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Proteção de Sistemas Elétricos Teoria e Prática Proteção de equipamentos e projeto executivo de proteção Prof. João Ricardo da Mata Soares de Souza Realização: Organização: Apoio: Proteção de barramentos Zonas de proteção e proteção de barras Zonas de proteção e proteção de barras Arranjos de barras Arranjos de barras Barra simples Chave seccionadora Disjuntor Vão (“bay”) Arranjos de barras Barra simples seccionada Arranjos de barras Barra principal e transferência BP BT Arranjos de barras Barra dupla B1 B2 Arranjos de barras Barra dupla com disjuntor e meio B1 B2 Arranjos de barras Barramento em anel Arranjos de barras Arranjos de barras Vão 2Vão 1 Relé do vão 1 Relé do vão 2 Arranjos de barras Vão 2Vão 1 Relé do vão 1 Relé do vão 2 Arranjo de Barras • No arranjo em anel é possível garantir cobertura instantânea para todas as regiões do barramento a partir das proteções de cada elemento conectado aos vãos (transformadores, linhas de transmissão e etc.). • Além disso, neste arranjo é difícil trabalhar com o conceito de zonas de proteção. Proteção de barras de alta impedância Proteção diferencial de barras (87B) Proteção diferencial de barras (87B) Proteção diferencial de alta impedância RCT – Resistência do secundário do TC RL – Resistência da fiação do secundário RR – Resistência do relé (usada para converter a unidade de corrente em unidade de tensão) Na condição de falta interna, a tensão no relé UR tende a ser maior do que a tensão para curto externo com TC saturado. Essa proteção é ajustada com base nesse princípio. Proteção de barras e saturação de TC • Para garantir a estabilidade para faltas externas e sensibilidade para faltas internas durante a saturação do TC podem ser feitas 3 abordagens: • Especificando os TCs de maneira a não permitir que saturem; • Contemplando a possibilidade de saturação na parametrização (como no exemplo da proteção diferencial de alta impedância anterior); • Com algoritmos específicos de detecção de saturação de TC. Proteção de barras e saturação de TC Proteção de barras e saturação de TC Detecção de saturação de TC durante faltas externas Proteção de barras e saturação de TC Proteção de barras segregada em zonas Proteção de barras segregada em zonas Proteção de barras segregada em zonas Proteção de barras segregada em zonas Definição das correntes e proteção contra zonza morta (STUB) B1 B2 Zona de proteção da barra 2 Definição das correntes e proteção contra zonza morta (STUB) B1 B2 Zona de proteção da barra 2 Definição das correntes e proteção contra zonza morta (STUB) B1 B2 Zona de proteção da barra 2 Zona de proteção do vão Definição das correntes e proteção contra zonza morta (STUB) B1 B2 Zona de proteção da barra 2 Definição das correntes e proteção contra zonza morta (STUB) • A proteção da zona morta pode ser feita das seguintes formas: • Retirando da equação do elemento diferencial 87B a corrente do circuito cujas seccionadoras e/ou disjuntores associados estiverem abertos. • Por meio de esquemas lógicos que verificam o estado dos disjuntores e as correntes. Relés de Bloqueio (86B) Relés de Bloqueio (86B) • Biestável Relés de Bloqueio (86B) Outras proteções 87B Rearme 86B 86B SR 86B TC – 52nCC – 521 Fecha 52n Fecha 521 86B 86B CC – 52n Outras proteções 86B TC – 521 ... ... Proteção diferencial de barras – Arquitetura centralizada x descentralizada SEL 487B Proteção diferencial de barras – Arquitetura centralizada x descentralizada Proteção diferencial de barras – Arquitetura centralizada x descentralizada Grande número de entradas e saídas analógicas Grande número de entradas de corrente Proteção diferencial de barras – Arquitetura centralizada x descentralizada Proteção diferencial de barras – Arquitetura descentralizada usando SV (IEC 61850) Proteção de reatores Reatores de potência • As linhas de transmissão de comprimento longo, normalmente de tensões elevadas, possuem uma capacitância própria de valor expressivo que pode provocar sobretensões perigosas durante carga leve ou no momento de chaveamento. Também algumas linhas de transmissão ou de subtransmissão possuem elevados níveis de curto-circuito trifásicos e monofásicos obrigando a utilização de equipamentos de elevada capacidade de interrupção (disjuntores) ou de elevadas correntes térmicas e dinâmicas (chaves seccionadoras) onerando o custo do sistema. • Para compensar os efeitos negativos desses eventos deve-se inserir uma reatância indutiva no sistema por meio de um reator de potência. Reatores de potência • Reatores limitadores de corrente; • Reatores de aterramento de neutro; • Reatores de filtro de harmônicos; • Reatores de derivação ou shunt; • Reatores de amortecimento; • Reatores de fornos a arco; • Reatores de partida de motores etc. Reatores de potência • Reator isolado a óleo Reatores de potência • Reator a seco (núcleo de ar) Modos de falha de retores • Falhas em equipamentos como buchas, isolamentos e etc. que resultam em uma grande mudança na amplitude das correntes das fases. • Falhas entre espiras e, dependendo da localização, entre as espiras e a carcaça (no caso de reatores isolados a óleo) que provocam pouca variação nas correntes das fases. Podem evoluir para faltas maiores se não detectadas. • Falhas em acessórios como perda de óleo ou problema na ventilação. Arranjos de Proteção para reatores shunt Arranjos de