Vcc
2 In
100 In
50% a 400% In, passos de 5
≤ 50 ms
0,04 a 5 s, passos de 0,04
20% a 100% de Un em passos de 1%
Até 50 ms
0 a 30 s em passos de 0.01 s
100% a 150% de Un em passos de 1%
Até 50 ms
0 a 30 s em passos de 0.01 s
≤ 100 ms
46 Hz a 54 Hz, passos de 0,01
Gamas
1ms
150
32
20
10
10 a 300 ms em passos de 10 ms
100 a 2000 ms em passos de 100ms
10 s
1 kHz
8 PAINEL DE BATERIA DE CONDENSADORES
8.1
Prescrições gerais
Os IED deverão ser dotados de lógica programável, de modo a permitir implementar, de uma forma
flexível, condições específicas (bloqueios e encravamentos).
Qualquer uma das funções de protecção residentes no painel deverá ter a possibilidade de ser
bloqueada.
8.2
Desequilíbrio de neutro
Deverá ser prevista uma função de protecção de desequilíbrio de neutro por escalão, para detectar
situações de defeito interno nas baterias, como por exemplo, a danificação de elementos.
Esta função de protecção será monofásica, com dois níveis de detecção (Io> e Io>>) de
funcionamento por tempo independente, para cada um dos quais deverão ser consideradas uma
actuação instantânea e outra temporizada.
Esta função actua especificamente sobre o disjuntor do escalão onde se verifica um desequilíbrio.
8.3
Máximo de Intensidade de Fase
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A função de protecção máximo de intensidade de fase deverá ser trifásica, com dois níveis de
detecção (I> e I>>) de funcionamento por tempo independente, para cada um dos quais deverão ser
consideradas uma actuação "instantânea" e outra "temporizada".
8.4
Máximo de Intensidade Homopolar
A função de protecção máximo de intensidade homopolar deverá possuir, pelo menos, um nível de
detecção (Io>) de funcionamento por tempo independente, para o qual deverá ser considerada uma
actuação instantânea e outra temporizada.
A medida da corrente homopolar deverá ser obtida a partir de um transformador toroidal instalado
para o efeito.
8.5
Máximo de tensão
A função de protecção máximo de tensão deverá ser trifásica, com um nível de detecção (U>), de
funcionamento por tempo independente e para o qual deverá ser considerada uma actuação
instantânea e outra temporizada.
Esta função tem por objectivo detectar situações de elevação anormal da tensão de barras MT,
desencadeando o disparo do disjuntor de painel da bateria de condensadores.
8.6
8.6.1
Funções complementares
Função de monitorização do disjuntor
Para efeitos de manutenção do disjuntor, deverá poder ser calculada, armazenada e disponibilizada no
local e/ou à distância, a informação da energia cumulativa cortada pelo disjuntor do painel (I.t ou I2.t),
assim como, o número de manobras de abertura e de fecho do disjuntor.
8.6.2
Registo de acontecimentos
Esta função deverá poder registar todas as actuações de funções de protecção e funções
complementares, assim como todos os sinais digitais externos e alarmes internos do sistema.
A identificação de cada um dos acontecimentos deverá poder ser definida pelo utilizador (descritivos).
Deverá ser possível exportar, em formato digital, os eventos existentes nas unidades para um formato
compatível com a aplicação Microsoft Excel.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
8.6.3
Osciloperturbografia
Esta função deverá registar as formas de onda de todas as grandezas analógicas e as transições de
todos os sinais digitais (internos e externos), sempre que uma das condições de arranque seja activada.
Deverá ser possível exportar para formato COMTRADE todos os registos residentes na unidade de
protecção.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
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FEV 2007
8.7
Ensaio das funções de protecção
Deverá ser prevista a instalação de módulos de teste que permitam a execução de ensaios às diferentes
funções de protecção, com interrupção das ordens de disparo, fecho das correntes provenientes dos TI
e interrupção das tensões provenientes dos TT.
