teleproteÇÃo 3

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1 TELEPROTEÇÃO EM SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA Vinícius Caldeira Oliveira Orientador: Prof. Carlos Alberto Mohallem Guimarães Departamento de Eletrotécnica (DET) Abstract - Este artigo apresenta os conceitos básicos relacionados ao entendimento e aplicação da teleproteção nos sistemas elétricos de potência e introduz os principais meios de comunicação existentes para tal, assim como os diversos esquemas utilizados como filosofia de teleproteção. Palavras-Chave: Proteção, meios de comunicação, esquemas de teleproteção, seletividade. I. INTRODUÇÃO Com o advento de novas tecnologias e o aumento das potências envolvidas em sistemas elétricos, cada vez mais, necessita-se de meios que permitam a eliminação rápida das falhas ocorridas em linhas de transmissão e equipamentos de potência a elas ligadas. Um canal de comunicação é necessário quando a resposta dos relés de proteção deva ser comparada entre dois ou mais terminais para determinar a localização da falha em um sistema elétrico. Dependendo da situação, existem vários tipos de esquemas de proteção que fazem uso de equipamentos de teleproteção especificamente projetados para esta finalidade. O conjunto dos relés de proteção de uma subestação juntamente com estes equipamentos formam esquemas de teleproteção. Desta maneira, este trabalho visa apresentar os principais esquemas de teleproteção existentes juntamente com os seus meios de comunicação. II. DEFINIÇÃO A TELEPROTEÇÃO é um método de proteção de linha, através de relés de proteção e meios de comunicação, no qual um defeito interno é detectado e determinado comparando-se as condições do sistema nos terminais do circuito protegido, utilizando-se canais de comunicação. III. REQUISITOS BÁSICOS PARA CANAIS DE TELEPROTEÇÃO Os canais usados para transportar os sinais de teleproteção devem operar com alguns requisitos básicos importantes. Os principais são a segurança, a confiabilidade, a seletividade e a rapidez na proteção. Adicionalmente deve-se ter também um tempo de operação condizente com a aplicação desejada. III.1 – SEGURANÇA Requer que o canal nunca forneça um falso sinal de TRIP. Isto significa que o canal deve ser capaz de suportar interferências e ruídos quando um comando não é transmitido. É expresso numericamente, como a probabilidade de um falso comando ser gerado por um ruído de determinada duração. III.2 – CONFIABILIDADE Requer que o canal sempre forneça um sinal de TRIP quando um sinal de comando é recebido. O canal deve ter a capacidade de suportar interferências e ruídos durante a transmissão do comando. Pode ser expresso numericamente como a probabilidade de que um comando transmitido, seja detectado dentro de um tempo especifico. Os ruídos podem interferir no canal TRABALHO DE DIPLOMA - DEZ.01 INSTITUTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA ESCOLA FEDERAL DE ENGENHARIA DE ITAJUBÁ

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    TELEPROTEO EM SISTEMAS ELTRICOS DE POTNCIA Vincius Caldeira Oliveira

    Orientador: Prof. Carlos Alberto Mohallem Guimares Departamento de Eletrotcnica (DET)

    Abstract - Este artigo apresenta os conceitos bsicos relacionados ao entendimento e aplicao da teleproteo nos sistemas eltricos de potncia e introduz os principais meios de comunicao existentes para tal, assim como os diversos esquemas utilizados como filosofia de teleproteo.

    Palavras-Chave: Proteo, meios de comunicao, esquemas de teleproteo, seletividade.

    I. INTRODUO

    Com o advento de novas tecnologias e o aumento das potncias envolvidas em sistemas eltricos, cada vez mais, necessita-se de meios que permitam a eliminao rpida das falhas ocorridas em linhas de transmisso e equipamentos de potncia a elas ligadas.

    Um canal de comunicao necessrio quando a resposta dos rels de proteo deva ser comparada entre dois ou mais terminais para determinar a localizao da falha em um sistema eltrico.

