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COMISSIONAMENTO DE UM REATOR DE BARRA DE - DEE

1. 82 Honra So Tenso no Test as DAE RS DG SAS A 83 Figura 5 8 Corrente de Energiza o do Reator ci eeeeereeecerercerenaa 83 Figuras Tens o no Teor pra ms ara rara Rare ta E E a ra 84 Figura 5 10 Corrente de inrush quando o fechamento do disjuntor ocorre no instante de tens o ANIMA esee assa GRI oe tn Las caga SA a 84 Figura 5 11 Sistema IEEE 14 barras montado no PSCAD 85 Lista de Figuras XV Figura 5 12 Reator inserido na barra 12 do IEEE 14 barras 86 Figura 5 13 Tens o de linha no barramento crer eereeneeernanea 87 Figura 5 14 Corrente de energiza o do reator no IEEE 14 barras 88 Figura 5 15 Corrente de inrush da energiza o ocorrida com tens o m xima 89 Figura 5 16 Modelo do reator na desenergiza o ci reeeeeeeeeereraceranaa 88 Figura 5 17 Circuito montado para simular a desenergiza o do reator 91 Figura 5 18 Tens o no reator quando a desenergiza o ocorre no instante de corrente nula91 Figura 5 19 Tens o nos p los do disjuntor quando a desenergiza o ocorre no instante de corrente nulari RR SERPRO PRADO TE DEAD RPE RENO eA EEN DEEP E a 92 Figura 5 20 Tens o no reator quando a desenergiza o ocorre no instante de corrente M XIMA E A ais dae sas 92 Figura 5 21 Tens o nos p los do disjuntor reato
2. 66 Figura 4 12 Faixas de opera o de disparos por viola o de valor m nimo e m ximo 69 Figura 4 13 Valore de raiz quadrada m dia de uma grandeza peri dica monitorada 69 Figura 4 14 Altera o de fregii ncia do sistema ceras 70 Figura 4 15 Primeira tele do Oscop Transmit res eereereeraanea 71 Figura 4 16 Sele o dispositivo a ser acessado ssseesessesessresresreesetsresreesetsrtsrrssresseseresreses 12 Figura 4 17 Sele o do tipo de oscilografia desejada re 12 Figura 4 18 Sele o da oscilografia desejada oneeeeeeseeeeeseeereeeeesetsresresseesresressresseseresresse 13 Figura 4 19 Altera o de estado na entrada bin ria 15E4 ABERTO 05F4 que disparou a OSCUD ETA A ss antonio cotar load road a a a a data rapa add Dia e fra aaa 13 Figura 4 20 Forma de onda na fase A do reator 05E4 74 Figura 5 1 Sistema teste IEEE 14 barras eeseesesseseeseseseeressessresressernreseeeseesteserssresseseresreses 75 Figura 5 2 Circuito Pi de uma Linha de Transmiss o erre 78 Figura 5 3 Fontes e cargas trif sicas do PSCAD cera 78 Figura 5 4 Transformador UMEC no PSCAD e rereeraee 78 Figura 5 5 Modelo do reator OSE4 ga uses passa deal Sigo ajpa acl aan 79 Figura 5 6 Circuito montado para simula o do transiente de energiza o
3. 11 Siemens Reator de Deriva o LSAL 7857 Manual de Instru es de Servi o para Reator 2008 12 Nunes A P Bertr o V C V M Paulino M E C Medi es de Capacit ncia e Fator de Dissipa o em buchas de transformadores com varia o de frequ ncia An lise e Resultados XIII Encontro Regional Ibero Americano de Sigr XIII ERIAC dezembro de 2009 13 URL Dispon vel em http www qualitrolcorp com foreign langauge resources CA X00 004 01P Catalog pdf acessada dia 07 09 2010 14 URL dispon vel emhttp paginas fe up pt jrf aulas0506 transformadores transformadores pdf acessada em 07 09 2010 15 URL dispon vel em http www treetech com br pt detalheproduto php produto 1264018056 acessada dia 11 09 2010 16 Barbosa D Estima o de Frequ ncia em Sistemas El tricos de Pot ncia atrav s de Filtragem Adaptativa Escola de Engenharia de S o Carlos da Universidade de S o Paulo USP 2007 120p 17 Siemens Prote o Diferencial SIPROTEC 7UT6135 Manual do Fabricante 2008 18 Siemens Distributed Busbar Breaker Failure Protection SIPROTEC 7SS5215 Manual do Fabricante 2008 19 J W Nilsson S A Riedel Circuitos El tricos Prentice Hall Pearson 6 Edi o 2007 20 Siemens Multi Function Protective Relay with Local Control SIPROTEC 7SL6225 Manual do Fabricante 2008 21 URL Dispon vel em http www automacaoindustrial com instrumentacao temperatura termoresist nci
4. 2 5 4 TANQUE DE EXPANS O De acordo com a opera o do reator ocorrem varia es de temperatura do leo isolan te que circula no sistema de refrigera o Quando aumenta a temperatura consequentemente o leo aumenta de volume sendo necess rio um compartimento em separado com espa o em vazio para receb lo 11 Este papel desempenhado pelo tanque de expans o ou conserva dor de leo isolante mostrado na Figura 2 22 Nam NWA SATA T ik E w Figura 2 22 Tanque de Expans o 11 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 20 No conservador o ar interno comunica se com o externo atrav s de um secador de ar tipo s lica gel que evita que a umidade do meio externo contamine o leo causando preju zo ao isolamento e refrigera o do equipamento Existe um indicador magn tico de n vel de leo que mostra sempre uma das tr s op es n vel m nimo equipamento desenergizado n vel a 25 C e n vel m ximo maior volume de leo poss vel decorrente da maior temperatura ambiente e opera o a plena carga O tanque de expans o enviado ao cliente desmontado preenchido com g s inerte e com todas as aberturas seladas com flanges cegos para que sejam preservadas as condi es internas A Figura 2 23 mostra a vista frontal e lateral do conservador destacando os compo nentes A tubula o entre conservador e tanque 3 rel detector de g s 12 v lvulas 4 5 s
5. O FALHA DE DISJUNTOR POR MONITORAMENTO DO FLUXO DE CORRENTE O circuito l gico para o funcionamento da fun o falha disparada pelo monitoramento do fluxo de corrente mostrado na Figura 3 177 Prote o de em ou o PIS gt Aberturado quipamento E a Disjuntor Abertura de Todos os Disjuntores que Alimentam a Falla E 1 Figura 3 17 Diagrama l gico da fun o 50BF 6 Sempre que um comando de abertura enviado para o disjuntor ele repetido para o rel SOBF e um contador simbolizado na Figura 3 17 pelo timer iniciado O timer bloqueia o comando de abertura dos disjuntores de backup por 0 25 s Passado esse tempo se o disjun tor principal n o eliminar a falta a l gica da fun o SOBF implantada no rel ilustrada na Fi gura 3 17 envia comando de trip para todos os disjuntores de retaguarda para que os mesmos eliminem a falta 3 4 3 3 PROTE O FALHA DE DISJUNTOR POR MONITORAMENTO DOS CONTATOS AUXILIARES DO DISJUNTOR Caso a corrente de falta que flui no disjuntor em falha n o seja suficiente para sensibi lizar o sensor da fun o 50BF o estado do disjuntor pode ser obtido pelo monitoramento de seus contatos auxiliares Uma vez que o crit rio do fluxo de corrente tenha disparado o trip da fun o 50BF o disjuntor considerado aberto quando a corrente de falta tenha sido eliminada e o rel recebe esta informa o atrav s de uma entrada digital dedicada ao monitoramento do contato auxili
6. o 2 6 poss vel deduzir que o ngulo das tens es nas duas barras o fator que mais afeta o fluxo de pot ncia ativa Analisando a equa o 2 7 nota se tamb m que h uma forte rela o entre o m dulo da tens o na barra e a pot ncia reativa nesta Esta fundamenta o matem tica demonstra que o controle da tens o nos barramentos pode ser realizado atrav s da altera o da pot ncia reativa no sistema que nos sistemas de alta Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 13 tens o pode ser feito atrav s da inser o de reatores shunt que consomem o reativo capacitivo da linha reduzindo o m dulo da tens o nos momentos de carga leve 2 3 5 COMPENSADOR EST TICO Um compensador est tico SVC Static Var Compensator um equipamento que compensa com resposta r pida a demanda vari vel de pot ncia reativa S o utilizados TSR s Thyristor Switched Reactor que fazem compensa o din mica de cargas vari veis em siste mas industriais de grande porte e em sistemas de transmiss o 9 Controlando o ngulo de disparo dos tiristores poss vel injetar na rede a quantidade de reativos necess ria de acordo com a demanda A Figura 2 13 mostra um esquema simplificado de um reator controlado por tiristores e as correntes fluindo para os ngulos de disparo de 90 e 120 Vsys Figura 2 13 Circuito simplificado de reator controlado por tiristores 9 2 3 6 LIMITA O DA CORRENTE I
7. reas do conhecimento tais como an lise de sistemas de pot ncia redes de computadores programa o etc Sendo portanto uma oportunidade nica para consolidar conhecimentos adquiridos ao longo da gradua o em engenharia el trica 6 2 DESENVOLVIMENTO FUTURO Uma vez que o comissionamento numa subesta o da Chesf um evento que engloba v rios ramos de conhecimento da engenharia el trica razo vel concluir que existem facetas da obra que n o foram cobertas por este trabalho No que tange ao sistema de prote o poder o ainda ser exploradas altera es realiza das no sistema digital da subesta o Fortaleza II durante o comissionamento do reator 05E4 A inser o do novo bay no setor de 500 kV fez surgir a necessidade de mais uma unidade de bay e outra unidade de controle central no n vel 1 Al m disso foi necess ria a implanta o de uma nova IHM na sala de comando para permitir a opera o do novo reator O estudo des sas altera es pode render um trabalho extremamente rico na rea de prote o de sistemas el tricos de pot ncia Outro estudo poss vel consiste em refazer as simula es do Cap tulo 5 utilizando pa r metros do sistema Chesf Este trabalho teria uma grande aplicabilidade did tica pois a mon tagem dessa rede transmiss o em um programa simulador poderia ser aplicada em v rias dis ciplinas da gradua o em engenharia el trica Cap tulo 6 Conclus o e Sugest es para Trab
8. 26 A medi o da temperatura do enrolamento feita pelo processo de imagem t rmica que consistem em calcular a temperatura a partir da corrente no enrolamento obtida por um transformador de corrente O valor mostrado no display inferior do TM Caso a temperatura do leo supere os 85 C ou o enrolamento aque a al m dos 95 C ocorre atua o do primeiro grau de alarme de temperatura e o reator inspecionado a cada 30 minutos para que seja feita a verifica o da leitura Se a temperatura do leo ultrapassar 100 C ou o enrolamento aquecer at 110 C por mais de 20 minutos o reator o medidor de temperatura deve atuar comandando a abertura do disjuntor respons vel pela desenergiza o do reator e bloqueio de fechamento dos mesmos Caso necess rio entra em opera o o reator reserva da subesta o 11 2 5 10 ARM RIO DO REATOR O arm rio mostrado na Figura 2 33 fica localizado na parte frontal do reator 05E4 Neste arm rio est o instalados dispositivos que permitem a interface entre o reator e o sistema supervis rio da SE assim como componentes auxiliares l mpada termostato resist ncias e tomada 11 Figura 2 33 Arm rio do Reator 11 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 27 Na Tabela 2 1 apresentada a rela o dos componentes auxiliares existente no painel do rea tor Tabela 2 1 Legenda dos componentes do arm
9. K NP NO Simbologia xviii Significado DVDP Dura o em minutos de cada desligamento programado numa FT DVDO Dura o em minutos de cada desligamento programado numa FT o Poara o Angulo da impedinciado rase i Simbologia XiX Acr nimos e Abreviaturas Thysistor Switched Reactor Registrador Digital de Perturba o SE De T W E Wide Area Network Sistema de Gerenciamento da rede de oscilografia L C DA Central Processing Unit Unidade de Aquisi o de dados Unified Magnetic Equivalent Circuit B AN AN Local Area Network PU U Simbologia CAP TULO 1 INTRODU O O sistema el trico de pot ncia brasileiro pode ser considerado hidrot rmico de grande porte devido natureza de sua gera o pot ncia instalada e dimens es do pa s Inicialmente o SEP Sistema El trico de Pot ncia operava na forma de subsistemas menores independen tes que nas ltimas d cadas foram interligados dando origem ao SIN Sistema Interligado Nacional A coordena o e controle da opera o das instala es de gera o e transmiss o do SIN cabe ao ONS Operador Nacional do Sistema que uma entidade de direito privado sem fins lucrativos sob fiscaliza o e regula o da Aneel Ag ncia Nacional de Energia El trica 1 A rea de opera o do ONS constitu da pela rede b sica rede complementar e usinas submetidas ao despacho centralizado Com o objetivo de garantir o
10. Sistema de Telefonia da CHESF Epe Servi os Regionais de Prote o Figura 4 2 Arquitetura original do GERCOM 22 Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 59 Os principais componentes do GERCOM mostrados na Figura 4 2 s o e Servidor Regional computador respons vel de varrer e coletar os registros gravados nos RDPs de determinada regional e Servidor Central computador que recebe os dados de todos os servidores regionais e hospeda a homepage da rede de oscilografia na intranet da Chesf e Grupo de desenvolvimento e manuten o setor respons vel por manter e expandir a rede de oscilografia e Grupo de an lise setor respons vel pela an lise dos registros A principal caracter stica da arquitetura do GERCOM a utiliza o de uma rede WAN Wide Area Network e da rede telef nica da Chesf A rede WAN serve para integrar os servidores enquanto a rede telef nica permite a conex o dos RDPs aos servidores O GERCOM integrou os RDPs de todos os fabricantes convertendo os arquivos de oscilografia para o formato padr o CONTRADE A convers o para o formato CONTRADE permitiu que os registros de eventos capturados em qualquer software fossem visualizados independente do oscil grafo que o gerou Essa integra o proporcionou acesso aos dados de oscilografia de forma instant nea e maior precis o e rapidez na an lise pois a nova rede per mite acesso aos RDPs atrav s de qualquer computador da rede Che
11. gg A H 9t t Luyo gpz dH E a Figura 5 5 Modelo do reator 05E4 5 4 RESPOSTA COMPLETA PARA A CORRENTE DE ENERGIZA O Circuitos lineares contendo resistores capacitores e indutores quando submetidos uma excita o senoidal apresentam uma resposta contendo uma componente transiente que tende a zero somada uma componente senoidal em estado permanente 19 Durante a ener giza o do reator 05E4 este transiente manifesta se na forma de uma corrente inrush Antes de mostrar os resultados simulados para a corrente inrush interessante encon trar a equa o da resposta que servir validar a forma de onda fornecida pelo PSCAD Imagi nando o reator submetido a uma tens o cuja equa o gen rica dada pela equa o 5 2 ser obtida a resposta completa V t V cos wt q 5 2 Onde Vm Valor de pico da tens o no reator w Velocidade angular do sistema g Fase da tens o no reator no instante da energiza o A corrente total que flui para o reator a soma das correntes nos tr s ramos do modelo da figura 5 5 A corrente na resist ncia de 13 5 MQ e no ramo capacitivo s o muito menores Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 80 do que a corrente no ramo central podendo portanto ser desprezadas Assim aplicando a lei de Kirchhoff das tens es na malha contendo o ramo central do modelo encontra se a equa o 5 3 V cos wt 9 Lo Ri
12. 5 5 SIMULA ES DO TRANSIENTE DE ENERGIZA O A equa o 5 13 mostra um termo exponencial decrescente somado a uma resposta se noidal permanente O valor do ngulo O praticamente 90 pois a reat ncia indutiva do rea tor muito maior do que a resist ncia de seus enrolamentos Logo por inspe o da equa o 5 13 conclui se que o valor inicial do transiente pode ser m ximo ou nulo dependendo do ins tante em que a energiza o realizada Para simular a corrente de inrush e compar la com a equa o obtida montou se no PSCAD o circuito da Figura 5 6 mostrada abaixo contendo o modelo do reator uma fonte de tens o e um disjuntor que pode ser programado para fechar num instante de tempo determinado Este primeiro teste tem o objetivo de validar o equacio namento efetuado no item 5 3 Posteriormente ser feita uma simula o do reator inserido no sistema IEEE 14 barras Disjuntor Vreator lreator xi ta to se o co o in m 3 ka 1 o ne Ea E 3 no zZ o L Figura 5 6 Circuito montado para simula o do transiente de energiza o Configurar o disjuntor para fechar num instante de tempo em que a tens o do reator passa pelo zero no sentido crescente equivale a energizar o reator com uma onda cossenoidal cuja fase 90 Substituindo os valores de fase ngulo de fator de pot ncia do reator resis t ncia e indut ncia na parcela transiente da equa o 5 12 chega se equa
13. Figura 4 20 Forma de onda na fase A do reator 05E4 6 O ltimo m dulo do oscop o Diagnosis respons vel pela localiza o de faltas em linhas de transmiss o 4 7 CONSIDERA ES FINAIS A aplica o de oscil grafos em sistemas el tricos de pot ncia essencial para uma an lise adequada suas faltas Ela permite que as empresas distribuidoras e transmissoras de ener gia gerenciem seus sistemas de forma eficiente e atendam seus clientes com o m nimo de pe nalidade causada pela parcela vari vel No reator de barra 05E4 a necessidade de um registrador de faltas se justifica pelo pa pel que este equipamento tem na regula o da tens o do barramento de 500 kV da subesta o Fortaleza II Para que o registrador de faltas pudesse ser adequadamente instalado foi necess rio um trabalho conjunto do fabricante Siemens com um grupo de engenheiros e t cnicos da Chesf Analisando a instala o do novo reator de barra de um ponto de vista acad mico este mo mento serviu para mostrar o car ter multidisciplinar do comissionamento pois foram necess rios conhecimentos em redes de computadores prote o de sistemas de pot ncia e opera o do sistema Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 75 CAP TULO 5 SIMULA ES DE CHAVEAMENTO DO REATOR DE BARRA 5 1 CONSIDERA ES INICIAIS A simula o computacional uma ferramenta poderosa na an lise de sistemas el tri cos de pot ncia Utilizando mode
14. lise e Gasto com impress o ou revela o dos registros e Dificuldade de armazenamento dos registros Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 58 e Grande n mero de falha de oscil grafos implicando em custos de manuten o e Dificuldade para obter pe as sobressalentes Em 1994 percebendo a necessidade de possuir um sistema de coleta e an lise de da dos moderno a Chesf investiu na moderniza o da sua rede de oscilografia substituindo os oscil grafos S41 da Thompson por RDPs de v rios fabricantes dentre os quais se destacam EPCS da Alstom Simeas R da Siemens IRU 1692 da Macrodyne e RP IV da Reason Como consegii ncia a Chesf obteve uma rede mais eficiente do que a anterior por m muito hetero g nea devido diversidade de fabricantes e modelos de equipamentos de oscilografia instala dos em suas subesta es o que acabou gerando dificuldades para os processos de comissio namento integra o e manuten o A grande variedade de modelos tamb m representou um custo extra para a capacita o de corpo t cnico que precisava estar apto a lidar com v rios softwares de parametriza o e comunica o hardware redes de computadores protocolos de comunica o etc Para solucionar este problema a Chesf desenvolveu uma rede de oscilogra fia chamada GERCOM Gerenciador de comunica es cuja arquitetura mostrada na Figura 4 2 Subesta o T l l l l l l l l l
15. o 5 14 para o ter mo transiente de energiza o i E 242 8e 5 14 Lirans A Figura 5 7 mostra a tens o no reator O disjuntor fecha no in cio do segundo ciclo da fonte isto em t 0 0166s o que garante a energiza o do reator quando a tens o passa pelo zero Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 83 F Main Graphs m reator b 420007 1 nv yn a a a a yn yn an a ar z 420 00 EEE ENE E ED REEVES SED 0 000 0 050 0 100 0 150 0 200 0 250 0 300 Figura 5 7 Tens o no reator A Figura 5 8 mostra a corrente do reator Tendo in cio no instante do fechamento do disjuntor a corrente visivelmente composta por uma cossen ide somada a uma componente exponencial decrescente Main Graphs reator ls 0 50 7 0 00 j y y Ai y f fi U Y i i i f TT TT PLS E EEE TA TERES EDS e 0 000 0 050 0 100 0 150 0 200 0 250 0 300 Figura 5 8 Corrente de Energiza o do Reator O reator levou cerca de 5 segundos para atingir o regime permanente O pico da cor rente durante o transit rio foi 483A praticamente o dobro do pico da corrente em estado per manente que de 242 A A corrente de base nessa barra calculada na equa o 5 15 A TEE 100 10 tee BBV pa V3 500 10 Com o valor da corrente de base o pico de corrente em pu calculado na equa o 115 47A 5 15 5 16 Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Ch