8.8
Características técnicas
Relativamente a cada uma das funções de protecção e complementares atrás apresentadas, deverão
ser considerados as seguintes características técnicas:
Função
Geral
Máximo de
Intensidade de
Fase
Máximo de
Intensidade
Homopolar
Desequilíbrio
Características
Frequência nominal (Fn)
Tensão nominal (Un)
Corrente nominal (In)
Tensão de alimentação auxiliar (Ucc)
Tensão máxima
− permanência
− durante 1s
Corrente Máxima
− permanência
− durante 1s
Corrente de arranque
Informação de arranque
Tempo independente
Corrente homopolar
Informação de arranque
Tempo independente
Alarme / Disparo
Corrente homopolar
Informação de arranque
Tempo independente
Funções complementares
Registo de acontecimentos
Osciloperturbografia
Gamas
50 Hz
100/ √3
1A
110 Vcc
1.5 Un
2.5 Un
2 In
100 In
50% a 1000% In, passos de 5
≤ 50 ms
0,04 a 5 s, passos de 0,01
5% a 150 %In, passos de 1
≤ 50 ms
0,04 a 5 s, passos de 0,01
5% a 150 %In, passos de 1
≤ 50 ms
0,04 a 5 s, passos de 0,01
Características
Resolução
Nº de acontecimentos
Nº de entradas
Número de entradas digitais
Número de entradas analógicas
Tempo pré-defeito
Tempo pós-defeito
Tempo mínimo de registo
Frequência de amostragem
Gamas
1ms
150
32
20
10
10 a 300 ms em passos de 10 ms
100 a 2000 ms em passos de 100ms
10 s
1 kHz
9 SAIDA MT
9.1
Prescrições gerais
Os IED deverão ser dotados de lógica programável, de modo a permitir implementar, de uma forma
flexível, condições específicas (bloqueios e encravamentos).
Qualquer uma das funções de protecção residentes no painel deverá ter a possibilidade de ser
bloqueada. Nos painéis de linha MT deverão ser considerados pelo menos dois grupos de parâmetros;
cada um dos quais deverá incluir as seguintes funções de protecção:
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DEF-C13-570/N
FEV 2007
9.2
Máximo de Intensidade de Fase
A função de protecção máximo de intensidade de fase será trifásica, com três níveis de detecção (I>,
I>>, I>>>), de funcionamento por tempo independente.
A função de protecção máximo de intensidade de fase deverá poder desencadear a função de
automatismo “religação rápida e/ou lenta de disjuntores”, especificada no documento DEF-C13-551/N.
9.3
Máximo de Intensidade Homopolar Direccional
A função de protecção de máximo de intensidade homopolar direccionald deverá ter, pelo menos, três
níveis de detecção (Io>, Io>>, Io>>>), de funcionamento por tempo independente e para o qual deverá
ser considerada uma actuação instantânea e outra temporizada.
Deverá ser possível configurar a direccionalidade nos diferentes níveis de detecção de uma forma
individual.
Para o nível Io>>> deverá ser possível o cálculo da corrente homopolar através de soma vectorial das
correntes de fase.
A função de protecção de máximo de intensidade homopolar deverá poder desencadear a função de
automatismo “religação rápida e/ou lenta de disjuntores”, especificada no documento DEF-C13-551/N.
9.4
Máximo de Intensidade Homopolar de Terras Resistentes
Esta função consiste numa protecção homopolar de alta sensibilidade (PTR), destinada a eliminar os
defeitos fase-terra de elevada resistência que ocorrem, com frequência, nas saídas MT em linha aérea.
Esta função deverá ter um nível de detecção (Io>), dispondo de uma curva de funcionamento do tipo
“Tempo muito inverso”, que garanta a selectividade da saída com defeito relativamente às outras
saídas MT, percorridas nessa ocasião por correntes homopolares capacitivas. O seu patamar é da
ordem dos 16,5 kΩ.
Para esse efeito, deverá ser considerada uma curva característica do funcionamento da PTR, em que a
selectividade é garantida pelos tempos de actuação, cuja expressão é diferente das curvas da CEI ou
IEEE. A curva da PTR deverá ser aproximada à seguinte expressão, em função das correntes observadas
na linha:
t op =
459.14 × TM
,0.5 A ≤ I < 5 A
I 0.655
t op =
800 × TM
,5 A ≤ I < 200 A
I
t op = 0.8, I ≥ 200 A
Nota:
gama de regulação do factor de escala TM 0.05 a 1.5 (valor por defeito = 0,2).