Proteção para reatores shunt Arranjos de Proteção para reatores shunt Arranjos de Proteção para reatores shunt Arranjos de Proteção para reatores shunt Proteção de bancos de capacitores Capacitores - Finalidade • Correção de fator de potência • Compensação reativa (shunt) • Compensação da reatância de linhas de transmissão longas para aumentar o fluxo de potência • Composição de filtros harmônicos • Partida de motores Correção de fator de potência Indutivo CapactivoResistivo (fp = 1) Correção de fator de potência • Cargas com baixo fator de potência: • Motores de indução trabalhando a vazio, durante um longo período de operação. • Motores superdimensionados para as máquinas a eles acopladas. • Transformadores em operação a vazio ou em carga leve. • Grande número de reatores de baixo fator de potência suprindo lâmpadas de descarga (lâmpadas fluorescentes, vapor de mercúrio, vapor de sódio etc.). • Fornos a arco. • Fornos de indução eletromagnética. • Máquinas de solda a transformador. • Equipamentos eletrônicos. • Grande número de motores de pequena potência em operação, durante um longo período de tempo. Correção de fator de potência Correção de fator de potência Correção de fator de potência Compensação reativa Compensação reativa Compensação reativa Compensação série Compensação série Compensação série Filtros harmônicos • Utilizados em: • Interface com sistemas HVDC. • Consumidores industriais com cargas que produzem muito harmônico ou muito sensíveis à presença de harmônicos. Filtros harmônicos • SE Ibiuna 345 kV (Furnas) – Chegada das LTs HVDC que vêm de Itapu Filtros harmônicos Partida de motores Bancos de capacitores Bancos de capacitores Bancos de capacitores Bancos de capacitores Bancos de capacitores Funções de proteção utilizadas em bancos de capacitores • Função 27: proteção contra subtensão • Função 46: desbalanço de corrente de corrente de fase ou sequência negativa • Função 50: proteção instantânea de fase • Função 50N: proteção instantânea de neutro • Função 50BF: proteção contra falha de disjuntor • Função 51: proteção temporizada de fase • Função 51N: proteção temporizada de neutro • Função 59: proteção contra sobretensão • Função 60: proteção de desbalanço de corrente ou tensão • Função 86: bloqueio de segurança. Proteção de unidades capacitivas por fusívelProteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Proteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Proteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Proteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Relé 51 fazendo a função 46 Proteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Proteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Proteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Relé 59N fazendo a função 60 Proteção de compensadores estáticos Compensadores estáticos Compensadores estáticos Compensadores estáticos Compensadores estáticos Projeto executivo de proteção Subestações • Subestações são instalações destinadas a: • Transformar da energia elétrica de um nível de tensão para outro (ou outros); • Acondicionar os diversos tipos de equipamentos de operação e controle do sistema elétrico e; • Distribuir a energia elétrica por diferentes circuitos (linhas de transmissão e alimentadores) Classificação das subestações • Quanto ao nível de tensão (MAMEDE, 2021): • Subestação de média tensão nível I – 2,3 kV a 25 kV • Subestação de média tensão nível II – 34,5 kV a 46 kV • Subestação de alta tensão nível III – 69 kV a 145 kV • Subestação de alta tensão nível IV – 230 kV em diante Distribuição Transmissão Classificação das subestações ”Art. 23. A distribuidora deve definir o grupo e o nível de tensão de conexão ao sistema elétrico, observados os critérios a seguir: I - para unidade consumidora: a) Grupo B, com tensão menor que 2,3 kV em rede aérea: se a carga e a potência de geração instalada na unidade consumidora forem iguais ou menores que 75 kW; b) Grupo B, com tensão menor que 2,3 kV em sistema subterrâneo: até o limite de potência instalada, conforme padrão de atendimento da distribuidora, observado o direito de opção para o subgrupo AS do Grupo A disposto no § 3º; c) Grupo A, com tensão maior ou igual a 2,3 kV e menor que 69 kV: se a carga ou a potência instalada de geração na unidade consumidora forem maiores que 75 kW e a maior demanda a ser contratada for menor ou igual a 2.500 kW; e d) Grupo A, com tensão maior ou igual a 69 kV: se a maior demanda a ser contratada for maior que 2.500 kW; II - para central geradora, preservada a confiabilidade e a segurança operativa do sistema elétrico, devem ser observadas as seguintes faixas de tensão de conexão: a) potência instalada menor ou igual a 75 kW: tensão menor que 2,3 kV; b) potência instalada maior que 75 kW e menor ou igual a 500 kW: tensão menor que 2,3 kV ou tensão maior ou igual a 2,3 kV e menor que a 69 kV; c) potência instalada maior que 500 kW e menor ou igual a 30 MW: tensão maior ou igual a 2,3 kV; e d) potência instalada maior que 30 MW: tensão maior ou igual a 69 kV; III - para demais usuários: definido a partir do estudo realizado pela distribuidora, considerando as características técnicas da rede e a disponibilidade necessária.” (Resolução ANEEL 1.000 de 7 de Dezembro de 2021) Classificação das subestações • Quanto à categoria de utilização (MAMEDE, 2021): • Subestação elevadora; • Subestação