    Dependendo da situao, existem vrios tipos de esquemas de proteo que fazem uso de equipamentos de teleproteo especificamente projetados para esta finalidade. O conjunto dos rels de proteo de uma subestao juntamente com estes equipamentos formam esquemas de teleproteo.

    Desta maneira, este trabalho visa apresentar os principais esquemas de teleproteo existentes juntamente com os seus meios de comunicao.

    II. DEFINIO

    A TELEPROTEO um mtodo de proteo de linha, atravs de rels de proteo e meios de comunicao, no qual um defeito interno detectado e determinado comparando-se as condies do sistema nos terminais do circuito protegido, utilizando-se canais de comunicao.

    III. REQUISITOS BSICOS PARA CANAIS DE TELEPROTEO

    Os canais usados para transportar os sinais de teleproteo devem operar com alguns requisitos bsicos importantes. Os principais so a segurana, a confiabilidade, a seletividade e a rapidez na proteo. Adicionalmente deve-se ter tambm um tempo de operao condizente com a aplicao desejada.

    III.1 SEGURANA

    Requer que o canal nunca fornea um falso sinal de TRIP. Isto significa que o canal deve ser capaz de suportar interferncias e rudos quando um comando no transmitido. expresso numericamente, como a probabilidade de um falso comando ser gerado por um rudo de determinada durao.

    III.2 CONFIABILIDADE

    Requer que o canal sempre fornea um sinal de TRIP quando um sinal de comando recebido. O canal deve ter a capacidade de suportar interferncias e rudos durante a transmisso do comando. Pode ser expresso numericamente como a probabilidade de que um comando transmitido, seja detectado dentro de um tempo especifico. Os rudos podem interferir no canal

    TRABALHO DE DIPLOMA - DEZ.01 INSTITUTO DE ENGENHARIA ELTRICA

    ESCOLA FEDERAL DE ENGENHARIA DE ITAJUB

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    retardando um sinal de comando real ou impedindo o receptor de reconhecer um sinal de comando real como tal.

    A confiabilidade est estritamente relacionada ao tipo do esquema escolhido para cada linha, de acordo com as caractersticas particulares da mesma. Esta escolha depende dos seguintes fatores:

    Comprimento da linha; Tipo de proteo utilizada; Caractersticas do Sistema de Potncia

    (nas regies adjacentes a linha); Tempo de desligamento exigido para a

    linha quando ocorre curto-circuito; Tipo do canal de comunicao; Filosofia de cada empresa

    concessionria.

    III.3 SELETIVIDADE E RAPIDEZ NA PROTEO

    Quando ocorre uma falha ou defeito em um componente do Sistema Eltrico de Potncia, o mesmo deve ser desligado o mais rpido possvel, e somente este componente, para que o defeito seja isolado e comprometa a menor parte possvel do sistema.

    O grande problema a determinao do local de defeito ou curto-circuito pelos rels de proteo, para que se possa desligar somente o componente defeituoso. Na maioria das vezes, esta seletividade alcanada em detrimento do tempo de atuao da proteo.

    Alguns esquemas de proteo so inerentemente seletivos, isto , no momento de atuao, a prpria concepo da proteo permite estabelecer a localizao do defeito. o caso das protees diferenciais que apresentem seletividade e rapidez na atuao.

    Para o caso de linhas de transmisso, a localizao de defeitos pelos rels de proteo torna-se problemtica devido a:

    Comprimento das linhas; Curtos-circuitos com elevadas

    resistncias de arco ou de contato; Imprecises nos clculos tericos de

    curtos-circuitos e conseqentemente ajustes nos rels.

    III.4 TEMPO DE OPERAO

    Um canal de teleproteo deve fornecer um tempo de operao menor possvel que ainda mantenha as caractersticas de segurana e

    confiabilidade, isto considerando uma ligao do tipo costa-a-costa, a qual inclui o tempo do transmissor (aps aplicao do sinal de chaveamento), o tempo de resposta do receptor, e o tempo de operao dos dispositivos de sada.