A implementação da curva da PTR (curva aproximada) poderá ser obtida através de:
⎯ definição pelo próprio utilizador de um conjunto de diversos pontos (I, t);
⎯ composição de várias curvas de tempo inverso e independente, devidamente associadas a lógica
configurável.
A actuação desta função de protecção deverá desencadear a função de automatismo “religação
rápida e/ou lenta de disjuntores”, permitindo a eliminação de uma grande percentagem de defeitos do
tipo semi-permanente sem interrupções prolongadas do fornecimento de energia nas saídas MT com
avaria. Além disso, permite que os OCR instalados na rede MT funcionem de forma coordenada com o
sistema de protecção do respectivo painel.
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FEV 2007
Deverá ser possível colocar fora de serviço as protecções de terras resistentes das saídas de MT ligadas
no semibarramento MT, no local e à distância.
A função de protecção de máximo de intensidade homopolar de terras resistentes deverá poder
desencadear a função de automatismo “religação rápida e/ou lenta de disjuntores”, especificada no
documento DEF-C13-551/N.
9.5
Condutor partido
Esta função tem como objectivo detectar a interrupção de uma fase na linha a proteger podendo ser
baseada no aparecimento da componente inversa da corrente ou em qualquer outro método, desde
que seja garantida a detecção eficaz da assimetria da rede resultante deste tipo de defeito.
9.6
Presença de tensão
Sempre que seja interligada uma unidade independente de produção de energia numa determinada
saída de linha MT da subestação, e se assim se entender, dever-se-á incluir um detector de presença de
tensão nesse painel.
A sua função é efectuar a verificação da presença de tensão na saída de linha MT, em situações de
ordens de fecho do disjuntor, quer em resultado de uma actuação por automatismo, quer por um
comando voluntário – local ou por telecomando.
9.7
Cold Load Pickup / Inrush Restraint
Esta função tem como objectivo evitar actuações intempestivas das funções de protecção associadas
aos picos de corrente, na sequência de ligação de cargas (colocação em carga de uma linha ou
arranques directos de motores de potência elevada).
A unidade de protecção deverá ser capaz de detectar estas situações e alterar, temporariamente, a
regulação da função de protecção de máximo de intensidade de fase.
Para a função Cold Load Pickup deverá ser tido em conta a ordem de fecho do disjuntor, enquanto
que a função Inrush Restraint deverá ter em conta o conteúdo harmónico da corrente da linha.
9.8
9.8.1
Funções complementares
Função de monitorização disjuntor
Para efeitos de manutenção do disjuntor, deverá poder ser calculada, armazenada e disponibilizada no
local e/ou à distância, a informação da energia cumulativa cortada pelo disjuntor do painel (I.t ou I2.t),
assim como, o número de manobras de abertura e de fecho do disjuntor.
9.8.2
Registo de acontecimentos
Esta função deverá poder registar todas as actuações de funções de protecção e funções
complementares, assim como todos os sinais digitais externos e alarmes internos do sistema.
A identificação de cada um dos acontecimentos deverá poder ser definida pelo utilizador (descritivos).
Deverá ser possível exportar, em formato digital, os eventos existentes nas unidades para um formato
compatível com a aplicação Microsoft Excel.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
9.8.3
Osciloperturbografia
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FEV 2007
Esta função deverá registar as formas de onda de todas as grandezas analógicas e as transições de
todos os sinais digitais (internos e externos), sempre que uma das condições de arranque seja activada.
Deverá ser possível exportar para formato COMTRADE todos os registos residentes na unidade de
protecção.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
9.8.4
Comutação de parâmetros
Para o conjunto das funções de protecção, deverá ser possível regular pelo menos dois conjuntos de
parâmetros distintos, seleccionáveis por telecomando e/ou comando local.
Deverá ser disponibilizado para SCADA a informação do conjunto de parâmetros activo.
9.9
Modos de funcionamento
A alteração do regime de exploração deverá ter em conta o funcionamento de cada uma das
funções do seguinte modo:
9.9.1
Regime Normal de Exploração
⎯ todas as funções de protecção temporizadas;
⎯ função religação em serviço (se aplicável).
9.9.2
Regime Especial de Exploração A - Trabalhos TET
⎯ funções de máximo de intensidade de fase e homopolar com actuação instantânea;
⎯ função de máximo de intensidade homopolar de terras resistentes bloqueada.