abaixadora; • Subestação de distribuição; • Subestação de manobra; • Subestação conversora; • Subestação industrial; • Subestação móvel; Classificação das subestações Elevadora Abaixadora Industrial De distribuição Classificação das subestações Subestação de manobra Classificação das subestações Subestação conversora Classificação das subestações Subestação móvel Classificação das subestações • Quanto aos tipos construtivos (MAMEDE, 2021): • Subestação abrigada; • Ao tempo em barramentos nus; • Ao tempo em barramentos isolados compactos; • Blindada. Classificação das subestações Subestação abrigada Classificação das subestações Ao tempo em barramentos nus Classificação das subestações Ao tempo em barramentos isolados compactos Classificação das subestações Blindada Serviços auxiliares Serviços auxiliares • Circuitos de iluminação do pátio de manobra. • Circuitos de iluminação dos acessos à subestação. • Circuitos de iluminação e climatização da casa de comando e controle. • Circuitos dos resistores de desumidificação dos quadros de comando e controle dos equipamentos, tais como os transformadores de força, chaves seccionadoras etc. • Circuito de alimentação do retificador-carregador do banco de baterias. • Circuitos de alimentação do sistema de acionamento dos disjuntores e chaves seccionadoras. Serviços auxiliares • Cargas essenciais permanentes (P) - São aquelas imprescindíveis ao funcionamento da subestação e que operam continuamente. • Retificador-carregador dos serviços auxiliares. • Casa de comando e controle: iluminação e climatização da sala dos painéis. • Casa do grupo motor gerador (GMG): retificador-carregador do banco de baterias. • Cargas essenciais intermitentes (I) - São aquelas acionadas em intervalos aperiódicos de tempo. • Transformador de potência: ventilação forçada, principalmente o primeiro estágio. • Iluminação do pátio: tem como valor admissível de 0,30 VA/m2 • Sistema de preaquecimento do óleo do GMG. Serviços auxiliares • Cargas essenciais eventuais (E) - São aquelas consideradas essenciais ao funcionamento da subestação e que são acionadas eventualmente. • Chaves seccionadoras: bobina de fechamento e motor de carregamento da mola quando alimentadas em CA. • Disjuntores: bobina de fechamento e motor de carregamento da mola quando alimentados em CA. • Transformador de potência: iluminação e tomada do armário. • Pátio de manobra: tomadas. • Casa de comando e controle: tomadas. • Copa, banheiro e vestuário da casa de comando e controle. Serviços auxiliares • Cargas não essenciais permanentes - São aquelas consideradas não essenciais ao funcionamento da subestação, mas quando utilizadas operam continuamente, tais como CFTV (Circuito Fechado de Televisão) e tomadas para geladeira e similares. • Cargas não essenciais eventuais - São aquelas consideradas não essenciais ao funcionamento da subestação, mas quando utilizadas operam eventualmente. Por exemplo, a tomada de pátio para alimentação do filtro de óleo do transformador. Serviços auxiliares • Dimensionamento do transformador de serviços auxiliares (TSA) • Dimensionamento do grupo motor-gerador de serviço auxiliar (GMG) Projeto • Levantamentos preliminares: • Seleção do terreno • Levantamento topográfico • Sondagem geotécnica • Levantamento de resistividade do solo • Projeto eletromecânico: • Definição do arranjo físico • Barramentos de alta tensão • Barramentos de média tensão • Estrutura dos barramentos • Vigas, anéis, suportes capitel e Jabaquara • Malha de terra Projeto • Projeto de arquitetura e de obras civis: • Edificações – Casa de comando e controle e casa do gerador de emergência • Base e fundação para postes • Base do transformador • Vigas e estruturas verticais • Sistema de combate a incêndio Projeto •Projeto elétrico e mecânico: • Memoriais técnicos • Diagramas • Unifilar • Trifilar • Funcionais Projeto Diagrama unifilar Projeto Diagrama unifilar Diagrama unifilar Projeto Disjuntores Diagrama unifilar Projeto Chaves seccionadoras Diagrama unifilar Projeto Transformadores de corrente Diagrama unifilar Projeto Transformadores de potencial Diagrama unifilar Projeto Relés de proteção Diagrama unifilar Projeto Pára-raios e centelhadores Diagrama unifilar Projeto Chaves de aterramento ou lâminas de terra Projeto Diagrama unifilar Projeto Diagrama unifilar Projeto Diagrama trifilar Projeto Diagrama funcional de proteção Projeto Diagrama funcional de proteção Projeto Bornes de passagem e régua de bornes Projeto Bornes de passagem e régua de bornes Representação de chaves e contatos em diagramas de comando • Contatos normalmente abertos (NA ou NO do inglês Normally Opened) – contatosque estão originalmente abertos Representação de chaves e contatos em diagramas de comando • Contatos normalmente fechados (NF ou NC do inglês Normally Closed) – contatos que estão originalmente fechados Representação de chaves e contatos em diagramas de comando • Comando direto • Comando temporizado no acionamento Representação de chaves e contatos em diagramas de comando • Comando temporizado no desligamento • Comando temporizado no acionamento e no desligamento Representação de chaves e contatos em diagramas de comando Representação de chaves e contatos em diagramas de comando • Biestável Representação de chaves e contatos em diagramas de comando • Aplicações de relés biestáveis – Relés de Bloqueio 51 X 876371 Rearme 86T 86T SR 86T51 H 