    Estes tempos so especficos dos equipamentos do canal. Para o tempo total, dever ser considerado tempo de propagao do meio de transmisso, o qual uma funo da largura de banda do canal de comunicao e do prprio meio de transmisso.

    III.5 REDUNDNCIAS

    Para aumentar a segurana e confiabilidade, alguns sistemas de teleproteo possuem alternativas de redundncia. Estas alternativas podem ser por canais duplos por rotas alternativas, onde se utilizam dois caminhos de comunicao separados ou o uso de canais duplos pelo mesmo meio de comunicao.

    No caso de rotas alternativas, deve ser levado em considerao os tempos de transmisso envolvidos, pois cada meio de comunicao tem diferentes tempos. Estes tempos so por exemplo, afetados por filtros de RF ou udio, processos de modulao e demodulao, chaveamento de rotas em sistema de Micro Ondas, etc.

    Na operao a canais duplos, so usados dois transmissores em cada terminal de transmisso e dois receptores nos terminais de recepo. Na transmisso os sinais de comando so aplicados simultaneamente aos dois transmissores e na recepo, os rels de sada fornecem uma lgica binria AND. Desta forma necessrio o recebimento dos dois sinais para a atuao final da proteo. Os equipamentos envolvidos nesta configurao, devem prever dispositivos que em caso de falha de um dos canais, a lgica de sada de recepo possa ser alterada para a operao com um nico canal (lgica OR).

    III.6 ALAMES EXTERNOS E INDICAES

    Todo esquema de teleproteo deve estar previsto para que haja uma superviso remota ou local, das condies de operao dos equipamentos dos canais de teleproteo. Esta superviso feita por alarmes e indicaes fornecidas pelos equipamentos que devem ser no mnimo:

    Alarme de transmisso; Alarme de recepo; Alarme de equipamento indisponvel por

    teste ou manuteno;

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    Indicao de transmisso de TRIP (As TRIP);

    Indicao de recepo de TRIP (Received TRIP).

    Estes alarmes e indicaes, devidamente configurados, podem ser de grande valia para detectar problemas com as falhas de operao correta dos esquemas de teleproteo.

    IV. FILOSOFIAS DOS ESQUEMAS DE TELEPROTEO

    As partes integrantes de um esquema de teleproteo podem ser divididas em dois grupos distintos.

    IV.1 COMUNICAO

    So os meios e as formas de transmisso e recepo de sinais, ou seja, informaes entre duas mais extremidades de uma linha de transmisso de energia eltrica.

    IV.2 LGICA PROTETIVA

    composta pelos rels e respectivas filosofias de atuaes, bem como dos esquemas de abertura e fechamento dos disjuntores associados.

    Devido aos meios e formas de comunicao e a diversidade as lgicas protetivas, so vrios os esquemas de teleproteo utilizados nos sistemas de proteo de linhas de transmisso.

    V. MEIOS DE COMUNICAO

    As grandes distncias entre as usinas, subestaes e centros de despacho de carga somadas a alta confiabilidade exigida no fornecimento de energia eltrica impe a necessidade da existncia de sistemas de comunicaes entre estas instalaes. Desta forma, destaca-se como sendo de suma importncia para a operao de um sistema de potncia, a existncia de uma infra-estrutura de telecomunicaes adequada.

    Os vrios meios de transmisso podem caracterizar diferentes sistemas de comunicaes, que podem estar interligados entre si ou no, constituindo uma malha de telecomunicao podendo ser subdivididos:

    LINHAS FSICAS: - Par de fios; - Fibra tica.

    RDIO: - HF (High Frequency); - VHF (Very High Frequency); - UHF (Ultra High Frequancy); - Micro-Ondas.

    CARRIER (Rdio por Linha Fsica).

    V.1 LINHAS FSICAS

    V.1.1 PAR DE FIOS

    Constitui basicamente o sistema telefnico local de uma instalao, podendo estar interligado a outra, por meio de cabo de pares telefnicos ou outro meio.

    Um sistema telefnico interligado por pares de fios ou cabo de pares apresenta as seguintes vantagens e desvantagens:

    VANTAGENS: - Econmico para transmisso a curtas distncias.