16. o alternada e VDAU para tens o alternada 25 As unidades de condicionamento das placas VDAU VCDAU e CDAU utilizam trans formadores de corrente indutivos Para medi o de tens o produz se uma corrente proporcio nal tens o atrav s de uma resist ncia em s rie suficientemente grande conforme ilustrado no circuito mostrado na Figura 4 7 200 k 220 V 100 k 110 Y Ra 0y Figura 4 7 Circuito de condicionamento de sinal de tens o alternada 25 Utiliza se o circuito da figura 4 7 devido resposta em frequ ncia comparativamente fraca dos transformadores de tens o que operam com uma faixa de freq ncia menor do que transformadores de corrente Al m disso deve ser selecionada a entrada de tens o adequada A entrada de 110 V adequada para tens es at 200 Vrms e a de 220 V para tens es at 400 Vrms O resistor de Ra fecha o circuito do secund rio do transformador de corrente e sua ten s o o sinal de sa da condicionado J para o condicionamento dos sinais de corrente utilizado o circuito mostrado na Figura 4 8 Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 64 Linha de corrente N Sensor Hall Entrada mem A O e PLA Sa da 2 Transformador indutivo SEUS Sa da 1 Figura 4 8 Circuito para condicionamento de sinais de corrente alternada 25 Ao contr rio do transformador indutivo que qualificado para correntes alternadas o sensor de efeito Hall f
17. 1 cabana de prote o n vel 2 sala de comando da subes ta o e n vel 3 Centro de Opera o do sistema CHESF Diante desta experi ncia vivenciada no est gio o objetivo deste trabalho apresentar o reator os sistemas de prote o e oscilografia e os transientes de energiza o e desenergiza o demonstrando uma s rie de conhecimentos obtidos durante o acompanhamento desta obra No Cap tulo 2 ser o apontados os principais tipos e aplica es de reatores em sistemas el tricos de pot ncia O reator comissionado ser apresentado dando nfase nas suas funciona lidades e principais partes O Cap tulo 3 tem por objetivo explicar o sistema de prote o projetado para o reator Ser o mostradas as prote es intr nsecas do equipamento e outras implementadas por rel s de prote o digitais No cap tulo 4 ser abordada a import ncia da oscilografia para an lise de faltas em sis temas de pot ncia Ser mostrada a evolu o da rede de oscilografia da Chesf e as principais caracter sticas do oscil grafo escolhido como registrador de perturba es do reator comissio nado No cap tulo 5 ser o simulados utilizando o programa PSCAD os transit rios de ener giza o e desenergiza o do reator de barra No Cap tulo 6 ser o apresentadas as conclus es resultantes do acompanhamento e es tudo do comissionamento do reator 05E4 e s o dadas sugest es para trabalhos futuros Cap tulo 1 Introdu o
18. 19 Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 92 Main Graphs m Tens o no Disjuntor 670 00 Tens o no Disjuntor k 750 00 NEN DR E OA 0 070 0 080 0 090 0 100 0 110 0 120 4 b Figura 5 19 Tens o nos p los do disjuntor quando a desenergiza o ocorre no instante de corrente nula Em seguida foi simulada a tens o no reator quando a desenergiza o ocorre no instan te em que a corrente no reator m xima mostrada na figura 5 20 ne Main Graphs m vreator b 40 000 k F 10 000 k OOS00 00950 041000 04050 01100 01150 01200 01250 4 Figura 5 20 Tens o no reator quando a desenergiza o ocorre no instante de corrente m xima A simula o mostrou um pico de tens o com o valor de 8 4MV A an lise da equa o 5 24 que d a tens o numa indut ncia em fun o da corrente explica este valor t o elevado di V L 5 24 mR 5 24 Se a corrente foi interrompida no seu valor m ximo a derivada da equa o 5 24 assu me um valor muito grande causando um pico de tens o no indutor que o elemento passivo principal do modelo do reator Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 93 Conseq entemente nos p los do disjuntor que est o submetidos diferen a de poten cial entre reator e da fonte a simula o encontrou valores de tens o da ordem de 9 5 MV A Figura 5 21 mos
19. L 3 1 Ls 11 3 2 O aumento da corrente la dispara o trip da prote o diferencial enquanto sap atua contra esse efeito Para esclarecer tr s condi es ideais s o consideradas 177 e Caso 1 Corrente de fluxo direto em condi o n o perturbada ou falta externa Os m dulos das correntes I e I2 s o iguais Pela conven o adotada b Os valores e laip e Lap calculados s o Lig SA L LEIL LEO 3 3 La SIA 211 3 4 e Caso 2 Curto circuito interno alimentado por correntes iguais em ambos os lados nesse caso 1 Calculando a corrente diferencial e de estabiliza o encontra se Lag Th L HAH E2 3 5 La SIA EAD 21 1 3 6 e Caso 3 Curto circuito interno alimentado por apenas um dos lados nesse caso 1 0 A corrente diferencial e de estabiliza o s o Lig SI h LHL 0H4 3 7 La SIA HI 1 0 7 1 3 8 Os casos 2 e 3 mostram que para falhas internas Lyg Isab Portanto a caracter stica de falhas internas uma linha reta crescente com 45 de inclina o A Figura 3 9 mostra a carac ter stica de trip da prote o diferencial Nela observa se o ponto D situado na reta caracter s Cap tulo 3 Sistema de Prote o 38 tica de faltas internas Todos os valores de corrente s o calculados tendo como base a corrente nominal do objeto protegido conforme indicado no label dos eixos da Figura 3 8 DE sot IN Obj Caracteristica da falta 9 P
20. Reator de Barra 81 Substituindo a equa o 5 6 na equa o 5 3 e comparando os termos chega se s equa es 5 7 e 5 8 RB wLA 0 5 7 LB RA V 5 8 Resolvendo o sistema com as equa es 5 7 e 5 8 s o obtidos os valores das constantes A e B o que permite reescrever a equa o da resposta particular como mostrado na equa o 5 9 o RV LV b D cos t p DT sen t g 5 9 Neste momento a fim de obter uma express o mais simples utiliza se a identidade trigonom trica da equa o 5 10 Acos x Bsenx V A B cos x 1 2 5 10 Com isso chega se equa o 5 11 que mostra a resposta particular V L mo CJR OL cos wt p 6 5 11 Onde ngulo do fator de pot ncia obtido pelo arco tangente da identidade trigonom trica mostrada na equa o 5 10 A corrente total a soma das respostas homog nea e particular mostrada na equa o 5 12 Rt i t NEE EELE e T E 5 12 JR L A constante k determinada pela condi o inicial do sistema Sabe se que a corrente numa indut ncia n o pode variar instantaneamente 19 isto seu valor nulo em t 0 Subs tituindo a condi o inicial na equa o 5 12 encontra se k e a resposta final da corrente no rea tor dada pela equa o 5 13 Rr Vmcos p 0 o Vn cos wt p 0 5 13 JR L JR L t Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 82
21. alterado pois sua pot ncia nominal trif sica de 180 Mvar que muito grande quando comparada com as pot ncias das cargas em qualquer barra Por meio de simula es chegou se ao valor de 8 2Mvar para a pot ncia suficiente em cada unidade monof sica para corrigir a tens o na barra 12 Assim o novo valor de indut ncia foi calculado pela equa o 5 17 2 3 2 o Ye 8 2 108 CODIO 15 X 27 60 L L 27H 5 17 O sistema alterado com o reator inserido na barra mostrado na Figura 5 12 COUPLED To S Il Disjuntor SECTION lreator NOILOJ Indios dk COUPLED decir T PA T SECTION u zesg E Luyo S EL H 2z kuya gpz Barra 12 Barra 6 1 83 MA 0 48 MVAR 2 11 2 MA 10 0 KV Figura 5 12 Reator inserido na barra 12 do IEEE 14 barras A primeira simula o feita foi a verifica o da corre o da tens o do barramento O sistema iniciado em t 0 e devido aos transientes de energiza o das linhas e dos transfor madores a tens o cresce at se estabilizar em 525 kV em t 0 15s O disjuntor do reator foi Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 87 programado para fechar no instante t 0 166s estabilizando a tens o de linha do barramento de 500 kV como mostra a Figura 5 13 Main Graphs m barra 525 500 475 450 425 Tens o L L RMS na Barra k 400 fe ee e Aae malta camelo aan casar
22. anal gi cos que utilizavam papel fotogr fico 23 Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 56 A an lise de faltas no SEB Sistema El trico Brasileiro foi iniciada nos anos 70 pelo GCOI Grupo Coordenador para Opera o Interligada Este grupo foi extinto em agosto de 1998 com a cria o no ONS At ent o os dist rbios n o recebiam uma an lise criteriosa utilizando as formas de onda devido principalmente falta de experi ncia em an lise de perturba es no pa s o que limitava sua compreens o A partir da d cada de 80 com a evolu o tecnol gica foram desenvolvidos os osci l grafos digitais chamados de RPD e incorporados nos rel s de prote o a fun o de oscilo grafia 23 4 3 MOTIVA AO PARA O USO DE OSCILOGRAFIA NO SEB PARCELA VARI VEL Para compreender o porqu da utiliza o de oscilografia necess rio que necess rio conhecer um pouco da pol tica regulat ria do setor el trico brasileiro Em dezembro de 1996 foi criada a ANEEL rg o regulador e fiscalizador do setor el trico brasileiro Em 2007 a ANEEL passou a utilizar a PV Parcela Vari vel como mecanismo para melhorar a qualidade do servi o de transmiss o de energia el trica no pa s Estabelecida pela resolu o normativa 270 a PV consiste em penalizar financeiramente as empresas transmissoras pelas indisponibi lidades ocorridas em suas instala es 24 A resolu o 270 define FT Fun o de Transmiss o co
23. ao TC em VA na corrente nominal n fator de sobrecorrente Usualmente igual a 20 Em seguida calcula se o valor real da corrente de satura o do TC pela equa o 3 12 Ea n prim 3 12 Onde Isat Corrente real de satura o do TC n Fator de sobrecorrente calculado Iprim Corrente no prim rio do TC Utilizando o valor de Zsar calculado em 3 12 calcula se o fator Kp definido pela equa o 3 13 K Torak 3 13 sat Onde Lcmax M xima corrente de curto circuito Finalmente calcula se o valor m nimo da inclina o K da reta pela equa o 3 14 Cap tulo 3 Sistema de Prote o 43 Rs 3 14 Para o comissionamento do 05E4 o valor da inclina o da reta foi ajustado para 0 5 Al m dos ajustes e do princ pio de funcionamento tamb m importante analisar o im pacto da satura o dos transformadores de corrente na prote o diferencial de barra Uma vez que o funcionamento da fun o 87B baseado na leitura das correntes casos extremos de curtos com satura o s o pontos potencialmente problem ticos que devem ser atendidos pelo rel A figura 3 13 mostra as formas e onda no prim rio e no secund rio de um transformador de corrente para uma falta fora da zona protegida A corrente de curto possui associado sua componente alternada um n vel de tens o exponencial decrescente Essa sobretens o leva o TC satura o provocando a distor o observada em sua corrente secun
24. comando de abertura para os disjuntores ocorre ap s opera es matem ticas o que possibilita integra o de v rias fun es em um nico equipamento As principais vantagens desses rel s s o 16 e Auto checagem e confiabilidade o rel monitora seus subsistemas de hardware e software A ocorr ncia de falhas no rel sinalizada permitindo que a manuten o se j feita e o rel trocando antes que uma eventual necessidade de atua o ocorra e Integra o de sistemas e ambiente digital Os dispositivos de prote o trocam infor ma es entre si e entre o sistema supervis rio da subesta o Isso permite a realiza o de esquemas de prote o mais eficientes tais como coordena o l gica e teleprote o e Flexibilidade e adaptabilidade Os rel s podem ser reprogramados para se adaptar a uma altera o no sistema protegido e Redu o do espa o f sico e cabeamento necess rio A elevada escala de integra o torna poss vel que o rel tenha dimens es reduzidas embora seja multifuncional Cap tulo 3 Sistema de Prote o 32 Maior custo benef cio Embora o gasto com software tenham aumentado o aspecto multifuncional redu o de cabeamento e adaptabilidade dos rel num ricos s o carac ter sticas que os tornam a op o mais vantajosa financeiramente 3 3 ARQUITETURA DO SISTEMA DE PROTE O CONTROLE E SUPERVIS O 3 3 1 HIERARQUIA DO SISTEMA DE AUTOMA O DA SE FORTALEZA II O
25. curva composta por uma sen ide cuja amplitude cai exponencialmente O coeficiente a define a rapidez com que as oscila es s o amortecidas sendo chamado chamado de fator de amortecimento A freqii ncia natural de oscila o do sistema representada pela vari vel vo e a fregi ncia angular amortecida que determina a fregii ncia das oscila o do circuito RLC s rie 19 O circuito montado para simular o transiente de desenergiza o mostrado na Figura 5 17 Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 91 vdis Disjuntor vregtor 4u ZSS E H 9p p Luyo gp z Figura 5 17 Circuito montado para simular a desenergiza o do reator Para o estudo da desenergiza o importante verificar as formas de onda de tens o no reator e nos p los do disjuntor quando a corrente passa pelo zero e pelo seu valor m ximo A Figura 5 18 mostra a tens o no reator simulando a abertura num instante em que a corrente nula Como esperado a tens o subamortecida isto uma sen ide com envolt ria exponen cial decrescente Main Graphs m Vreator 420 00 RE Tens o no Reator k4 420 00 0 060 0 070 0 080 0 090 0 100 4 b Figura 5 18 Tens o no reator quando a desenergiza o ocorre no instante de corrente nula A diferen a entre a tens o da fonte e no reator aparece nos p los do disjuntor O resul tado simulado mostrado na Figura 5
26. do rh dan xii LISTA DE TABELA S essa ea e a ia RR a xvi SIMBOLOGIA Ca a o ci EE dd cad aa xvii INTRODUCA O mone ho O a 1 CAP TULO 2 DESCRI O DO EQUIPAMENTO REATOR DE BARRA 5 Di CONSIDERA ES INICIAIS erisa ia n iii 5 22 REATORES ASPECTOS CONSTRUTIVOS temem 5 2 3 APLICA ES DE REATORES ass sa card CR RU CR 7 2 3 1 REATOR PARA LIMITA O DE CORRENTE 7 2 3 1 1 REATOR EM S RIE COM O SISTEMA EL TRICO 7 2 3 1 2 REATOR DE ATERRAMENTO DE NEUTRO 8 230 REATOR DE ALISAMENTO us ao ro as doi fia a na 9 2 3 3 REATOR PARA FILTRO DE HARM NICA eee 10 2 3 4 REATOR EM DERIVA O SHUNT 10 2 3 5 COMPENSADOR EST TICO t temem memeemereeneetes 13 2 3 6 LIMITA O DA CORRENTE INRUSH 13 2 4 OREATOR DE BARRA 05F4 DA SUBESTA O FORTALEZA II 14 2 5 COMPONENTE DO REATOR aa Dad a 15 254 BUCHA DE ALTA TENS O ut saias gados ds apita dnd 15 dad BUCHA DE NEUTRO ii resina a ean nA RR 18 253 RADIADORES se rodas do sa a ani R Na n n a ai 18 2 5 4 TANQUE DE EXPANS O riem meereeeemeeeeemeeereemeeeno 19 255 SECADOR DE AR S LICA GEL assess adepta aaa Ups 21 2 5 6 INDICADOR DO N VEL DO LEO 22 2 5 7 DISPOSITIVO DE AL VIO DE PRESS O nosses 23 2 5 8 REL DE G S TIPO BUCHHOLZ eee 23 2 5 9 MONITOR DE TEMPERATURA DO LEO E ENROLAMENTO 25 2 5 10 ARM RIO DO REATOR sucesso nai ioiica dia dead GOO nd rg rag 26 26 CONSI
27. do sensor de temperatura e TC de bucha do TM1 ao reator 49 Figura 3 22 Transdutor PTIOO cegas pascasgatas idas la labial tale aassefasdadalol ies iaaiaee 49 Figura 3 23 Op es de Liga o do PT100 ao TMIL 50 Figura 3 24 Conex es do sensor de temperatura do leo e TC de bucha do TM1 ao reator 51 Lista de Figuras xiv Figura 3 25 Diagrama unifilar do setor de 500 kV da subesta o Fortaleza II 53 Figura 4 1 Estrutura b sica de uma rede de oscilografia 55 Figura 4 2 Arquitetura original do GERCOM ceras 58 Figura 4 3 Arquitetura atual do Sistema SIGRO errar 60 Figura 4 4 RDP SIMEAS R modelo 7KE6000 rear 60 Figura 4 5 Diagrama trifilar simplificado do reator com o oscil grafo 61 Figura 4 6 Diagrama de blocos do SIMEAS R errar 62 Figura 4 7 Circuito de condicionamento de sinal de tens o alternada 63 Figura 4 8 Circuito para condicionamento de sinais de corrente alternada 64 Figura 4 9 Circuito de condicionamento para tens o e corrente cont nua 64 Figura 4 10 Circuito de Condicionamento de Sinal para entradas Bin rias 65 Figura 4 11 Compress o de dados em fun o do n mero de harm nicas
28. ngulo de fase de Vpn Pe ngulo de fase de Ven Pela equa o 4 10 calculado o valor dos fasores do sistema de sequ ncia negativa das tens es de linha a linha U a u U 4 10 Onde U Tens o de sequ ncia positiva da tens o linha a linha f Grau de desequil brio do sistema calculado pela equa o 4 11 go VERA nai VS Vo Onde V M dulo da tens o entras as fases ae b Vbc M dulo da tens o entras as fases b e c Vca M dulo da tens o entras as fases c e a Utilizando novamente as equa es de Fortescue chega se equa o 4 12 para calcular o valor das fasores do sistema de Sequ ncia positiva das tens es de linha a linha U pu NOUS AUS AUS AVE U AUS 4 12 A taxas de distor o harm nica ponderada e n o ponderada s o calculadas pelas equa es 4 13 e 4 14 respectivamente 1 PA ne Xn 4 13 LA 3 Vu 2 TDH Pee 4 14 1 Onde x Valor eficaz do harm nico de tens o ou corrente n ordem do harm nico M n mero de harm nicas 40 conforme padr o Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 69 4 5 5 DISPAROS As grandezas medidas e calculadas s o constantemente monitoradas O disparo que inicia a grava o ocorre quando h viola o dos valores limites parametrizados ou altera o abrupta de alguma das grandezas A Figura 4 12 mostra uma grandeza gen rica sendo monitorada As faixas limite t m uma histerese de 2 isto o disparo n o ocorre qu
29. nl 0 000 0 050 0 100 0 150 0 200 0 250 0 300 0 350 0 400 4 b Figura 5 13 Tens o de linha no barramento A tabela 5 4 mostra em p u os valores das tens es em todas as barras do sistema an tes e depois da entrada do reator Tabela 5 4 Tens es nos barramentos antes e depois da entrada do reator Redu o da Tens o 0 00 0 00 0 50 0 79 1 26 1 55 0 79 0 88 0 79 1 42 1 79 4 76 2 72 1 50 Numero da Sem reator Com reator Barra pu pu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A tabela mostra uma redu o geral da tens o nas barras Com exce o dos barramen tos 1 e 2 que se mantiveram no mesmo n vel de tens o por serem as barras da gera o Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 88 O instante t 0 166s o in cio do d cimo ciclo da tens o isto o reator foi energizado quando a tens o passava pelo zero provocando a corrente inrush m xima Substituindo os novos par metros do reator na parcela transiente da equa o 5 13 chega se equa o 5 18 para o novo transiente t 28 360 5 18 Hans A Figura 5 14 mostra a corrente de energiza o simulada Main Graphs m Ireator 0 060 0 040 0 020 0 000 a J 0 020 0 040 Corrente no Reator k 0 060 0 080 TOT TEU SUE SIL TALS DIE E EEE 0 150 0175 0 200 0 225 0 250 0 275 0 300 0 325 0 350 4 b Figu
30. o reator utilizado com a finalidade de reduzir a corrente de curto circuito monof sica ou fase terra A Figura 2 6 mostra um reator de aterramento de neutro Figura 2 6 Reator de Aterramento de Neutro 9 No diagrama trifilar da Figura 2 7 apresentado um reator de aterramento conectado entre o centro da estrela e o terra do sistema el trico Falta terra Figura 2 7 Sistema aterrado atrav s de reator 10 Neste tipo de liga o se o sistema estiver equilibrado a corrente atrav s do reator nula e em caso de falta fase terra a corrente de curto circuito pode ser calculada atrav s da equa o 2 1 10 mostrada abaixo Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 3V le E jX JR TSE D Onde Vf Tens o pr falta X Imped ncia de sequ ncia positiva X Imped ncia de sequ ncia negativa Xo Imped ncia de sequ ncia zero Zn Imped ncia do reator de aterramento Analisando a equa o poss vel inferir que o aumento de Z reduz o m dulo da corren te de curto circuito monof sico fase terra Este tipo configura o mais simples e apresenta menor custo quando comparada com os reatores ligados em s rie com o sistema el trico En tretanto sua aplica o espec fica para reduzir apenas corrente de curto circuito fase terra n o sendo aplicado para limitar correntes trif sicas e bif sicas 2 3 2 REATOR DE ALISAMENTO Aplicados em sistema de corre
