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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS

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Tutorial de Teste

Tipo de Equipamento: Relé de Proteção Marca: SCHWEITZER (SEL) Modelo: 451 Funções: 67G ou PIOC direcional de sobrecorrente residual Ferramenta Utilizada: CE-6006, CE-6706, CE-6710, CE-7012 ou CE-7024 Objetivo: Realizar testes na função direcional de sobrecorrente residual utilizando o software Manual para comprovar a sua direcionalidade. Controle de Versão:

Versão Descrições Data Autor Revisor

1.0 Versão inicial 18/05/2017 A.C.S. M.R.C.




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Sumário

1. Conexão com o CE-6006 ......................................................................................................................4

1.1 Fonte Auxiliar....................................................................................................................................4

1.2 Bobinas de corrente e tensão ............................................................................................................4

1.3 Entrada Binária .................................................................................................................................5

2. Comunicação com o relé 451 ................................................................................................................5

3. Parametrização do relé SEL 451 ...........................................................................................................8

3.1. General Global Settings ....................................................................................................................8

3.2. Line Configuration ............................................................................................................................9

3.3. Relay Configuration Enables ..........................................................................................................10

3.4. Load Encroachment ........................................................................................................................11

3.5. Phase Instantaneous/Definite Time Overcurrent ............................................................................11

3.6. Zone/Level Directional ....................................................................................................................12

3.7. Directional ......................................................................................................................................12

3.8. Pole Open Detection .......................................................................................................................13

4. Ajustes das Saídas Binárias .................................................................................................................13

4.1. Interface Board Output ...................................................................................................................13

4.2. Enviando os Ajustes.........................................................................................................................15

5. Ajustes do software Manual ................................................................................................................16

5.1 Abrindo o Manual ...........................................................................................................................16

5.2 Configurando os Ajustes .................................................................................................................17

5.3 Sistema ............................................................................................................................................18

6. Direcionamento de Canais ...................................................................................................................19

7. Configurações de Hardware ................................................................................................................20

8. Restauração do Layout ........................................................................................................................20

9. Ajuste Direcional de Sobrecorrente de fase ........................................................................................21

9.1 Aba Proteção > Aba Direcional > Aba Sobrecorrente ....................................................................21

9.2 Aba Pré Falta ...................................................................................................................................23

9.3 Teste de Direcionalidade .................................................................................................................24

10. Relatório ..........................................................................................................................................28

APÊNDICE A .............................................................................................................................................29

A.1 Designações de 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 não podem ser completamente excluídas; desta forma, a CONPROVE se exime de

qualquer responsabilidade, quanto a erros ou omissões contidos nas informações transmitidas.

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

contato através do email [email protected].

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

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

aviso prévio.

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

deve ser sempre consultado.

ATENÇÃO!

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

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

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

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

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

segurança.

Copyright

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

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

violações são passíveis de sansões por leis.

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Sequência para testes do relé SEL 451 no software Manual

1. Conexão com o CE-6006

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 “Z29 (Power +)” do

relé ligue o negativo (borne preto) da Fonte Aux Vdc ao pino “Z30 (Power -)” do

relé.

Figura 1

1.2 Bobinas de corrente e tensão

Para estabelecer a conexão das bobinas de tensão, ligue os canais de tensão V1 e V2,

V3 aos pinos Z13, Z15 e Z17 do terminal Z do relé e conecte os comuns dos canais

de tensão aos pinos Z14, Z16 e Z18 do terminal do relé. Para estabelecer a conexão

das bobinas de corrente, ligue os canais de corrente I1 e I2, I3 aos pinos Z01, Z03 e

Z05 do terminal Z do relé e conecte os comuns dos canais de corrente aos pinos Z02,

Z04 e Z06 do terminal do relé, conforme figura abaixo:

Figura 2




5

1.3 Entrada Binária

Ligue a entrada binária do CE-6006 às saídas binárias do relé.

BI1 ao pino B01 e seu comum ao pino B02 do relé.