    DESVANTAGENS: - Baixa capacidade de transmisso (um canal por cada par telefnico); - Alta sensibilidade induo de surtos e intempries naturais.

    Por esses motivos, apresenta baixa qualidade e confiabilidade e normalmente no utilizado para trafegar sinais de teleproteo.

    V.1.2 FIBRA TICA

    Constitui a transmisso de sinais telefnicos modulados em freqncias correspondentes faixa de luz, atravs de fios de fina espessura, constitudos de fibra de vidro.

    Devido modulao ser efetuada por altssima freqncia, por uma nica fibra tica pode trafegar grande quantidade de canais telefnicos. Para aumentar ainda mais essa capacidade de transmisso, utiliza-se os cabos de fibra tica, compostos por vrias fibras.

    Podem ser observadas as seguintes vantagens e desvantagens da utilizao de fibras ticas ao invs de cabos de pares:

    VANTAGENS: - Totalmente imune induo

    magntica; - Capacidade de transmisso

    simultnea de grande quantidade de canais.

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    DESVANTAGENS: - Elevado Custo; - Enlaces curtos (sem repetidor

    aproximadamente 30 Km); - Economicamente vivel para

    grande quantidade de canais (acima de 30 canais).

    Devido a alta qualidade e confiabilidade, em locais onde sejam econmica e tecnicamente vivel a instalao de enlaces ticos, os mesmos so ideais para trafegarem sinais de telecomando, teleproteo, etc.

    V.3 RDIO

    V.3.1 HF HIGH FREQUENCY (3 a 30 MHZ)

    Utiliza a faixa de freqncia de 3000 a 30000 Khz, atravs de reflexes na ionosfera terrestre, propiciando com isso comunicaes a longas distncias. Devido susceptibilidade a rudos radioeltricos provocados por irradiaes solares, apresentam baixa qualidade de transmisso.

    Por este motivo, este meio utilizado como ltima alternativa.

    V.3.2 VHF VARY HIGH FREQUENCY (30 a 300 MHZ)

    O mecanismo de propagao para esta faixa de freqncia feito atravs de ondas diretas, havendo uma boa difrao nos obstculos, o que favorece as comunicaes entre estaes fixas e mveis.

    A legislao vigente, a qual estabelece a canalizao de freqncias da faixa de VHF, permite a transmisso de apenas uma canal de voz por radiofreqncia.

    Assim, para se ter duas ou mais comunicaes simultneas dentro de uma mesma rea sem que haja interferncia, necessrio mais de uma freqncia, o que ocasiona congestionamento do espectro radioeltrico, uma vez que existem vrios usurios de freqncias.

    Esta faixa de freqncia normalmente utilizada por empresas de energia eltrica nas comunicaes de ptio e para a manuteno de linhas de transmisso, onde muitas vezes necessita-se de repetidoras.

    Apesar de ser possvel, no comum enlaces nesta faixa, trafegando sinais de teleproteo.

    V.3.3 UHF ULTRA HIGH FREQUENCY (300 a 3000 MHZ) E MICRO-ONDAS (3 a 30 GHZ)

    Nestas faixas de freqncia, a legislao estabelece uma canalizao que permite a transmisso de 1 at 160 canais telefnicos por radiofreqncia em diferentes sub-faixas de espectro.

    Para a propagao dos sinais utiliza-se o espao areo como meio de comunicao com enlaces de aproximadamente 50 Km, necessitando-se de estaes repetidoras quando os pontos de interesse esto distantes.

    Estes sistemas possuem a vantagem de serem independentes do Sistema Eltrico de Potncia, porm apresentam infra-estrutura onerosa e so afetados pelas condies atmosfricas.

    Devido alta sensibilidade dos receptores e boa qualidade dos equipamentos em geral, consegue-se alta confiabilidade nestes servios.

