PCH Cristina Relatorio de Ensaios Dinamicos UG1

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ORTENG EQUIPAMENTOS E SISTEMAS 
PCH Cristina – Testes Dinâmicos – Sistema de Proteção 
 
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Executante: Israel Resende Alves Rodrigues 
Local: PCH Cristina 
Data: 26/10/2011 
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1. Introdução 
 
Este relatório tem o objetivo de registrar o desempenho do sistema de proteção da PCH Cristina 
durante os testes dinâmicos da unidade geradora 1. 
O sistema de proteção será avaliado perante os testes de curto-circuito, testes a vazio e 
sincronização do gerador ao sistema elétrico. 
A avaliação será feita baseada na medição fasorial disponível nos relés de proteção e acessível 
através do software de parametrização Enervista UR Setup. Antes de cada um dos ensaios a 
parametrização dos relés será provisoriamente alterada conforme tabelas em anexo a este relatório. 
Esta alteração tem por finalidade garantir o correto andamento dos ensaios a que estará sujeito o 
gerador sem, no entanto deixá-lo desprotegido contra eventuais falhas de qualquer origem. Após a 
conclusão dos testes, o arquivo de parametrização original, aprovado e testado, será novamente 
descarregado em cada relé de proteção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE ENSAIOS DINÂMICOS 
 
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2. Ensaios de curto-circuito 
 
Os ensaios de curto-circuito têm o objetivo de verificar os circuitos de corrente de proteção, 
observando a correta polaridade, a relação de transformação e a seqüência de fase. 
O aterramento da unidade geradora também será avaliado através da medição de tensão sobre 
o resistor de aterramento. 
A execução dos testes de curto-circuito da unidade geradora 1 foi realizada no dia 03/10/2011. 
 
2.1 Curto-circuito Trifásico do Gerador 
 
2.1.1 Procedimentos e preparação para o ensaio: 
 
• Excitação independente provisória para o gerador; 
• Relés 1G54 e 1TE87 parametrizados conforme tabelas de proteção em anexo; 
• Curto-circuito trifásico executado no trecho entre os TC’s de saída do gerador e o disjuntor 
1A4. Os cabos ou barras utilizados neste procedimento devem suportar 125% da corrente 
nominal. 
• Disjuntor 1A4 aberto e extraído; 
• Elevar gradualmente a corrente de excitação até a corrente terminal do gerador atingir 
aproximadamente 10% da corrente nominal; 
• Realizar as verificações do item 2.1.2; 
• Elevar gradualmente a corrente de excitação até a corrente terminal do gerador atingir 
aproximadamente 100% da corrente nominal; 
• Realizar as verificações do item 2.1.3; 
• Forçar trip pela função 87 do 1G54; 
• Coletar a oscilografia do relé de proteção 1G54. 
 
2.1.2 Verificações para curto-circuito com corrente nominal próximo a 10% 
 
a) 1G54: 
 
• Verificação do comportamento das proteções ajustadas. Caso haja atuação de alguma 
proteção, a oscilografia e o seqüencial de eventos devem ser coletados para análise; 
• Verificação da seqüência de fase e valores medidos / relação dos TC’s localizados no 
fechamento de neutro do gerador e do lado terminal; 
• Verificação da corrente diferencial; 
 
 
 
 
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Figura 1- Saídas físicas e virtuais 1G54 – Teste trifásico do gerador a 10% In 
 
 
 
Figura 2 - Fasores correntes lado terminal e lado neutro 1G54 - Teste trifásico do gerador a 10% In 
 
 
 
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Figura 3 - Medição da corrente diferencial 1G54 - Teste trifásico do gerador a 10% In 
 
 
b) 1TE87: 
 
• Verificação do comportamento das proteções ajustadas. Caso haja atuação de alguma 
proteção, a oscilografia e o seqüencial de eventos devem ser coletados para análise; 
• Verificação da seqüência de fase e valores medidos / relação dos TC’s localizados na baixa, 
lado do gerador 1; 
• Verificação da corrente diferencial; 
 
 
 
 
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Figura 4 - Saídas físicas e virtuais 1TE87 - Teste trifásico do gerador a 10% In 
 
 
 
Figura 5 - Fasores de corrente UG1 1TE87 - Teste trifásico do gerador a 10% In 
 
 
 
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Figura 6 - Corrente diferencial 1TE87 - Teste trifásico do gerador a 10% In 
 
 
2.1.3 Verificações corrente nominal em 100% 
 
a) 1G54: 
 
• Verificação do comportamento das proteções ajustadas. Caso haja atuação de alguma 
proteção, a oscilografia e o seqüencial de eventos devem ser coletados para análise; 
• Verificação da seqüência de fase e valores medidos / relação dos TC’s localizados no 
fechamento de neutro do gerador e do lado terminal; 
• Verificação da corrente diferencial; 
 
