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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS

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Tutorial de Teste

Tipo de Equipamento: Relé de Proteção Marca: Siemens Modelo: 7UM Função: 87 ou PDIFDiferencial Percentual Ferramenta Utilizada: CE-6006, CE-6710, CE-7012 ou CE-7024 Objetivo: Teste de Ponto e Levantamento da Característica de Slope.

Controle de Versão:

Versão Descrições Data Autor Revisor

1.0 Versão Inicial 24/05/2016 A.C.S. M.R.C.




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Sumário 1. Conexão do relé ao CE-600X .............................................................................................. 4 1.1 Fonte Auxiliar .................................................................................................................. 4

1.2 Bobinas de Corrente ........................................................................................................ 4 1.3 Entradas Binárias ............................................................................................................ 5

2. Comunicação com o relé 7UM ............................................................................................ 5 3. Dados do sistema testado ..................................................................................................... 6

3.1 Dados do Equipamento Protegido / TC’s ......................................................................... 6 3.2 Dados da Proteção .......................................................................................................... 6

4. Parametrização do relé 7UM ............................................................................................... 7 4.1 Device Configurations ..................................................................................................... 7

4.2 Masking I/O ..................................................................................................................... 8 4.3 Power System Data 1 ....................................................................................................... 9

3.4 Generator/Motor............................................................................................................ 10 3.5 CT’s ............................................................................................................................... 10

3.6 VT’s ............................................................................................................................... 11 3.7 Setting Group A ............................................................................................................. 12

3.8 Power System Data 2 ..................................................................................................... 13 3.9 Differential Protection ................................................................................................... 13

3.10 General .......................................................................................................................... 14 3.11 I-Diff .............................................................................................................................. 14

3.12 Characteristic ................................................................................................................ 15 5. Ajustes do software Diferenc ............................................................................................. 16

5.1 Abrindo o Diferenc ........................................................................................................ 16 5.2 Configurando os Ajustes ................................................................................................ 17

5.3 Sistema .......................................................................................................................... 18 6. Ajuste Diferencial ............................................................................................................. 19

6.1 Tela Diferencial > Equipamento Protegido/TCs ............................................................ 19 6.2 Tela “Diferencial” > “Ajuste Prot. Diferencial” > “Ajuste” ......................................... 20

6.3 Tela “Diferencial” > “Ajuste Prot. Diferencial” > “Definição do Slope” ..................... 21 7. Configurações de Hardware ............................................................................................... 22

8. Direcionamento de Canais ................................................................................................. 22 9. Estrutura do teste para a função 87 .................................................................................... 23

9.1 Configurações dos Testes ............................................................................................... 23 10. Teste de Ponto ............................................................................................................... 23

11. Teste de Busca ............................................................................................................... 26 12. Relatório ........................................................................................................................ 28

APÊNDICE A .......................................................................................................................... 29 A.1 Designações dos terminais ................................................................................................. 29

A.2 Dados técnicos ................................................................................................................... 30 APÊNDICE B .......................................................................................................................... 31




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Termo de Responsabilidade

As informações contidas nesse tutorial são constantemente verificadas. Entretanto, diferenças na

descrição nãopodem ser completamente excluídas; desta forma, a CONPROVE se exime de

qualquer responsabilidade, quanto a erros ou omissõescontidos nas informações transmitidas.

Sugestões para aperfeiçoamento desse material são bem vindas, bastando o usuário entrar em

contato através do [email protected].

O tutorial contém conhecimentos obtidos dos recursos e dados técnicos no momento em que foi

escrito. Portanto a CONPROVE reserva-se o direito de executar alterações nesse documento sem

aviso prévio.

Este documento tem como objetivo ser apenas um guia, o manual do equipamento a ser testado

deve ser sempre consultado.

ATENÇÃO!

O equipamento gera valores de correntes e tensões elevadas durante sua operação.

O uso indevido do equipamento pode acarretar em danos materiais e físicos.

Somente pessoascom qualificação adequada devem manusear o instrumento. Observa-se que o

usuário deve possuir treinamento satisfatório quanto aos procedimentos de manutenção, um bom

conhecimento do equipamento a ser testado e ainda estar ciente das normas e regulamentos

desegurança.

Copyright

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parcial do seu conteúdo, não está autorizada, a não ser que sejam expressamente permitidos. As

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Sequência para testes de relé 7UM no software DIFERENC

1. Conexão do relé ao CE-600X

1.1 Fonte Auxiliar

Ligue o positivo (borne vermelho) da Fonte Aux. Vdc ao pino H+ (F1) do relé, ligue

o negativo (borne preto) da Fonte AuxVdc ao pino H- (F2) do relé.

