06 -EsquemasLógicos Parte1 v1

ENGENHEIRO DE

ELTRICA

SISTEMAS

INTEGRADOS DE

AUTOMAO E

PROTEO DE

SUBESTAES

JOS RAIMUNDO LIMA JNIOR

PLANO AULA 6 06/05/2015

Apresentar os tipos de IEDs utilizados no sistema integrado de automao e proteo em subestaes;

Apresentar conceitos bsicos para o entendimento das lgicas de automao da proteo em IEDs;

Discutir a lgica de intertravamentos de equipamentos manobra de ptio: seccionadoras e disjuntores;

Apresentar um exemplo prtico do esquema discutido;

Discutir a lgica de SOTF (Switch-onto-fault).

IED

Automao a ao de controlar automaticamente os sistemas eltricos de potncia com o auxilio de dispositivos de controle,

proteo, medio (monitoramento) e superviso. (Schweitzer

Laboratories, INC);

Um sistema de automao, portanto, basicamente composto por elementos que fazem a proteo dos equipamentos, o controle de

chaves seccionadoras e disjuntores, a medio (monitorao) de

grandezas eltricas e a superviso do estado de todos os

equipamentos presentes em campo (SE ou Usina);

IED

IEDs (Intelligent Electronic Devices)

DISPOSITIVO ELETRNICO INTELIGENTE (IED) um

dispositivo microprocessado (ou microcontrolado) com

funes de processamento digital de sinais (DSP), proteo

(comparadores), controle (PLC), medio, registro de ocorrncias (buffer de grandezas monitoradas), comunicao, entre outras.

IED

IEDs principais em subestaes ;

Rels Digitais;

Unidades de Controle ou Controladoras de Bay;

Registradores Digitais de Perturbao.

IED

Rels Digitais ou Numricos

So IEDs que tm a funo de perceber condies anormais no sistema eltricos e tomar decises, mediante ajustes pr-definidos pelo engenheiro de proteo, de modo a automaticamente controlar dispositivos em campo (disjutores, normalmente) e enviar informao da ocorrncia a outros IEDs (controladoras e RDPs).

IED

Rels Digitais ou Numricos

Principais Funes de Proteo

- Proteo de Sobrecorrente: 50/51-A/B/C/N (+67)

- Proteo de Distncia: 21-A/B/C/N (+85, +67)

- Proteo Diferencial: 87-T, 87-G, 87-L e 87-B

Outras funes:

- Teleproteo;

- Religamento Automtico;

- SOTF (Switch-onto-Fault) ou Line-check: Fechamento manual sob falta; e

- Weak-Infeed;

IED

Controladoras de Bays (vos) e RTU (Remote Terminal Units)

So IEDs que recebem sinais do campo, traando uma imagem do estado dos contatos auxiliares e sensores. Possuem capacidade de programao, a fim de gerar lgicas de comando e intertravamento, principalmente. So equivalentes aos CLPs da automao industrial. As RTU tornaram-se obsoletas com o advento das controladoras.

IED


Principais Funes:

- Controle (predominantemente);

- Check de Sincronismo (25);

- Medio;

Arquitetura

Semelhante ao rel digital de proteo no que diz respeito ao processamento digital e estimao fasorial. Realiza as funes de verificao de sincronismo, comando e controle dos equipamentos de ptio e medio de grandezas (Potncia, fator de potncia, etc).

IED


Funo de Controle

As UCs so os dispositivos que garantem a automao da subestao. Possuem funes de controle como:

Intertravamento de chaves seccionadoras;

Seleo de Comando (Local/Remoto);

Manobra do Disjuntor de Transferncia

Bloqueio/Liberao do Religamento Automtico (A/R);

Disjuntor Pronto (Presso e SF6 OK); e

Lgica de Bloqueio

IED


Funo de Check de Sincronismo para Fechamento Manual

As UCs so os dispositivos que garantem que o disjuntor comandado pelo sistema de proteo, do qual faz parte, feche por comando manual respeitando diferenas adequadas de tenso, ngulo e frequncia (entre seus terminais).

IED


Exemplo:

A flexibilidade das UC digitais

permite que correes de

defasagem angular e erros dos

Tis sejam compesandos via

software, substituindo os antigos

transformadores auxiliares.

