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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: 87GN ou PDIF - Proteção Diferencial de falta à terra Ferramenta Utilizada: CE-6006, CE-6710, CE-7012 ou CE-7024 Objetivo: Teste do pick-up do elemento diferencial de falta à terra e levantamento do slope da função 87GN.

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

4.4 Generator/Motor ................................................................................................................ 10

4.5 CT’s .................................................................................................................................... 10 4.6 VT’s .................................................................................................................................... 11 4.7 Setting Group A .................................................................................................................. 11

4.8 Power System Data 2 ......................................................................................................... 12

4.9 Restricted Ground Fault Protection ................................................................................... 13 4.10 General ............................................................................................................................... 13 4.11 Settings ............................................................................................................................... 14

5. Ajustes do software Manual ................................................................................................... 16 5.1 Abrindo o Manual .............................................................................................................. 16

5.2 Configurando os Ajustes .................................................................................................... 17 5.3 Sistema ............................................................................................................................... 18 6. Configurações de Hardware ................................................................................................... 19

7. Direcionamento de Canais ..................................................................................................... 19 8. Restauração do Layout ........................................................................................................... 21

9. Ajustes Diferencial ................................................................................................................. 22

9.1 Aba Proteção > Aba Diferencial ........................................................................................ 22 10. Estrutura do teste para a função 87T .................................................................................. 24 10.1 Aba pré-falta ....................................................................................................................... 24

10.2 Teste de Slope .................................................................................................................... 25 11. Relatório ............................................................................................................................. 29 APÊNDICE A ............................................................................................................................... 30 A.1 Designações dos terminais ..................................................................................................... 30 A.2 Dados técnicos ........................................................................................................................ 31

APÊNDICE B ............................................................................................................................... 32




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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 omissões contidos nas informações transmitidas.

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

contato através do email [email protected].

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

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

aviso prévio.

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

deve ser sempre consultado.

ATENÇÃO!

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

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

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

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

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

segurança.

Copyright

Copyright © CONPROVE. Todos os direitos reservados. A divulgação, reprodução total ou

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

violações são passíveis de sansões por leis.

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Sequência para testes de relé 7UM no software MANUAL

1. Conexão do relé ao CE-600X

No apêndice A-1 mostram-se as designações dos terminais do relé.

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. Da mesma maneira, 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.




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Figura 2

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.

Figura 5




6

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 de falta à terra (87-1) 0,2 In

Tempo do Diferencial 0 s *

Base Point 1 0

Slope1 25 %

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




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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” e repita a operação para “Device

Configuration”.

Figura 7

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

“87N Restricted ground fault protection” habilitada na opção “Generator/Motor with

3IO of Side2”. Isso facilita o teste já que impede a utilização do sinal de trip de outras

funções. Após os ajustes clique em “OK”.

Figura 8




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 87GN 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).

Observe que a saída que escolhemos para monitorar na verdade é uma saída de

“pickup”, pois o “trip” dessa função esta amarrado com uma direcionalidade fixa de

90°(só permite atuação quando a defasagem angular entre as correntes de entrada e

saída é menor que 90°), impossibilitando levantar os pontos de uma curva diferencial

conforme parametrizado no relé.

Figura 10




9

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.

Figura 12




10

4.4 Generator/Motor

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

Figura 13

4.5 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

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

comuns dos TC’s estão, se é para o gerador as polaridades estão voltadas para o

objeto então tem que ser marcado “YES” na opção “CT-Stpnt. Side 1/2 in Direct of

object”.




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Figura 14

4.6 VT’s

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

potencial.

Figura 15

4.7 Setting Group A

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

ajustes da função diferencial de falta à terra do gerador.




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Figura 16

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

Figura 17

4.8 Power System Data 2

Escolha o equipamento protegido.




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Figura 18

4.9 Restricted Ground Fault Protection

O último passo é fazer os ajustes do diferencial.

Figura 19

4.10 General

O endereço 2101 ativa a função diferencial. As outras opções não serão testadas e

devem ser ajustadas com o valor padrão.




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Figura 20

4.11 Settings

Nesse campo configuram-se os valores de pick-up, tempo de atuação e a

característica de “slope” e “base point” do elemento diferencial de falta à terra.

Figura 21

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




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Figura 22

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

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

Figura 23




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5. Ajustes do software Manual

5.1 Abrindo o Manual

Clique no ícone do gerenciador de aplicativos CTC.

Figura 24

Efetue um duplo clique no ícone do software Manual.

Figura 25




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Figura 26

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 27

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.




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Figura 28

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 TPs e TCs. Existe ainda duas sub abas

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

Figura 29

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.




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6. 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 30

7. Direcionamento de Canais

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

canais criados com os nós e seus respectivos pontos. Escolha para isso a opção

“Avançado”. Por default já existe um nó criado (NO01), crie mais um clicando na

figura destacado de verde.




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Figura 31

Parametrize o campo “k p/ I0” (destacado de amarelo) igual a 3 para NO01 e NO02

(para alternar de um nó para o outro clique no botão destacado de roxo na figura

abaixo) e em seguida direcione os canais e associe com os pontos para cada nó

criado, conforma figura abaixo.Após o procedimento, clique em “Confirmar”. Note

que foram criados dois nós de potência e que dentro de cada um desses nós foram

associados três pontos de corrente que possuem interface com os canais de geração

da mala (I1, I2, I3 para NO01 e I4, I5, I6 para o NO02). Em cada um dos nós foi

criado também um quarto ponto, sem associação com hardware, porém recebeu o

ponto corresponde a kI0. Esse ponto representa, em cada nó, a corrente de sequência

zero, assim sendo, é possível utilizar esse ponto como referencia para a proteção

diferencial.