Figura 1

1.2 Bobinas de Corrente

Ligue os canais de corrente I1, I2 e I3 do CE-6006 aos pinos Q1, Q3 e Q5 do relé

respectivamente, se os comuns do relé estiverem curto circuitados basta ligar os

comuns dos canais a esse ponto, caso contrário ligue os três comuns do CE-6006 aos

pinos Q2, Q4 e Q6 do relé formando então a ligação do enrolamento 1. Da mesma

maneira, para estabelecer a conexão do enrolamento 2, ligue os canais de corrente I4,

I5 e I6 aos pinos J1, J3 e J5 do relé respectivamente, ligando os três comuns ao pino

J2, J4 e J6.

Figura 2




5

1.3 Entradas Binárias

Ligue as entradas binárias do CE-6006 às saídas binárias do relé.

BI1 ao pino R1 e seu comum ao pino R5;

Figura 3

2. Comunicação com o relé 7UM

Primeiramente abre-se o “DIGSI” e liga-se um cabo serial (ou ethernet) do notebook

com o relé. Em seguida clica-se duas vezes no ícone do software.

Figura 4

Ao abrir o programa, seleciona-se a subestação que contenha o relé em questão

(7UM). Depois de selecionado o relé, clique com o botão direito e selecione a opção

“Open Object” e depois selecione o modo de conexão, conforme é apresentado nas

figuras seguintes.




6

Figura 5

Figura 6

3. Dados do sistema testado

Os dados do gerador, TC e da função diferencial estão nas seguintes tabelas:

3.1 Dados do Equipamento Protegido / TC’s

Tabela 1

Dados Gerais Valores

Equipamento Protegido Gerador

Tensão Nominal 6,3 kV

Potência Nominal 5,46 MVA

RTC 1 2500 / 5

RTC 2 2500 / 5

3.2 Dados da Proteção

Tabela 2

Dados Gerais Valores

Pickup do Diferencial (87-1) 0,2 In

Tempo do Diferencial 0 s *

Pickup do Instantâneo (87-2) 7,5 In

Tempo do Instantâneo 0 s *

Base Point 1 0

Base Point 2 2,5

Slope1 25 %

Slope2 50 %

*Valor teórico na prática varia entre 20ms a 50ms dependendo do relé.




7

4. Parametrização do relé 7UM

4.1 Device Configurations

Após ter sido estabelecida a conexão, acesse os ajustes gerais do relé através de um

duplo clique com o botão esquerdo em “Settings”. Repita a operação para “Device

Configuration”.

Figura 7

Na tela “Functional Scope” desabilite todas as funções deixando apenas a função

“87G/87T Differential Protection” habilitada na opção “Generator/Motor”. Isso

facilita o teste já que impede a utilização do sinal de trip de outras funções. Após os

ajustes clique em “OK”.




8

Figura 8

4.2 Masking I/O

O próximo passo é ajustar as saídas binárias do relé. Para acessar esses parâmetros

efetue um duplo clique com o botão esquerdo em “Masking I/O (Configuration

Matrix)” conforme ilustrado na próxima figura.

Figura 9

O sinal de trip da função 87 será direcionado para a binária de saída BO1 do relé.

Para facilitar o monitoramento desse teste o led1 foi designado para essa função.

Deve ser usada a opção “U” que significa “Unlatched”, ou seja, o relé atua e no

momento que cessa o problema, automaticamente retorna ao estado inicial da binária.

Caso o usuário escolha a opção “L”,ou seja, “Latched” o relé atua e permanece

atuado mesmo que o problema tenha se extinguido. (Essa opção não é indicada para o

teste).




9

Figura 10

4.3 Power System Data 1

Continuando os ajustes efetue um duplo clique em “Power System Data 1”.

Figura 11

Na aba “Power System” configura-se a frequência e sequência de fase.




10

Figura 12

3.4 Generator/Motor

Na aba “Generator/Motor” ajusta-se a tensão primária e a potência aparente nominal.

Figura 13

3.5 CT’s

Nesta aba é realizado o ajuste da corrente nominal e da relação de transformação do

transformador de corrente de ambos os lados do elemento protegido. Para a função




11

diferencial de gerador é necessário informar também para que lado a conexão dos

comuns dos TC’s estão, se estão para o objeto, então tem que ser marcado “YES” na

opção “CT-Stpnt. Side 1/2 in Direct of object”.

Figura 14

3.6 VT’s

Nesta aba é realizado o ajuste da relação de transformação do transformador de

potencial.

Figura 15




12

3.7 Setting Group A

Nesta opção escolhe-se o tipo de equipamento protegido ou o item onde estão os

ajustes da função diferencial de gerador.

Figura 16

Com um duplo clique na opção “Power System Data 2”.

Figura 17




13

3.8 Power System Data 2

Escolha o equipamento protegido.

Figura 18

3.9 Differential Protection

O último passo é fazer os ajustes do diferencial.