86T TC – 52XCC – 52H Fecha 52X Fecha 52H 86T 86T TC – 52HCC – 52X Representação de chaves e contatos em diagramas de comando • Aplicações de relés biestáveis – Relés de Bloqueio Representação de chaves e contatos em diagramas de comando • Aplicações de relés biestáveis – Composição de bloqueio de funções remota e localmente Disjuntores e chaves seccionadoras 83-01 83-02 52-01 83-03 83-04 52-02 83 – Chaves seccionadoras 52 - Disjuntores TC 52-01 CC 52-01 52-01a 52-01b + Vcc 0 Vcc TC – Bobina de abertura (Trip coil) CC – Bobina de fechamento (Close coil) 52a - Contato auxiliar que acompanha o estado do disjuntor 52b – Contato auxiliar com o estado oposto ao do disjuntor Circuito Principal Circuito auxiliar e de comando 83-05 Chaves seccionadoras • Os seccionadoras são utilizados em subestações para permitir manobras de circuitos elétricos, sem carga, isolando disjuntores, transformadores de medida e de proteção e barramentos. 83-01 83-02 52-01 83-03 83-04 52-02 TC 83-01 CC 83-01 0 Vcc + Vcc 52-01 b 52-01 b Intertravamento 83-05 Seccionadoras simples (BT e MT) Seccionadoras simples com fusível (BT e MT) Seccionadoras com abertura lateral singela (BT e MT) Seccionadoras com abertura central (MT e AT) Seccionadoras com dupla abertura lateral (MT e AT) Seccionadoras com dupla abertura vertical (MT e AT) Seccionadoras pantográficas (MT e AT) Seccionadoras de abertura vertical (MT e AT) Instalação de chaves seccionadoras em subestação Manobras de chaves seccionadoras • https://www.youtube.com/watch?v=HXN9Exo5v10 • https://www.youtube.com/watch?v=L8rcVDEdprw • https://www.youtube.com/watch?v=BlutEhZyN2I • https://www.youtube.com/shorts/6mX9zU6mU78 • https://www.youtube.com/watch?v=gCzygapAo3s https://www.youtube.com/watch?v=HXN9Exo5v10 https://www.youtube.com/watch?v=L8rcVDEdprw https://www.youtube.com/watch?v=BlutEhZyN2I https://www.youtube.com/shorts/6mX9zU6mU78 https://www.youtube.com/watch?v=gCzygapAo3s Disjuntores • Os disjuntores são equipamentos destinados à interrupção e ao restabelecimento das correntes elétricas num determinado ponto do circuito. • Os disjuntores sempre devem ser instalados acompanhados da aplicação dos relés respectivos, que são os elementos responsáveis pela detecção das correntes, tensões, frequência, etc. do circuito que, após analisadas por sensores previamente ajustados, podem enviar ou não a ordem de comando para a sua abertura. Um disjuntor instalado sem os relés correspondentes transforma-se apenas numa excelente chave de manobra, sem nenhuma característica de proteção. • A função principal de um disjuntor é interromper as correntes de defeito de um determinado circuito durante o menor espaço de tempo possível. Porém, os disjuntores são também solicitados a interromper correntes de circuitos operando a plena carga e a vazio, e a energizar os mesmos circuitos em condições de operação normal ou em falta. Arco elétrico Arco elétrico Extinção do arco elétrico • Interrupção no ar sob Pressão Atmosférica • Alongamento e resfriamento do arco Extinção do arco elétrico • Interrupção no ar sob Pressão Atmosférica • Velocidade de manobra Mola do mecanismo de abertura do disjuntor Extinção do arco elétrico • Interrupção no ar sob Pressão Atmosférica • Fracionamento do arco Extinção do arco elétrico • Interrupção no óleo Extinção do arco elétrico • Interrupção no óleo Extinção do arco elétrico • Interrupção no vácuo Extinção do arco elétrico • Interrupção no vácuo Extinção do arco elétrico • Interrupção em gás SF6: Extinção do arco elétrico • Interrupção em gás SF6: Extinção do arco elétrico • Interrupção com ar comprimido (Nitrogênio sob alta pressão): Câmara de extinção em “I” e em “V” Carregamento da mola – Motor x manual Sincronizador para energização de transformadores ~VF ZF Corrente de Inrush XP XS Xmag Sincronizador para energização de transformadores Sincronizador para energização de transformadores Sincronizador para energização de transformadores Sincronizador para energização de transformadores Sincronizador para energização de transformadores RTC = 6000 – 5 A = 1200 TF 34,5 / 230 kV – 100 MVA Sincronizador para energização de transformadores Diagrama funcional Diagrama funcional – Abertura Disjuntor Relé auxiliar (comando) Circuito de abertura duplicado Diagrama funcional – Abertura Disjuntor Chave Local- remoto Monitoramen to de pressão do gás Diagrama funcional – Fechamento Disjuntor Relé auxiliar (comando) Diagrama funcional – Fechamento Disjuntor Intertravamento com seccionadoras Diagrama funcional – Seccionadoras Relé auxiliar (comando) Diagrama funcional – Seccionadoras Intertravamento com disjuntor Entradas e saídas digitais IN 101 IN 102 ... IN 107 IN 201 ...... OUT 101 OUT 102 OUT 107 OUT 201 Entradas e saídas digitais BI 1.01 BI 1.02 ... BI 1.07 BI 2.01 ...... BO 1.01 BO 1.02 BO 1.07 BO 2.01 Entradas e saídas digitais PLC Entradas e saídas digitais UAC Entradas e saídas digitais UAC Entradas e saídas digitais UAC Entradas e saídas digitais Relé digital Entradas e saídas digitais Relé digital Entradas e saídas digitais Relé digital Alimentação Entradas e saídas digitais Entradas e saídas digitais Relé digital Entradas Analógicas (Aquisição de correntes e tensões) Entradas e saídas digitais Relé digital Entradas e saídas digitais Relé digital Entradas e Saídas Digitais Entradas e saídas digitais Relé digital Entradas e saídas digitais Relé digital Entradas