Proteção SEP Vol2 - Geraldo Kindermann - 2a ed

Proteção SEP Vol2 - Geraldo Kindermann - 2a ed

(Parte 5 de 7)

No esquema de proteção apresentado, a seletividade é de 100% da linha de h·ansmissão com um tempo de atuação de To.

13.9 Sistema de Desbloqueio por Comparação Direcional

Sistema de proteção de desbloqueio por comparação direcional (Unblocldng) será analisado em relação ao diagrama unifilar da figura 3.9.1.

Figura 3.9.1 -Diagrama Unifilar

Os relés de proteção de cada barra têm direcionalidade para a linha de transmissão com sobrealcance da linha adjacente.

52 Capítulo m

A filosofia do sistema de proteção de desbloqueio por comparação direcional (CDD) é manter um canal de comunicação sempre ativo e mantido numa freqüência chamada de guarda. Portanto, o sinal permanente no canal é indicativo que o canal de transmissão de telecomunicação está funcionando em perfeito estado, isto é importante porque é uma garantia de que quando houver defeito no sistema elétrico o canal de comunicação está pronto para enviar um novo sinal de desbloqueio em uma nova freqüência, diferente da freqüência do canal guarda. O sinal de desbloqueio é sempre no sentido de promover o desligan1ento do disjuntor.

Na operação normal do sistema elétrico, no sistema de proteção

CDD, é sempre enviado, permanentemente, um sinal de guarda (na freqüência guarda) entre os sistemas de proteção da barra A e B, que mantém aberto o contato que está em série com a bobina de abertura do disjuntor. Havendo defeito no sistema elétrico a proteção troca a freqüência do canal de comunicação para freqüência de desbloqueio, que será enviada para a outra barra, no sentido de permitir o desligamento do disjuntor remoto.

Portanto a lógica do CDD é:

7-Freqüência de guarda significa operação nomlal do sistema e os disjuntores devem permanecem fechados;

7-Freqüência de desbloqueio significa defeito no sistema elétrico e os disjuntores devem ser desligados.

O esquema funcional do diagrama unifilar apresentado na figura 3.9.1 está mostrado na figura 3.9.2.

p RC BA BA P

J:--r-----~ :I~~ Sistema de ~ ~ Telecomunicação ~

Figura 3.9.2 -Funcional em De do CDD

Teleproteção 53

Se o sinal guarda está em funcionamento é porque o sistema de telecol11Lmicação está em funcionamento normal.

A seguir apresenta-se a atuação das proteções para os defeitos assinalados no diagrama unifilar da figura 3.9.l.

a) Defeito no ponto Fl dentro da LTAB• Os relés operam na seguinte seqüência:

Terminal A

• Fecha o contato P do relé da barra A;

• Ativa-se o transmissor A, que muda a freqüência do sinal de comunicação transmitido. A freqüência do sinal é comutada da freqüência de guarda para a freqüência de desbloqueio;

• O receptor A recebe o sinal de comunicação na freqüência de desbloqueio que foi enviada pelo transmissor B. O receptor A fecha o seu contato RC;

• Ativa-se a bobina de abertura BA que promove o desligamento do disjtmtor A.

TemlÍnal B

Seqüência igual a do terminal A.

Observa-se que o sinal na freqüência de desbloqueio provoca o desbloqueio (pemussão) de operação de desligamento do disjuntor.

b) Defeito no ponto F 2 fora da L T AB. A seqüência de atuação dos relés é:

Terminal B

A proteção deste terminal não vê o defeito em F2, portanto nada acontece.

• O receptor B recebe o sinal do transmissor A na freqüência de desbloqueio e fecha o seu contato RC, mas não há operação do disjuntor B porque o contato P permanece aberto.

TenninalA·

A proteção deste terminal vê o defeito F2 e:

54 Capítulo I

• Fecha o conta to P do relé A;

• Ativa-se o transmissor A, que penlluta a freqüência do sinal que é enviado para a barra B.

Note que não há operação do disjuntor A, porque o receptor A não recebe sinal na freqüência de desbloqueio.

Observação: Este sistema de proteção de desbloqueio por comparação direcional (CDD) é mais simples que o CDB, é mais confiável devido à existência permanente do sinal guarda. Normalmente o tempo de comutação do sinal de comunicação dá-se em 5 ms.