Figura 19




14

3.10 General

O endereço 2001 ativa a função diferencial. As outras opções não serão testadas e

devem ser ajustadas para “OFF”( aumento do trip durante uma partida de motor, por

exemplo).

Figura 20

3.11 I-Diff

Nesse campo configuram-se os valores de pick-up do elemento diferencial percentual

(87-1) e do elemento diferencial instantâneo (87-2) assim como o tempo de atuação.

Figura 21




15

3.12 Characteristic

Nesta opção ajustam-se os valores das inclinações do slope1 e slope 2 assim como os

valores dos “Base Points”.

Figura 22

O próximo passo é enviar as alterações. Para isso clique no ícone destacado a seguir:

Figura 23

Em seguida insira a senha e clique em “OK”.

Obs.: Senha padrão da Siemens para todos os relés é 000000)

Figura 24




16

5. Ajustes do software Diferenc

5.1 Abrindo o Diferenc

Clique no ícone do gerenciador de aplicativos CTC.

Figura 25

Efetue um duplo clique no ícone do software Diferenc.

Figura 26




17

Figura 27

5.2 Configurando os Ajustes

Ao abrir o software a tela de “Ajustes” abrirá automaticamente (desde que a opção

“Abrir Ajustes ao Iniciar” encontrado no menu “Opções Software” esteja

selecionada). Caso contrário clique diretamente no ícone “Ajustes”.

Figura 28

Dentro da tela de “Ajustes” preencha a aba “Inform. Gerais” com dados do

dispositivo testado, local da instalação e o responsável. Isso facilita a elaboração

relatório sendo que essa aba será a primeira a ser mostrada.




18

Figura 29

5.3 Sistema

Na tela a seguir dentro da sub aba “Nominais” são configurados os valores de

frequência, sequencia de fase, tensões primárias e secundárias, correntes primárias e

secundárias, relações de transformação de TP’s e TC’s. Existe ainda duas sub abas

“Impedância” e “Fonte” cujos dados não são relevantes para esse teste.

Figura 30




19

Existem outras abas onde o usuário pode inserir notas e observações, figuras

explicativas, pode criar um “check list” dos procedimentos para realização de teste e

ainda criar um esquema com toda a pinagem das ligações entre mala de teste e o

equipamento de teste.

6. Ajuste Diferencial

6.1 Tela Diferencial > Equipamento Protegido/TCs

Nessa aba deve-se informar o equipamento protegido, o número de enrolamentos,

tensões nominais, potências nominais, as conexões, as correntes primárias e

secundárias dos TCs principais e as correntes dos TCs auxiliares caso haja

necessidade. Neste teste utilizam-se os ajustes para um relé que está protegendo um

gerador. Entretanto é possível testar além da proteção diferencial de geradores, as

proteções de transformadores, barra, motor e linha. Para proteção de transformadores

existe a possibilidade de testes em até quatro enrolamentos de forma automática.

Figura 31




20

6.2 Tela “Diferencial” > “Ajuste Prot. Diferencial” > “Ajuste”

O padrão inicial para o campo “Entrada de Dados” é definido como “Usuário”,

dessa forma, todos os outros ajustes, tais como TAP, compensação de defasamento,

correção de mismatch, tipo da corrente de medição, enrolamento de referência para

cálculos e opção de eliminação de sequência zero são habilitados para que o usuário

possa, de acordo com o relé, realizar o ajuste corretamente (Configuração Livre). Este

método permite ao usuário testar qualquer tipo de relé diferencial, porém exige um

conhecimento maior do relé.

Para facilitar a entrada de dados, os ajustes dos principais relés disponíveis no

mercado já foram padronizados. Ao selecionar um dos relés da lista, apenas os ajustes

parametrizáveis serão habilitados. Selecione o “SIEMENS 7UT/7UM”, conforme

figura abaixo:

Figura 32

Escolhendo a máscara “SIEMENS 7UT/7UM” os ajustes tornam-se mais fáceis. As

tolerâncias de corrente e de tempo foram retiradas do apêndice A.




21

Figura 33

6.3 Tela “Diferencial” > “Ajuste Prot. Diferencial” > “Definição do Slope”

Nessa tela devem ser inseridos os valores das inclinações (Slope 1 e Slope 2) e o

“Base Point 1” e “Base Point 2”.

Figura 34




22

7. Configurações de Hardware

No menu “Início” clique no botão “Config Hrd.” para configurar a fonte de

alimentação, estipular a configuração dos canais de gerações e o método de parada

das binárias de entrada.

Figura 35

8. Direcionamento de Canais

Após realizar a configuração do hardware clique no ícone destacado para associar os

canais criados com os nós de modo automático. Escolha para isso a opção “Básico”.