A figura a seguir mostra os detalhes dessas ligações.

Figura 3

2. Comunicação com o relé 451

Primeiramente abre-se o “AcSELerator QuickSet” 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 o arquivo do relé caso já tenha sido realizado a

comunicação. Caso contrário clique em “Novo”.




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Figura 5

Na próxima tela ajusta-se o modelo e a versão do relé testado. Verifique no painel

frontal através do seguinte caminho “Main Menu > View Configuration”.

Figura 6

Em seguida o “Part Number” deve ser ajustado. Utilize o seguinte caminho para

visualizar “Main Menu > View Configuration”.




7

Figura 7

Em seguida clique no ícone em destaque de acordo com a figura abaixo:




8

Figura 8

3. Parametrização do relé SEL 451

3.1. General Global Settings

Após ter sido estabelecida a conexão clique ao lado de “Global” e em “General

Global Settings” e ajuste o valor da sequência de fase e da frequência.

Figura 9




9

3.2. Line Configuration

Clique em “Group 1”, em seguida “Set 1” e por fim selecione “Line Configuration”.

Na figura abaixo, configuram-se todas as características do alimentador ou linha que

esse relé protege. Observe que são parametrizadas as relações de transformação de

tensão e corrente das duas entradas do relé (W e X para corrente, Y e Z para tensão),

as impedâncias de sequência positiva em módulo e ângulo, bem como as de

sequência zero, também em módulo e ângulo e por fim o comprimento da linha.

Figura 10

Da figura acima, o ajuste que mais interessa nesse teste é o ângulo de sequência zero.

No caso desse relé, esse ângulo é adotado como ângulo de torque máximo. Tanto

para faltas trifásicas, como para faltas bifásicas. Observe na figura abaixo que para

uma falta a terra, a corrente de sequencia zero fica adiantada da tensão de sequência

negativa por 180-Z0ANG, já para um curto trifásico, onde há somente componentes

de sequência positiva, a corrente de sequencia positiva fica atrasada da tensão de

sequencia positiva por Z1ANG.

Figura 11




10

3.3. Relay Configuration Enables

Clique em “Group 1”, em seguida “Set 1” e por fim selecione “Relay configuration”

(não abra a arvore de ajustes). Caso haja possibilidade, para aumentar a

confiabilidade dos testes, recomenda-se deixar habilitada somente a função que

será testada. Na figura abaixo, está destacado somente a função “E50G” com um

nível de ajuste.

Figura 12

O ajuste destacado de azul na figura acima deve estar selecionado como “AUTO”,

pois nesse caso o relé calcula automaticamente a região direta e reversa da função 67,

conforme equações do MANUAL DO RELÉ. É primordial que o usuário tenha

um conhecimento avançado dessa função. Esse conhecimento pode vir do manual

do próprio equipamento e principalmente consultando o seguinte artigo:

Fleming B., “Negative Sequence Impedance Directional Element”, Schweitzer

Engineering Laboratories, Inc., Pullman, Washington, USA.




11

3.4. Load Encroachment

Para esse teste não será utilizado o bloqueio de invasão por carga. Observe na figura

abaixo que como ela já havia sido bloqueada os ajustes abaixo não surtiram efeito:

Figura 13

3.5. Residual Instantaneous/Definite Time Overcurrent

Clique ao lado de “Group1 > Set 1 > Relay Configuration” em seguida em

“Residual Ground Instantaneous/Definite Time Overcurrent”. Nesse campo ajusta-se

o valor do elemento 1 para 10A com tempo de atuação de 300 ms (18 ciclos).

Observe também que o controle de torque é associado ao “Relay Word Bit” “F32V”.

Portanto, só haverá atuação da função 50G quando uma falta for declarada como

sendo direta.