9.9.3
Regime Especial de Exploração B - Trabalhos TET
⎯ função de máximo de intensidade de fase com actuação instantânea;
⎯ funções de protecção de terras resistentes e intensidade homopolar bloqueadas.
9.9.4
Ensaio das funções de protecção
Deverá ser prevista a instalação de módulos de teste que permitam a execução de ensaios às
diferentes funções de protecção, com interrupção das ordens de disparo, fecho das correntes
provenientes dos TI e interrupção das tensões provenientes dos TT.
9.10 Características técnicas
Relativamente a cada uma das funções de protecção e complementares atrás apresentadas, deverão
ser considerados as seguintes características técnicas:
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FEV 2007
Função
Geral
Máximo de Intensidade
de Fase
Máximo de Intensidade
Homopolar
Direccional
Máximo de intensidade
Homopolar de
terras resistentes
Detecção de presença
de tensão
Características
Frequência nominal (Fn)
Tensão nominal (Un)
Corrente nominal (In)
Tensão de alimentação auxiliar (Ucc)
Tensão máxima
− permanência
− durante 1s
Corrente máxima
− permanência
− durante 1 s
Corrente de arranque
Informação de arranque
Tempo independente
Corrente homopolar de arranque
Tensão de polarização mínima
Informação de arranque
Tempo independente
Ligação a toro
Informação de arranque
Curva de tempo muito inverso
Patamar de funcionamento
Tempo de operação
Funções complementares
Registo de acontecimentos
Osciloperturbografia
Gamas
50 Hz
100/ √3
1A
110 Vcc
1.5 Un
2.5 Un
2 In
100 In
50% a 1000% In, passos de 5
≤ 50 ms
0,04 a 5 s, passos de 0,01
1% a 300% de In, passos de 5%
1% Un
≤ 50 ms
0,04 a 5 s, passos de 0,01
0.5 A a 50 A (corrente primária)
≤ 50 ms
Curva PTR
10 a 80% Un, passos de 1
entre 65 e 95 ms
Características
Gamas
Resolução
Nº de acontecimentos
Nº de entradas
Número de entradas digitais
Número de entradas analógicas
Tempo pré-defeito
Tempo pós-defeito
Tempo mínimo de registo
Frequência de amostragem
1ms
150
32
20
10
10 a 300 ms em passos de 10 ms
100 a 2000 ms em passos de 100ms
10 s
1 kHz
10 PAINEL TSA + REACTÂNCIA DE NEUTRO
10.1 Prescrições gerais
A subestação poderá ser explorada em regime de neutro ligado à terra através de impedância
limitadora (resistência ou reactância) ou através de regime de neutro isolado.
Seguidamente, são apresentadas as diferentes possibilidades de exploração da subestação, no que se
refere ao regime de neutro.
Disj. de
interbarras
Aberto
Aberto
Aberto
Aberto
Fechado
Fechado
Fechado
Disj. TSA+RN1
Aberto
Fechado
Aberto
Fechado
Aberto
Aberto
Fechado
DNT – Direcção de Normalização e Tecnologia
Disj. TSA+RN2
Regime de neutro
Aberto
Aberto
Fechado
Fechado
Aberto
Fechado
Aberto
Barr. 1 e 2 isolado
Barr. 1 à terra, 2 isolado
Barr. 1 isolado, 2 à terra
Barr. 1 e 2 à terra
Barr. unif. isolado
Barr. unif. à terra
Barr. unif. à terra
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DEF-C13-570/N
FEV 2007
As diferentes configurações de exploração de uma subestação têm implicações no funcionamento das
funções de protecção a seguir descritas, pelo que, ao nível de cada IED residente no painel TSA+RN,
deverá ser efectuado um reconhecimento da topologia de exploração da subestação, bem como do
tipo de regime de neutro associado.
Os IED deverão ser dotados de lógica programável, de modo a permitir implementar, de uma forma
flexível, condições específicas (bloqueios e encravamentos).
Qualquer uma das funções de protecção residentes no painel deverá ter a possibilidade de ser
bloqueada.
Nos painéis de TSA + Reactância de Neutro deverão ser considerados dois grupos de parâmetros, cada
um dos quais deverá incluir as seguintes funções de protecção.