Figura 36




23

9. Estrutura do teste para a função 87

9.1 Configurações dos Testes

Nessa aba associam-se os canais da mala com as fases do relé, configura-se o sinal de

trip com a entrada binária. Um detalhe importante é não inserir uma pré falta e por

fim escolha o modo de testes inteligente conforme figura a seguir. Existem dois

modos de teste no software Diferenc. No modo tradicional todos os cálculos de IDIFF

e IREST são feitos baseados no módulo. Já no modo inteligente os cálculos de IDIFF

e de IREST são feitos levando em consideração o ângulo. Dessa maneira é possível

ter um maior alcance de teste na característica IDIFF x IREST.

Figura 37

10. Teste de Ponto

Após o teste de configuração ter sido aprovado, isso significa que os parâmetros de

ajuste passados ao software correspondem fielmente ao comportamento do relé,

dessa forma, o teste de ponto poderá ser realizado, uma vez que ele analisa não só a

operação do relé, mas também o tempo de disparo. Para o teste de ponto clique no

campo “Novo Ponto” escolha o tipo de falta, e os valores de corrente diferencial e

restrição. Em seguida clique no botão confirmar.




24

Figura 38

Outra maneira é clicar com o botão direito do mouse no gráfico dentro da aba

“Inserir/Editar Pontos” e selecionar a opção “Adicionar Ponto de Teste” e

confirmar através do botão Confirmar.

Figura 39

Uma terceira maneira de adicionar os pontos de teste é clicar no botão “Sequência” e

escolha uma faixa de corrente de restrição que será varrida. Os pontos serão alocados

nas proximidades das tolerâncias. Observe a figura abaixo:




25

Figura 40

Ao iniciar o teste todos os pontos serão testados sequencialmente e o status irá se

atualizar automaticamente. A figura a seguir mostra o resultado de um teste onde 8

pontos foram testados. O detalhe a ser observado é que os pontos testados devem

estar dentro do limite de geração dos canais de corrente, caso contrário o ponto não

será testado e um status informando de que o ponto está fora do limite de geração

será apresentado.

Figura 41




26

11. Teste de Busca

Após o teste de configuração ter sido aprovado, o teste de busca poderá ser realizado

corretamente. Para a realização do teste de busca clique no campo “Nova Linha”

escolha o tipo de falta, o valor de corrente de restrição e confirme.

Figura 42

Outra maneira é clicar com o botão direito do mouse no gráfico dentro da aba

“Gráfico” e selecionar a opção “Adicionar Linha de Busca” e confirmar.

Figura 43




27

Existe também outra maneira de se adicionar linhas de teste, através da adição de

uma sequência de busca. Para isso, basta clicar no botão “Sequência” e selecionar a

corrente de restrição inicial e final da busca e o passo entre elas.

Figura 44

Ao iniciar o teste todos os pontos serão testados sequencialmente e o status irá se

atualizar automaticamente.

Figura 45




28

12. Relatório

Após finalizar o teste clique no ícone destacado na figura anterior ou através do

comando “Ctrl +R” para chamar a tela de pré-configuração do relatório. Escolha a

língua desejada assim como as opções que devem fazer parte do relatório.

Figura 46

Figura 47




29

APÊNDICE A

A.1 Designações dos terminais

Figura 48




30

A.2 Dados técnicos




31

APÊNDICE B

Equivalência de parâmetros do software e o relé em teste.

Tabela 3

Software Diferenc

Relé Siemens 7UM

Parâmetro Figura Parâmetro Figura

Tensão (Enr. 1) 31 Rated Primary Voltage Generator/Motor 13

Tensão (Enr. 2) 31 Rated Primary Voltage Generator/Motor 13

Potência (Enr. 1) 31 Rated Apparent Power of the Generator 13

Potência (Enr. 2) 31 Rated Apparent Power of the Generator 13

Ip Primária (Enr. 1) 31 CT Rated Primary Current Side 1 14

Ip Primária (Enr. 2) 31 CT Rated Primary Current Side 2 14

Is Secundária (Enr. 1) 31 CT Rated Secondary Current Side 1 14

Is Secundária (Enr. 2) 31 CT Rated Secondary Current Side 2 14

Conexão TC (Enr. 1) 31 CT- Strpnt. Side 1 in Direct. of Object 14

Conexão TC (Enr. 2) 31 CT- Strpnt. Side 2 in Direct. of Object 14

Ajuste do Diferencial (pkp) 33 87-1 Pickup Value of Differential Curr. 21

Ajuste do Instantâneo (pkp) 33 87-2 Pickup Value of High Set Trip 21

Slope1 34 87 Slope1ofTrippingCharacteristic 22

Base Point 1 34 87 Base Point for Slope 1 of Charac. 22

Slope2 34 87 Slope2ofTrippingCharacteristic 22

Base Point 2 34 87 Base Point for Slope 2 of Charac. 22

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