31. o registro ou cli cando em Transfer with option o arquivo transferido e aberto o m dulo Evaluate do Os cop onde os dados podem ser visualizados e analisados Na janela do Evaluate est o dispo n veis todas as bin rias e registros de fun o e corrente A Figura 4 19 mostra a mudan a de estado da entrada bin ria 15F4 ABERTO 05F4 que disparou a oscilografia no instante assi nalado como Tr Trigger SE SICARO Eval 08 08 2010 01 48 15 214 EN File Edit Calculations Settings View Window Help ajajaja FZD RE 05E4 cas Scanning frequency 15400Hz 08 08 2010 01 48 15 214 r RESERVA 04E5 15F4 ABERTO 05F4 Figura 4 19 Altera o de estado na entrada bin ria 15E4 ABERTO 05E4 que disparou a oscilografia 6 Na mesma janela tamb m est o dispon veis as medidas anal gicas A Figura 4 20 mostra a forma de onda na fase A do reator O m dulo Evaluate permite que o registro seja analisado detalhadamente Escolhendo um ponto C1 o programa calcula amplitude valor efi caz e ngulo de fase da corrente Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 74 7 000 KA 6 000 kA 5 000 kA cos Phi Ofiset Amplitude Rms value O5E4 IA NEUTRO 0 25438 017986 MOSES IB NEUTRO 0 3 000 kA i OS ES IC NEUTRO 0 Dimension Phif s000k8 2 000 kA IA NEUTRO MOKA cio io eee rear enem Eemeren m eree rererere 05E4 ik lado g i T E f EG Eon r E R F 1 157kA em 1 000 kA
32. para confirmar a aplicabilidade da simula o com putacional no estudo de sistemas el tricos de pot ncia pois as formas de onda dos transientes de energiza o e tens o nos p los do disjuntor embora verificadas durante a os testes de f brica e projeto do reator n o s o coletadas pelo sistema de oscilografia da Chesf As simula es de energiza o e desenergiza o permitiram verificar o porqu do uso de um sincronizador de disjuntor pois os resultados mostraram que a corrente de inrush pode ser eliminada se o fechamento do disjuntor ocorrer no instante em que a tens o m xima e de forma an loga que a tens o nos p los do disjuntor pode ser reduzida se este abrir quando a corrente for nula De todas as simula es feitas a que mostrou a regula o da tens o quando o reator posto em opera o emblem tica neste trabalho pois este o objetivo do uso do equipamen to Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 95 CAP TULO 6 CONCLUS O E SUGEST ES PARA TRABALHOS FUTUROS 6 1 CONCLUS O Este trabalho foi realizado com tr s objetivos principais explicar o papel de um reator shunt na regula o da tens o no barramento dar uma vis o geral dos sistemas de prote o e oscilografia e verificar por meio de simula es computacionais os fen menos transit rios presentes nos instantes de chaveamento O estudo dos tipos de reatores utilizados em sistemas el
33. reator 8 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 2 3 APLICA ES DE REATORES No sistema el trico de pot ncia os reatores s o instalados e posicionados no sistema el trico para executar alguma fun o espec fica entre as quais est o 2 3 1 Limita o de corrente Aterramento do neutro Alisamento Filtro de harm nicos Deriva o Compensa o est tica Limita o da corrente de inrush REATOR PARA LIMITA O DE CORRENTE 2 3 1 1 REATOR EM S RIE COM O SISTEMA EL TRICO Quando inserido no sistema el trico com a finalidade de limitar corrente o reator ins talado em s rie com a linha de transmiss o ou com o alimentador e funciona como elemento que limita a corrente de falta aos n veis compat veis com os equipamentos do sistema 9 Es ta pr tica uma solu o econ mica quando ocorre o aumento de capacidade de curto circuito de um sistema pois elimina a necessidade de ajustar todos os equipamentos de prote o aos novos n veis de curto circuito ou em casos mais cr ticos substituir todos os equipamentos da instala o A Figura 2 5 mostra os reatores instalados em uma linha de transmiss o um por fase com a finalidade de limitar as correntes de curto circuito Figura 2 5 Reatores Limitadores de Corrente 9 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 2 3 1 2 REATOR DE ATERRAMENTO DE NEUTRO Neste tipo de configura o
34. rio do reator 11 COMPONENTE FUN O F101 TERMOSTADO DO CIRCUITO DE AQUECIMENTO TM1 MONITOR DE TEMPERATURA DO OLEO E DO ENROLAMENTO QI DISJUNTOR DE ALIMENTA O DO MONITOR DE TEMPERATURA Q2 DISJUNTOR DE ALIMENTA O DO AQUECIMENTO ILUMINA O E TOMADA K54 REL DE SUPERVIS O 125 VCC K55 REL DE RUPTURA DA MEMBRANA DO CONSERVADOR K56 REL DE SUPREVIS O 220 VCA S3 LIGA DESLIGA RESIST NCIA DE AQUECIMENTO Z1 CENTELHADORES X41 TOMADA 220 VCA EI E2 RESIST NCIA DE AQUECIMENTO 2 6 CONSIDERA ES FINAIS Neste cap tulo foi apresentada a aplica o dos principais tipos de reatores a fundamen ta o matem tica para aplica o do reator tipo shunt e a descri o detalhada dos v rios com ponentes do reator de barra 05E4 instalado na subesta o Fortaleza II A partir deste estudo foi poss vel concluir que o reator um equipamento extremamente importante para a qualida de de energia e prote o do sistema el trico al m se ser bastante vers til podendo ser aplica do para regula o de tens o filtro ou compensa o de reativos O detalhamento dos componentes do 05E4 teve como objetivo repassar os conceitos ne cess rios para a compreens o dos sistemas de prote o supervis o e oscilografia descritos nos cap tulos subsegiientes Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 28 CAP TULO 3 SISTEMA DE PROTE O 3 1 CONSIDERA ES INICIAIS Este cap tulo t
35. seja averiguada o que poderia submeter o reator a sucessivas condi es de falta A Figura 3 25 mostra o dia grama unifilar do setor de 500 kV da subesta o Fortaleza II Para compreender a atua o do rel de bloqueio importante notar que o reator de barra 05E4 est ligado na configura o de disjuntor duplo e as tr s linhas de 500 kV est o conectadas ao barramento pelo arranjo de dis juntor e meio Cap tulo 3 Sistema de Prote o 53 0581 5E4 1 0582 T Y 4 2 4 E4 5 D4 5 3x50MVar 25e4 35648 35E4 4 4 5 35D4 2 3504 1 HW 95E4 2 9 O o 2 gt eR 3 se yor sove 7 9 E 2 Q pt 3573 4 i iO A q O Te M P o ID TER A E iN N 053 19 35V6 4 V6 5 3503 2 3503 3575 513 Ex AREVA 95E3 3x50Mvar 500kV gt 35V7 8 o D q v7 D2 2 D2 1 T2 Ui E N E amp 542 EA Sa 195 i o S 3 3502 2 D2 155021 3572 512 8582 85B1 35v5 7 0 E A 35E1 8 35V5 4 S E 35T1 4 M EAR M o 0 Mm O MM 05E1 75E1 BOR y ae na VS i35v5 5 35D 2L01l35p1 1 3571 5 M Figura 3 25 Diagrama unifilar do setor de 500 kV da subesta o Fortaleza II 6 D1 2 D1 1 Quando um comando de trip for enviado devido atua o de alguma fun o do reator seja ela intr nseca ou diferencial os disjuntores 15E4 e 15D4 eliminam a falha e tem seu fe chamento bloqueado pelo rel 86 O bloqueio pode ser desativado pela IHM da sala de co mando n vel 2 ou pelo pr prio
36. sistema digital de prote o controle e supervis o da subesta o Fortaleza II divi dida em quatro n veis hier rquicos N vel 0 representa o n vel de comando e controle junto aos equipamentos ou seja o p tio da subesta o onde eles est o instalados N vel 1 Conhecido tamb m como n vel local compreende os rel s num ricos de pro te o unidade de controle de bay e unidade de controle central fisicamente localiza dos num espa o abrigado e refrigerado dentro da subesta o conhecido como cabana de prote o N vel 2 Chamado de IHM Central composto pelo sistema computacional instalado na sala de comando da subesta o contemplando um sistema SCADA Supervisory Control and Data Acquisition que permite aos operadores executar comandos e ma nobras nos equipamentos do n vel O N vel 3 Composto pelo CRON Centro Regional de Opera o Norte setor respons vel pela opera o da regional norte do sistema Chesf a partir de Fortaleza 3 3 2 DESCRI O DOS COMPONENTES DO SISTEMA DE AUTOMA O DA SE FORTALEZA II Os equipamentos que comp e o sistema de automa o s o Rel s de Prote o Equipamentos que realizam as leituras de tens o e corrente forne cidas pelos transformadores de potencial e de corrente possuem entradas e sa das digi tais que fazem interface com o n vel zero com a unidade de controle de bay e reporta Cap tulo 3 Sistema de Prote o 33 e recebe inform
37. supervisionado que neste caso o reator de barra 05E4 O m dulo Transmit possibilita a transfer ncia de dados e eventos registrados no osci l grafo As Figuras 4 15 a 4 20 mostram um passo a passo do processo de coleta de dados de oscilografia realizado no 05E4 alguns dias ap s sua energiza o Na Figura 4 15 mostrada a primeira tela do Transmit O primeiro passo selecionar a op o Manual mode do menu transfer ES oscop P Y6 40 Transfer Evaluation station File Transfer Configuration Print Help Manual mode Figura 4 15 Primeira tele do Oscop Transmit 6 Em seguida o programa mostra a listagem de oscil grafos dispon veis na rede e foi selecionado o dispositivo n mero 36 descrito como FZD RE 05E4 como mostra a Figura 4 16 Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 12 X OSCOP P 6 40 Transfer Evaluation station File Transfer Configuration Print Help EEE os All regions All DAKONs FZD LT 0426 SIMEAS R FZD LT 05V5 SIMEAS R FZD LT 05V6 SIMEAS R FZD LT 0547 SIMEAS R FZD RE D5E4 MLG AT 0571 SIMEAS R MLG BC 04H1 SIMEAS R MLG BC 04H2 SIMEAS R MLG CE CP1 D SIMEAS R MLG CE CP1 J SIMEAS R MLG LT 04L1 SIMEAS R MLG LT 04L2 SIMEAS R MIRIT NA CIMFAG R Figura 4 16 Sele o dispositivo a ser acessado 6 Na tela seguinte vista na Figura 4 17 seleciona se o tipo de oscilografia de acordo com a grandeza desejada Est o dispon veis correntes tens es pot ncia e fr
38. 0 segundos A oscilografia tamb m disparada pela altera o do estado da alguma das entradas bin rias do SIMEAS R Essas entradas bin rias s o utilizadas para monitorar o estado de e quipamentos no p tio da subesta o como disjuntores e chaves seccionadoras Como ltima forma de disparo todas as formas anteriormente explicadas podem ser combinadas por opera es l gicas AND que quando verdadeira d o in cio ao registro Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 71 4 6 O SOFTWARE OSCOP Todo RDP vem com um conjunto de softwares que realizam quatro fun es espec fi cas parametriza o transmiss o dos dados an lise dos registros e convers o para o formato COMTRADE O SIMEAS R disp e de seis programas com estas finalidades 25 A fun o de parametriza o utiliza os softwares Parametrize PC e Parametrize Device O primeiro realiza as fun es de configura o relacionadas ao computador de an lise que recebe informa es sobre os dispositivos aos quais deve se comunicar o meio de comunica o modo de transfer ncia de dados etc Em suma o Parametrize PC lista e registra os osci l grafos aos quais o computador tem acesso O programa Parametrize Device carrega no SI MEAS R as informa es relacionadas ao funcionamento do RDP tais como valores de dispa ro tipo de disparo nome a ativa o dos canais tempo dos registros pr e p s falta rela es dos TCs e TPs e os par metros do dispositivo
39. 5 3 t Onde L Indut ncia do reator R Resist ncia dos condutores que constituem os enrolamentos do reator i Corrente no ramo central do modelo da Figura 5 5 Para encontrar a resposta total para a corrente busca se primeiramente sua solu o homog nea que obtida fazendo se o primeiro membro da equa o 5 3 igual a zero Proce dendo desta forma chega se equa o caracter stica 5 4 e encontrada sua raiz R Ea 5 4 Onde r raiz da equa o caracter stica Utilizando a raiz da equa o caracter stica chega se solu o homog nea mostrada na equa o 5 5 que fun o de uma constante que ser determinada a partir da condi o ini cial do sistema Rt EA 5 5 i ke Onde in Componente da corrente obtida pela solu o homog nea da equa o 5 3 k Constante a ser determinada a partir da condi o inicial do sistema e n mero de N per O pr ximo passo obter a resposta particular da equa o diferencial utilizando o m todo dos coeficientes indeterminados A resposta particular de uma E D O Equa o Diferen cial Ordin ria que tem como resposta uma sen ide uma combina o linear de senos e co nenos mostrado da equa o 5 6 19 i Acos t 9 Bsen t g 5 6 Onde ip Componente da corrente obtida pela solu o particular da equa o 5 3 Ae B Coeficientes a serem determinados Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do
40. 5E4 4 4 52 02 TCD4 35E4 5 3504 2 9504 S2 0Y 89 50 W V 89 50 89 40 Hs TCO3 Ha 3504 1 53 30 DSE4 REATOR RED Figura 3 6 Diagrama Unifilar Simplificado das prote es 6 3 4 1 PROTE O DIFERENCIAL DE REATOR 87R A prote o diferencial representa a prote o principal do reator de barra Seu princ pio b sico de funcionamento baseia se na compara o da corrente que entra e sai do elemento protegido como mostra a Figura 3 7 Epa v ra a q 1 i2 Figura 3 7 Princ pio b sico da prote o diferencial 17 Em condi es normais de funcionamento a mesma corrente i lida pelos transforma dores de corrente posicionados nos extremos do objeto protegido Uma diferen a nessas leitu Cap tulo 3 Sistema de Prote o 37 ras indica o clara de uma falta nessa zona de prote o Convencionando que as correntes i7 e i2 fluindo em dire o rea protegida conectam se os secund rios dos transformadores de corrente de forma a obter um circuito fechado com um elemento M de medi o posicionado no ponto de equil brio Ele ser percorrido pela soma das correntes il e i2 que numa situa o normal de opera o nula 17 Para a avalia o do grau de desequil brio monitorado pela prote o diferencial s o definidas a partir das correntes il e i2 a corrente diferencial e de estabiliza o calculadas pelas equa es 3 1 e 3 2 respectivamente Lg
41. 95E4 2 TCO4 95 4 1 GSE 89 50 35E4 5 oir 89 40 3504 2 TCO3 9504 Reator 05SE4 520Y 1504 89 30 3504 1 BARRA 1 0581 D Figura 2 16 Diagrama Unifilar do reator 05E4 6 Nesta configura o os dois barramentos permanecem energizados simultaneamente pois est o em paralelo Caso um dos disjuntores necessite de manuten o esta pode ser reali zada sem desligar o reator pois este continua conectado ao barramento atrav s do outro dis juntor 2 5 COMPONENTES DO REATOR A montagem do equipamento no p tio realizada por partes A seguir ser o apresen tados os componentes do reator e suas fun es 2 5 1 BUCHA DE ALTA TENS O A bucha de alta tens o mostrada na Figura 2 17 uma pe a de porcelana marrom iso lante com papel impregnado de leo atrav s da qual passa o condutor que liga o barramento Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 16 ao enrolamento do reator tendo como fun o isolar a parte ativa da carca a evitando aciden tes Figura 2 177 Bucha de Alta tens o 11 A bucha entregue pelo fabricante pronta para uso e o n vel de leo no isolador pode ser verificado atrav s de um visor existente na parte superior do equipamento Ainda na f brica a bucha submetida a v rios testes de rotina para que sejam verifi cadas se suas caracter sticas isolantes e determinados seus valores de capacit ncia e resist n cia est o atendendo ao req
42. CAP TULO 2 DESCRI O DO EQUIPAMENTO REATOR DE BARRA 2 1 CONSIDERA ES INICIAIS Este cap tulo descreve o reator instalado no barramento de 500 kV da subesta o FZD estudado neste trabalho apresentando suas principais partes ilustradas atrav s de fotografias e informa es t cnicas aspectos construtivos e operacionais do equipamento colhidas no ma nual do fabricante O cap tulo inicia com o estado da arte dos reatores apontando seus tipos e aplica es Ser mostrado o diagrama unifilar do reator chamando aten o para o arranjo de barramento escolhido e por ltimo ser o apresentados seus componentes bucha de alta ten s o bucha de neutro radiadores tanque de expans o purificador de ar s lica gel indicador de n vel de leo dispositivo de al vio de press o rel de g s monitor de temperatura do leo e enrolamento centelhadores e arm rio do reator 2 2 REATORES ASPECTOS CONSTRUTIVOS Reatores s o dispositivos de natureza indutiva inseridos no sistema el trico de pot ncia com finalidades espec ficas S o constitu dos basicamente de um conjunto de bobinas enrola das em um n cleo de ferro sil cio As bobinas podem ser imersas no ar ou em leo que pro v m o isolamento e isola o necess ria ao equipamento De acordo com a constru o do circuito magn tico os reatores podem ser classificados dois tipos reatores com n cleo de ferro dividido por entreferro de ar e n cleo de a o com c
43. DERA ES FINAIS ariani ea i age 27 Sum rio CAP TULO 3 SISTEMA DE PROTE O panic Cao O a da A dE O 28 41 CONSIDERA ES INICIAIS sig anazis ss ss ada al Sl 28 3 2 ESTADO DA ARTE E EVOLU O DOS REL S DE PROTE O 28 3 3 ARQUITETURA DO SISTEMA DE PROTE O CONTRLE E SUPERVIS O RA RS dA A a DR A 32 3 3 1 HIERARQUIA DO SISTEMA DE AUTOMA O DA SE FORTALEZA II EO en a O o a o e 32 3 3 2 DESCRI O DOS COMPONENTES DO SISTEMA DE AUTOMA O DASE FORTALEZA assa od AS ea 32 3 4 FUN ES DE PROTE O DO 05F4 semear eereereeeeeess 34 3 4 1 PROTE O DIFERENCIAL DO REATOR 87R nsir 36 3 42 PROTE O DIFERENCIAL DO BARRA 87B 40 3 4 3 PROTE O FALHA DE DISJUNTOR 50BF eemememeees 45 3 4 3 1 PROTE O FALHA DO DISJUNTOR POR MONITORAMENTO DO FLUXO DECORRENTE suas oprndn en Rd De 46 3 4 3 2 PROTE O FALHA DO DISJUNTOR POR MONITORAMENTO DOS CONTATOS AUXILIARES DO DISTUNTO Re 8 cad a ae e 46 3 4 4 PROTE ES DE SOBRECORRENTE 50 50N E 50STUB 47 3 4 5 PROTE O DE TEMPERATURA DO LEO 26 49 3 4 6 PROTE O DE TEMPERATURA DO ENROLAMENTO 49 50 3 4 7 PROTE O N VEL DE LEO DO REATOR 71 51 3 4 8 REL DE PRESS O E G S BUCHHOLZ 63 sssi 51 3 4 9 V LVULA DE AL VIO DE PRESS O 63VS enem 52 3 4 10 REL DE BLOQUEIO 86 seara seearesemeeeesemaenenas 52 3 55 CONSIDERA ES FINAIS usinaacataafis passada ca
44. Liga o do TC 6 Para que a atua o da fun o 50 ocorra necess rio apenas que a corrente no reator atinja o valor de pickup 20 A fun o de sobrecorrente de fase do rel foi ajustado para atuar quando a corrente medida pelo rel for maior ou igual a 17 6 A Sabendo que a rela o de Cap tulo 3 Sistema de Prote o 48 transforma o do TC 750 5 poss vel calcular a corrente de pick up que corresponde a menor corrente de curto circuito trif sico que proporcionar a atua o da fun o de prote o conforme mostrado na equa o 3 15 Icc RTCL uste 75 17 6 2 64 3 15 Para a fun o 50N a corrente foi ajustada em 22A Logo a corrente de pick up cor respondente ao valor de corrente de curto fase terra que dispara a prote o calculado pela equa o 3 16 Icc RTC L juste Ee 3 3kA 3 16 Utilizando um segundo rel de sobrecorrente do mesmo modelo realizando fun o de sobrecorrente instant nea de fase e neutro implementa se tamb m a fun o 50STUB mostrada na Figura 3 20 05B2 05B1 05E4 3x50MVar 75E4 95E4 2 sa Figura 3 20 Diagrama unifilar destacando fun o de prote o SOSTUB 6 Por motivos de manuten o ou durante a realiza o de alguma manobra poss vel que os disjuntores 15E4 15D4 e suas respectivas chaves seccionadoras fiquem fechadas en quanto a seccionadora principal 35E4 8 do reator esteja aberta Se nessas condi es hou
45. NRUSH Os reatores para limita o de corrente de inrush s o encontrados por exemplo em sis temas de compensa o onde capacitores s o conectados em s rie com a linha de transmiss o para melhorar a regula o de tens o aumentar capacidade de transmiss o e reduzir perdas el tricas 9 A Figura 2 14 apresenta a foto de reatores aplicados para limitar as correntes de inrush presentes na energiza o de capacitores Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 14 Figura 2 14 Reator limitador de corrente inrush 9 2 4 O REATOR DE BARRA 05E4 DA SUBESTA O FORTALEZA II O novo reator shunt fabricante Siemens tipo LSAL7857 instalado na barra de 500 kV da SE FZD tem pot ncia nominal 60 Mvar e tens o nominal 288 7 kV Na Figura 2 15 apresentada uma foto mostrando a vista frontal deste equipamento c digo operacional 05E4 A ligado na fase A do barramento de 500 kV Figura 2 15 Vista frontal do reator de barra 05E4 A 11 Na Figura 2 16 mostrado o diagrama unifilar do reator no barramento 500 kV com configura o barra dupla com disjuntor duplo as chaves seccionadoras disjuntores transfor Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 15 madores de instrumentos e p ra raios Neste barramento foram instalados tr s reatores id nti cos separados por paredes corta fogo ligados em estrela aterrado BARRA 2 E D sei za 89 60 S Tr 520Z 15E4 TCDS