10.2 Máximo de Intensidade de Fase
A função de protecção máximo de intensidade de fase deverá ser trifásica, com dois níveis de
detecção (I> e I>>), de funcionamento por tempo independente, para cada um dos quais deverão ser
consideradas uma actuação instantânea e outra temporizada.
10.3 Máximo de Intensidade Homopolar de Barras MT
Esta função de protecção de máximo de intensidade homopolar deverá ter dois níveis de detecção
(Io> e Io>>), de funcionamento por tempo independente, para os quais deverão ser consideradas duas
actuações: instantânea e temporizada.
Esta função de protecção deverá detectar defeitos fase-terra pouco resistivos localizados no
barramento de MT e serve, ainda, como "back-up" das funções de protecção idênticas instaladas nos
painéis de linha de MT.
A medida da corrente homopolar deverá ser obtida a partir de um transformador toroidal instalado
para o efeito, situado entre o ponto neutro da impedância limitadora e o ponto de ligação à terra da
instalação.
A actuação da função de protecção máximo de intensidade homopolar de tempo independente
origina o disparo do TP ligado ao semibarramento em que se detectou o defeito.
No caso do disjuntor de intebarras estar fechado, a informação de disparo gerada no IED do TSA+RN
que se encontra em serviço deverá ser enviada para os IED associados ao TP do outro semibarramento,
com vista ao seu disparo.
10.4 Máximo Intensidade Homopolar de Terras Resistentes
É uma função de protecção máximo de intensidade homopolar de alta sensibilidade, destinada a
eliminar defeitos fase-terra de elevada resistência. Deverá ter dois níveis de detecção (Io> e Io>>), de
funcionamento por tempo independente, para os quais deverão ser consideradas duas actuações:
instantânea e temporizada.
Esta função deverá detectar defeitos monofásicos resistivos no barramento MT, e servirá como "backup"
da função de protecção de terras resistentes das saídas MT. A sua sensibilidade deverá permitir detectar
defeitos resistentes (na ordem dos 16,5 kΩ):
Esta função dará origem ao disparo do TP associado ao semibarramento em que se detectou o defeito,
3 minutos após o seu arranque, de acordo com imposições regulamentares.
As informações necessárias ao Regime Especial de Exploração dos painéis de linha MT que dizem
respeito à função de detecção de terras resistentes – nomeadamente as informações de actuação
instantânea e temporizada de 1,5 s desta função – deverão ser enviadas pelo IED de TSA+RN do
semibarramento a que os painéis estão ligados.
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FEV 2007
Se o disjuntor de interbarras estiver aberto, os painéis de MT ligados a cada um dos semibarramentos
deverão receber as informações provenientes do painel de TSA+RN que lhes está associado.
Se o disjuntor do painel de interbarras estiver fechado, as informações de actuação instantânea,
temporizada de 1,5 s e de 3 minutos – geradas no IED do TSA+Reactância de Neutro que se encontra
em serviço – deverão também ser enviadas para o IED do outro semibarramento (com vista ao disparo
do TP respectivo) e para as unidades de painel das linhas MT que se encontram em Regime Especial de
Exploração.
Sempre que ocorrer uma actuação das protecções próprias ou de MIF do TSA ou da Reactância de
Neutro e o detector de terras resistentes estiver actuado, para além do disparo do disjuntor deste painel,
deverá ser colocado fora de serviço o TP respectivo (interbarras aberto) ou dos TP em serviço associados
aos dois semibarramentos (interbarras fechado).
10.5 Máximo de Tensão Homopolar de Terras Resistentes
Quando o andar MT da subestação for explorado em regime de neutro isolado, a detecção de defeitos
à terra resistivos no andar MT é efectuada através da função de protecção máximo de tensão
homopolar.
Esta função deverá ter um nível de detecção (Uo>), de funcionamento por tempo independente, para
o qual deverão ser consideradas uma actuação instantânea e outra temporizada.
Esta função dará origem ao disparo do TP associado ao semibarramento em que se detectou o defeito,
3 minutos após o seu arranque, de acordo com imposições regulamentares.
10.6 Funções Complementares
10.6.1
Selectividade Lógica da função Máximo de Intensidade Homopolar
A selectividade lógica tem por objectivo diminuir o tempo de funcionamento de uma determinada
função de protecção, em caso de falha de funcionamento das funções equivalentes existentes ao nível
dos painéis de LMT e BC.