e saídas digitais Relé digital Portas de comunicação (Interface com SCADA, redes IEC61850, sistemas de análise de perturbação, gestão de ativos e etc.) Programação de lógicas em relés digitais Relé GE (família 60) Programação de lógicas em relés digitais Relé SEL (família 3) + OR * AND ! NOT / BORDA SUBIDA \ BORDA DESCIDA Programação de lógicas em relés digitais Relé SEL (família 3) LT2 Programação de lógicas em relés digitais Relé SEL (família 3) Programação de lógicas em relés digitais Relé SEL (família 3) Programação de lógicas em relés digitais Relé SEL (família 3) Programação de lógicas em relés digitais Relé SEL (família 3) Programação de lógicas em relés digitais Relé SEL (família 3) Programação de lógicas em relés digitais Relé SEL (família 3) Programação de lógicas em relés digitais Relé SEL (família 3) Interface com sistema de automação • IEC 101 •Protocolos proprietários (Modibus, Profibus) •DNP • IEC 61850 Interface com sistema de automação Interface com sistema de automação Interface com sistema de automação Interface com sistema de automação Interface com sistema de automação Interface com sistema de automação Interface com sistema de automação Interface com sistema de automação Interface com sistema de automação Interface com sistema de automação Exemplo de lógica – Abertura de disjuntor SET9 = /OC*IN103 RST9 = SV2T+!52A SV2 = LT9 SV2PU = 12,00 SV2DO = 0,00 Chave Local /Remota 52B Exemplo de lógica – Fechamento de disjuntor Falha de Disjuntor a d b c Relé Proteção atua e comanda a abertura do disjuntor “a” e inicializa um temporizador Falha de Disjuntor a d b c Relé Após este temporizador terminar de contar seu tempo (aproximadamente 300 ms) o relé verifica que o disjuntor “a” não abriu Falha de Disjuntor a d b c Relé Então, o relé envia uma comando para um relé auxiliar que comanda a abertura dos disjuntores “b”, “c” e “d” eliminando o defeito. 86D Falha de disjuntor • Em geral, pode-se considerar que as proteções de retaguarda dos terminais remotos das outras linhas e dos outros circuitos gerais de transformadores interligadores conectados à barra em que o disjuntor que falhou está conectado irão atuar e eliminar este defeito. • Entretanto, se considerarmos que: • este defeito pode vir a ocorrer no final da linha protegida e; • Uma das fontes remotas pode ser fraca (como em casos onde há geração distribuída) • A adoção de um esquema de falha de disjuntor pode ser importante. Falha de disjuntor • Como o relé identifica que o disjuntor não abriu? • Por corrente Falha de disjuntor • Como o relé identifica que o disjuntor não abriu? • Por contato Falha de disjuntor Falha de disjuntor Word Bits (SEL) Word Bits (SEL) Word Bits (SEL) Word Bits (SEL) Word Bits (SEL) Word Bits (SEL) Word Bits (SEL) Word Bits (SEL) Word Bits (SEL) Word Bits (SEL) Word Bits (SEL) Word Bits (SEL) Word Bits (SEL) Word Bits (SEL) Saídas Digitais Saídas Digitais Saídas Digitais Saídas Digitais Saídas Digitais Saídas Digitais Saídas Digitais Saídas Digitais Saídas Digitais OUT207 Saídas Digitais Saídas Digitais Lógica de Trip Lógica de Trip Lógica de Trip Lógica de Trip Lógica de Trip Lógica de Trip Lógica de Trip Lógica de Trip Lógica de Trip Lógica de Trip Lógica de Fechamento Lógica de Fechamento Lógica de Fechamento Lógica de Fechamento Lógica de Religamento Automático Lógica de Religamento Automático Lógica de Religamento Automático Lógica de Religamento Automático Lógica de Religamento Automático Lógica de Religamento Automático Lógica de Religamento Automático Lógica de Religamento Automático Lógica de Religamento Automático Introdução à norma IEC 61850 Automação de subestações • Mestre-escravo (Outros protocolos) Computador da subestação Relé 1 Relé 2 52 83 TC TP Automação de subestações • Cliente-servidor (IEC 61850) Computador da subestação Relé 1 Relé 2 52 83 TC TP Automação de subestações • A estrutura cliente-servidor reduz sensivelmente a cablagem. • Mas para isso é necessário: • Definir uma estrutura capaz de definir quais grandezas para as quais cada equipamento é cliente e servidor. • Garantir interoperabilidade • Garantir uma estrutura de rede que tenha confiabilidade e a rapidez Estrutura da norma Estrutura da norma Estrutura da norma Part 9-3: Precision time protocol profile for power utility automation Arquitetura da subestação Barramento de estação Barramento de processos Arquitetura da subestação Arquitetura da subestação MT10 cubicleMT9 cubicleMT2 cubicleMT1 cubicle Armario AT1 Armario RTU Armario AT2 …. Anillos MT Anillos AT Relação cliente-servidor Funções e nós lógicos Funções e nós lógicos Funções e nós lógicos Funções e nós lógicos – Proteção (P) Funções e nós lógicos – Proteção (P) Funções e nós lógicos – Proteção (P) Funções e nós lógicos – Relacionadas a proteção (R) Funções e nós lógicos – Relacionadas a proteção (R) Funções e nós lógicos – Relacionadas a proteção (R) Funções e nós lógicos – Relacionadas a proteção (R) Funções e nós lógicos – Controle (C) Funções e nós lógicos – Interdace, log e arquivamento (I) Funções e nós lógicos – Processos de controle automatizados (A) Funções e nós lógicos – Medição (M) Funções e nós lógicos – Medição (M) Funções e nós lógicos – Chaves (X) Funções e nós lógicos – Chaves (X) Funções e nós lógicos – Transformadores de instrumentos (T) Funções e nós lógicos – Transformadores de potência (Y) Funções e nós lógicos – Processos genétricos