Forum de Proteção e Automação - CONPROVE

Exemplo de Aplicação de uma Função de Proteção num Contexto Totalmente IEC 61850

1- Introdução

Nos artigos anteriores, foram demonstradas a configuração de GOOSE no SIPROTEC 4, configuração do Barramento de Processos no SIPROTEC 5 e exemplos de testes utilizando as malas de testes CONPROVE.
Neste artigo, será compilado todo o conhecimento adquirido para realizar um ensaio de Distância, com as zonas de característica Quadrilateral, num contexto totalmente IEC 61850, ou seja, a mala de testes CONPROVE CE-6710 irá simular uma Merging Unit publicando correntes e tensões e o IED irá assinar esses frames SV e publicar frames GOOSE com as informações de Trip. Para este teste, será utilizado o IED 7SL86, abordado em artigos anteriores.

2- Configuração da Função de Distância no 7SL86

Após a criação do projeto do DIGSI 5, devem ser verificados alguns parâmetros básicos, como a frequência nominal da rede, na aba “Device settings” e as relações de TC e TP, na aba “Power system”, conforme ilustram as Figuras 1 e 2 abaixo:





As parametrizações da função de Distância são realizadas na aba “Line 1”, onde serão configurados parâmetros relacionados às características da linha, como ilustra a Figura 3 abaixo:



Também, é realizada a configuração dos parâmetros gerais da proteção como: ângulo da característica, tipo de detecção de falta a Terra, e tipo e característica do Pickup das zonas. A Figura 4 abaixo ilustra:



Por fim, são configuradas as zonas de proteção especificamente. Sendo que, neste exemplo, serão configuradas três zonas diretas e uma reversa, conforme ilustram as Figuras 5 a 8 abaixo:









3- Configurações da Norma IEC 61850 no 7SL86

As configurações relativas ao GOOSE no SIPROTEC 5 seguem os mesmos passos já descritos nos artigos anterior referente às parametrizações e testes de GOOSE no SIPROTEC 4, intitulados “Parametrização GOOSE no SIPROTEC 4” e “Exemplo de Aplicação GOOSE com Siprotec 4 numa função de Sobrecorrente”.
As configurações e testes relativos ao Barramento de Processos no SIPROTEC 5, utilizando o próprio 7SL86 com o módulo PB201, foram descritos nos artigo anteriores intitulados “Parametrização de Sampled Values no Siprotec 5” e “Exemplo de Aplicação de Sampled Values no Siprotec 5 numa Função de Sobrecorrente”.

4- Configurações da Mala de Testes – Software “Distanc”

Os testes abordados nos artigos anteriores, referenciados no item 3, foram todos realizados no software “Manual”, que permite a realização de diversos testes manualmente. Neste artigo, o ensaio de Distância será abordado em um software automático denominado “Distanc”.
Este software realiza testes automáticos em IEDs de Distância. Há cadastrado no software uma variedade de modelos destes IEDs pré-definidos com suas características de zona, possibilitando ao usuário maiores facilidades para a entrada de dados dos testes. Entretanto caso o IED não esteja cadastrado pode-se desenhar a característica da zona facilmente, ponto a ponto ou utilizando zonas pré-definidas.
O usuário pode configurar os testes especificando quais canais de geração são direcionados para as tensões e as correntes, pode ainda habilitar condições de Pré-Falta 1 e 2 e uma condição de Pós-Falta.
Os testes realizados são: Teste de Ponto, teste de verificação e Teste de Busca. Para todos os testes é possível visualizar a zona característica. O software permite ainda direcionar para as saídas Binárias e GOOSE condições de pulso de Pré-Falta 1, Pré-Falta 2 e Pós-Falta.
A inserção de cada zona de proteção pode ocorrer de três formas. Desenhando ela ponto a ponto, utilizando uma característica genérica ou utilizando as máscaras de fabricantes específicos. Com esse último recurso, a inserção da característica fica bastante simplificada, cabendo ao usuário somente buscar as informações requisitadas nos campos específicos.
O usuário tem a possibilidade de visualizar, além das características separadas por loops (dentro de cada teste, sendo ele busca ou ponto, existem abas distintas para cada tipo de falta), gráficos Zxt, trajetória de impedância, formas de ondas e fasores. Esses recursos estão disponíveis tanto no teste de busca, quanto no teste de ponto.
No teste de ponto, é possível verificar o tempo de atuação de cada zona. O usuário poderá inserir ponto a ponto, definindo de maneira gráfica ou inserindo módulo e ângulo, resistência e reatância ou relativo a linha (percentual) para cada ponto . Para aumentar o automatismo de teste, é possível inserir tais pontos de maneira sequencial. Outra metodologia de testes aqui permitida é o teste de verificação, onde pontos são inseridos automaticamente nos limiares das tolerâncias.
No teste de busca, o intuito é verificar o limiar de atuação de cada zona (pick-up). O usuário poderá inserir a linha de teste, definindo de maneira gráfica ou inserindo módulo e ângulo ou resistência e reatância para cada linha. Para aumentar o automatismo de teste, é possível inserir tais linhas de maneira sequencial, varrendo todas as características.
O usuário pode definir os valores de amplitude e ângulo das situações de pré-falta e pós-falta e o tempo de duração de cada uma. Pode-se ajustar a relação entre TCs de terra e fase, TPs de deslocamento e fase assim como suas polaridades. Para o teste de busca ajustam-se as resoluções absoluta e relativa, tempo de reset e o sobretempo de espera.
Há o ajuste dos limites de geração de pickup ajustando os valores máximos de geração de corrente para cada canal, valor mínimo de tensão, corrente mínima, tensão mínima de deslocamento, corrente mínima de terra e a corrente mínima de sequência negativa. Pode-se ainda, ajustar o modo de como vai ser realizado o teste sendo: inteligente (variação da corrente e tensão para se chegar à impedância desejada), corrente constante, tensão constante e impedância da fonte constante, onde uma fonte e uma impedância são modeladas atrás do IED (SIR).
A Figura 9 abaixo ilustra a configuração das características da linha:



A Figura 10 abaixo ilustra a tela de configuração das zonas de proteção, e a Figura 11 ilustra as quatro zonas já desenhadas no software:





A configuração do envio de SV no software Distanc segue os mesmos passos descritos no artigo anterior intitulado “Exemplo de Aplicação de Sampled Values no Siprotec 5 numa Função de Sobrecorrente”, assim como as configurações para recebimento do GOOSE de Trip do IED seguem os mesmos passos do artigo anterior intitulado “Exemplo de Aplicação GOOSE com Siprotec 4 numa função de Sobrecorrente”.
As Figuras 12 e 13 abaixo ilustram a realização de um Teste de Busca para verificação dos limites das zonas:





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