    V.4 CARRIER

    O sistema Carrier ou ondas portadoras em linhas de alta tenso (OPLAT) constitudo pela transmisso de um sinal eltrico de radiofreqncia (30KHz a 300 KHz) de uma subestao para outra, atravs da prpria linha de transmisso que as interliga eletricamente.

    o meio de comunicao mais utilizado em esquemas de teleproteo visto o baixo custo que o mesmo apresenta, pois h o aproveitamento da prpria linha de transmisso como meio fsico para propagao do sinal.

    VANTAGENS: - Econmico para a transmisso de

    pequeno nmero de canais e longas distncias;

    - Alta confiabilidade e qualidade; - No necessita de repetidoras para

    transmisso a longas distncias; - Apresenta baixo custo de

    manuteno.

    DESVANTAGENS: - Susceptvel a rudos das linhas de

    transmisso; - Espectro de freqncias limitado.

    VI. ESQUEMAS DE TELEPROTEO

    A escolha de um esquema de teleproteo depende de diversos fatores, tais como

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    comprimento da linha, tipo de proteo utilizada, caractersticas do sistema, tempo de desligamento requerido para eliminao do defeito, meio e forma de comunicao, filosofia de cada empresa, etc.

    Geralmente o esquema de teleproteo escolhido em conjunto com a proteo da linha, pois existem rels mais adequados para um esquema que para outros.

    O prprio meio de comunicao depende do tipo de proteo, do comprimento da linha e do grau de confiabilidade desejado. Mesmo com o meio de comunicao j escolhido, o modo de operao do mesmo depende do esquema a ser adotado.

    Assim, apresentaremos aqui os principais esquemas de teleproteo utilizados:

    Esquemas de Comparao de Fase; Esquemas de Transferncia de Sinal de

    TRIP; Esquemas de Comparao Direcional; Esquemas de Acelerao ou Prolongamento

    de Zona.

    VI.1 ESQUEMAS DE COMPARAO DE FASE

    Este esquema funciona comparando-se o ngulo de fase entre as correntes nos dois terminais da linha protegida.

    A BF1 F2

    Proteo + Teleproteo A Proteo + Teleproteo B

    Fig. 1 Representao do esquema de Comparao de Fase

    Como pode-se ver na figura 1, quando ocorre uma falta dentro do trecho protegido, a corrente se inverte em um dos terminais. Nesse caso, a soma dos sinais em ambas as extremidades produz um sinal contnuo que ser o sinal de desligamento.

    Verifica-se que a proteo s opera para defeitos internos linha protegida, no havendo retaguarda para curtos externos. Portanto, se uma proteo de comparao de fase for empregada, h necessidade de outros tipos de proteo para maior confiabilidade. Uma outra proteo servir no s de retaguarda para defeitos externos, como tambm para uma segunda proteo da linha em questo, sendo

    absolutamente necessrio, pois a proteo de comparao de fase no funciona durante a manuteno do canal de comunicao.

    A proteo de comparao de fase pode ser utilizada principalmente quando h dificuldades na aplicao de proteo de distncia, como nos seguintes casos, por exemplo:

    Linhas curtas, com baixa impedncia srie; Linhas onde h possibilidade de alta

    resistncia de defeito; Linhas onde exige maior velocidade da

    proteo para defeitos internos.

    VI.2 ESQUEMAS DE TRANSFERNCIA DE SINAL DE TRIP

    Nestes esquemas, a informao da existncia de sinal de trip pela proteo, em uma das extremidades da linha de transmisso transmitida atravs de canal de comunicao a outra extremidade. Dependendo do aproveitamento que se faz do sinal recebido, um dos seguintes esquemas pode ser utilizado:

    Transferncia Direta de Trip com Subalcance (DUTT);

    Transferncia de Trip Permissivo com Subalcance (PUTT);

    Transferncia de Trip Permissivo com Sobrealcance (POTT);

    Transferncia de Trip Direto (DTT);

    VI.2.1 ESQUEMA DE TRANSFERNCIA DE TRIP DIRETO COM SUBALCANCE (DUTT)

    Neste esquema, h necessidade de um transceptor para cada terminal de linha (2 freqncias). Em cada um deles, o trip local no depende da recepo do sinal e, a recepo do sinal desliga diretamente o disjuntor. Por este motivo, a proteo deve ser ajustada com subalcance (proteo de distncia) para se ter seletividade.