I/O (G) Funções e nós lógicos Funções e nós lógicos Funções e nós lógicos Arquivos XML (SCL) Arquivos XML (SCL) • Substation Configuration Description (SCD) file: Descreve todo um projeto de subestação, contendo um ou mais IEDs. Na prática, representa a soma de diversos arquivos ICD. • IED Capability Description (ICD) file: Contém a configuração de um IED, com as definições de Logical Devices, Logical Nodes, reports, datasets, etc. O arquivo ICD é gerado pela ferramenta de configuração do IED, fornecido por cada fabricante. • Configured IED Description (CID) file: Arquivo reduzido com somente as informações necessárias ao IED. Arquivos XML (SCL) Arquivos XML (SCL) Arquivos XML (SCL) Identificação dos sinais Identificação dos sinais Sintaxe dos arquivos SCL • Header (seção de cabeçalho) : Identifica um arquivo SCL com sua versão e especifica as opções para mapear os nomes dos sinais Sintaxe dos arquivos SCL Sintaxe dos arquivos SCL Sintaxe dos arquivos SCL Sintaxe dos arquivos SCL • Substation (seção de subestação) : Descreve a estrutura funcional da subestação e identifica os dispositivos primários com suas conexões. Sintaxe dos arquivos SCL Sintaxe dos arquivos SCL Definição básica dos elementos utilizados Sintaxe dos arquivos SCL Tipo de subestação Sintaxe dos arquivos SCL Nível de tensão Sintaxe dos arquivos SCL Nível de bay Sintaxe dos arquivos SCL Equipamentos de potência - conturores Sintaxe dos arquivos SCL Equipamentos de potência - transformadores Sintaxe dos arquivos SCL Terminal Sintaxe dos arquivos SCL Subequipamento Sintaxe dos arquivos SCL Nós lógicos Sintaxe dos arquivos SCL - Exemplo Sintaxe dos arquivos SCL - Exemplo Sintaxe dos arquivos SCL - Exemplo Tipos de mensagem Tipos de mensagem Testes Interface com outros sistemas Protocolo Tradicional IEC-61850 GATEWAY IED Dispositivo Logico Dispositivo Logico Dispositivo Logico Nodo Logico LN LN LN LN LN OPC Por Ejemplo Contacto Interface com outros sistemas IEC-61850 GOOSE GATEWAY Contacto Contacto - SALIDA Contacto - ENTRADA Referências • ZIEGLER, G. Numerical Differential Protection – Principles and Applications. 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Slide 1: Proteção de Sistemas Elétricos Teoria e Prática Slide 2: Proteção de barramentos Slide 3: Zonas de proteção e proteção de barras Slide 4: Zonas de proteção e proteção de barras Slide 5: Arranjos de barras Slide 6: Arranjos de barras Slide 7: Arranjos de barras Slide 8: Arranjos de barras Slide 9: Arranjos de barras Slide 10: Arranjos de barras Slide 11: Arranjos de barras Slide 12: Arranjos de barras Slide 13: Arranjos de barras Slide 14: Arranjos de barras Slide 15: Arranjo de Barras Slide 16: Proteção de barras de alta impedância Slide 17: Proteção diferencial de barras (87B) Slide 18: Proteção diferencial de barras (87B) Slide 19: Proteção diferencial de alta impedância Slide 20: Proteção de barras e saturação de TC Slide 21: Proteção de barras e saturação de TC Slide 22: Proteção de barras e saturação de TC Slide 23: Proteção de barras e saturação de TC Slide 24: Proteção de barras segregada em zonas Slide 25: Proteção de barras segregada em zonas Slide 26: Proteção de barras segregada em zonas Slide 27: Proteção de barras segregada em zonas Slide 28: Definição das correntes e proteção contra zonza morta (STUB) Slide 29: Definição das correntes e proteção contra zonza morta (STUB) Slide 30: Definição das correntes e proteção contra zonza morta (STUB) Slide 31: Definição das correntes e proteção contra zonza morta (STUB) Slide 32: Definição das correntes e proteção contra zonza morta (STUB) Slide 33: Relés de Bloqueio (86B) Slide 34: Relés de Bloqueio (86B) Slide 35: Relés de Bloqueio (86B) Slide 36: Proteção diferencial de barras – Arquitetura centralizada x descentralizada Slide 37: Proteção diferencial de barras – Arquitetura centralizada x descentralizada Slide 38: Proteção diferencial de barras – Arquitetura centralizada x descentralizada Slide 39: Proteção diferencial de barras – Arquitetura centralizada x descentralizada Slide 40: Proteção diferencial de barras – Arquitetura descentralizada usando SV (IEC 61850) Slide 41: Proteção de reatores Slide 42: Reatores de potência Slide 43: Reatores de potência Slide 44: Reatores de potência Slide 45: Reatores de potência Slide 46: Modos de falha de retores Slide 47: Arranjos de Proteção para reatores shunt Slide 48: Arranjos de Proteção para reatores shunt Slide 49: Arranjos de Proteção para reatores shunt Slide 50: Arranjos de Proteção para reatores shunt Slide 51: Arranjos de Proteção para reatores shunt Slide 52: Proteção de bancos de capacitores Slide 53: Capacitores - Finalidade Slide 54: Correção de fator de potência Slide 55: Correção de fator de potência Slide 56: Correção de fator de potência Slide 57: Correção de fator de potência Slide 58: Correção de fator de potência Slide 59: Compensação reativa Slide 60: Compensação reativa Slide 61: Compensação reativa Slide 62: Compensação série Slide 63: Compensação série Slide 64: Compensação série Slide 65: Filtros harmônicos Slide 66: Filtros harmônicos Slide 67: Filtros harmônicos Slide 68: Partida de motores Slide 69: Bancos de capacitores Slide 70: Bancos de capacitores Slide 71: Bancos de capacitores Slide 72: Bancos de capacitores Slide 73: Bancos de capacitores Slide 74: Funções de proteção utilizadas em bancos de capacitores Slide 75: Proteção de unidades capacitivas por fusível Slide 76: Proteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Slide 77: Proteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Slide 78: Proteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Slide 79: Proteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Slide 80: Proteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Slide 81: Proteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Slide 82: Proteção de unidades capacitivas por relés de sobrecorrente Slide 83: Proteção de compensadores estáticos Slide 84: Compensadores estáticos Slide 85: Compensadores estáticos Slide 86: Compensadores estáticos Slide 87: Compensadores estáticos Slide 88: Projeto executivo de proteção Slide 89: Subestações Slide 90: Classificação das subestações Slide 91: Classificação das subestações Slide 92: Classificação das subestações Slide 93: Classificação das subestações Slide 94: Classificação das subestações Slide 95: Classificação das subestações Slide 96: Classificação das subestações Slide 97: Classificação das subestações Slide 98: Classificação das subestações Slide 99: Classificação das subestações Slide 100: Classificação das subestações Slide 101: Classificação das subestações Slide 102: Serviços auxiliares Slide 103: Serviços auxiliares Slide 104: Serviços auxiliares Slide 105: Serviços auxiliares Slide 106: Serviços auxiliares Slide 107: Serviços auxiliares Slide 108: Projeto Slide 109: Projeto Slide 110: Projeto Slide 111: Projeto Slide 112: Projeto Slide 113: Projeto Slide 114: Projeto Slide 115: Projeto Slide 116: Projeto Slide 117: Projeto Slide 118: Projeto Slide 119: Projeto Slide 120: Projeto Slide 121: Projeto Slide 122: Projeto Slide 123: Projeto Slide 124: Projeto Slide 125: Projeto Slide 126: Projeto Slide 127: Representação de chaves e contatos em diagramas de comando Slide 128: Representação de chaves e contatos em diagramas de comando Slide 129: Representação de chaves e contatos em diagramas de comando Slide 130: Representação de chaves e contatos em diagramas de comando Slide 131: Representação de chaves e contatos em diagramas de comando Slide 132: Representação de chaves e contatos em diagramas de comando Slide 133: Representação de chaves e contatos em diagramas de comando Slide 134: Representação de chaves e contatos em diagramas de comando Slide 135: Representação de chaves e contatos em diagramas de comando Slide 136 Slide 137 Slide 138: Disjuntores e chaves seccionadoras Slide 139: Chaves seccionadoras Slide 140: Seccionadoras simples (BT e MT) Slide 141: Seccionadoras simples com fusível (BT e MT) Slide 142: Seccionadoras com abertura lateral singela (BT e MT) Slide 143: Seccionadoras com abertura central (MT e AT) Slide 144: Seccionadoras com dupla abertura lateral (MT e AT) Slide 145: Seccionadoras com dupla abertura vertical (MT e AT) Slide 146: Seccionadoras pantográficas (MT e AT) Slide 147: Seccionadoras de abertura vertical (MT e AT) Slide 148: Instalação de chaves seccionadoras em subestação Slide 149: Manobras de chaves seccionadoras Slide 150: Disjuntores Slide 151: Arco elétrico Slide 152: Arco elétrico Slide 153: Extinção do arco elétrico Slide 154: Extinção do arco elétrico Slide 155: Extinção do arco elétrico Slide 156: Extinção do arco elétrico Slide 157: Extinção do arco elétrico Slide 158: Extinção do arco elétrico Slide 159: Extinção do arco elétrico Slide 160: Extinção do arco elétrico Slide 161: Extinção do arco elétrico Slide 162: Extinção do arco elétrico Slide 163: Câmara de extinção em “I” e em “V” Slide 164: Carregamento da mola – Motor x manual Slide 165: Sincronizador para energização de transformadores Slide 166: Sincronizador para energização de transformadores Slide 167: Sincronizador para energização de transformadores Slide 168: Sincronizador para energização de transformadores Slide 169: Sincronizador para energização de transformadores Slide 170: Sincronizador para energização de transformadores Slide 171: Sincronizador para energização de transformadores Slide 172: Diagrama funcional Slide 173: Diagrama funcional – Abertura Disjuntor Slide 174: Diagrama funcional – Abertura Disjuntor Slide 175: Diagrama funcional – Fechamento Disjuntor Slide 176: Diagrama funcional – Fechamento Disjuntor Slide 177: Diagrama funcional – Seccionadoras Slide 178: Diagrama funcional – Seccionadoras Slide 179: Entradas e saídas digitais Slide180: Entradas e saídas digitais Slide 181: Entradas e saídas digitais Slide 182: Entradas e saídas digitais Slide 183: Entradas e saídas digitais Slide 184: Entradas e saídas digitais Slide 185: Entradas e saídas digitais Slide 186: Entradas e saídas digitais Slide 187: Entradas e saídas digitais Slide 188: Entradas e saídas digitais Slide 189: Entradas e saídas digitais Slide 190: Entradas e saídas digitais Slide 191: Entradas e saídas digitais Slide 192: Entradas e saídas digitais Slide 193: Entradas e saídas digitais Slide 194: Entradas e saídas digitais Slide 195: Programação de lógicas em relés digitais Slide 196: Programação de lógicas em relés digitais Slide 197: Programação de lógicas em relés digitais Slide 198: Programação de lógicas em relés digitais Slide 199: Programação de lógicas em relés digitais Slide 200: Programação de lógicas em relés digitais Slide 201: Programação de lógicas em relés digitais Slide 202: Programação de lógicas em relés digitais