IED

Registradores Digitais de Perturbao (RDPs)

So IEDs com alta capacidade de amostragem de sinais analgicos (V e I) e digitais (estados de chaves, disjuntores, dos rels, etc), assim como de armazenamento, permitindo o registro, para anlise futura, de sinais gerados durante perturbaes;

IED


Principal Funo:

Armazenar medies de grandezas analgicas e digitais antes, durante e, se possvel, aps a falta;

Sequencial de Eventos;

Localizao de Defeito;

Arquitetura

Diferentemente do rel digital de proteo, o RDP possui capacidade de processamento superior (tipicamente frequncias de amostragem entre 15 e 30 kHz), pois no divide seu processamento com outras funes que no sejam de medio/monitorao;

IED


Funo de Registro de Oscilografia

parametrizado para disparar (trigger), registrando grandezas analgicas e digitais pr-determinadas;

Gera arquivos em formato padronizado (independente de fabricante) denominado COMTRADE.

O formato COMTRADE aberto em softwares proprietrios do fabricantes (visualizadores).

DIAGRAMAS LGICOS

(PARTE 1)

INTRODUO

A automao de sistemas eltricos, particularmente de subestaes, realizada atravs de lgicas integradas de proteo e controle

implantadas nos IEDs;

As lgicas dos IEDs so realizadas por equacionamentos booleanos em que as variveis so:

As entradas e sadas digitais;

Os pontos internos (flags) aos IEDs associados s funes de proteo e controle;

As sadas de comparadores (entre ajustes e medies).

INTRODUO

Os IEDs executam diversas lgicas suporte para os processos de proteo e controle, mas que possuem importncia vital nestes

processos;

Exemplo: Lgica de Plos Abertos (Plos Mortos)

INTRODUO

Lgica de Plos Mortos

Fonte: Manual SEL421

INTRODUO

A elaborao das lgicas de automao exige o conhecimento do controle, entradas e sadas binrias e das informaes que so

ativadas quando da partida das funes de proteo;

O projeto lgico de automao e proteo deve ser realizado tendo em conta as interaes com os diversos equipamentos que devem

constar no projeto executivo funcional;

necessrio o conhecimento prvio de anlise de projetos funcionais.

INTRODUO

As lgicas de controle so usadas para:

Substituir as tradicionais chaves de controle do painel;

Eliminar a fiao entre o rel e a Unidade Terminal Remota (UTR);

Substituir os tradicionais rels de selo biestveis (latching relays);

Substituir as tradicionais lmpadas de sinalizao do painel.

LGICA DE INTERTRAVAMENTO DE

SECCIONADORAS E DISJUNTOR

LGICA DE INTERTRAVAMENTO

Os intertravamentos so necessrios para evitar que as seccionadoras sejam comandadas sob condio de carga;

Para cada arranjo da subestao, h uma lgica especfica que contempla as diversas possibilidades de manobras;

Para cada equipamento do vo, existem condies diferentes que devem ser analisadas nas lgicas de intertravamento.


Como referncia, considerar uma subestao de 138 kV, com arranjo de barra principal e transferncia, apresentada abaixo:


Neste tipo de arranjo, fazem parte da lgica de intertravamento: as seccionadoras de barra, de linha, de aterramento e de transferncia,

alm dos disjuntores do vo e de transferncia;


Diagrama Lgico Seccionadora do lado da barra;


Diagrama Lgico Seccionadora do lado da barra


Diagrama Lgico Seccionadora do lado da linha;


Diagrama Lgico Seccionadora de bypass;


Diagrama Lgico Disjuntor;


Diagrama Lgico

EXEMPLO

SE PIRIPIRI (CHESF)

LGICA DE FECHAMENTO SOBRE FALTA

(SWITCH-ONTO-FAULT)

LGICA DE FECHAMENTO SOBRE FALTA (SOTF)

A lgica de fechamento sobre falta destinada s situaes de fechamento de um disjuntor sobre um defeito j existente [1];

Um exemplo de fechamento sobre falta o fechamento de um disjuntor com um aterramento temporrio, utilizado pelas equipes de

manuteno;

Este curto-circuito dever ser eliminado imediatamente, sem temporizao, e ainda bloquear o religamento automtico;


A lgica de SOTF permite selecionar os elementos de proteo que devem dar trip. Geralemnte so escolhidas as funes de distncia e sobrecorrente;

H um tempo associado deteco de linha aberta para a efetiva ativao do SOTF;

A lgica de SOTF habilitada atravs da abertura tripolar (monitoramento do contato auxiliar do disjuntor) e/ou pelo monitoramento do sinal de comando de fechamento do disjuntor.

OBS: a deteco da abertura pode ser realizada tanto por contato como por medio de grandezas.


Lgica de SOTF

[1] Tutorial de diagramas lgicos de esquemas de proteo e controle; SEL, reviso 2.

REFERNCIAS

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