46. RESPOSTA DO REATOR DESENERGIZA O nsise 89 5 7 SINCRONIZADOR DE DISJUNTORES ceeeemeeeeeeeemereemeereens 93 5 8 CONSIDERA ES FINAIS eterna eeereeeemeeeeretas 94 CAP TULO 6 CONCLUS O E SUGEST ES PARA TRABALHOS FUTUROS 95 eA CONCLUS O as nos ai E aa o aa aaa 95 6 2 DESENVOLVIMENTO FUTURO ieemeeememeereemeemeeeeeemeereeeres 96 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS ieemeeeeeeeemereemeereeme aeee eeree eee meeeeneereo 96 Sum rio xii LISTA DE FIGURAS Figura 1 1 Linhas de transmiss o do sistema Chesf rea 2 Figura 1 2 Eleva o de tens o por efeito Ferranti rea 3 Figura 1 3 Parte Diagrama Unifilar do setor de 500 KV mostrando o reator de linha e de parra S E AE a O N A AN 3 Figura 2 1 Reatores shunt monof sicos sem e com n cleo de a o e entreferro 5 Figura 2 2 Reatores shunt trif sicos com e sem circuito de retorno magn tico 6 Figura 2 3 Posi es de conex o de reatores shunt enero 6 Figura 2 4 Reatores conectados em delta e estrela aterrado por um quarto reator 6 Figura 2 5 Reatores Limitadores de Corrente e ereeraaererenna 7 Figura 2 6 Reator de Aterramento de Neutro sssseesessesssessessessresressessresressersresreeseeseseesseeseese 8 Figura 2 7 Sistema aterrado atrav s de reator seseeseseseeee
47. STUB 50STUB Al m disso o reator apresenta as prote es intr nsecas temperatura do leo 26 temperatura do enrolamento 49 n vel de leo 71 rel de g s Cap tulo 3 Sistema de Prote o 35 63 e v lvula de seguran a 63VS A tabela 3 1 mostra as fun es ativadas o modelo e o fa bricante do rel Tabela 3 1 Fun es de prote o do reator 05E4 6 Painel Modelo Fabricante Prote o diferencial de reator 87R 7UT6135 e falha de disjuntor 5OBF Pain l SUA1D 1 Prote o diferencial de barra 87B 75SS5215 Siemens Prote o 5OSTUB 75SJ6225 Siemens Unidade de Controle de Bay UC1 6MD6645 Siemens Prote o de Sobrecorrente 50 50N Siemens 7SJ6225 Siemens Pain l SUA1D 2 Prote o diferencial de barra 87B 75SS5215 Siemens Unidade de Controle de Bay UC2 6MD6645 Siemens Registrador Digital de Perturba o 7KE6000 Siemens Temperatura do leo 26 TM1 TreeTech Temperatura do Enrolamento 49 TM1 TreeTech N vel do leo 71 Siemens Prote es Intr nsecas Rel de G s 63 Siemens V lvula de seguran a 63VS 208 007 5 Qualitrol A Figura 3 6 mostra um diagrama unifilar simplificado mostrando os TCs rel s de prote o disjuntore chaves seccionadoras p ra raios e o barramento da SE FTZ onde est inserido o reator Cap tulo 3 Sistema de Prote o 36 i564 85E4 1 1504 3
48. T100 mostrado na Figura 3 22 Figura 3 22 Transdutor PT100 21 O princ pio de funcionamento deste sensor envolve a mudan a de sua resist ncia com a temperatura O PT100 constitu do de uma resist ncia de platina de alta pureza encasulada numa haste de a o inox e lat o niquelado Aplica se a platina para constru o do PT100 devi do sua ampla escala de temperatura uma alta resistividade permitindo assim uma maior sen sibilidade um alto coeficiente de varia o de resist ncia com a temperatura e por sua boa li nearidade resist ncia x temperatura 21 O sensor pode ser conectado ao TM1 em uma das tr s op es mostradas na Figura 3 23 Cap tulo 3 Sistema de Prote o 50 OPTION 3 1 SENSOR WITH 3 WIRES SENSOR Px 100 ohm 0 C Tor AL Pr 100 ohm 0 C TP L o oo o 22 23 24 A5 A6 Figura 3 23 Op es de Liga o do PT100 ao TMI 15 A op o 1 que utiliza dois sensores a tr s fios a op o mais segura pois a redun d ncia da medi o permite que sejam detectados falhas no sensor e o monitoramento de tem peratura n o interrompido quando houver necessidade de substituir o transdutor defeituoso A op o 2 permite total monitora o dos cabos at o sensor Por m defeitos no PT100 s se r o detectados em caso de mudan a brusca de temperatura A op o 3 permite uma monitora o parcial dos cabos de liga o at o sensor e apresenta o mesmo prob
49. UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEAR CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA EL TRICA CURSO DE ENGENHARIA EL TRICA COMISSIONAMENTO DE UM REATOR DE BARRA DE 500kV NA SUBESTA O FORTALEZA II DA CHESF Jos Carneiro Fernandes J nior Fortaleza Dezembro de 2010 li JOS CARNEIRO FERNANDES JUNIOR COMISSIONAMENTO DE UM REATOR DE BARRA DE 500kV NA SUBESTA O FORTALEZA II DA CHESF Monografia apresentada para a obten o dos cr ditos da disciplina Trabalho de Conclus o de Curso do Centro de Tecnologia da Univer sidade Federal do Cear como parte das exi g ncias para a gradua o no curso de Engenha ria El trica rea de Concentra o Sistema El trico de Pot ncia Orientador Prof Msc Nelber Ximenes Melo Co orientador Prof Msc Raimundo Furtado Sampaio Fortaleza Dezembro de 2010 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEAR CENTRO DE TECNOLOGIA GRADUA O EM ENGENHARIA ELETRICA COMISSIONAMENTO DE REATOR DE BARRA DE 500 kV NA SUBESTA O FORTALEZA II DA CHESF Jos Carneiro Fernandes J nior Fortaleza Dezembro de 2010 JOS CARNEIRO FERNANDES J NIOR COMISSIONAMENTO DE REATOR DE BARRA DE 500 kV NA SUBESTA O FORTALEZA II DA CHESF Monografia submetida Universidade Federal do Cear como parte dos requisitos para obten o do Diploma de Gradua o em Engenharia El trica Orientador Prof Msc Nelber Ximenes Melo Co orientador Prof Msc Raimundo Furtado Sampaio Fort
50. a es do sistema supervis rio SCADA no n vel 2 via porta de comuni ca o e Unidade de Controle de Bay Dispositivo microprocessado que recebe as informa es de todos os rel s de prote o de um determinado bay e implementa l gicas program veis e intertravamentos que permitem o funcionamento adequado do sistema de prote o e Unidade Central de Controle Elemento centralizador que recebe os dados de todas as unidades de Bay e os disponibiliza aos operadores da subesta o nas IHMs e Interface Humano M quina IHM Sistema Supervis rio SCADA instalado num computador da sala de comando da subesta o com o finalidade de servir de interface dos operadores com o n vel 0 permitindo envio de comandos e visualiza o de alar mes Um padr o amplamente aceito a arquitetura distribu da com o uso de rel s digitais Nessa arquitetura os rel s que executam determinada fun o de prote o s o supervisio nados por uma unidade de bay que por sua vez comunica se com a unidade de controle central A Figura 3 5 mostra a arquitetura do sistema digital da subesta o Fortaleza II an tes de comissionamento do 05FA Conforme pode ser observado na Figura 3 5 os rel s num ricos e as v rias redund n cias de conex o entre as unidades de bay unidades de controle e servidores da sala de comando da subesta o caracteriza a arquitetura distribu da adotada no Sistema Digital da subesta o Fortaleza II A Figura 3 5 mos
51. a seu princ pio de funcionamento era baseado na atua o de for as produzidas pela intera o eletromagn tica das correntes e do fluxo magn tico sobre um dispositivo m vel A Figura 3 2 mostra os principais componentes de um rel eletromec nico Cap tulo 3 Sistema de Prote o 30 Contato M vel Cavilha isolante Quadro de Embreagem Palheta de Disparo Armadura de Disparo Parafuso Ressalto de Regulagem Armadura de Embreagem Bobina de Excita o Dentado Im Permanente NEY EEN a FAN Cavilha de Contati T E Disco de Alum nio Espira de Frager Figura 3 2 Principais componentes de um rel eletromec nico 16 A cont nua expans o do SEP demandou prote es mais confi veis e velozes Ent o com o desenvolvimento dos componentes semicondutores foi desenvolvida uma nova gera o de rel s de prote o baseados em circuitos eletr nicos conhecidos como rel s de estado s lido ou est tico 16 A Figura 3 3 mostra uma configura o poss vel para obter a fun o de prote o de sobrecorrente instant nea utilizando componentes eletr nicos ie I I Resistor tempo de Resistor airo i T 1 Amplificador Operacional Retificador Divisor de Tens o Figura 3 3 Circuito eletr nico de um rel de prote o est tico com fun o de sobrecorrente instant nea 16 A utiliza o dessa tecnologia p
52. a cor para rosa O respiro do secador de ar ocorre pelos orif cios existentes no flange inferior junto ao compartimento de vidro que possui uma camada de leo que filtra o ar e evita o contato direto da s lica gel com o meio ambiente 11 A figura 2 25 mostra um desenho em corte com as partes do secador E ra El AREEN AHAAA EE Figura 2 25 Sec o do Secador de Ar 11 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 22 O secador foi fornecido montado com a prote o met lica 5 entre os flanges 3 e 7 para evitar que leo isolante danificasse os gr nulos de s lica gel durante o transporte A instala o tem in cio retirando os parafusos de fixa o da prote o 1 e desconectando o se cador de ar do flange 3 Neste momento deve se manusear o equipamento com cuidado pa ra evitar que o leo entre em contato com a slilica gel Caso isto ocorra a s lica gel deve ser substitu da Em seguida s o reposicionadas as veda es 4 parafusos 1 e arruelas 2 para montar o secador na tubula o do conservador de leo Para colocar o leo isolante no com partimento de vidro 16 s o removidas as porcas 20 e a cinta 19 e o leo inserido no compartimento at a marca de n vel 17 A instala o termina como reposicionamento do compartimento de vidro com leo isolante 18 sob a veda o 13 S o recolocadas nos tiran tes 12 a cinta e as porcas apertando at obter a fi
53. a php Acessada em 12 11 2010 Refer ncia Bibliogr ficas 99 22 N S D Brito Rede de Oscilografia da Chesf da Concep o at o estado atual XII ERIAC Encontro Regional Iberoameticano de Cigr 2009 23 Tcheou M P An lise e representa o de sinais de oscilografia usando decomposi es adaptativas redundantes Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJ 2005 150p 24 R M de Aquino M H M Vale Impacto da Parcela Vari vel na Expans o Opera o e Manuten o do Sistema Interligado Nacional Propostas para atualiza o de Procedimentos XIII ERIAC Encontro Regional Iberoameticano de Cigr 2009 25 Siemens Simeas R 7KE6000 Registrador Digital de Faltas e Qualidade de Energia Manual do Fabricante 2003 26 URL Dispon vel em http www ee washington edu research pstca pf14 pg tcal4bus htm acessada em 18 10 2010 27 Manitoba HVDC Research Centre Inc Applications of PSCADO EMTDCTM Application Guide 2008 Refer ncia Bibliogr ficas
54. aleza Dezembro de 2010 iii JOS CARNEIRO FERNANDES J NIOR COMISSIONAMENTO DE UM REATOR DE BARRA DE 500 KV NA SUBESTA O FORTALEZA II DA CHESF Esta monografia foi julgada adequada para obten o do t tulo de Engenheiro Eletricista e aprovada em sua forma final pela Coordena o de Gradua o em Engenharia El trica na Universidade Federal do Cear Banca Examinadora d Prof Nelber Ximenes Melo Msc Presidente C Prof Raimundo Furtado Sampaio Msc ng Luis L Aiglon Pinto Martins Fortaleza Dezembro de 2010 iv O nico lugar onde sucesso vem antes do trabalho no dicion rio Albert Einstein A Deus Aos meus pais Jos e Sebastiana A todos os familiares e amigos vi AGRADECIMENTOS Primeiramente agrade o a Deus por ter me dado a chance de nascer numa fam lia amorosa e em condi es privilegiadas Aos meus pais familiares e amigos que sempre estiveram minha disposi o no transcorrer da gradua o Aos meus orientadores Nelber Ximenes Melo e Raimundo Furtado Sampaio por seu trabalho paci ncia e conselhos A todos os professores do Departamento de Engenharia El trica colaboradores no processo de forma o ao qual me submeti nos ltimos cinco anos Ao engenheiro Luis L Aiglon Pinto Martins por ter aceitado participar da banca examinadora Aos t cnicos Nilsson Rocha e Karen Chaves de Ara jo que se mostraram sempre dispostos a responder meus qu
55. alhos Futuros 97 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS 1 URL Dispon vel em http www ons org br institucional o que e o ons aspx acessada no dia 12 08 2010 2 URL Dispon vel em http www ons org br download ampliacao reforcos par PAR2010 2012 TermodeReferencia pdf acessada no dia 12 08 2010 3 URL Dispon vel em http www aneel gov br arquivos PDF Modulo8 Revisao 1 Retificacao 1 pdf acessada dia 29 08 2010 4 URL Dispon vel em http www2 dbd puc rio br pergamum tesesabertas 0521405 07 cap 02 pdf acessada no dia 12 08 2010 5 URL Dispon vel em http www ons org br download mapas rede operacao n ne DU CT NNE 01 r84 pdf acessada dia 11 12 2010 6 Diagramas Unifilares e Trifilares Fia o Interliga o de Equipamentos diagramas unifilares de Subesta es fotos e dados gerais do Sistema Chesf Obtidos em contato com a Companhia Hidroel trica do S o Francisco V lidos em 11 12 2010 7 URL Dispon vel em http www energy siemens com us pool us power transmission transformers downloads TRANSFORMERS Shunt Reactors pdf acessada no dia 20 08 2010 8 URL Dispon vel em http www arevausitr com pdf TECH 20NEWS SHUNT 71665 PDF acessada no dia 21 08 2010 9 URL Dispon vel em http areva td com static content 1127139224647 ACR Portuguese pdf acessada dia 01 09 2010 10 GRAINGER J J STEVENSON JR W D Power System Analysis McGraw Hill New York 1994 Refer ncia Bibliogr ficas 98
56. aliza o as sociada ao reator Em seguida o operador deve acionar o rg o de manuten o local O segundo est gio atua quando ocorre curto circuito interno no reator H uma forma o de grandes quantidades de g s e o rel atua enviando trip aos dois disjuntores de prote o do reator Ocorrendo este tipo de evento o operador da subesta o deve realizar inspe o lo cal para confirmar a forma o de g s ou bolhas no leo do equipamento acionar o servi o de manuten o local e avisar o CRON que o reator seja retirado de opera o 3 4 9 V LVULA DE AL VIO DE PRESS O 63VS A v lvula de al vio de press o conforme apresentada no Cap tulo 2 trata se de um dispositivo que libera o excesso de g s gerado durante um curto circuito interno Uma vez que seja sinalizado na sala de comando a atua o do dispositivo de al vio de press o o operador da instala o deve informar o ocorrido ao CRON e inspecionar o reator Caso seja encontrado derramamento de leo no reator o operador deve informar o CRON e acionar o rg o de ma nuten o local Caso contr rio o operador deve apenas informar que houve uma sinaliza o indevida 3 4 10 REL DE BLOQUEIO 86 Quando ocorre atua o de qualquer uma das fun es de prote o do reator os disjun tores que receberam comando de abertura t m seu fechamento impedido pelo rel de blo queio Isso evita que o disjuntor seja fechado antes que a real causa do trip
57. ando o valor limite atingido e sim quan do ele superado em 2 Al m disso o monitoramente de grandezas n o peri dicas leva em conta o sinal da quantidade medida e n o o seu valor absoluto Por exemplo um limite m ni mo for parametrizado para 50 V o disparo ocorrer quando atingir 51 V devido histerese da parametriza o 25 4 FA DDPU aane fi di n ANN 7 Limite m ximo Faixa v lida gt Faixa de histerese E AR RE STS ES SS ASS 4 Limite m nimo 0 In cio Fim In cio Fim Figura 4 12 Faixas de opera o de disparos por viola o de valor m nimo e m ximo 25 Caso a grandeza monitorada seja peri dica o SIMEAS R utiliza o valor eficaz do si nal A Figura 4 13 mostra uma grandeza alternada sendo monitorada e o valor eficaz da curva representado pelos ret ngulos hachurados Figura 4 13 Valore de raiz quadrada m dia de uma grandeza peri dica monitorada 25 O oscil grafo inicia a an lise calculando o valor eficaz utilizando apenas o meio ciclo marcado com o n mero 1 e calcula seu valor eficaz representado pelo ret ngulo n mero 1 Ao final do meio ciclo 2 onde ocorreu uma varia o anormal da grandeza o SIMEAS R re Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 70 faz o c lculo agora com a onda completa obtendo o valor eficaz representado pelo ret ngu
58. ar as formas de onda de tens o e corrente das pertur ba es ocorridas em um sistema el trico fornecendo dados cuja an lise sistem tica permite uma maior compreens o do fen meno que gerou aquele registro Ela pode ser realizada de forma dedicada por oscil grafos denominados RPDs Registradores de Perturba o ou por rel s de prote o multifuncionais que trazem oscilografia como uma fun o extra Os equi pamentos de oscilografia geralmente s o conectados formando uma rede de computadores como mostra a Figura 4 1 Esta rede tem a fun o espec fica de coletar tratar e disponibilizar as informa es para an lise 22 Linha de Transmiss o P PC utilizado na Servidor Central coleta dos registros da Oscilografia a ina WEB ET e Figura 4 1 Estrutura b sica de uma rede de oscilografia 22 Este cap tulo trata do sistema de oscilografia dedicado ao reator 05F4 da SE Fortaleza II da Chesf Discute se sobre a aplica o de oscilografia e sua import ncia no modelo atual do sistema el trico brasileiro Em seguida ser apresentada a evolu o do uso da oscilografia na Chesf e por fim discorre se sobre o oscil grafo Simeas R escolhido para o reator tratado neste trabalho 4 2 SISTEMAS DE OSCILOGRAFIA BREVE HIST RICO Nos anos 50 iniciou se a coleta de registro de falhas em sistemas el tricos de pot ncia atrav s de aparelhos eletromec nicos a tinta e nos anos 70 surgiram os oscil grafos
59. ar do disjuntor Quando o disjuntor n o abre no tempo predefinido e o rel n o recebe esta informa o a fun o falha de disjuntor 50BF atua comandando a abertura dos disjuntores de retaguarda Isso d prioridade ao crit rio do fluxo de corrente que mais con fi vel Cap tulo 3 Sistema de Prote o 47 No caso espec fico de um reator de barra este segundo m todo tamb m empregado pois existe a possibilidade de faltas insipientes ou seja com correntes de curto circuito de magnitudes que n o sensibilizam o sensor do fluxo de corrente Portanto o esquema l gico pode ser atualizado contemplando tamb m o monitoramento dos contatos auxiliares como mostrado na Figura 3 18 Prote o de LT ou do T io Abertura do REATOR Eca OU Disjuntor Abertura de Todos os Disjuntores que Sontato NA tipo a Alimentam a Falta do Disjuntor supervisionado Figura 3 18 Diagrama l gico completo da fun o 50BF 6 3 4 4 PROTE ES DE SOBRECORRENTE 50 50N e 50STUB Caso a ocorr ncia de uma falta coincida com a inoper ncia da prote o principal do reator entra em a o sua prote o de retaguarda que desempenhada pela fun o de sobre corrente instant nea de fase 50 e neutro 50N A conex o do TC da forma mostrada na Fi gura 3 19 permite que o rel receba a leitura das quatro correntes necess rias upm Ta e e Fase A Fase C In IaHbHe Figura 3 19
60. arra linha Inicial Terminal lg pu Spil Bel 0 01938 0 05917 0 05403 0 22304 0 04699 0 19797 0 05811 0 17632 0 05695 0 17388 0 06701 0 17103 0 01335 0 04211 0 00000 0 20912 0 00000 0 55618 0 00000 0 25202 0 09498 0 19890 0 12291 0 25581 0 06615 0 13027 0 00000 0 17615 0 00000 0 11001 0 03181 0 08450 0 12711 0 27038 0 08205 0 19207 0 22092 0 19988 0 17093 0 34802 N DOICOINIODI IU BIWINIM DIDIN UN BIUJEIO U ta ta t N ta Ww o0 to t O 1 2 2 2 3 4 4 4 5 6 6 6 7 7 9 9 t Bs ta ta e w O 0O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 O 0O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 t Bs Tabela 5 2 Dados de Barra do IEEE 14 barras 26 Numero da Vfinal ngulo final Carga Carga Gera o Gera o Barra pu graus MW MVAR MW MVAR 1 SWING 1 060 0 0 0 0 0 0 232 4 16 9 2 PV 1 045 4 98 21 7 12 7 40 0 42 4 3 PV 1 010 12 72 94 2 19 0 0 0 23 4 4 PQ 1 019 10 33 47 8 3 9 0 0 0 0 5 PQ 1 020 8 78 7 6 1 6 0 0 0 0 6 PV 1 070 14 22 11 2 7 5 0 0 12 2 7 PQ 1 062 13 37 0 0 0 0 0 0 0 0 8 PV 1 090 13 36 0 0 0 0 0 0 17 4 9 PQ 1 056 14 94 29 5 16 6 0 0 0 0 10 PQ 1 051 15 10 9 0 5 8 0 0 0 0 11 PQ 1 057 14 79 3 5 1 8 0 0 0 0 12 PQ 1 055 15 07 6 1 1 6 0 0 0 0 Cap tulo 5 Simula es dos Transiente