3.10 Sistema de Bloqueio por Comparação Direcional - Variante

Este esquema é utilizado na proteção tradicional com relés de distância que usufi-ui do sistema de comunicação.

Para assimilar com mais propliedade estes fundamentos, o diagrama unifilar da figura 3.10.1 mostra as zonas de atuação do sistema de proteção instalado nas barras A e B com sentido direcional para dentro da linha de transmissão, isto é, como indicado pelas setas sobre os TCs.

FD Direcional 67A

FD Direcional 67B

Figura 3.10.1 -Alcance das Zonas dos Relés 21

Neste esquema os relés de distancia 21 têm seus ajustes de zonas de atuação e suas conespondes tempOlizações indicadas no item 5.8 da referencia [46]. Alimentado pelo mesmo TC, há um relé de distância

Teleproteção 5 reverso que deverá cobrir todo o circuito da linha de transmissão reversa (anterior). O esquema funcional em De de cada sistema de proteção está apresentado na figura 3.10.2.

+ Relé de _ Relé de + FD Tempo Tempo FD

---l--O--~-'~ I-Gz-, - I Z, T?rf I -r-1f---;----i ~f--

: z.., RC To I BA BA ~o RCI z., I f~

Li "--\ H-l-1-Z:. TA B TZ, I Linha deTransmissão I I ~~+ Capacitor l _ ~----{RC

Figura 3.10.2 -Esquema Funciona em DC do Sistema de Proteção por Bloqueio por Comparação Direcional

Em que: Z I -. contatos NA e NF da 1 a zona ( instantânea) do relé de distância 21;

Z2 -. contato da 2a zona (temporizada = T2) do relé de distância 21; Z3 -. contato da 3a zona (temporizada = T 3) do relé de distância 21;

ZR -. contato da zona reversa de atuação (instantânea) do relé de distância 21R;

TR -. Transmissor do sinal Carrier para a barra remota;

RC -. Receptor do sinal Carrier proveniente da barra remota. Quando o Receptor RC recebe um sinal Carrier o seu contato RC abre instantaneamente;

FD -. contato da unidade direcional 67;

To -. é um tempo muito baixo, porém maior que o tempo da propagação do sinal de transmissão Can-ier de uma barra a outra. Ou seja, To > Tempo de propagação do sinal Carrier;

T2 = 0,4 a 0,5s -. temporização da 2a zona do relé de distância 21;

56 Capítulo I

T3 = 1 s -+ temporizaçào da 3" zona do relé de distância 21.

Passa-se a analisar o funcionamento da proteção de acordo com seu diagrama funcional para algtills pontos assinalados na figura 3.10.1.

a) Defeito no ponto FI do diagrama unifIlar da figura 3.10.1.

Os relés de proteção atuam do seguinte modo:

Terminal A:

-7 Fecham simultaneamente os cantatas FD, Z\, Z2 e Z3 e o cantata ZI NF abre-se;

-7 Através dos fechamentos dos contatos FD e Z I ocorre a ativação da bobina de abertura BA e o desligamento do disjuntor A.

T errninal B:

-7 Fecham simultaneamente os cantatas FD, Z[, Z2 e Z3 e o contato ZI NF abre-se;

-7 Através dos fechamentos dos contatos FD e Z[ ocorre a ativação da bobina de abertura BA e o desligamento do disjtmtor B.

Neste caso os 2 disjtmtores A e B da L T AB foram desligados (abertos) instantaneamente. Note que para este tipo de defeito dentro da linha de transmissão, na qual é visto pela 1 a zona dos 2 relés terminais, nenhum sinal de comunicação foi ativado pelo transmissor TR, porque nenhum relé de distância reverso viu o defeito e os contatos ZR permaneceram abertos e ainda os cantatas ZI NF foram abertos. Note que pelo esquema do diagrama funcional da figura 3.10.2, quando o defeito está dentro da I a zona, o relé de distância atua prioritariamente e instantaneamente no disparo do disjuntor, nào havendo necessidade do sinal de comunicação do Carrier.

b) Defeito no ponto F2 do diagrama unifilar da figura 3.10.1. Os relés de proteção atuam do seguinte modo:

Terminal A:

-7 Fecham simultaneamente os cantatas FD, Z[, Z2 e Z3 e o cantata ZI NF abre-se;

-7 Ocorre a ativação da bobina de abertura BA e o desligamento do disjuntor A.