Sempre que arrancar a função de máximo de intensidade homopolar de barras MT (PHB) e o mesmo
não acontecer às funções de protecção homopolar dos painéis associados a esse semibarramento MT,
haverá lugar a uma redução no tempo de actuação daquela função.
A selectividade lógica deverá reconhecer a cada momento a topologia de exploração da
subestação, nomeadamente ter em consideração a posição do disjuntor do painel de interbarras MT.
10.6.2
Função de Monitorização do Disjuntor
Para efeitos de manutenção do disjuntor, deverá poder ser calculada, armazenada e disponibilizada no
local e/ou à distância, a informação da energia cumulativa cortada pelo disjuntor do painel (I.t ou I2.t),
assim como, o número de manobras de abertura e de fecho do disjuntor.
10.6.3
Registo de Acontecimentos
Esta função deverá poder registar todas as actuações de funções de protecção e funções
complementares, assim como todos os sinais digitais externos e alarmes internos do sistema.
A identificação de cada um dos acontecimentos deverá poder ser definida pelo utilizador (descritivos).
Deverá ser possível exportar, em formato digital, os eventos existentes nas unidades para um formato
compatível com a aplicação Microsoft Excel.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
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10.6.4
Osciloperturbografia
Esta função deverá registar as formas de onda de todas as grandezas analógicas e as transições de
todos os sinais digitais (internos e externos), sempre que uma das condições de arranque seja activada.
Deverá ser possível exportar para formato COMTRADE todos os registos residentes na unidade de
protecção.
Esta função deverá ter como referência o DEF-C13-505/N, SPCC - Registo e Tratamento de Ocorrências.
10.7 Ensaio das Funções de Protecção
Deverá ser prevista a instalação de módulos de teste que permitam a execução de ensaios às
diferentes funções de protecção, com interrupção das ordens de disparo, fecho das correntes
provenientes dos TI e interrupção das tensões provenientes dos TT.
Qualquer das funções de protecção residente no painel deverá poder ser bloqueada.
10.8 Características técnicas
Relativamente a cada uma das funções de protecção e complementares atrás apresentadas, deverão
ser considerados as seguintes características técnicas:
Função
Geral
Máximo de
Intensidade de
Fase
Máximo de
intensidade
Homopolar
Máximo de
intensidade
Homopolar de
terras resistentes
Máximo de
tensão
Homopolar de
terras resistentes
Características
Frequência nominal (Fn)
Tensão nominal (Un)
Corrente nominal (In)
Tensão de alimentação auxiliar (Ucc)
Tensão máxima
− permanência
− durante 1s
Corrente máxima
− permanência
− durante 1 s
Corrente de arranque
Informação de arranque
Tempo independente
Ligação a toro
Informação de arranque
Tempo independente
Ligação a toro
Informação de arranque
Tempo independente (1º patamar)
Tempo independente (2º patamar)
Ligação às tensões do
semibarramento MT
Informação de arranque
Tempo independente (1º patamar)
Tempo independente (2º patamar)
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Gamas
50 Hz
100/ √3
1A
110 Vcc
1.5 Un
2.5 Un
2 In
100 In
50% a 1000% In, passos de 5
≤ 50 ms
0,04 a 5 s, passos de 0,01
10 a 300 A (corrente primária)
≤ 50 ms
0,04 a 5 s, passos de 0,01
0.5 a 5 A, passos de 0.1 (corrente primária)
≤ 50 ms
0,04 a 10 s, passos de 0,01
0,04 a 180 s, passos de 0,01
1 % a 15 % Un, passos de 1
≤ 50 ms
0,04 a 10 s, passos de 0,01
0,04 a 180 s, passos de 0,01
Pág. 29/30
DEF-C13-570/N
FEV 2007
Funções complementares
Registo de acontecimentos
Osciloperturbografia
Características
Gamas
Resolução
1ms
Nº de acontecimentos
150
Nº de entradas
32
Número de entradas digitais
20
Número de entradas analógicas
10
Tempo pré-defeito
10 a 300 ms em passos de 10 ms
Tempo pós-defeito
100 a 2000 ms em passos de 100ms
Tempo mínimo de registo
10 s
Frequência de amostragem
1 kHz
DNT – Direcção de Normalização e Tecnologia
Pág. 30/30