    A B

    F1F2 F3

    21 21

    21 21 2121Recep Recep

    Bobina de Trip do Disjuntor Bobina de Trip do Disjuntor

    52/a 52/a

    Transm Transm

    A B+ +

    --

    TRANSFERNCIA DE TRIP DIRETO COM SUBALCANCE

    Fig. 2 Representao do esquema DUTT

  • 6

    Para um curto-circuito em F1, h desligamento das duas extremidades da linha pelos respectivos rels de distncia (21), sem necessidade da teleproteo. Ocorrer recepo em cada extremidade da linha, porm o sinal de trip ser redundante.

    Para um curto-circuito em F2, o disjuntor da extremidade B ser desligado pela prpria proteo de distncia. O disjuntor da extremidade A ser desligado pela recepo do sinal de transferncia de trip. No caso de uma eventual falha do Carrier, o disjuntor em A ser desligado pela sua proteo de distncia com o tempo de 2 zona.

    Para um curto-circuito em F3, o rel em B no atuar pois o defeito est na sua direo contrria. O rel em A atuar na sua 2 zona apenas se houver falha da proteo da linha adjacente.

    Como neste esquema, a recepo desliga diretamente o disjuntor, h risco de desligamento intempestivo devido a algum sinal esprio no canal de comunicao. Portanto, este esquema pouco utilizado.

    VI.2.2 ESQUEMA DE TRANSFERNCIA DE TRIP PERMISSIVO COM SUBALCANCE (PUTT)

    No circuito de desligamento pela recepo colocada uma superviso de tal maneira que o trip efetuado apenas quando ocorrer defeito em direo e alcance, detectado por um elemento de impedncia. Isto evita os falsos desligamentos causados pelas recepes esprias do esquema anterior, aumentando-se a confiabilidade.

    A B

    F1F2 F3

    21 21

    2121Recep

    Bobina de Trip do Disjuntor

    52/a

    Transm

    A+

    -

    PartidaLocal

    21 21 Recep

    Bobina de Trip do Disjuntor

    52/a

    Transm

    B +

    -

    PartidaLocal

    TRANSFERNCIA DE TRIP PERMISSIVO COM SUBALCANCE

    Fig 3 Representao do esquemas PUTT

    Este esquema bastante utilizado pelos fabricantes europeus para linhas de transmisso de comprimentos mdios e longos.

    Para estes dois primeiros casos uma falha no sistema de comunicao no compromete a proteo primria.

    VI.2.3 ESQUEMA DE TRANSFERNCIA DE TRIP PERMISSIVO COM SOBREALCANCE (POTT)

    Em linhas curtas, torna-se muito difcil de se ajustar a proteo de distncia para 80 ou 85% da linha de transmisso. Neste caso, ao se utilizar um esquema de subalcance, h grande probabilidade de atuao incorreta da prpria proteo de distncia devido aos erros de medio. Portanto, utiliza-se o esquema POTT para resolver este problema.

    Todo trip local s ser possvel coma permisso recebida da outra extremidade da linha. Nestas condies, pode-se ajustar a proteo com sensibilidade suficiente para ultrapassar os limites (em alcance) da prpria linha.

    A B

    F1F2 F3

    21 21

    TRANSFERNCIA DE TRIP PERMISSIVO COM SOBREALCANCE

    Recep

    Bobina de Trip do Disjuntor

    52/a

    21

    Transm

    +

    -

    21

    Recep

    Bobina de Trip do Disjuntor

    52/a

    21

    Transm

    +

    -

    21

    Fig. 4 Representao do esquema POTT

    O defeito F1 (ou F2) ser detectado de imediato pelas protees das duas extremidades que iro transmitir permisses. Em cada extremidade, a prpria atuao e a recepo iro possibilitar o desligamento do disjuntor.