Teleproteção 57

Terminal B: -7 Fecham simultaneamente os cantatas FD, e Z3:

-7 Ativa-se o relé de tempo, que transcorrido o tempo To fecha o contato To, provocando o disparo do disjuntor B.

O temúnal A da linha de transmissão L T AB foi desligado instantaneamente pelo disjuntor A e o terminal B foi aberto no tempo Toque é muito baixo. Note que aqui também não houve necessidade do sistema de telecomunicação.

c) Defeito no ponto F3 do diagrama unifi]ar da figura 3.10.1. Os relés de proteção atuam do seguinte modo:

Terminal B: -7 Fecha instantaneamente o contato ZR;

-7 Ativa-se o transmissor TR que envia um sinal Canier para o receptor A da barra A.

Terminal A: -7 Fecham simultaneamente os contatos FD, Z2 e Z3;

-7 Ativa-se o relé de tempo;

-7 O receptor RC recebe sinal Carrier do transmissor TR da Barra B. Ao receber o sinal Carrier, o receptor RC abre o seu cantata

-7 O relé de tempo no tempo To fecha o seu cantata To. Note que agora não há desligamento do disjuntor porque o sinal Carrier recebido pelo receptor abriu o cantata RC antes do fechamento do contato To. Esta ação é que dá o nome deste esquema de proteção, ou seja, o sinal Carrier transmitido bloqueou o disparo do disjuntor A. Observa-se aqui há necessidade de ter-se To > Tempo de propagação do sinal Carrier da barra B até a barra A, isto é, o receptor da barra A deve receber o sinal Carrier e abrir o contato RC antes que o relé de tempo feche o seu cantata To. Além do mais, o tempo To deve ser o menor possível, porque quando o relé da outra barra vê o defeito dentro de sua la zona, esta infonnação é imediatamente passada via Carrier para que o

58 Capítulo I relé da barra adjacente abra com certeza o seu disjuntor no tempo To.

Observação 1: Para o defeito no ponto F 3, a proteção da la zona do relé B da LT Be deve atuar instantaneamente, somente em caso de defeito desta proteção, deve atuar a 2a zona do relé 21 da barra A no tempo T 2.

Observação 2: No esquema de bloqueio por comparação direcional (CDB), o sistema de telecomunicação dedicado à proteção nunca promove o disparo do disjuntor, atuando somente no sentido de bloquear o disparo do disjuntor. Portanto, quando há um defeito no sistema de telecomunicação a proteção toma-se a convencional.

Apresenta-se a seguir outro tipo de proteção de bloqueio por comparação direcional (CDB) para um sistema de proteção primária e alternativa, com zona de seletividade de 100% da linha de transmissão e não há tisco de disparo do disjuntor, porque a ação do receptor não consegue de modo algum provocar o disparo do disjuntor.

I 3.1 Transferência de Disparo Direto por Subalcance

Transferência de disparo direto por subalcance aplicado a um sistema elétrico é quando o sinal de comunicação é utilizado para efetuar a operação de desligamento direto do disjuntor. Este tipo de proteção também é conhecido por DUTT -Direct Underreach Transfer Trip.

O diagrama unifilar e a zona de atuação dos relés é o mesmo apresentado na figura 3.10.1, sendo que o esquema funcional em DC é mostrado na figura 3.1.1.

Note que o sinal de transferência provoca o disparo do disjuntor.

Neste esquema caso haja um defeito no sistema de comunicação que provoque uma transmissão indevida de sinal, o disjuntor da barra remota será desligado.

Uma variante deste esquema é a utilização do disparo direto do disjuntor da barra remota, quando é necessário o desligamento de um equipamento que não tenha disjuntor próprio. Por exemplo, é o caso do reator de linha não manobrável (figura 3.1.2) ou que tenha disjuntor próprio no lado terminal do aterramento.

TeleEroteçào 59

Z1 Relé de Relé de Z,

Tempo Tempo r-- FD Z;; T2 T2 Z2 FO

Z3 T3 T3 Za

Sistema de Telecomunicação

Figura 3.1.1-Esquema Funcional do Sistema de Transferência de Disparo Direto por Subalcance

Barra A Barra B

l _ !r::~~ê~d.:j

Via de Comunicação

Figura 3.1.2 -Transferência de Disparo para a Barra Remota

Se ocorrer defeito no reator os 2 disjuntores deverão ser desligados, sendp que o disjuntor remoto da barra A é disparado diretamente pelo sinal enviado pelo sistema de comunicação da barra B.