61. as distribui o dos TCs e a distribui o dos rel s que executam a fun o diferencial de barra A configura o de disjuntor e meio utilizada nas linhas e disjuntor duplo no reator 05E4 pos sibilita a cria o de uma zona de prote o para a barra 05B2 e outra para a 05B1 Cap tulo 3 Sistema de Prote o 45 0581 35v6 4 ug Lo 35ve 5 3508 35034 3573 5 35T3 4 A A 15D3 Defimi5T3 a5v6 350 2 95034 9573 35VT d 3547 5 3502 2 35024 35T2 5 3572 4 Cio 15 D2 15 TZ 9547 3502 2 35021 95T2 35V5 d 35U5 5 3501 2 2501 1 35T1 5 35T1 4 3501 2 F7 799521 F9 755521 H3 755520 799521 Us 6MB5240 2 FE D027 lt UNIDA DE CENTRAL UCC1 UNIDA DE CENTRAL UCCZ Figura 3 16 Distribui o dos TCs e rel s da prote o diferencial de barra de 500 kV da subesta o Fortaleza II 6 3 4 3 PROTE O FALHA DE DISJUNTOR 50BF A prote o falha de disjuntor atua quando o disjuntor n o responde a um comando de trip de uma fun o de prote o Caso o disjuntor da prote o principal n o elimine a falta no devido tempo o rel com fun o falha de disjuntor envia sinal de trip para outro disjuntor eliminar a corrente de curto circuito 18 Para determinar se o disjuntor foi adequadamente aberto a prote o utiliza dois crit rios fluxo de corrente e posi o de contatos auxiliares do disjuntor Cap tulo 3 Sistema de Prote o 46 3 4 3 1 PROTE
62. aveamento do Reator de Barra 84 Ea DAR 115 47 base 2 09pu 5 16 Em seguida faz se uma nova simula o programando o disjuntor para fechar em t 0 02083s que um dos instantes de m ximo da tens o Segundo a equa o 5 13 isto deve anular a componente transiente pois 7 0 e O 90 As Figuras 5 9 e 5 10 mostram a tens o no reator e a corrente de energiza o respectivamente Main Graphs m vrestor Ee a 420 00 Tens o no Reator k 420 00 TPL TETE R T aL 0 000 0 025 0 050 0 075 0 100 0 125 0 150 0 175 0 200 4 bo Figura 5 9 Tens o no reator Main Graphs m reator 0 00 0 50 En Sema eeN essas eea a ca o a er poa n 0 000 0 025 0 050 0 075 0 100 0 125 0 150 0175 0 200 Figura 5 10 Corrente de inrush quando o fechamento do disjuntor ocorre no instante de tens o m xima A Figura 5 10 mostra que n o h componente transit ria na energiza o Logo a si mula o confere com a equa o 5 11 validando o desenvolvimento matem tico Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 85 5 5 1 SIMULA ES DE ENERGIZA O DO REATOR NO SISTEMA TESTE IEEE 14 BARRAS A figura 5 9 mostra o sistema IEEE 14 barras montado no PSCAD Figura 5 11 Sistema IEEE 14 barras montado no PSCAD Montado o sistema este foi simulado para que fossem comparados os m dulos das tens es nas barras obtidos no PSCAD com o
63. bmetida a um teste de veda o Neste teste o isolador preenchido com leo e submetido a uma press o de 1 8 bar por 12 horas n o devendo apre sentar vazamento 11 Tamb m s o feitos teste de rigidez diel trica fator de pot ncia sobrecarga e varia o de temperatura todos de acordo com a norma IEC 60137 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 18 2 5 2 BUCHA DE NEUTRO Na Figura 2 20 apresentada bucha de neutro que possui as mesmas caracter sticas da bucha de alta tens o porcelana marrom papel impregnado de leo com um orif cio central por onde passa o condutor a ser ligado malha de aterramento da subesta o 11 Figura 2 20 Bucha de Neutro 11 2 5 3 RADIADORES O reator possui 16 radiadores instalados nas laterais para aumentar a superf cie de contato com o ar facilitando o resfriamento do equipamento O sistema de refrigera o utili zado o ONAN leo Natural Ar Natural 11 ou seja a dissipa o de calor depende uni camente leo que circula por convec o e n o h ventila o for ada Os radiadores est o liga dos ao tanque principal do reator preenchido com leo atrav s tubula es com v lvulas loca lizadas uma no topo do equipamento e outra na parte inferior Na Figura 2 21 mostrada a foto dos radiadores do reator Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 19 Figura 2 21 Radiadores do reator 05E4 11
64. cont nuo melhoramento da rede o ONS tamb m coordena o PAR Plano de Amplia es e Refor os que refletindo a vi s o do Operador Nacional do Sistema El trico registra as a es identificadas como necess rias para garantir que a opera o futura do SIN ocorra de acordo com os padr es de desempe nho estabelecidos nos Procedimentos de Rede O ONS baseado nas informa es recolhida das empresas elabora e envia anualmente ao MME Minist rio de Minas e Energia o plano de expans o do sistema el trico e a partir de ent o s o feitos estudos de viabilidade e crono grama da expans o 2 Dentre as v rias atribui es do Operador Nacional do Sistema est o controle da tens o nas barras do SIN Este realizado pelos operadores em tempo real a partir de informa es oriundas da medi o operacional existente nas instala es do sistema el trico Obtidos os va lores de tens o na barra em kV pot ncias reativas em Mvar topologia e condi es de carga os operadores atuam na rede com o objetivo de evitar que as tens es nos barramentos ultra passem os valores limites requeridos no subm dulo 2 8 dos procedimentos de rede Na Tabe la 1 1 s o apresentados para cada n vel de tens o do sistema a faixa de varia o de tens o estabelecida pelo M dulo 8 do PRODIST Procedimentos de Distribui o de Energia El trica no Sistema El trico Nacional para as condi es consideradas adequada prec ria e cr tica Cap tu
65. d ria Primary current Secondary current N Figura 3 13 Corrente prim ria e secund ria de um TC submetido a uma falta 18 As reas hachuradas na figura 3 13 indicam por es da corrente onde h satura o o que implica na exist ncia de correntes diferenciais e satura o mostradas na Figura 3 14 em bora a falta n o esteja na zona protegida Figura 3 14 Corrente diferencial e de estabiliza o para faltas fora da zona protegida e com TC saturado 18 Cap tulo 3 Sistema de Prote o 44 As reas destacadas na Figura 3 14 mostram os instantes onde a corrente diferencial supera o produto k vezes Is disparando o trip da prote o diferencial e assegurando que o bar ramento ser protegido caso a prote o mais pr xima da falta n o atue a tempo O segundo caso a ser observado um curto com satura o do TC dentro da zona prote gida A Figura 3 15 mostra a corrente diferencial e de estabiliza o para este caso Embora as formas de onda sejam diferentes um comportamento semelhando observado O pr prio erro de leitura causado pela satura o gera elevadas correntes diferenciais que podem vir a dispa rar a prote o As reas de trip s o mostradas nas se es hachuradas da Figura 3 15 Figura 3 15 Corrente diferencial e de estabiliza o para faltas na zona protegida e com TC saturado 18 A Figura 3 16 mostra o barramento de 500 kV da subesta o Fortaleza II destacando
66. de corrente e o desequil brio nas correntes que podem fazer com que a prote o atue Para ajust lo deve se entrar com os valores de BASE POINT 1 que o ponto no eixo das abscissas tocada por um prolongamento d o segmento b e a inclina o do segmento dado pelo par metro SLOPE 1 A inclina o deste trecho foi ajustada para 0 2 e o BASE POINT 1 para 1 Para correntes eleva das que levam satura o os transformadores de corrente a prote o oferece o segmento de reta c que adjacente rea de estabiliza o adicional O ajuste deste trecho feito de forma an loga a que foi feita para o segmento b Ajustou se o par metro SLOPE 2 para 0 25 e o BA SE POINT 2 para 2 5 Por ltimo o par metro I DIFF gt gt foi ajustado para 10 Correntes dife Cap tulo 3 Sistema de Prote o 40 renciais acima desta regi o provocam trip instant neo independente do valor da corrente de estabiliza o Em transformadores e reatores shunt a caracter stica de trip tamb m pode estar condi cionada a uma an lise do conte do harm nico da corrente de energiza o A corrente de inrush de um reator possui um consider vel conte do de segundo harm nico que est prati camente ausente numa corrente de curto circuito Para evitar que a prote o atue durante a energiza o o rel pode ser configurado para bloquear o trip caso o segundo harm nico ul trapasse um limite ajust vel Al m do segundo harm nico a mesma l
67. do em vermelho as linhas e as subesta es citadas viie vennuy wis CARLOS JEREISSATI 4x55MIW AXI4TMVA X 2x140MVA SOBRAL III 1x50 5Mvar FORTALEZA a E 69kV 4x1 OOMVA 4x100MV x FI 1x200MVA Ze 69kV 69kV 2x16 7MVA QIUIXAD 2x100MVA uw Figura 1 1 Linhas de transmiss o do sistema Chesf 5 Cap tulo 1 Introdu o Os reatores das linhas desta subesta o Fortaleza II est o conectados da linha para a ter ra estando portanto submetidos a uma tens o de fase de 288 7 kV e t m a fun o de absorver o reativo capacitivo da linha evitando o efeito Ferranti que a eleva o da tens o no lado receptor da linha em momentos de carga leve conforme mostrado no gr fico da Figura 1 2 onde Er e Et representam o m dulo da tens o no extremo receptor e transmissor da linha res pectivamente 3 1 25 1 20 o 1 15 q w 1 10 1 05 1 00 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Comprimento da linha de transmiss o em Km Figura 1 2 Eleva o de tens o por efeito Ferranti 4 Em 2010 atendendo ao PAR do ONS foi instalado um banco de reatores monof sicos de 60 Mvar na barra de 500 kV da subesta o Fortaleza II c digo operacional FZD Na Figu ra 1 3 mostrada uma parte do diagrama unifilar do setor de 500 kV de FZD no qual pode ser observado o reator de linha c digo operacional 05E3 conectado linha 05V6 que interliga FZD subesta o Sobral III c
68. e disjuntor Palavras Chave Regula o de Tens o Reator Shunt Prote o de Sistemas El tricos Oscilografia viii Fernandes J nior J C Commissioning of a 500kV busbar Shunt Reactor in Chesf s Fortaleza II Substation Universidade Federal do Cear UFC 2010 99p This work aims to present the main features and the commissioning of a shunt reactor installed in the 500 kV busbar of the Chesf s Fortaleza II substation The shunt reactor was implanted to regulate the bus voltage at this substation which rises during light load due to the capacitive effect of the transmission lines The protection system of this substation has a distributed architecture using numerical relays and for the new shunt reactor installed the busbar and reactor differential protections are the main protections of the equipment and for backup protection the functions instantaneous overcurrent of phase neutral and STUB are used The record of fault currents is done by a digital disturbance recorder connected to a Wide Area Network which allows quick access to the oscillograph s records from Chesf s Intranet Throught simulations of switching transients it was verified that there are ideal moments for the reactor to be energized and de energizes justifying the use of a breaker synchronizer Keywords Voltage Regulation Shunt Reactor Power Systems Protection Oscillography IX SUM RIO EISTADE FIGURAS eds abra a as ao do Ta ed os
69. e DC representa o sistema de servi os auxiliares de corrente cont nua da subesta o A linha trace jada interligando o rel ao disjuntor representa o circuito de comando respons vel pelo envio do sinal de trip do rel para abertura do disjuntor Cap tulo 3 Sistema de Prote o 29 TC Disjuntor Bateria Figura 3 1 Diagrama de blocos de um sistema de prote o 16 Os equipamentos de um sistema de prote o devem atender aos seguintes requisitos que garantem sua opera o satisfat ria 16 Confiabilidade Garantia de atua o da prote o quando solicitado diferenciando condi es de falta e de opera o normal Seletividade Maximizar a continuidade do servi o desconectando o m nimo poss vel de circuitos para evitar que a falta se alastre afetando outros trechos do sistema Velocidade de opera o Minimizar o tempo de atua o da prote o reduzindo a ex posi o do SEP s faltas aumentando a vida til dos equipamentos Simplicidade A utiliza o de um sistema de prote o o mais simples poss vel sem claro comprometer a qualidade facilita interven es e torna sua atua o mais facil mente compreendida Economia M xima prote o com o menor custo Com o aumento da complexidade e dimens es do SEP os rel s de prote o precisaram evoluir para continuar atuando de acordo com as premissas citadas Os primeiros rel s tinham atua o eletromec nica ou sej
70. ecador de ar 8 e respectiva tubula o externa 77 e indicador magn tico de n vel 9 s o fornecidos em separado para montagem ap s recebimento 11 Figura 2 23 Vista frontal e lateral do conservador de leo isolante 11 A etapa do comissionamento referente montagem do conservador de leo inicia com uma inspe o interna para verificar se n o houve entrada de umidade no equipamento Se abrindo a v lvula 5 for verificada a expuls o de g s pressurizado conclui se que n o houve entrada de ar e umidade no recipiente Em seguida o indicador magn tico de n vel 9 mon tado no respectivo flange o tanque montado na estrutura de apoio i ado pelos olhais de suspens o 11 e s o fixados os suportes 2 sobre a estrutura no topo do reator 11 Para finalizar a montagem o reator preenchido com leo abrindo as v lvulas na tu bula o 3 at a marca de 25 C no indicador de n vel 9 e desaerado o rel detector de g s 12 11 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 21 2 5 5 SECADOR DE AR SILICA GEL Para compensar a varia o do volume de leo do conservador h necessidade de utili zar o elemento respirador da Figura 2 24 Figura 2 24 Secador de Ar 11 O secador cont m gr nulos de s lica gel que absorve umidade do ambiente Como a s lica gel incolor esta impregnada com cloreto de cobalto azul que na presen a de umida de muda su
71. em a finalidade de apresentar o sistema de prote o projetado para o rea tor de barra 05F4 a fim de garantir sua opera o atendendo os princ pios de seletividade co ordena o velocidade sensibilidade confiabilidade e custo O cap tulo tem in cio mostrando sucintamente a evolu o e o estado da arte dos rel s de prote o e em seguida dado o deta lhamento das prote es intr nsecas do reator e das prote es externas implementadas por meio de rel s microprocessados 3 2 ESTADO DA ARTE E EVOLU O DOS REL S DE PROTE O Os sistemas de prote o conectados ao SEP s o formados por um conjunto de dispositi vos com a finalidade de identificar faltas e interromper circuitos nos quais a opera o seja comprometida por faltas ou defeitos nos no sistema el trico ou nos equipamentos Os rel s de prote o s o equipamentos que recebem os sinais anal gicos das grandezas el tricas fornecidas pelos transformadores de instrumentos TCs e TPs e s o respons veis pela tomada de decis o e envio de comando de abertura aos equipamentos de disjun o trip garantindo opera o segura do sistema el trico Dessa forma um esquema simplificado de um esquema de prote o de um elemento do sistema el trico mostrado na Figura 3 1 O referido diagrama ilustra um gerador transformadores de corrente e potencial fornecendo tens o e cor rente para o rel de prote o o qual est alimentado atrav s de uma fonte DC A font
72. enta indispens vel gest o eficiente de um sistema el trico o que justifica a implanta o de oscil grafos nas subesta es dessas empresas Esses RDPs fornecem s empresas dados sobre as faltas ocorridas permitindo que elas sejam anali sadas e sejam feitos estudos para evitar sua repeti o No caso espec fico de um reator de barra a resolu o 270 o enquadra como uma FT do tipo MG M dulo Geral A interrup o desse tipo de FT causa desconto relativo PV a penas se seu desligamento afetar outras fun es de transmiss o na mesma subesta o Uma vez que o reator 05E4 est sendo inserido num barramento contendo tr s linhas de transmis s o de 500 kV bastante razo vel que este equipamento tenha al m de um sistema de prote o um registrador de faltas 4 4 A REDE DE OSCILOGRAFIA DA CHESF Os primeiros oscil grafos utilizados pela Chesf eram dispositivos eletromec nicos que imprimiam as formas de onda num papel especial O modelo mais utilizado at ent o era o S41 da Thompson Essa tecnologia foi superada pelos oscil grafos MD444 da Hathaway que utilizavam papel fotossens vel dentro de uma c mara hermeticamente fechada onde os regis tros eram gravados por sinais luminosos e revelados num processo semelhante ao utilizado na fotografia convencional 22 Esses equipamentos apresentavam como principais desvanta gens e Coleta de dados local e necessidade de envio por fax ou transporte para os centros de an
73. ente s o instalados em sistemas el tricos de alta mais especificamente sistema com linhas m dias e longas Na Figura 2 10 apresentado o modelo pi nominal de uma linha de transmiss o zo Figura 2 10 Circuito Pi de uma Linha de Transmiss o 10 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 11 Conforme apresentado na Figura 2 11 as linhas de transmiss o possuem capacit ncias que normalmente causam eleva o nos seus terminais principalmente no momento de carga leve O controle da tens o neste caso pode ser realizado atrav s um sistema de controle res pons vel pela entrada e sa da de reatores shunt instalados nos barramentos de acordo com a necessidade Conforme pode ser observado no gr fico da Figura 2 10 a carga do sistema varia ao logo do dia devendo os reatores serem ligados no momento de carga leve 65000 60000 55000 E 50000 45000 40000 35000 Figura 2 11 Curva de carga no Brasil em dia til 4 Para aplica o de reatores shunt faz se necess rio o estudo de fluxo de carga ou fluxo de pot ncia Na Figura 2 12 mostrada a representa o do fluxo de pot ncia em um sistema el trico gen rico no qual s o ilustradas duas barras i e j as tens es Vi e Vj nos barramentos a imped ncia Z da linha de transmiss o a corrente I e os dois fluxos de pot ncia Sij e Sji Barrai hj Barra Figura 2 12 Sistema el trico gen rico de duas barras 10 A corrente I na li
74. entes de estabiliza o e diferencial de forma semelhante ao feito pela prote o Cap tulo 3 Sistema de Prote o 41 diferencial de reator O corrente diferencial tem a fun o de gerar o efeito de trip e dada pe la equa o 3 9 abaixo 18 Lag LADA 3 9 A corrente de estabiliza o se op e ao trip pois quanto maior seu valor maior deve ser a corrente diferencial suficiente para que haja atua o da prote o Seu valor dado pela equa o 3 10 LANDIA AL 3 10 Ap s plotar os valores da corrente de estabiliza o Is ao longo do tempo o software do rel suaviza a onda encontrada utilizando uma fun o exponencial com uma constante de tempo de 64 ms gerando uma onda Is mod que utilizada para definir a caracter stica de trip da fun o diferencial de barra 19 A Figura 3 11 mostra um exemplo de gera o do sinal Zs mod 8 function with time constant s mod f 7 64 ms Figura 3 11 Forma o da corrente de estabiliza o 18 A Figura 3 12 mostra caracter stica de atua o da prote o diferencial de barra O eixo das abscissas mostra os valores da corrente de estabiliza o suavizado e o eixo das ordenadas exibe o m dulo da soma vetorial de todas as correntes que chegam ao barramento Differential Fault Characteristic iai k 0 80 E E Tripping zone E Ed ra a 5 Stabilizing zone k 0 10 l gt Normal load line Id gt superv 0 Stabili
75. entra no rel e o n vel de leo diminui at que s o fechados os contatos da b ia b1 ativando apenas um alarme 14 Figura 2 29 Opera o do primeiro est gio do rel de g s 14 J a atua o do segundo est gio mostrado na Figura 2 30 ocorre quando h forma o de g s em grandes quantidades comum quando ocorre curto circuito interno ou vazamento de leo Nesse caso feito o desligamento do reator representado pela abertura dispositivo eletromec nico associado b ia b2 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 25 Figura 2 30 Opera o do segundo est gio do rel de g s 14 2 5 9 MONITOR DE TEMPERATURA DE LEO E ENROLAMENTO O monitoramento das temperaturas do leo e do enrolamento do reator realizada a trav s do monitor de temperatura TM1 do fabricante Tree Tech mostrado na Figura 2 31 10 saiam 0000 Figura 2 31 Monitor de temperatura do leo e enrolamento TM1 da Tree Tech 15 Fd A temperatura do leo medida utilizando um sensor PT100 mostrado na Figura 2 32 cuja resist ncia varia de forma aproximadamente linear de acordo com a temperatura O TM recebe este valor de resist ncia e utilizando seu transdutor incorporado faz e medida e exibe o valor no display superior 15 Figura 2 32 Sensor de temperatura PT100 e sua curva caracter stica 15 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra
76. entrada sua pot ncia tens o nominal e tipo de o T liga o 1 0 1 0 MVAR 1 0 MVAR Figura 5 3 Fontes e cargas trif sicas do PSCAD 27 O PSCAD oferece transformadores trif sicos obtidos a partir de unidades monof sicas e tamb m o modelo UMEC Unified Magnetic Equivalent Circuit que indicado no manual do PSCAD como mais preciso para fen menos transit rios pois leva em considera o a constitui o do n cleo trif sico que pode ter tr s ou cinco colunas 27 A Figura 5 4 mostra a representa o de um transformador UMEC no PSCAD 100 0 MVA 230 0 kv 500 O k 1 2 T A Figura 5 4 Transformador UMEC no PSCAD 27 Finalmente modela se o reator Cada unidade monof sica do 05E4 tem uma pot ncia nominal de 60 Mvar e tens o nominal 550 J3 kV Assim sua indut ncia pode ser calculada pela equa o 5 1 abaixo Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 79 ELS 60 10 AEL X 27 60 L T gt L 4 46H 6 1 A resist ncia dos enrolamentos rigidez diel trica e a capacit ncia paralela do reator foram aferidas nos ensaios de f brica e os resultados est o dispon veis no manual do reator 11 Os resultados obtidos foram 2 46 Q para resist ncia do enrolamento 3 852 nF para ca pacit ncia paralela e 13 5 MQ para rigidez diel trica Assim o reator foi modelado como o circuito que apresentado na Figura 5 5 4u TSE Luyo
77. eq ncia A caixa Statistics fault writers informa que n o houve registro de oscilografia disparada por pot ncia mas existe um registro de tens o e corrente datado de 13 08 2010 s 08 10 24 i Manual operation with FZD RE 05E4 Hane a poca Control mode D8 rit E Current voltage 13 08 2010 7 08 10 24 Power frequency S Mean values Messages 03 07 2010 Z 11 16 35 Log file 13 08 2010 7 16 33 01 Update Figura 4 17 Sele o do tipo de oscilografia desejada 6 A pr xima tela mostrada na Figura 4 18 mostra a lista de registros dispon veis Foi selecionado o registro 161 iniciado pela altera o de estado da entrada bin ria associada ao disjuntor 14E4 do reator Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 73 Manual operation W I fault recorder with FZD RE OSE4 Events Device Settings Help Entries 166 No Date Time Cause DAU name Channel legend Short legend Bytes DAU allo E 01 48 15 214 15E4 ABERTO 1 2 162 08 08 2010 01 59 41 084 BDAU 1 15D4 ABERTO D5E4 114688 1 2 163 09082010 08 07 19 557 Binayon BDAU 1 15E4 ABERTO 05E4 65536 1 2 164 0908 2010 10 51 00 021 Hand 8192 1 2 165 11082010 15 0948 947 Hand 16384 1 2 166 13 08 2010 08 10 24 511 Binayon BDAU 1 15E4 ABERTO D5E4 65536 1 2 Settings Print contents list Figura 4 18 Sele o da oscilografia desejada 6 Neste momento o usu rio pode clicar no bot o Transfer para salva
78. esistor de en trada uma das quatro faixas de opera o mostradas na Tabela 4 1 ajustada na entrada bin ria Tabela 4 1 Faixas de tens o das entradas bin rias 25 N vel cont nuo m Tens o de entrada N vel Baixo N vel Alto Resistor s rie ximo sem falhas 24V 12 V 18 V 110 V 7k5 0 6 W 48 a 60 V 24 V 36 V 220 V 15k 1 W 110 A 125 V 48 V 75V 220 V 33k 0 6 W 220 V 96 V 165 V 300 V 75k 0 6 W 4 5 3 AMOSTRAGEM E CONVERS O ANAL GICA DIGITAL As grandezas anal gicas medidas s o amostradas e convertidos em valores digitais com resolu o de 16 bits ou seja 65536 valores poss veis e s o feitas 256 medi es por ciclo Ao inv s de armazenar todos os valores amostrados na mem ria o oscil grafo realiza uma FFT Transformada r pida de Fourier que associa frequ ncia fundamental e a cada harm nica significativa um n mero para a parte real e outro para a parte imagin ria Harm nica sig nificativa aquela cuja amplitude tem no m nimo um mil simo do valor eficaz da fundamen tal O resultado da FFT salvo na mem ria o que representa uma utiliza o mais eficiente da mem ria do equipamento e velocidade de transmiss o dos dados 25 A Figura 4 11 mostra a rela o entre o n mero de harm nicas utilizadas e a redu o percentual de dados obtida A partir da 63 harm nica a compress o interrompida e o volu me de dados obtidos ap s a FFT maior que o volume de dad
79. estionamentos a respeito do sistema de prote o da Chesf A todas as pessoas que por motivo de esquecimento n o foram citadas anteriormente deixo neste espa o minhas sinceras desculpas vil Fernandes J nior J C Comissionamento de Reator de Barra de 500 KV na Subesta o Fortaleza II da Chesf Universidade Federal do Cear UFC 2010 99p Esta monografia tem como objetivo apresentar as principais caracter sticas e O comissionamento do reator instalado no barramento de 500 kV da subesta o de Fortaleza II da Chesf O reator em deriva o foi implantado para regular a tens o no barramento desta subesta o que se eleva durante a carga leve devido ao efeito capacitivo das linhas de transmiss o O sistema de prote o desta subesta o tem uma arquitetura distribu da utilizando rel s num ricos e para o novo reator shunt instalado a fun o diferencial de barra e de reator s o as prote es principais do equipamento e para prote o de retaguarda utilizam se as fun es de sobrecorrente instant nea de fase neutro e STUB O registro das correntes de falta feito por um registrador digital de perturba o conectado a uma rede WAN o que permite acesso r pido s oscilografias atrav s da Intranet da Chesf Atrav s das simula es dos transientes de chaveamento foi poss vel verificar que h instantes ideais para que o reator seja energizado e desenergizado justificando a utiliza o de um sincronizador d
80. gica pode ser progra mada utilizando o terceiro ou quinto harm nico que s o comuns quando ocorre sobreexcita o do reator A fun o de restri o do trip por conte do harm nico foi desabilitada no co missionamento do 05E4 pois este conta com um sincronizador de disjuntores cuja fun o aperfei oar a manobra de energiza o do reator de forma a chave lo num instante que pro voque uma corrente de inrush contendo apenas a componente de estado estacion rio Este t pico ser abordado mais detalhadamente no cap tulo 5 no qual se discorre a respeito da ener giza o e desenergiza o do reator Quando h atua o da fun o 87R os dois disjuntores que energizam o reator s o a bertos e bloqueados O reator considerado impedido ou seja impossibilitado de ser energi zado ou operado at que seja avaliada a real causa do trip 3 4 2 PROTE O DIFERENCIAL DE BARRA 87B A prote o diferencial de barra tem a finalidade de detectar e proteger o sistema de falhas que possam ocorrer no barramento da subesta o Seu princ pio de funcionamento baseado na lei de Kirchhoff das correntes que estabelece o somat rio nulo para as correntes num n de qualquer circuito el trico 19 A Figura 3 10 mostra um barramento gen rico con tendo n alimentadores Figura 3 10 Barramento com n alimentadores 18 Considerando todas as correntes como positivas em dire o ao barramento s o calcu ladas as corr
81. i a 8 Pa 4 Ed 7 K 5 gt D 5 A Pa Bloqueio 4 4 5 pes 3 Pd Ed Estabiliza o adicional a B sa a RR q Fincipio de Satura o lEstab A1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 INOb Figura 3 8 Caracter stica de trip da prote o diferencial 17 Durante uma falta externa os valores Lg e Ista mudam fazendo com que o ponto de opera o percorra os pontos A B e C na Figura 3 10 Imediatamente antes da falta os valores iniciais de Lug e Ismb posicionam a opera o do elemento protegido no ponto A A crescente corrente de falta faz com que o ponto de opera o se desloque para B conforme calculado no caso 1 Em seguida a corrente de falta satura os transformadores de corrente produzindo um valor Ia que leva o ponto de opera o at C situado na regi o de trip da prote o diferencial O ponto B est situado numa regi o da caracter stica de trip denominada regi o de estabiliza o adicional A passagem do ponto de opera o por esta regi o informa ao rel que a falha externa e bloqueia a opera o a opera o rel por um tempo program vel dando chance prote o mais pr xima da falta externa atuar eliminando a falta sem que o elemento protegi do pela prote o diferencial seja desenergizado Esse bloqueio cancelado assim que o ponto de opera o fique estacion rio na regi o de trip por pelo menos um ciclo O limite entre as reas de bloqueio e trip formado por quatr
82. io do en simo harm nico de tens o Len Coeficiente real do en simo harm nico de corrente Iim n Coeficiente imagin rio do en simo harm nico de corrente Utilizando as mesmas vari veis da equa o 4 3 chega se equa o 4 4 para calcular a pot ncia reativa 16 P o CLS O a 4 4 n 1 A pot ncia aparente calculada pelo produto dos valores eficazes de tens o e corrente mostrado na equa o 4 5 SEDA 4 5 rms rms O fator de pot ncia calculado pela equa o 4 6 utilizando os valores das equa es 4 4 e4 5 P FP cos x 4 6 Onde 1 ngulo de defasagem da tens o e da corrente O oscil grafo tamb m calcula o valor dos fasores do sistema de sequ ncia negativa das tens es de linha terra utilizando as equa o 4 7 4 8 e 4 9 Ui VA B 4 7 Os valores A e B s o respectivamente as partes real e imagin ria da componente de sequ ncia negativa obtidas utilizando as equa es de Fortescue 6 para an lise de sistemas trif sicos desequilibradas cujo desenvolvimento toma como base as equa es 4 8 e 4 9 A V V cos g 120 V cos g 120 3 4 8 B V sen y 120 V sen g 120 3 4 9 Onde Van M dulo da tens o da fase a em rela o terra refer ncia angular do sistema Von M dulo da tens o da fase b em rela o terra Ven M dulo da tens o da fase c em rela o terra Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 68 Ph
83. ir cuito de retorno magn tico 7 Nas Figuras 2 1 e 2 2 s o ilustrados os dois tipos de reatores Enrolamento Circuito Magn tico sem Circuito Magn tico com entreferro central entreferro central Figura 2 1 Reatores shunt monof sicos sem e com n cleo de a o e entreferro 77 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra N cleo sem circuito N cleo com circuito de retorno magn tico de retorno magn tico Enrolamentos Figura 2 2 Reatores shunt trif sicos com e sem circuito de retorno magn tico 77 Dependendo da necessidade e da configura o do sistema os reatores podem ser conec tados em uma das tr s posi es mostradas na Figura 2 3 conectado diretamente ao barramen to Pos 1 conectado nos terminais das linhas de transmiss o Pos 2 ou conectado no terci rio de um transformador de pot ncia Pos 3 8 Pos 3 Figura 2 3 Posi es de conex o de reatores shunt 8 O equipamento pode ser conectado em delta ou em estrela sendo a liga o em estrela a configura o mais comum pois neste caso os enrolamentos ficam submetidos s tens es de fase requerendo menor isola o e consequentemente menor custo do equipamento Na liga o em estrela o aterramento do centro da estrela pode ser feito atrav s um quarto reator con forme mostrado na Figura 2 4 8 X NEUTRAL Figura 2 4 Reatores conectados em delta e estrela aterrado por um quarto
84. lema para detec o de falha explicado na op o 2 Esta ltima op o foi adotada no comissionamento do 05E4 devi do simplicidade e utiliza o de apenas um sensor por fase O primeiro grau de alarme do TM1 ocorre quando a temperatura o leo atinge 85 C Neste caso feita inspe o do reator a cada 30 minutos para verificar se os valores nos indi cadores de temperatura de temperatura est o de acordo com o ajuste dos sensores de tempera tura Caso a eleva o de temperatura n o se detenha e atinja valores maiores ou iguais a 100 C por mais de 20 minutos o reator desligado 3 4 6 PROTE O DE TEMPERATURA DO ENROLAMENTO 49 Na Figura 3 24 mostrado o diagrama das liga es do TM1 O transformador de cor rente TC1 instalado na bucha do equipamento fornece a leitura da corrente no reator ao TM1 Essa leitura utilizada para calcular a temperatura do enrolamento que aumenta de a cordo com a corrente no reator Cap tulo 3 Sistema de Prote o 51 DETETOR DE TEMPERATURA DO LEO 14 TM1 MONITOR DE TEMPERATURA ht AZ AS M 8 19 20 21 1 ISA A MS 1 38 a 285 Vca Vcc SINAL FALTA DE LEO ENROLI essas DESL ALIMENT mA e M ca P es rer e EST MRE best Figura 3 24 Conex es do sensor de temperatura do leo e TC de bucha do TM1 ao reator 6 Este medidor gera um alarme de temperatura em primeiro est gio quando a temperatu ra do enrolamento ultrapassar 95 C e s o to
85. lled esa 54 CAP TULO 4 SISTEMA DE OSCILOGRAFIA a ua ai A dO a A PRA A renenre n 55 41 CONSIDERA ES INICIAIS os npreninainn aU Ga 55 42 SISTEMAS DE OSCILOGRAFIA BREVE HIST RICO 55 4 3 MOTIVA O PARA O USO DE OSCILOGRAFIA NO SEB PARCELA VARTA VE arco E e E e E dote ias As tapa apodrecer 56 Sum rio xi 4 4 A REDE DE OSCILOGRAFIA DA CHESF 57 4 5 OSCIL GRAFO DO REATOR 05E4 ieeemememeemeeereeeree meneame 60 4 5 1 ESTRUTURA B SICA DO SIMEAS R eeeees 61 4 5 2 UNIDADES DE AQUISI O E CONDICIONAMENTO DO SINAL 63 4 5 3 AMOSTRAGEM E CONVERS O ANAL GICA DIGITAL 65 4 5 4 C LCULO DAS QUANTIDADES DERIVADAS emememees 66 ASS DISPAROS ma e a A ia 69 6 OSOFIMAREOSCOR asus namo da E A a a 71 4 7 CONSIDERA ES FINAIS ssssssssssiesssssesisssstesessstisrssssriresssssrisrsssrirrnssrinrsen 74 CAP TULO 5 SIMULA ES DE CHAVEAMENTO DO REATOR DE BARRA as 75 5S1 CONSIDERA ES INICIAIS onenei i a i 75 5 2 O SISTEMA TESTE IEFE 14 BARRAS usura tetas oras adia La 75 53 O SIMULADOR PSCAD ssssssssssissssssssirisssstssrssssrerressrirtesssrirtnnssrortasssrerrasssrerresss 77 mod MODELOS UTILIZADOS sara ni oi e a n 77 5 4 RESPOSTA COMPLETA PARA A CORRENTE DE ENERGIZA O 79 5 5 SIMULA ES DO TRANSIENTE DE ENERGIZA O seere 82 5 5 1 SIMULA ES DE ENERGIZA O DO REATOR NO SISTEMA IEEE 14 BARRAS asia a E are o aa a EE o RAD a 85 5 6
86. lo 2 Observando os ret ngulos 1 e 2 percebe se que houve uma redu o do valor eficaz calcu lado Se esta redu o ultrapassar o limite parametrizado em 2 t m in cio o registro da forma de onda Apesar de o disparo ocorrer ap s a perturba o esta ser registrada pois o oscil gra fo disp e de um hist rico pr evento Outra situa o poss vel o disparo do SIMEAS R para varia es abruptas da grandeza medida Embora existam limites m ximos e m nimos parametrizados espera se que o valor eficaz do sinal mantenha se est vel ao longo do tempo e por isso o disparo em caso de varia o brusca ocorre mesmo que os limites n o sejam ultrapassados Para as medi es de freqii ncia e pot ncia utiliza se um crit rio de disparo baseado no gradiente AM At da grandeza Na Figura 4 14 mostrada uma altera o da fregii ncia do sistema no tempo Figura 4 14 Altera o de frequ ncia do sistema 25 Uma diferen a AM no valor m dio da fregii ncia ao longo de um tempo At fornece o gradiente da varia o mostrado na Figura 4 14 pela linha pontilhada As quantidades tm e At podem ser parametrizadas ajustando a gradiente m ximo permitido A Equa o 4 11 calcula o grau de desequil brio do sistema Tamb m parametrizado um grau de desequil brio a partir do qual ocorre o disparo O oscil grafo tem uma entrada de tens o para disparo externo que registra os dados do sistema enquanto por no m ximo de 1
87. lo 1 Introdu o Tabela 1 1 Classifica o da tens o de atendimento a partir da tens o de leitura 3 Classifica o da tens o de atendimento TA a partir da tens o de leitura TL em pu de TC para diferentes valores de tens o nominal TN 0 93 TC lt TL lt 0 95 TC TL lt 0 93 TC 0 95 TC lt TL lt 1 05 TC ou Ou 1 05 TC lt TL lt 1 07 TC TLs 1 07 TC Tens o Nominal TN do Ponto de Medi o kV 0 90 TC lt TL lt 0 95 TC TL lt 0 90 TC 69 lt TN lt 230 0 95 TC lt TL lt 1 05 TC ou ou 1 05 TC lt TL lt 1 07 TC TL gt 1 07 TC TL lt 0 90 TC ou TL gt 1 05 TC 1 lt TN lt 69 0 93 TC lt TL lt 1 05 TC 0 90 TC lt TL lt 0 93 TC O controle do m dulo da tens o nas barras do SEP pode ser feito mediante o ajuste da excita o das unidades geradoras mudan a dos tapes dos transformadores instala o de ban cos de capacitores ou reatores Reatores s o aplicados para absorver pot ncia reativa capaciti va das linhas reduzindo o m dulo da tens o nos barramentos nos momentos de carga leve quando comum sua eleva o 4 Na subesta o de Fortaleza II da CHESF Companhia Hidroel trica do S o Francisco existem tr s reatores monof sicos em cada uma das tr s linhas de transmiss o de 500 kV sendo que duas das linhas s o interligadas subesta o Sobral III e a outra subesta o Qui xad Na Figura 1 1 mostrada uma parte do sistema Chesf conten
88. los matem ticos dos componentes de um sistema el trico poss vel prever com uma margem de erro aceit vel seu comportamento em dada situa o projetar sua expans o e conting ncias Em linhas gerais os programas e modelos utilizados para simular a opera o de um sistema el trico t m duas aplica es analise em estado per manente ou estudo do seu comportamento transit rio Neste cap tulo s o apresentados resultados de simula es realizadas a partir de uma vers o Trial do programa PSCAD para simular o transiente eletromagn tico verificado no reator de barra 05E4 quando este inserido e retirado de um barramento de 500 kV Tamb m ser verificado o impacto deste chaveamento na tens o da barra utilizando uma vers o adap tada do sistema teste IEEE 14 barras 5 2 O SISTEMA TESTE IEEE 14 BARRAS O sistema teste IEEE 14 barras visto na figura 5 1 representa uma por o da rede de transmiss o americana em 1962 THREE WINDING TRANSFORMER EQUIVALENT 9 6 cenEraTORS E syncnronous CONDENSERS Figura 5 1 Sistema teste IEEE 14 barras 26 Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 76 Ele composto por 14 barramentos e cinco m quinas sendo que 3 s o compensadores s ncronos As tabelas 5 1 e 5 2 mostram respectivamente os dados de linha e os dados de Barra do sistema 26 Tabela 5 1 Dados de Linha do IEEE 14 barras 26 N mero da Barra B
89. lta foi parametrizado para 200ms e o registro p s falta foi configu rado para um tempo m nimo de 200ms e m ximo de 2000ms Os dados de oscilografia coletados pelo concentrador da subesta o s o disponibiliza dos reportados para o sistema SIGRO e na intranet da Chesf para acesso pelos usu rios 4 5 1 ESTRUTURA B SICA DO SIMEAS R O Simeas R consiste basicamente de uma CPU Unidade Central de Processamento barramento de comunica o e cinco entradas para placas DAUs Unidades de Aquisi o de Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 62 Dados Na Figura 4 6 apresentado o diagrama de blocos do oscil grafo Simeas R fabrica o Siemens Parte frontal Parte traseira Figura 4 6 Diagrama de blocos do SIMEAS R 25 A CPU com processador de 32 bits o elemento central do equipamento e tem a fun o de controlar a sincroniza o e permitir a parametriza o e consulta de dados de cada DAU via um barramento local O oscil grafo possui um sistema de armazenamento de massa para o sistema opera cional e registro das faltas Durante a parametriza o devem ser definidas pelo usu rio reas na mem ria para o programa mem ria principal e registradores de faltas pot ncia frequ n cia valor m dio e bin rio Desta forma a mem ria pode ser utilizada de acordo com a neces sidade de projeto ou seja se determinada fun o do RDP n o for ser utilizada isso representa um espa o liv
90. lui no resistor que representa a rigidez diel trica do reator devido ao seu pequeno valor quando comparada corrente no ramo indutivo e capacitivo o circuito a ser analisado mos trado na Figura 5 16 du T58 At H 9t p Luyo gpz nn AN a Figura 5 16 Modelo do reator na desenergiza o Aplicando a lei de Kirchhoff das tens es no circuito da Figura 5 16 chega se equa o diferencial mostrada na equa o 5 19 LO Ri idt ve 0 0 5 19 dt Cc Onde Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 90 L Indut ncia do reator R Resist ncia dos condutores que constituem os enrolamentos do reator C Capacit ncia paralela do reator Vc 0 Tens o no capacitor no instante t 0 i Corrente de desenergiza o fluindo no circuito Derivando a equa o 5 19 e reorganizando os termos encontra se a equa o 5 20 Da i Rdi A 0 5 20 dt Ldt LC A Equa o 5 20 uma equa o de segunda ordem de um circuito RLC s rie oscilat rio que pode ter tr s comportamentos criticamente amortecido subamortecido e superamor tecido 19 A determina o do comportamento depende dos par metros x 5 e wo calcula dos pelas equa es 5 21 5 22 e 5 23 R 2 46 a 2758s 2L 24 46 i o 1 1 O 7629 38s 5 22 JLC 4 46 3 852 10 B laj o 7629 39rad s 5 23 Como a lt wo a resposta subamortecida e