    Um defeito em F3 ser detectado pelo rel em A, mas no pelo rel em B. Assim, no haver desligamento em A pelo fato de no existir recepo (permisso de B)

    Observa-se neste caso que uma falha no canal de comunicao compromete a proteo primria. Outro aspecto muito importante que este esquema pode ser utilizado com Rels de Sobrecorrente Direcionas ao invs dos rels de distncia, visto que o ajuste do alcance no condio preponderante para o esquema, e sim a direo.

  • 7

    VI.2.4 ESQUEMA DE TRANSFERNCIA DE TRIP DIRETO (DTT)

    Neste caso, o sinal de trip de uma extremidade utilizado para desligamento direto da outra extremidade.

    Para determinados casos, inevitvel a utilizao da transferncia direta, apesar do risco de desligamentos indevidos, como no caso de proteo de Reator Shunt diretamente conectado a linha e da proteo de falha de disjuntor, que faz a transferncia direta de trip para a outra extremidade da linha.

    A B

    TRANSFERNCIA DE TRIP DIRETO

    Transm

    +

    Bobina de Trip do Disjuntor

    52/a-

    Recep

    Bobina de Trip do Disjuntor

    52/a

    +

    -

    demais protees em AProt.Reator

    FalhaDisjuntor Outras

    Reator Shunt

    Fig. 5 Representao do esquema DTT

    Neste esquema uma falha no canal de comunicao compromete totalmente a proteo do Reator Shunt.

    VI.3 ESQUEMAS DE COMPARAO DIRECIONAL

    Nestes esquemas, a informao da direo transmitida de um terminal para o outro atravs do canal de comunicao. Dependendo do aproveitamento que se faz do sinal recebido e de como e qual a direo que detectada por cada terminal, um dos seguintes esquemas pode ser utilizado:

    Esquema de comparao direcional com bloqueio;

    Esquema de comparao direcional com desbloqueio.

    VI.3.1 ESQUEMA DE COMPARAO DIRECIONAL COM BLOQUEIO (BLOCKING)

    O principal objetivos deste esquema evitar que uma informao crucial para a proteo seja transmitida sobre uma linha em defeito. Assim, a transmisso efetuada sobre a linha apenas para informar a outra extremidade que o defeito externo linha.

    A B

    F1F2 F3

    COMPARAO DIRECIONAL TIPO BLOCKING

    Recepo

    Bobina de Trip do Disjuntor

    52/a

    +

    -

    CS

    P

    S

    P

    S

    ON-OFF

    P

    CS

    BLOQUEIODA TRANSMISSO

    S

    PARTIDATRANSMISSO CARRIER13 ~ 16 ms

    Fig. 6 Representao do esquema de comparao direcional blocking

    Os rels de proteo S so conectados de tal maneira a detectar defeitos para trs. Quando ocorrer o defeito em F3, a proteo S da extremidade B ativar o Carrier e transmitir sinal para o bloqueio da outra extremidade. A proteo P na extremidade A detectar tambm o defeito F3. Porm, seu trip retardado de 13 a 16 ms para que haja tempo para chegada do sinal de bloqueio.

    Para curtos-circuitos em F1 e F2, nenhuma proteo S atuar. Mesmo que haja uma eventual atuao de um rel S, a atuao da proteo P bloquear a transmisso . Aps as temporizaes CS, os disjuntores sero desligados. Nestes casos, o Carrier no tem influncia na proteo.

    VI.3.2 ESQUEMA DE COMPARAO DIRECIONAL COM DESBLOQUEIO (UNBLOCKING)

    Este esquema bastante semelhante ao esquema de transferncia de disparo permissivo com sobrealcance. A diferena est na lgica de recepo do canal de comunicao, sendo que a utilizada para a transferncia de trip mais segura.