Figura 14




12

3.6. Zone/Level Directional

Os dois primeiros ajustes de sobrecorrente atuam fixos para a direcionalidade direta,

caso o usuário queira escolher, ele deve fazer para o terceiro e o quarto ajuste de

sobrecorrente. Nesse caso é possível optar pela direcionalidade reversa. Está

desabilitado na figura abaixo, pois o teste é feito com o primeiro ajuste de

sobrecorrente habilitado e o restante desabilitado.

Figura 15

3.7. Directional

Clique ao lado de “Group1 > Set 1 > Relay Configuration” em seguida em

“Directional”. Deixe como ordem de prioridade apenas o ajuste “V”. Observe que

os restantes dos outros parâmetros estão congelados, pois já foram calculados

(“Directional Control = AUTO”).




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Figura 16

3.8. Pole Open Detection

Aqui se parametriza a maneira de detecção de polo aberto. Se ela é pelo contato

auxiliar do disjuntor ou por subtensão.

Figura 17

4. Ajustes das Saídas Binárias

4.1. Interface Board Output

Clique ao lado de “Output” e em seguida selecione a opção “Interface Board

Output” e faça os seguintes ajustes: Na saída 201 ajuste o trip da função 50G através

do sinal “67G1T”.




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Figura 18

Uma observação muito importante deve ser feita. O teste será feito aplicando

somente sequencia zero, caracterizando assim, faltas envolvendo a terra. Conforme

lógica retirada do manual:

Figura 19




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4.2. Enviando os Ajustes

Clique no ícone selecionado e envie pelo menos os seguintes ajustes.

Figura 20

Figura 21




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5. Ajustes do software Manual

5.1 Abrindo o Manual

Clique no ícone do gerenciador de aplicativos “CTC”.

Figura 22

Efetue um clique no ícone do software “Manual”.

Figura 23




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Figura 24

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 25

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 26

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 27

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. Direcionamento de Canais

Clique no ícone destacado de verde para associar os canais criados com os nós de

modo automático. Escolha para isso a opção “Avançado” destacado de vermelho.

Escolha para isso a opção “Avançado”. Na aba “Saída: Anag. e SV” crie um nó e o

nomeie de “NO01”. Crie Quatro canais de tensão. Associe os três primeiros aos 3

hardwares de tensão (“V1”, “V2” e “V3”), com o nó criado (“NO01”) e com os

pontos “Va”, “Vb” e “Vc”. O Quarto canal de tensão será fictício e não possuirá

hardware associado, porém pertencerá ao “NO01” e será o ponto “Kv0”. Clique no

botão confirmar, conforme destacado abaixo. Crie Quatro canais de corrente.

Associe os três primeiros com os 3 hardwares de corrente (“I1”, “I2” e “I3”), com o

nó criado (“NO01”) e com os pontos “Ia”, “Ib” e “Ic”. O Quarto canal de corrente

será fictício e não possuirá hardware associado, porém pertencerá ao “NO01” e será

o ponto “kI0”. Clique no botão confirmar, conforme destacado abaixo.

Figura 28

Obs: É essencial utilizar o multiplicado de “Seq. Zero” igual a 3, caso opte pelo

valor igual a 1 os ajustes dos pick-ups devem ser divididos por 3. Isso se deve ao

fato que o relé trabalha com a grandeza 3I0 e 3V0. Escolhendo a primeira opção

o software já realiza a divisão de forma automática.

Em seguida, configure o hardware, clicando no botão destacado de azul.




20

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 29

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 30




21

9. Ajuste Direcional de Sobrecorrente de fase

9.1 Aba Proteção > Aba Direcional > Aba Sobrecorrente

Devido à grande complexidade dessa função, notado no equacionamento exposto no

MANUAL DO RELÉ, a CONPROVE desenvolveu uma ferramenta exclusiva que

permite conhecer a característica de direcionalidade, baseado nos ajustes que são

coletados no relé e nos valores aplicados pela mala. Para acessar o recurso, clique na

aba destacada de verde “Direcionalidade SEL”.

Figura 31




22

Observe na figura a seguir, que os dados solicitados são os mesmos que foram

parametrizados no relé. O usuário deve completar os campos abaixo com a maior

atenção possível, pois cada um deles influi diretamente no resultado final do teste.