91. madas as mesmas provid ncias descritas para o alarme de primeiro grau para eleva o da temperatura do leo O alarme de segundo est gio ativado se a temperatura superar 110 C e ap s 20 minutos o medidor de temperatura envia um sinal de trip para o disjuntor desenergizando o reator 3 4 7 PROTE O DE N VEL DE LEO DO REATOR 71 No Cap tulo 2 foi apresentado o indicador do n vel de leo do reator Quando o rel de n vel de leo quando atua gera um alarme que reportado para sala de comando Na ocorr n cia deste alarme o operador da instala o deve inspecionar o equipamento e se for verificada a exist ncia de um vazamento de leo do reator informar ao CRON e acionar o servi o local de manuten o 3 4 8 REL DE PRESS O E G S BUCHHOLZ No Cap tulo 2 foram dadas informa es a respeito do princ pio de funcionamento de funcionamento do rel de g s Buchholz Trata se de um dispositivo que protege o reator de barra contra defeitos internos tais como curto entre espiras ou entre espiras e o n cleo A atua o do primeiro est gio indica atrav s da IHM a fase em que houve uma lenta forma o de g s devido a uma falha de isolamento O operador da instala o deve inspecionar o equipamento e informar o resultado ao CRON Durante a inspe o s o procuradas anomali Cap tulo 3 Sistema de Prote o 52 as como ru dos temperatura anormal vazamento e exist ncia da alguma outra sin
92. mo sendo o conjunto de insta la es funcionalmente dependentes considerado de forma solid ria para fins de apura o da presta o de servi os de transmiss o compreendendo o equipamento principal e os comple mentares A cada fun o de transmiss o est associado um PB Pagamento base que a re ceita mensal da FT quando ocorre a plena disponibiliza o das instala es de transmiss o que comp es a FT O valor da PV ou seja o desconto efetuado no PB de uma FT por indisponibi lidade calculado pela equa o 4 1 24 VI OD K DVDP OD pa Kopvon 4 1 i 1 i Onde PVI Parcela vari vel por indisponibilidade D N mero de dias do m s da ocorr ncia NP N mero de desligamentos programados da FT ocorrido ao longo do m s Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 57 NO N mero de outros desligamentos n o programado da FT ocorridos ao longo do Kp Fator multiplicador para desligamento programado Ko Fator multiplicador para outros desligamentos n o programados com dura o de at 300 minutos PB 440xD Refere se receita da FT por minuto DVDP Dura o em minutos de cada desligamento programado numa FT DVDO Idem por m para outros desligamentos Assim dada a exist ncia de pol ticas regulat rias que prev em penaliza o financeira s transmissoras de energia el trica quando da ocorr ncia de um desligamento um tratamento criterioso das faltas torna se uma ferram
93. nha de transmiss o pode ser calculada atrav s da equa o 2 2 L 2 2 Z Em seguida o fluxo de pot ncia aparente pode ser calculado como mostrado nas equa o 2 3 6 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 12 VW VD IV PAIVA 1e E E R jX S P jQ VT 2 3 ij Onde Sij Fluxo de pot ncia aparente que vai da barra i at a barra j Pij Fluxo de pot ncia ativa que vai da barra i at a barra j Qij Fluxo de pot ncia reativa que vai da barra i at a barra j R Resist ncia da linha de transmiss o X Reat ncia da linha de transmiss o ngulo entre as tens es Vi e Vj Logo poss vel obter a express o matem tica do fluxo de pot ncia ativa na linha iso lando a parte real da equa o 2 3 como mostrado na equa o 2 4 9 1 ij R X RIV RIV IIV Icos XIVIIV Isen 2 4 i i J L J De forma an loga chega se equa o do fluxo de pot ncia reativa isolando a parte imagin ria da equa o 2 3 com mostrado na equa o 2 5 1 RE IV X IV IIV Icos RIV IIV sen 2 5 Q R4 Uma vez que no sistema de transmiss o o valor da resist ncia muito menor do que a reat ncia as equa es 2 4 e 2 5 podem ser simplificadas chegando se equa o 2 6 e 2 7 para os fluxos de pot ncia ativa e reativa chegando na barra IV IIV Isen pesso X 2 6 IV IV IV Icos 8 E X 2 7 Inspecionando a equa
94. nte cont nua estes reatores tem duas fun es b sicas reduzir as tens es harm nicas superpostas tens o cont nua e limitar a corrente de falta Este tipo de reator mostrado na Figura 2 8 encontrado em sistemas de transmiss o em corrente cont nua HVDC High Voltage Direct Current 9 e em aplica es industriais Figura 2 8 Reator de alisamento 9 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 10 2 3 3 REATOR PARA FILTRO DE HARM NICAS As fregii ncias harm nicas s o inseridas no sistema el trico de pot ncia devido ope ra o de dispositivos de eletr nica de pot ncia e grandes m quinas indutivas As harm nicas s o respons veis pelo aumento das perdas mau funcionamento de sistemas de controle ele vadas correntes de neutro e problemas de compatibilidade eletromagn tica O n vel de distor o harm nica do sistema de distribui o brasileiro deve atender aos limites estabelecidos no M dulo 8 Qualidade de energia 3 do PRODIST Procedimentos de Distribui o de Energia El trica da Aneel e no m dulo 2 8 dos Procedimentos de Redes do ONS Isso justifica a utiliza o de reatores que juntamente com capacitores ou resistores formam filtros que removem as harm nicas da rede Na Figura 2 9 s o mostrados reatores uti lizados como filtro de harm nicas Figura 2 9 Filtro de harm nicas 9 2 3 4 REATOR EM DERIVA O SHUNT Os reatores em deriva o normalm
95. o segmentos de reta A Figura 3 9 destaca cada segmento e os componentes que formam o gr fico completo Cap tulo 3 Sistema de Prote o 39 FDN 10 Caracter stica da falta 4 IN Obj aracierisiics s 9 Ed O d I DIFF gt gt 1231 7 6 5 4 Bloqueio a 3 1241 SLOPE 1 2 Estabiliza o adicional A I DIFF gt 1221 DE 4 5 6 7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 BASE POINT 1 IEstab 1261 I ADD ON STAB IN Obj BASE POINT 2 1244 Figura 3 9 Gr fico da caracter stica de trip completa da prote o diferencial de reator 17 Os principais que formam a caracter stica de trip s o 17 e I DIFF gt o menor valor de corrente diferencial capaz de disparar a prote o e BASE POINT 1 Ponto que um prolongamento do segmento de reta b toca o eixo das abcissas Serve para parametrizar este segmento de reta e SLOPE 1 Inclina o do segmento de reta b e BASE POINT 2 Ponto que um prolongamento do segmento de reta c toca o eixo das abcissas Serve para parametrizar este segmento de reta e SLOPE 2 Inclina o do segmento de reta c e IDIFF gt gt Limite superior da regi o de bloqueio O segmento de reta a representa o limite de sensibilidade da prote o diferencial ou seja o menor valor de 4 capaz de dispar la Esse valor foi ajustado configurando o valor de I DIFF gt para 0 2 O ramal b considera erros de medi o nos transformadores
96. odifica o SBT e o reator de barra com c digo 05E4 fabrican te Siemens instalado recentemente cuja descri o do sistema de prote o e oscilografia ob jeto deste trabalho 0581 95E4 1 4 D5E4 3x 6OMVar 7 G EAE aa DA 95E4 2 E D v W 35E4 4LE4 35E4 5 3504 2 24l 3504 1 5V6 w gt o5v6 pe E SOBRAL III 35v6 7 wW S WV 2 O D q a O 3553 8 15 ATER X R M 35 DS 3503 7 pai 35T3 4 35T5 5 LTS 02E3 N X 05E3 o M PO Ai A 95E3 de 3x50Mvar e S00kV Figura 1 3 Parte Diagrama Unifilar do setor de 500 kV mostrando o reator de linha e de barra 6 Cap tulo 1 Introdu o Dada a complexidade envolvida na instala o de um equipamento desse porte numa subesta o do SIN o comissionamento da obra uma atividade multidisciplinar que envolve o trabalho conjunto da equipe dos fabricantes e fornecedores dos equipamentos com a equipe de projeto constru o manuten o e opera o da empresa de energia A equipe da Siemens empresa fornecedora do reator e do sistema de controle prote o e respons vel pela integra o com o sistema de automa o e a equipe da CHESF trabalharam em conjunto durante a proximadamente tr s meses entre o dia da instala o do reator no p tio at sua energiza o atuando em todos os n veis hier rquicos de um sistema de automa o de uma da subesta o n vel O p tio da subesta o n vel
97. ornece uma tens o de sa da proporcional entrada mesmo que esta seja um sinal cont nuo Isto importante para registro de correntes de curto circuito que apresen tam uma componente cc transit ria Assim o circuito da Figura 4 8 fornece ao oscil grafo as duas sa das e o processador de sinais determina qual sa da dever ser utilizada num processa mento adicional Tamb m feito o condicionamento do sinal para tens o e corrente cont nua da placa DDAU utilizando o circuito da Figura 4 9 110k 10V Amplificador De isola o 1v 20mA ov Figura 4 9 Circuito de condicionamento para tens o e corrente cont nua 25 O m dulo DDAU possui oito canais anal gicos de entrada Cada canal tem um ampli ficador CC de isola o como o da Figura 4 9 para condicionamento de sinal O circuito possui duas entradas uma para medi es na faixa 1V e outra para 10V Um resistor de 50Q op cionalmente usado na unidade ou montado externamente utiliza a faixa 20 A Cada DAU possui 16 entradas de estado para aquisi o de sinal bin rio e a BDAU que n o possui entradas anal gicas tem 32 destas entradas Os sinais bin rios que chegam ao SIMEAS R s o tratados pelo circuito de condicionamento da Figura 4 10 Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 65 Entrada Figura 4 10 Circuito de Condicionamento de Sinal para entradas Bin rias 25 O circuito utiliza acopladores ticos bipolares e ajustando o valor do r
98. os original Entretanto a utili za o de harm nicas dessa ordem s ocorre se o sinal medido incluir altera es abruptas pois estes t m maior conte do harm nico 25 Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 66 100 7 Dados Restantes Harm nica Figura 4 11 Compress o de dados em fun o do n mero de harm nicas 25 4 5 4 C LCULO DAS QUANTIDADES DERIVADAS As quantidades derivadas s o calculadas a partir dos dados obtidos pela FFT dos sinais de entrada O processador do SIMEAS R pode executar 33 milh es de opera es de ponto flutuante por segundo 25 O valor da raiz quadrada m dia da tens o calculado utilizando 256 pontos de amos tragem por ciclo ou em caso de disparo 128 pontos de um meio ciclo utilizando a equa o 4 1 Un SU 4 1 Onde n Quantidade de harm nicos utilizados u Valor eficaz de cada harm nico de tens o A corrente calculada utilizando a equa o 4 2 que an loga equa o 4 1 Es E 4 2 n i n Quantidade de harm nicos utilizados Onde uv Valor eficaz de cada harm nico de corrente A pot ncia ativa calculada utilizando a parte real e a parte imagin ria dos coeficien tes de Fourier dos 16 primeiros harm nicos pela equa o 4 3 16 P 2 O enl ei U unlia 4 3 n 1 Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 67 Onde Usen Coeficiente real do en simo harm nico de tens o U mn Coeficiente imagin r
99. ossibilitou a diminui o do espa o f sico ocupado pelos rel s de prote o eletromec nicos aumento na flexibilidade nas filosofias de prote o e ajuste mais preciso das fun es de prote o Entretanto estes dispositivos apresentavam baixa tole r ncia temperatura e umidade aumentavam o consumo de energia dos servi os auxiliares e as interfer ncias eletromagn ticas afetavam seu desempenho Com o passar do tempo os dispositivos eletr nicos evolu ram ainda mais atingindo grandes escalas de integra o de circuitos eletr nicos o que viabilizou o desenvolvimento de rel s de prote o baseados em microprocessadores primeiramente denominados rel s digitais e posteriormente dispositivos eletr nicos inteligentes IEDs ou num ricos 16 Esta tecnolo Cap tulo 3 Sistema de Prote o 31 gia predominante no mercado atual proporcionou uma grande evolu o no desempenho e confiabilidade dos rel s de prote o nos sistemas de automa o dos sistemas el tricos de po t ncia A arquitetura de um rel num rico mostrada na Figura 3 4 CONVERSOR FILTRO AD ANTI ALIASING 16BIT SINAIS ANAL GICOS DE ENTRADA DE CORRENTE E TENS O REL S PARA TRIP REL S ENTRADAS PARA ALARME DIGITAIS PORTAS DE TONIE UE SINCRONISMO ALIMENTA O CHAVEADA Figura 3 4 Arquitetura de um rel de prote o microprocessado 16 Essa nova gera o de rel s tem uma CPU integrada program vel O envio do
100. r quando a desenergiza o ocorre no instante decorrente MA crer srs ao Aa O N a E da 93 Figura 5 22 Sincronizador de Disjuntores ir eerr erre erneaneaernaneaa 94 Lista de Figuras xvi LISTA DE TABELAS Tabela 1 1 Classifica o da tens o de atendimento a partir da tens o de leitura 2 Tabela 2 1 Legenda dos componentes do arm rio do reator 27 Tabela 3 1 Fun es de prote o do reator 05FA eee 35 Tabela 4 1 Faixas de tens o das entradas bin rias rear 65 Tabela 5 1 Dados de Linha do IEEE 14 barras seara 76 Tabela 5 2 Dados de Barra do IEEE 14 barras rear 76 Tabela 5 2 continua o Dados de Barra do IEEE 14 barras 11 Tabela 5 3 Compara o dos resultados obtidos no PSCAD com os fornecidos nos dados do IEEE 14 b rtaS nininini neis ioes aessa ca pad apa A SEEEN Ea sb adia ud Gabe ana 85 Tabela 5 4 Tens es nos barramentos antes e depois da entrada do reator 87 Lista de Tabelas xvii SIMBOLOGIA a Corrente de estabiliza o Coeficiente de inclina o da curva caracter stica de trip da fun o diferencial Fator de sobrecorrente calculado Carga no TC em VA na corrente nominal i Pn P PVI E N mero de dias do m s da ocorr ncia Valor da parcela vari vel por indisponibilidade
101. ra 5 14 Corrente de energiza o do reator no IEEE 14 barras Em compara o primeira simula o de energiza o feita a corrente de inrush obser vada na Figura 5 14 embora tenha a mesma forma apresenta um valor m ximo de 74A que corresponde a 0 64 pu Este menor valor de corrente deve se maior reat ncia indutiva do reator inserido no IEEE 14 barras j que o valor de indut ncia foi alterado para 27H Entre tanto a onda encontrada ainda corresponde equa o 5 13 Em seguida foi simulada a energiza o do reator com fechamento ocorrendo num ins tante m ximo de tens o Novamente foi encontrada uma onda de corrente que n o cont m componente transit ria exponencial mostrada na Figura 5 15 Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 89 Main Graphs m ireator 0 080 0 060 0 040 0 020 0 000 E 0 020 0 040 Corrente no Reator kA 0 060 0 080 N EE ELES E A N E SENSE E F A SE AEE STE EEE E 0 150 0175 0 200 0 225 0 250 0 275 0 300 0 325 0 350 4 b Figura 5 15 Corrente de inrush da energiza o ocorrida com tens o m xima 5 6 RESPOSTA DO REATOR DESENERGIZA O Quando o reator de barra operando em estado permanente desenergizado a energia armazenada no campo magn tico do indutor liberada em forma oscilat ria com uma fre qu ncia que depende da indut ncia e da capacit ncia paralela 19 Desprezando a corrente que f
102. rav s dos 3 tr s transformadores de corrente 95F4 2 ligados em estrela conforme mostrado no diagrama trifilar simplificado da Figura 4 5 Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 61 EH1 SIMEAS R 7KE6000 ARARA s s s aa az Lt a E ESTAMSIDOS PESE E E adn n nn CABANA DE 500KV 05E4 RED REATOR 3x60MVAr Figura 4 5 Diagrama trifilar simplificado do reator com o oscil grafo 6 O RDP dispara o registro de eventos logo que ocorre altera o nas quantidades medi das Os registros s o arquivados com data e hora com resolu o de lus O Simeas R conta com um hist rico de pr evento tamb m denominado registro de pr falta que permite este equipamento manter armazenados registros dos dados antes mesmo da ocorr ncia de uma falta no sistema el trico Para que isso seja poss vel a mem ria do osci l grafo deve armazenas dados de no m nimo dois ciclos antes da falta os quais s o atualiza dos constantemente Isto evita que um atraso entre a ocorr ncia da falta e o in cio da grava o leve a um registro incompleto Existe tamb m uma mem ria para hist rico p s evento tam b m denominado registro p s falta que pode armazenar v rios segundos dando tempo sufici ente para que a atua o das prote es elimine a falta 25 No oscil grafo comissionado para o 05E4 o tempo de pr fa
103. re que pode ser alocado com outra finalidade Na Figura 4 6 tamb m se observa um controlador operando as interfaces seriais COM 1 que permite comunica o com um modem externo a porta RS 232 que permite a comuni ca o com um notebook local utilizado para parametriza o e coleta de dados do equipamen to e uma porta paralela para com uma impressora Existe ainda um m dulo e controle ligado s interfaces PCCard do Conector O e Conector 1 O conector O serve de entrada para uma placa de expans o de mem ria de massa e o conector 1 para uma placa de interface de comu nica o O oscil grafo tamb m disp e de porta de comunica o conex o LAN Ethernet Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 63 4 5 2 UNIDADES DE AQUISI O E CONDICIONAMENTO DO SINAL O condicionamento do sinal tem as fun es de ajustar o sinal que chega ao oscil grafo nas faixas de medi o interna do SIMEAR R isolar os circuitos de entrada de potencial no equipamento evitando tens es de contato perigosas intera o m tua e curto circuito dos cir cuitos de medi o Al m disso evita que o equipamento sofra e emita sinais de interfer ncia eletromagn tica O Simear R possui v rios tipos de DAU e cada uma tem sistema de condicionamento de sinal conversor anal gico digital e processamento digital secund rio Os tipos de DAU s o BDAU sinais bin rios CDAU para corrente alternada DDAU para tens o cont nua VCDAU para corrente e tens
104. rel de bloqueio na cabana de prote o n vel 1 Se houver atua o da fun o diferencial de barra devido a uma falha em qualquer ponto do barramento 05B2 os disjuntores 15E4 15V5 15V6 E 15V7 recebem trip e s o bloqueados Nessas con di es todos os reatores e linhas do setor de 500 kV continuam energizados pelo barramento 05B1 sendo esta a principal vantagem deste arranjo de barramento De forma an loga se houver um curto circuito do barramento de 05B1 os disjuntores 15D4 15T1 15T2 e 15T3 s o abertos e bloqueados eliminando a falta sem desenergizar nenhuma linha ou reator Cap tulo 3 Sistema de Prote o 54 3 5 CONSIDERA ES FINAIS A utiliza o de uma arquitetura descentralizada permite que seja adotado um sistema robusto onde s o utilizadas v rias redund ncia de comunica o entre os dispositivos centrali zadores de dados Embora a fun o de prote o principal do reator seja a diferencial faz se necess rio a introdu o de uma prote o de backup de forma que o sistema esteja sempre protegido O sistema complementado pelas fun es de prote o intr nsecas do reator que est o ligadas principalmente s condi es de opera o obtidas a partir da temperatura do leo e do enrolamento protegendo o reator de falhas internas Cap tulo 3 Sistema de Prote o 55 CAP TULO 4 SISTEMA DE OSCILOGRAFIA 4 1 CONSIDERA ES INICIAIS A oscilografia consiste em registr
105. s 36 Figura 3 7 Princ pio b sico da prote o diferencial 36 Figura 3 8 Caracter stica de trip da prote o diferencial ia 38 Figura 3 9 Gr fico da caracter stica de trip completa da prote o diferencial de reator 39 Figura 3 10 Barramento com n alimentadores cre reeereeneeeraanea 40 Figura 3 11 Forma o da corrente de estabiliza o erre 41 Figura 3 12 Caracter stica de atua o da prote o diferencial de barra 41 Figura 3 13 Corrente prim ria e secund ria de um TC submetido a uma falta 43 Figura 3 14 Corrente diferencial e de estabiliza o para faltas fora da zona protegida e com TEsat r do saaa e a a A o 43 Figura 3 15 Corrente diferencial e de estabiliza o para faltas na zona protegida e com TC SAMIR A O oa dar Papia DR E Ri aa a a a a o TS 44 Figura 3 16 Distribui o dos TCs e rel s da prote o diferencial de barra de 500 kV da SE Fortaleza Lis sans sara isa ra dGo so ja Lean nas die E aa Gra Jana arado A sa ad ada 45 Figura 3 17 Diagrama l gico da fun o SOBF e erereernanea 46 Figura 3 18 Diagrama l gico completo da fun o SOBF 47 Figura 3 10 LADaA O dO DC NR aa a E 47 Figura 3 20 Diagrama unifilar destacando fun o de prote o SOSTUB 48 Figura 3 21 Conex es