A figura 3.1.3 mostra uma fotografia de um reator de linha manobrável com disjuntor no terminal do aterramento.

3.12 Transferência de Disparo Permissivo por Subalcance

Este sistema de proteção também é conhecido por PUTT Permissive Underreach Transfer Trip.

O sistema elétrico é o mesmo da figura 3.10.1 e o diagrama funcional está apresentado na figura 3.12.1.

60 Capítulo I

Figma 3.1.3 -Reator de Linha Manobrável l, -O---O z, I Relé de Relé de I -H--Tempo Tempo TH~D FO T, -I-! -lH

z,

" 'J -IH H r-- BA BA

+ I ~ + RC r--

LSistema de
l, .---Telecomunicação---( l,

-;r - TRJJf ~ -i TR '---I r--

Figura 3.12.1 -Funcional do Sistema com Transferência por Disparo Pelmissivo de Subalcance

É quase idêntico ao anterior, só que no esquema apresentado na figura 3.12.1 o disparo do disjuntor só ocorrerá com a pennissão da unidade direcional que tem cantata em série com o contato RC. Assim, o nome permissivo, neste caso, é dado pela ulÚdade direcional, isto é, ° disparo só

Teleproteção 61 será possível se a unidade clirecional pelmitiJ. Apesar da introdução deste pequeno detalhe, já se produz mais segurança no esquema de proteção associada à teleproteção. Isto porque, se o sistema de comunicação enviar por falha, engano ou erro humano, um sinal de disparo, o disjuntor não será acionado porque a unidade direcionalnão pemllte.

3.13 Transferência de Disparo Permissivo por Subalcance com Aceleração de Zona o seu esquema funcional está apresentado na figura 3.13.1, em relação ao diagrama uni filar da figura 3.10.1.

Sistema de Telecomunicação

Figura 3.13.1 -Funcional em De

Este esquema apresenta mais segurança porque a permissividade é feita pela unidade direcional e pela 2a zona. Portanto só haverá disparo do disjuntor, se 3 condições forem satisfeitas:

• Recebimento do sinal de comunicação emitido pelo transmissor da barra remota;

• Defeito na direção da linha de transmissão protegida;

• Defeito dentro da 2a zona.

Este esquema é utilizado em linhas de transmissão média e longa distância.

62 Capítulo I 3.14 Transferência de Disparo Permissivo por Sobrealcance

Este tipo de sistema de proteção também é conhecido por POTT - Permissive Overreach Trip.

Para o mesmo sistema elétrico apresentado na figura 3.10.1, cUJo diagrama funcional pode, por exemplo, ser o da figura 3.14.1.

Relé de Tempo

Sistema de Telecomunicação

Figura 3.14.1-Funcional em De do Esquema de Transferência de Disparo Permissivo de Sobrea1cance

. Este esquema é idêntico ao anterior, com a diferença de que o disparo do sinal de comunicação é feito pela unidade distância da 2a zona cujo alcance vai até 50% da linha de transmissão remota.

É utilizado em linha de transmissão curta, dada a dificuldade de acionar o sinal de comunicação pela I a zona devido à imprecisão de se fazer o ajuste para 80% da linha. É adequado neste caso ajustar aIa zona para 50% da linha.

Observação: Muitas empresas utilizam um sistema de proteção, em que o POTT tem zona de sobrea1cance independente da 2a zona da proteção normal.

13.15 Lógica de Eco

T eleproteção 63

Na utilização do sistema de proteção do tipo desbloqueio por comparação direcional (COO), como apresentado no item 3.9 a abertura do disjuntor só ocorre se houver recebimento do sinal de transmissão enviado pela proteção de linha de transmissão da bana remota. Devido a esta ftlosofia do sistema CDO, este esquema de proteçào fica prejudicado quando o disjuntor ou a chave seccionadora estiver aberta em um terminal remoto de uma linha de transmissão de um sistema elétrico conectado em anel. Por exemplo, no esquema do diagrama unifilar da figura 3.15.1, em que um terminal da linha de transmissão está aberto.

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