Figura 32




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8. Restauração do Layout

Devido a grande flexibilidade que o software apresenta permitindo que o usuário

escolha quais janelas sejam apresentadas e em qual posição utiliza-se o comando para

restaurar as configurações padrões. Clique no botão “Layout” e em seguida em

“Recriar Gráficos” repita o processo clicando em “Layout” e em “Restaurar

Layout”. No decorrer do teste são excluídas as janelas que não sejam relevantes

Figura 33

A seguir é mostrada a estrutura padrão após os comandos anteriores.

Figura 34




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9. Ajustes Diferencial

9.1 Aba Proteção > Aba Diferencial

Após selecionar a aba diferencial, escolha “3I01” como sendo referência de “IP” e

“3I02” como sendo referência de “IS”. Em seguida clique no botão “Editar Curva”

destacado de verde.

Figura 35

Nessa tela ajusta-se a curva característica diferencial através de inserção de pontos

que pertencem a reta característica. Pelos ajustes do relé é possível dizer que essa reta

passa pela origem (“Base Point for Slope”) e que possui inclinação de 0,25 (“Slope

of Charac.”).

Figura 36




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Figura 37

Na figura acima, foi repassado ao software algumas características inerentes aos

ajustes do relé (Polaridade dos TC’s, ajuste do diferencial percentual, defasagem

angular entre primário e secundário e corrente nominal. As tolerâncias foram

retiradas do apêndice. Duas observações importantes: a primeira é que como a

polarização dos TC’s é “Obj/Obj”, no momento da geração é necessário que um dos

nós esteja defasado do outro de 180°. A segunda é que com esses ajustes houve o

casamento perfeito da relação de transformação com a corrente nominal (RTC = In),

portanto, as constantes K1, K2 e K3 são iguais a 1. Caso isso não ocorrer é necessário

consultar o manual do relé para buscar como ele compensa esse desequilíbrio, e após

isso, calcular manualmente e informar em K1, K2 e K3.




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10. Estrutura do teste para a função 87T

10.1 Aba pré-falta

Nesse teste não será necessária a aplicação de uma situação de pré-falta.

Figura 38




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10.2 Teste de Slope

10.2.1 Injeção de corrente no ponto de Neutro

Injeta-se corrente no enrolamento 2 (NO02) de modo a encontrar o slope. Na aba

falta escolha a definição como sendo “Rampa” e em seguida clique no botão

destacado da cor amarela conforme figura abaixo:

Figura 39

Após clicar no botão citado acima, a tela de parametrização da rampa irá aparecer.

Escolha o tipo de rampa como sendo “Comp. Simétrica”, a opção “Direta”, nos

valores iniciais parametrize 600 mA e 0° em I0, nos limites e incrementações

parametrize 20,0 A e 0,05 A, por fim no campo “Tempo aproximado de geração a

cada incremento” escolha um valor de 1 segundos. Dessa maneira será gerada uma

rampa que se inicia em 0,1 A e a cada 1 segundos são incrementados 0,05 A até que

se atinja o limite de 20 A ou ocorra atuação da binária. Clique no botão OK.




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Figura 40

10.2.2 Injeção de corrente no ponto de Carga

Injeta-se corrente no enrolamento 1 (NO01) de modo a encontrar o slope. Na aba

falta escolha a definição como sendo “Comp. Simétrica” e em seguida insira um

valor de 600 mA e 180° em I0:

Figura 41




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Em seguida acesse a aba “Cronômetros”, selecione a interface de parada como

sendo “BI01”.

Figura 42

Inicie a geração clicando no ícone destacado abaixo ou através do comando “Alt

+G”.

Figura 43

Após a atuação do relé, capture o ponto testado clicando no ícone destacado de

vermelho (laço de captura). Observe que se tudo estiver dentro das tolerâncias o

ponto é aprovado e marcado de cor verde no gráfico. Caso seja reprovado, essa cor

seria vermelha.




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Figura 44

Capture quantos pontos achar necessário, alterando somente o módulo do NO01 e do

NO02 (“Valores Iniciais” da rampa) para os mesmos valores. No final obtém-se o

seguinte gráfico:

Figura 45




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11. 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




30

APÊNDICE A

A.1 Designações dos terminais

Figura 48




31

A.2 Dados técnicos




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APÊNDICE B

Equivalência de parâmetros do software e o relé em teste.

Tabela 3

Software Manual

Relé Siemens 7UT

Parâmetro Figura Parâmetro Figura

Slope1 36 87 Slope1ofTrippingCharacteristic 21

Conexão TC (Enr. 1) 37 CT- Strpnt. Meas. Loc.1 in Dir. of Object 14

Conexão TC (Enr. 2) 37 CT- Strpnt. Meas. Loc.2 in Dir. of Object 14

Ajuste do Diferencial (pkp)

37 87-1 Pickup Value of Differential Curr. 21

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