106. s de Chaveamento do Reator de Barra 11 Tabela 5 2 continua o Dados de Barra do IEEE 14 barras 26 13 PQ 1 050 15 16 13 5 5 8 0 0 0 0 14 PQ 1 036 16 04 14 9 5 0 0 0 0 0 Os transformadores do sistema original foram alterados para conter os n veis de tens o de 230 kV nas barras de 1 a 5 69 kV na barra 8 e 500 kV nas demais Estas altera es no sis tema teste original visam obter uma rede com os n veis de tens o da subesta o Fortaleza II onde o 05E4 est inserido permitindo observar os transit rios de chaveamento e regula o de tens o Embora os n veis de tens o dos transformadores tenham sido alterados estes foram inseridos no simulador com os mesmos valores de imped ncias do sistema original o que n o invalida as simula es pois o objetivo obter um sistema el trico gen rico onde possa ser observada a regula o de tens o e os transit rios eletromagn ticos presentes no chaveamento de um reator 5 3 O SIMULADOR PSCAD O simulador PSCAD um vendido pelo Manitoba HVDC Research Center grupo ca nadense de pesquisa criado em 1981 numa a o conjunta das empresas Manitoba Hydro Te shmont Consultants Federal Pioneer e Universidade de Manitoba Embora o grupo de pesqui as tenha sido criado inicialmente sem fins lucrativos atualmente ele uma divis o da Mani toba Hydro Internacional que a quarta maior concession ria de energia no Canad Optou se pela u
107. s fornecidos nos dados do fluxo de pot ncia do sistema teste A tabela 5 3 mostra os resultados obtidos Tabela 5 3 Compara o dos resultados obtidos no PSCAD com os fornecidos nos dados do IEEE 14 barras Tens o Tens o do Diferen a nos PSCAD Fluxo de Carga resultados pu pu 0 33 0 15 0 82 0 97 0 34 5 56 3 45 7 23 5 01 8 25 7 02 5 70 4 32 5 52 Numero da Barra DICOIN IOD U BlWIN m Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 86 Escolheu se a barra 12 para receber o reator Para verificar no simulador a atua o do equipamento e a corrente de inrush algumas altera es precisaram ser feitas no modelo e no sistema pois todos os valores de tens o est o dentro do limite aceit vel dispensando o uso de um reator Uma vez que a fun o do reator evitar a eleva o da tens o no barramento devi do ao efeito Ferranti que consegii ncia da capacit ncia da linha esta foi aumentada at que a tens o atingisse 1 05 pu ou seja 525 kV que o limite m ximo para que a tens o num bar ramento de 500 kV seja considerada adequada Para tanto a suscepet ncia paralela das duas linhas que alimentam a barra 12 foi aumentada para 0 14 pu Al m disso a carga na barra foi reduzida a 30 do valor original pois o Efeito Ferranti mais intenso durante a carga leve O modelo do 05E4 tamb m precisou ser
108. seeeeeeeeeeeeeeeseeereeeesee 20 Figura 2 24 Secador de AT isisssinaniiscnsiesi iasc ensina an REE KEES iaai asia 21 Fig r 2 25 Sec o do Secador de Ar cerecssiiorenn iini ii a i ea 21 Figura 2 26 Indicador do n vel de Gloss UA o a aa 22 Figura 2 27 Dispositivo de al vio de press o eseeesessesesseeeresressersresrrrseesesrrssresreseresreses 23 Lista de Figuras xiii Figura 2 28 Rel de G s Buchholz snieni a a eias 24 Figura 2 29 Opera o do primeiro est gio do rel de g s 24 Figura 2 30 Opera o do segundo est gio do rel de g s 25 Figura 2 31 Monitor de temperatura do leo e enrolamento TM1 da Tree Tech 25 Figura 2 32 Sensor de temperatura PT100 e sua curva caracter stica eeeeseeeeeeeeereeereeeeeee 25 Figura2 35 Armano do RealOr nitosi ostras tada eee r 5 SS a GUS a Eiig kas 26 Figura 3 1 Diagrama de blocos de um sistema de prote o 29 Figura 3 2 Principais componentes de um rel eletromec nico 30 Figura 3 3 Circuito eletr nico de um rel de prote o est tico com fun o de sobrecorrente instantane aaa nei o pa E a AD Ce a 30 Figura 3 4 Arquitetura de um rel de prote o microprocessado ii 31 Figura 3 5 Sistema Digital da subesta o Fortaleza II 34 Figura 3 6 Diagrama Unifilar Simplificado das prote e
109. sf Apesar das vantagens apresentadas verificou se como o passar do tempo que o GERCOM n o mais suportava a grande quantidade de RDPs instalados no sistema el trico da Chesf desde a sua implanta o pois ocorriam problemas de congestionamento da rede WAN Em 2007 a Chesf investiu novamente na moderniza o do sistema de gest o de oscilografia substituindo o GERCOM pelo SIGRO Sistema de Gerenciamento da Rede de Oscilografia cuja arquitetura mostrada na Figura 4 3 22 Observando a arquitetura do SIGRO nota se que n o mais utilizada a rede telef nica para comunica o dos registros de oscilografia Foram criadas nas subesta es redes LAN Local Area Network que se comunicam com a rede WAN da Chesf disponibilizando os dados aos servidores e tamb m na intranet da empresa Outra grande diferen a em rela o ao sistema anterior a utiliza o de concentradores que fazem varredura nos RDPs em busca de registros de ocorr ncias no sistema el trico e enviam os dados rede WAN Cap tulo 4 Sistema de Oscilografia 60 Figura 4 3 Arquitetura atual do Sistema SIGRO 22 4 5 OSCIL GRAFO DO REATOR 05E4 Na Figura 4 4 apresenta a vista frontal e traseira do RDP fabrica o Siemens tipo SIMEAS R modelo 7KE6000 Figura 4 4 RDP SIMEAS R modelo 7KE6000 25 Este oscil grafo est instalado no painel SUAID 2 da cabana de 500 kV recebendo sinal das correntes fornecidas ao reator at
110. ssessresressessrerrerserserreeseesreseresresee 8 Figura 2 8 Reator d alisainenton seisine aeei er esei reio a ea 9 Figura 2 9 Filtro de harmon CaS seas EA a OR 10 Figura 2 10 Circuito Pi de uma Linha de Transmiss o e 10 Figura 2 11 Curva de carga no Brasil em dia til erre 11 Figura 2 12 Sistema el trico gen rico de duas barras erre 11 Figura 2 13 Circuito simplificado de reator controlado por tiristores 13 Figura 2 14 Reator limitador de corrente inrush err ereeerreaneaeraanea 14 Figura 2 15 Vista frontal do reator de barra QO5E4 A eeesessesesereereeserssesreeseesrrsrrssresseseresreses 14 Figura 2 16 Diagrama Unifilar do reator 05E4 era 15 Figura 2 17 Bucha der Alta tens Oe isisisi etienne ee 2 ianiai 16 Figura 218 Ponte de Shering oian e e a A AE A EE e E A EE Aaa 16 Figura 2 19 Circuito paralelo representando a capacit ncia do isolador e a resist ncia relativa AS PERO AS casa ean a a a a a a a S 17 Figura 2 20 Bucha de Neutron enna e e i i EE E E Eie 18 Figura 2 21 Radiadores do reator Q5E4 eseseesseseseseesessessresressessresressetsresteeseeseesressresseseresreses 19 Figura 2 22 Tanque de Expans o sseeeseeeseesessesesesresseserestessesstestessetstestenseeseesetsstesresereseses 19 Figura 2 23 Vista frontal e lateral do conservador de leo isolante ss
111. strador digital de perturba o Simeas R comissionado para o 05F4 est inserido trouxe vantagens no que se refere ao fluxo armazenamento e an li se dos registros de oscilografia O funcionamento integrado dos dispositivos de prote o su pervis o e registro permite que a Chesf analise as interrup es em seu sistema e se adapte pa ra atender os requisitos da ANEEL evitando penaliza es relacionadas parcela vari vel Outro t pico importante abordado foi o estudo dos transit rios de energiza o e dese nergiza o do reator Utilizando simula es computacionais verificou se que energizar o rea Cap tulo 6 Conclus o e Sugest es para Trabalhos Futuros 96 tor no momento que a tens o passa pelo zero provoca uma elevada corrente de inrush Em contrapartida energizar o reator no quando a tens o passa pelo valor m ximo leva uma cor rente que cont m apenas a componente de estado permanente Assim com a finalidade de resguardar o reator das elevadas correntes de energiza o e elevar sua vida til chega se conclus o de que vale a pena investir num disjuntor capaz de chavear no pico da tens o e em um equipamento sincronizador de disjuntor que aperfei oe a manobra fechando os p los do disjuntor no instante do m ximo da tens o Por fim chega se conclus o que o comissionamento de um equipamento numa sub esta o desse porte uma atividade de car ter multidisciplinar onde est o presentes v rias
112. tiliza o do PSCAD para as simula es executadas neste trabalho de vido exist ncia de uma vers o Trial dispon vel com uma vasta gama de modelos de compo nentes utilizados em sistemas el tricos de pot ncia 5 3 1 MODELOS UTILIZADOS Para montar o sistema teste e realizar as simula es s o necess rios modelos para ge radores compensadores s ncronos linhas de transmiss o cargas trif sicas e reator A partir dos dados do sistema da tabela 5 1 que cont m a resist ncia reat ncias capacitiva e indutiva das linhas estas foram introduzidas no circuito utilizando seu modelo Pi de par metros con centrados mostrado na figura 5 2 Uma vez que n o est o dispon veis os valores das impe Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 78 d ncias de segii ncia zero da linha adotou se uma aproxima o destes como sendo 1 5 vezes a imped ncia de sequ ncia positiva como sugerido no manual do PSCAD 27 Figura 5 2 Circuito Pi de uma Linha de Transmiss o 10 O programa disp e de geradores trif sicos gen ricos que foram utilizados para repre sentar as m quinas ligadas nas barras 1 e 2 Os condensadores s ncronos para fins de simpli fica o foram substitu dos por bancos capacitivos ou seja cargas trif sicas capacitivas co nectadas aos barramentos A figura 5 3 mostra a visualiza o das fontes e cargas trif sicas no PSCAD As cargas t m como par metros de
113. tra o resultado da simula o iy tt 0 0950 0 1000 0 1050 0 1100 0 1150 4 b Figura 5 21 Tens o nos p los do disjuntor reator quando a desenergiza o ocorre no instante de corrente m xima 5 7 SINCRONIZADOR DE DISJUNTORES As simula es realizadas no item 5 5 mostraram que existem momentos ideais para que ocorra a energiza o e a desenergiza o de um reator de barra A energiza o quando ocorre no instante em que a tens o m xima elimina a componente exponencial reduzindo a corrente de inrush J a desenergiza o deve ocorre quando a corrente de no reator passa pelo zero para evitar que o pico de tens o na indut ncia danifique o reator ou o disjuntor Na subesta o Fortaleza II a manobra dos disjuntores do 05E4 otimizada por um sincronizador de disjuntor que funciona interligado ao controle de subesta o Quando envi ado um comando de abertura ou fechamento o sincronizador verifica os valores de tens o e corrente no reator e envia o comando de abertura ao disjuntor levando em conta o tempo de atua o do equipamento de forma que o fechamento ocorra no m ximo da tens o e a abertura no instante em que a corrente nula A vista frontal do sincronizador mostrada na Figura 5 22 Cap tulo 5 Simula es dos Transientes de Chaveamento do Reator de Barra 94 Figura 5 22 Sincronizador de Disjuntores 6 5 8 CONSIDERA ES FINAIS As sucessivas simula es serviram
114. tra que cada unidade de bay comunica se com as duas unidades de controle permitindo que o sistema de prote o continue com autonomia caso uma das unida des de controle seja desligada por defeito ou por necessidade de manuten o Com o mesmo objetivo cada unidade de controle central est conectada a ambos os servidores da sala de comando respons veis por envio de dados para as tr s IHMs da subesta o As unidades de controle central tamb m enviam dados aos servidores da sala de opera o do CRON no n vel 3 da Chesf e ao ONS Cap tulo 3 Sistema de Prote o 34 CRON ms qm COSIONS SALA DE OPERA O CRON snsc nvsanpeonsocnesansasnnsonnaancannaosansanosnnoanno SALA DE COMANDO Ha E E OPRC3 OPRC2 OPRC1 Impressora Impressora SSL SE FTZ Server 1 Server 2 UCC 6MB5515 UCC 6MB5515 DAKON 1 2 CASA DE REL S 500 230KV SE FZD SE FZD E UCB 6MB524 SUBESTA O TP TC TRAFOS DISJ CHAVES ETC Figura 3 5 Sistema Digital da subesta o Fortaleza II 6 3 4 FUN ES DE PROTE O DO 05E4 Assim como o reator todos os rel s de prote o utilizados no comissionamento do 05E4 s o do fabricante Siemens Foram alocados dois pain is da cabana de prote o da subes ta o Fortaleza II com os dispositivos que realizam as fun es diferencial de barra 87B di ferencial de reator 87R falha de disjuntor 50BF sobrecorrente instant nea de fase 50 neutro 50N e
115. tricos de pot ncia permitiu concluir que estes equipamentos s o extremamente vers teis pois podem ser aplicados para regular de tens o limitar a corrente de curto circuito ou como filtro O conhecimento dos componentes do 05F4 de vital import ncia para a compreens o das prote es intr nsecas e das demais que s o realizadas por rel s microprocessados A utiliza o de um sistema de prote o com rel s num ricos numa arquitetura distri bu da e a configura o de disjuntor e meio da subesta o de Fortaleza II permitem a cria o de um esquema de prote o que embora mais caro necess rio dada a import ncia desta subesta o na rede A utiliza o das fun es diferenciais de reator e de barra como principais e fun es de sobrecorrente de fase neutro e STUB como prote o de retaguarda deixa claro o car ter redundante do sistema de prote o ou seja para garantir a seletividade e confiabilida de este conta com rel s de retaguarda que entram em opera o em caso de falha da dos dis positivos principais de prote o Al m disso o reator conta com prote es intr nsecas que es t o ligadas principalmente a defeitos internos como curto entre espiras sobreaquecimento e vazamento de leo Juntamente com os rel s de prote o o registro das formas de onda durante uma con di o de falta representa um recurso indispens vel ao reator de barra A cria o de uma rede de oscilografia da Chesf onde o regi
116. uerido especifica o t cnica para compra de reatores A capacit n cia existente entre o condutor central o isolador de porcelana e a resist ncia relativa s perdas no isolador s o medidas utilizando uma ponte Shering Na Figura 2 18 apresentado o es quem tico de uma Ponte Shering onde os valores a serem determinados s o Rs e Cs Ajus tando a resist ncia R e a capacit ncia Cy at que a corrente no amper metro se anule poss vel determinar as vari veis desconhecidas utilizando as equa es 2 8 e 2 9 12 Rs Oy EG R G Figura 2 18 Ponte de Shering Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 17 R R 2 8 C R C C 2 9 Obtidos os valores faz se uma transforma o s rie paralelo para encontrar um circuito equivalente mostrado na Figura 2 19 gt j Icp hp Cp Rp Figura 2 19 Circuito paralelo representando a capacit ncia do isolador e a resist ncia relativa s perdas 12 O fator de dissipa o definido pela raz o entre o m dulo das correntes do ramos re sistivo e capacitivo como mostrado na equa o 2 10 12 IT tan l lIl ROC 2 10 Onde Irp Corrente no ramo resistivo Icp Corrente no ramo capacitivo Rp Valor da resist ncia do circuito paralelo equivalente Cp Valor da capacit ncia do circuito paralelo equivalente co Velocidade angular da tens o aplicada ao circuito Ap s montada a bucha su
117. ura 2 27 um dispositivo que libera o excesso de g s no reator quando a press o interna ultrapassar o limite de opera o o que acontece em casos de curto circuito ou falha do tanque de expans o Figura 2 27 Dispositivo de al vio de press o 11 Foi instalado o modelo 208 007 5 do fabricante americano Qualitrol com press o de opera o de 85 bar Localizado no topo do tanque principal e consistindo de uma tampa tr s gaxetas e uma mola Quando a press o ultrapassa o limite a veda o das gaxetas rompida e a press o do g s empurra a v lvula de seguran a para cima vencendo a for a da mola e pro vendo uma abertura para sa da de g s Logo que a press o atinja um valor aceit vel a v lvula rapidamente fechada pela mola e emitido um alarme Ap s atua o o pino amarelo central fica levantado indicando que houve atua o do dispositivo O indicador deve ser manualmen te recolocado na posi o original 13 2 5 8 REL DETECTOR DE G S TIPO BUCHHOLZ O rel de g s mostrado da Figura 2 28 protege o reator contra defeitos internos e ex ternos Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 24 Figura 2 28 Rel de G s Buchholz 11 O rel possui duas b ias internas mostradas na Figura 2 29 e sua opera o ocorre em dois est gios A atua o do primeiro est gio ocorre quando h produ o lenta de g s devido a uma falha de isolamento por exemplo O g s
118. ver uma falta no trecho situado entre a seccionadora e seu ponto de conex o com o barramento as prote es do reator n o atuar o pois elas dependem da leitura de corrente do TC 95E4 2 que n o percorrido pela corrente de curto circuito Caso a prote o diferencial de barra n o ope re entra em a o a fun o SOSTUB como prote o de retaguarda Para proteger o trecho da barra entre a chave 35F4 8 e o barramento os dois TCs 95E4 1 e 95D4 s o conectados a um rel de sobrecorrente Como a corrente de falta alimentada pelos dois lados do barramento correntes IccB2 e IccB1 essa conex o dos TCs permite que o rel obtenha o valor da corren te total fluindo para o ponto de falta e abra os disjuntores 15E4 e 15D4 que alimentam o cur to circuito Cap tulo 3 Sistema de Prote o 49 3 4 5 PROTE O DE TEMPERATURA DO LEO 26 No Cap tulo 2 foi apresentado o medidor de temperatura modelo TM1 do fabricante Treetech que respons vel pelas fun es de temperatura do leo e do enrolamento do reator A Figura 3 21 mostra a conex o do sensor de temperatura do TM1 seu TC de bucha que for nece a corrente no enrolamento 15 Unidade de Bay rc Cabana de 500 kV Serial E IP je Monitor de Temperatura TMI Figura 3 21 Conex es do sensor de temperatura e TC de bucha do TM1 ao reator 15 Sensor de temperatura topo do lca A medi o da temperatura feita pelo transdutor P
119. xa o adequada A funcionalidade do seca dor pode ser verificada insuflando uma leve press o de g s recomendado N5 ou ar seco a trav s do botij o de teste Caso o equipamento esteja corretamente instalado ser o observadas borbulhas de g s no leo e flutua o do n vel de leo no compartimento 16 11 Quando for observada a satura o da s lica gel e sua mudan a de cor para rosa deve ser realizada sua substitui o ou regenera o que consiste na secagem da s lica gel utilizando estufa ou forno com regulagem de temperatura e ventila o natural ou for ada 2 5 6 INDICADOR DO N VEL DE LEO Este acess rio indica o n vel de leo do reator Mostrado na Figura 2 26 este compo nente apresenta em seu visor o n vel m ximo que ocorre quando h funcionamento pleno em temperatura ambiente elevada ou sobrecarga n vel em opera o a 25 C e um n vel m ni mo que ocorre quando o reator est desenergizado ou h vazamento do leo Figura 2 26 Indicador do n vel de leo 11 Cap tulo 2 Descri o do Equipamento Reator de Barra 23 No interior do tanque de expans o h uma b ia presa a uma haste com um m perma nente Quando ocorre varia o do volume de leo o m transmite o movimento da b ia atra v s de acoplamento magn tico com o mostrador 12 2 5 7 DISPOSITIVO DE AL VIO DE PRESS O O dispositivo de al vio de press o ou v lvula de seguran a mostrada na Fig
120. zing current Is mod Figura 3 12 Caracter stica de atua o da prote o diferencial de barra 18 Uma vez que o valor da corrente diferencial nulo quando n o existe uma falta no barramento o eixo x cont m a linha de carga normal da subesta o Paralelo ao eixo das abs Cap tulo 3 Sistema de Prote o 42 cissas indicado na figura 3 12 como Id gt existe um valor m nimo para a corrente diferencial para que a fun o atue Se um curto circuito ocorrer no barramento onde as correntes dos ali mentadores apresentam o mesmo ngulo de fase as correntes diferencial e de estabiliza o apresentam o mesmo valor e a caracter stica de falta uma linha reta inclinada em 45 Qual quer defasagem entre as correntes dos alimentadores leva a uma redu o do valor da corrente diferencial Portanto aplica se um coeficiente k cujo valor varia de 0 1 a 0 8 para definir a zona de trip da prote o A condi o para atua o da prote o diferencial que o ponto de opera o esteja na rea de trip o que conseguido quando a corrente diferencial Z4 maior do que o produto k vezes Ls O valor da constante k depende da m xima corrente de curto circuito na barra das condi es de carga e caracter sticas do TC Inicialmente calcula se o fator de sobrecorrente n pela equa o 3 11 18 n iy 3 11 Onde Pn Carga do TC em VA na corrente nominal Pi Pot ncia interna do TC em VA Pb Carga imposta

COMISSIONAMENTO DE UM REATOR DE BARRA DE - DEE

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