    A B

    F1F2 F3

    COMPARAO DIRECIONAL TIPO UNBLOCKING

    Bobina de Trip do Disjuntor

    52/a

    +

    -

    RECEPO

    P P

    PTRANSMISSO CARRIERDO SINAL DE DESBLOQUEIO

    Fig. 7 Representao do esquema de comparao direcional unblocking

    Estes dois esquemas so bastante confundidos um com o outro, podendo ser diferenciados da seguinte forma:

  • 8

    Se o contato de trip da proteo utilizado para a transmisso carrier, o esquema de transferncia de trip.

    Se o contato de direo ou elemento de partida da proteo utilizado, o esquema de comparao direcional.

    VI.4 ESQUEMAS DE ACELERAO OU PROLONGAMENTO DE ZONA DE PROTEO DE DISTNCIA

    Nestes tipos de esquemas, no caso de falha do Carrier, as protees de linha iro atuar normalmente, apenas com atraso no tempo de atuao para defeitos em alguns trechos da linha protegida (2 zona).

    A B

    F1F2

    21 21

    21- Trip ou Elemento Direcional21 Recepo

    Bobina de Trip do Disjuntor

    52/a

    Transmisso

    A B+ +

    -

    ESQUEMA DE PROLONGAMENTO OU ACELARAO DE ZONA

    ( 1 ) - Corte da Temporizao da 2a. Zona (ACELERAO)OU

    ( 2 ) - Aumento do Alcance da 1a. Zona (PROLONGAMENTO)

    Fig. 8 Representao do esquema de prolongamento ou acelerao de zona.

    Para um defeito na linha, pelo menos um dos rels o detecta na 1 zona. Este rel desliga o respectivo disjuntor e envia um sinal para a outra extremidade da linha. Na extremidade receptora, o sinal utilizado para uma das duas alternativas:

    Cancelar a temporizao de 2 zona. A seguir o rel ir atuar (trip). Este esquema o chamado Acelerao de Zona.

    Prolongar o alcance da 1 zona. A seguir o rel ir atuar (trip). Este esquema conhecido como Prolongamento de Zona.

    O sinal transmitido pela primeira extremidade pode ser um sinal de trip ou de direo.

    VII. CONCLUSO

    Durante a realizao deste trabalho, muito pde-se aprender com relao ao princpio de funcionamento de esquemas de teleproteo e ainda entender um pouco sobre os meios de comunicaes existentes que tornam estes esquemas possveis.

    A importncia destes tipos de equipamentos aplicados s linhas de transmisso crucial, pois buscam garantir a seletividade de todo o fornecimento de energia vinculado ao sistema em questo.

    Enfim, a extenso da teleproteo como um meio de proteo de sistemas eltricos se traduz numa facilidade, ou ainda, numa forma de buscar contornar o problema para a proteo de linhas de transmisso.

    VIII. AGRADECIMENTOS

    Agradeo ao Professor Carlos Alberto Mohallem Guimares cuja orientao e fornecimento de material foi imprescindvel para o desenvolvimento deste trabalho. Agradeo tambm ao aluno Ramon Vilela de Moraes pela fornecimento de bibliografias aqui utilizadas.

    IX. BIBLIOGRAFIA

    L. B. Filho e B. V. dos Santos - Teleproteo, Proteo de Sistemas Eltricos I Curso de Ps-Graduao/CESE - EFEI, 1994;

    J. A. Goris Conceitos Bsicos para Canais de Teleproteo, 1999;

    O. V. Candia e M. A. B. Reyes Teleproteo em Sistemas Eltricos de Potncia Proteo de Sistemas Eltricos, EFEI, 1999.

    Whestinghouse Electric Corporation Applied Protective Relaying Relay Instrument Division.

    BIOGRAFIA:

    Vincius Caldeira Oliveira Nasceu em Belo Horizonte (MG) em 1978, onde estudou e concluiu o ensino mdio no Colgio Municipal Marconi. Ingressou na EFEI em 1996. Durante o perodo acadmico foi monitor de E312 e QUI-03

    (Qumica I Parte prtica) e lecionou Qumica no Curso Elit Pr-Vestibulares. Realizou estgio na SIEMENS LTDA em So Paulo (SP), onde trabalha atualmente.