Figura 32




23

Figura 33

9.2 Aba Pré Falta

Nesse teste não será necessário a aplicação de uma situação de pré-falta. Caso o

usuário ache necessário, basta habilitar a condição de pré-falta e escolher os valores a

serem gerados nos canais, parametrizando-os em NO01.

Figura 34




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9.3 Teste de Direcionalidade

9.3.1 67G1T

Será feito o teste de direcionalidade da função 67G. Feche a janela “Direcionalidade

SEL”. Na aba falta escolha a definição como sendo “Comp. Simet.” conforme figura

abaixo:

Figura 35




25

Clique no botão “OK”. Em seguida acesse a aba “Cronômetros”, selecione a

interface de parada como sendo BI01.

Figura 36

Após clicar no botão citado acima, clique novamente no recurso “Direcionalidade

SEL”, localizada na aba “Proteção>Direcional>Sobrecorrente”. Observe que a

janela ficará bem ao lado da aba falta. Insira valores de tensão e corrente de sequencia

zero.

Figura 37




26

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

+G”. Caso o relé não pare a geração, utilize o comando “Alt+P”.

Figura 38

Após a atuação ou não atuação do relé, capture o ponto testado clicando no ícone

destacado de vermelho (laço de captura). Observe que é mostrado na “interf. de

Parada” se o ponto testado houve ou não atuação e se esse ponto estiver casando

com a região de operação ou não operação e dentro das tolerâncias é mostrado

“Status” “OK”.

Figura 39

Varie somente o ângulo da corrente de sequencia zero de 30° e capture todos os

pontos.




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Figura 40

Uma observação importante é que o usuário deve manter os módulos de tensão e

corrente de sequencia zero constantes, pois se eles mudam a característica inteira

muda (Observar o equacionamento no MANUAL DO RELÉ). Compare a figura

acima com a figura abaixo:

Figura 41




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10. Relatório

Após finalizar o teste feche a janela acima e através do comando “Ctrl +R” chame a

tela de pré-configuração do relatório. Escolha a língua desejada assim como as

opções que devem fazer parte do relatório.

Figura 42

Figura 43




29

APÊNDICE A

A.1 Designações de terminais

Figura 44




30

A.2 Dados Técnicos




31

APÊNDICE B

Equivalência de parâmetros do software e o relé em teste.

Tabela 1

Software Manual

Relé SEL 421

Parâmetro Figura Parâmetro Figura

INOM 33 Secondary Input Current 07

NFREQ 33 NFREQ 09

PHROT 33 PHROT 09

CTRW (CTR) 33 CTR 10

CTRX (CTRP) 33 PTR 10

Z1MAG 33 Z1MAG 10

Z1ANG 33 Z1ANG 10

Z0MAG 33 Z0MAG 10

Z0ANG 33 Z0ANG 10

EPO 33 EPO 17

27PO 33 27PO 17

50LPn 33 ---- --

ELOP 33 ELOP 12

52A 33 ---- --

E32 33 E32 16

ORDER 33 ORDER 16

50FP 33 50FP 16

50RP 33 50RP 16

Z2F 33 Z2F 16

Z2R 33 Z2R 16

a2 33 a2 16

k2 33 k2 16

Z0F 33 Z0F 16

Z0R 33 Z0R 16

a0 33 a0 16

E32IV 33 E32IV 16

DIR3 33 DIR3 15

DIR4 33 DIR4 15

ELOAD 33 ELOAD 12

ZLF 33 ZLF 13

ZLR 33 ZLR 13

PLAF 33 PLAF 13

NLAF 33 NLAF 13

PLAR 33 PLAR 13

NLAR 33 NLAR 13




32

Software Manual

Relé SEL 451

Parâmetro Figura Parâmetro Figura

50G1P 34 50G1P 14

67G1D 34 67G1D 14

67G1TC 34 67G1TC 14

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