Slide 203: Programação de lógicas em relés digitais Slide 204: Programação de lógicas em relés digitais Slide 205: Interface com sistema de automação Slide 206: Interface com sistema de automação Slide 207: Interface com sistema de automação Slide 208: Interface com sistema de automação Slide 209: Interface com sistema de automação Slide 210: Interface com sistema de automação Slide 211: Interface com sistema de automação Slide 212: Interface com sistema de automação Slide 213: Interface com sistema de automação Slide 214: Interface com sistema de automação Slide 215: Interface com sistema de automação Slide 216: Exemplo de lógica – Abertura de disjuntor Slide 217: Exemplo de lógica – Fechamento de disjuntor Slide 218: Falha de Disjuntor Slide 219: Falha de Disjuntor Slide 220: Falha de Disjuntor Slide 221: Falha de disjuntor Slide 222: Falha de disjuntor Slide 223: Falha de disjuntor Slide 224: Falha de disjuntor Slide 225: Falha de disjuntor Slide 226: Word Bits (SEL) Slide 227: Word Bits (SEL) Slide 228: Word Bits (SEL) Slide 229: Word Bits (SEL) Slide 230: Word Bits (SEL) Slide 231: Word Bits (SEL) Slide 232: Word Bits (SEL) Slide 233: Word Bits (SEL) Slide 234: Word Bits (SEL) Slide 235: Word Bits (SEL) Slide 236: Word Bits (SEL) Slide 237: Word Bits (SEL) Slide 238: Word Bits (SEL) Slide 239: Word Bits (SEL) Slide 240: Saídas Digitais Slide 241: Saídas Digitais Slide 242: Saídas Digitais Slide 243: Saídas Digitais Slide 244: Saídas Digitais Slide 245: Saídas Digitais Slide 246: Saídas Digitais Slide 247: Saídas Digitais Slide 248: Saídas Digitais Slide 249: Saídas Digitais Slide 250: Saídas Digitais Slide 251: Lógica de Trip Slide 252: Lógica de Trip Slide 253: Lógica de Trip Slide 254: Lógica de Trip Slide 255: Lógica de Trip Slide 256: Lógica de Trip Slide 257: Lógica de Trip Slide 258: Lógica de Trip Slide 259: Lógica de Trip Slide 260: Lógica de Trip Slide 261: Lógica de Fechamento Slide 262: Lógica de Fechamento Slide 263: Lógica de Fechamento Slide 264: Lógica de Fechamento Slide 265: Lógica de Religamento Automático Slide 266: Lógica de Religamento Automático Slide 267: Lógica de Religamento Automático Slide 268: Lógica de Religamento Automático Slide 269: Lógica de Religamento Automático Slide 270: Lógica de Religamento Automático Slide 271: Lógica de Religamento Automático Slide 272: Lógica de Religamento Automático Slide 273: Lógica de Religamento Automático Slide 274: Introdução à norma IEC 61850 Slide 275: Automação de subestações Slide 276: Automação de subestações Slide 277: Automação de subestações Slide 278: Estrutura da norma Slide 279: Estrutura da norma Slide 280: Estrutura da norma Slide 281: Arquitetura da subestação Slide 282: Arquitetura da subestação Slide 283: Arquitetura da subestação Slide 284: Relação cliente-servidor Slide 285: Funções e nós lógicos Slide 286: Funções e nós lógicos Slide 287: Funções e nós lógicos Slide 288: Funções e nós lógicos – Proteção (P) Slide 289: Funções e nós lógicos – Proteção (P) Slide 290: Funções e nós lógicos – Proteção (P) Slide 291: Funções e nós lógicos – Relacionadas a proteção (R) Slide 292: Funções e nós lógicos – Relacionadas a proteção (R) Slide 293: Funções e nós lógicos – Relacionadas a proteção (R) Slide 294: Funções e nós lógicos – Relacionadas a proteção (R) Slide 295: Funções e nós lógicos – Controle (C) Slide 296: Funções e nós lógicos – Interdace, log e arquivamento (I) Slide 297: Funções e nós lógicos – Processos de controle automatizados (A) Slide 298: Funções e nós lógicos – Medição (M) Slide 299: Funções e nós lógicos – Medição (M) Slide 300: Funções e nós lógicos – Chaves (X) Slide 301: Funções e nós lógicos – Chaves (X) Slide 302: Funções e nós lógicos – Transformadores de instrumentos (T) Slide 303: Funções e nós lógicos – Transformadores de potência (Y) Slide 304: Funções e nós lógicos – Processos genétricos I/O (G) Slide 305: Funções e nós lógicos Slide 306: Funções e nós lógicos Slide 307: Funções e nós lógicos Slide 308: Arquivos XML (SCL) Slide 309: Arquivos XML (SCL) Slide 310: Arquivos XML (SCL) Slide 311: Arquivos XML (SCL) Slide 312: Arquivos XML (SCL) Slide 313: Identificação dos sinais Slide 314: Identificação dos sinais Slide 315: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 316: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 317: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 318: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 319: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 320: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 321: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 322: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 323: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 324: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 325: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 326: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 327: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 328: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 329: Sintaxe dos arquivos SCL Slide 330: Sintaxe dos arquivos SCL - Exemplo Slide 331: Sintaxe dos arquivos SCL - Exemplo Slide 332: Sintaxe dos arquivos SCL - Exemplo Slide 333: Tipos de mensagem Slide 334: Tipos de mensagem Slide 335: Testes Slide 336: Interface com outros sistemas Slide 337: Interface com outros sistemas Slide 338: Referências Slide 339: Referências