 
 
 
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Figura 7 - Saídas físicas e virtuais 1G54 - Teste trifásico do gerador a 100% In 
 
 
 
Figura 8 - Fasores correntes lado terminal e lado neutro 1G54 - Teste trifásico do gerador a 100% In 
 
 
 
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Figura 9 - Medição da corrente diferencial 1G54 - Teste trifásico do gerador a 100% In 
 
 
b) 1TE87: 
 
• Verificação do comportamento das proteções ajustadas. Caso haja atuação de alguma 
proteção, a oscilografia e o seqüencial de eventos devem ser coletados para análise; 
• Verificação da seqüência de fase e valores medidos / relação dos TC’s localizados no lado 
de fase do gerador; 
• Verificação da corrente diferencial; 
 
 
 
 
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Figura 10 - Saídas físicas e virtuais 1TE87 - Teste trifásico do gerador a 100% In 
 
 
 
Figura 11 - Fasores de corrente UG1 1TE87 - Teste trifásico do gerador a 100% In 
 
 
 
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Figura 12 - Corrente diferencial 1TE87 - Teste trifásico do gerador a 100% In 
 
 
c) Oscilografia 1G54 – função 87: 
 
 
 
 
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Figura 13 - TRIP 87 fase B - Teste trifásico do gerador a 100% In 
 
2.2 Curto-circuito monofásico do Gerador 
 
2.2.1 Procedimentos e preparação para o ensaio: 
 
• Excitação independente provisória para o gerador; 
• Relés 1G54 e 1TE87 parametrizados conforme tabelas de proteção em anexo; 
• Disjuntor 1A4 aberto e extraído; 
• Curto-circuito monofásico na fase B executado no trecho entre os TC’s de saída do gerador 
e o disjuntor 1A4. Curto-circuito bifásico entre as fases A e C no mesmo trecho. Os cabos ou 
barras utilizados neste procedimento devem suportar 125% da corrente nominal. 
• Elevar gradualmente a corrente de excitação até a corrente terminal do gerador atingir 
aproximadamente 10% da corrente nominal; 
• Realizar as verificações do item 2.2.2; 
• Forçar trip pela função 64 do 1G54; 
• Coletar a oscilografia do relé de proteção 1G54. 
 
 
 
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2.1.2 Verificações corrente nominal em 10% 
 
a) 1G54: 
 
• Verificação do comportamento das proteções ajustadas. Caso haja atuação de alguma 
proteção, a oscilografia e o seqüencial de eventos devem ser coletados para análise; 
• Verificaçãoda tensão medida no resistor de aterramento; 
 
 
 
Figura 14 - Saídas físicas e virtuais 1G54 - Teste monofásico do gerador a 10% In 
 
 
 
 
 
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Figura 15 - Medição de tensão no resistor de aterramento 1G54 - Teste monofásico do gerador a 10% In 
 
 
b) Oscilografia 1G54 – função 64: 
 
 
 
 
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Figura 16 - Oscilografia proteção 64_95% 1G54 - Teste monofásico do gerador a 10% In 
 
 
 
 
 
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3 Ensaios a vazio 
 
Os ensaios a vazio do gerador 1 têm a finalidade de verificar os circuitos de tensão de proteção 
associados, observando a correta polaridade, relação de transformação e seqüenciamento de 
fase. 
Os testes ocorreram na data de 03/10/2011. 
 
3.1 Ensaio do Gerador a vazio 
 
3.1.2 Procedimentos e preparação para o ensaio: 
 
• Excitação independente provisória para o gerador; 
• Relé 1G54 parametrizado conforme tabela de proteção em anexo; 
• Disjuntor 1A4 aberto e extraído; 
• Elevar gradualmente a corrente de excitação até a tensão terminal do gerador atingir 
aproximadamente 20% do valor nominal; 
• Realizar as verificações do item 3.1.2; 
• Elevar gradualmente a corrente de excitação até a tensão terminal do gerador atingir 
aproximadamente 100% do valor nominal; 
• Realizar as verificações do item 3.1.3; 
• Forçar trip pela função 59 do 1G54; 
• Coletar a oscilografia do relé de proteção 1G54. 
 
3.1.3 Verificações tensão nominal em 20% 
 
a) 1G54: 
 
• Verificação do comportamento das proteções ajustadas. Caso haja atuação de alguma 
proteção, a oscilografia e o seqüencial de eventos devem ser coletados para análise; 
• Verificação da seqüência de fase e valores medidos / relação dos TP’s localizados na saída 
do gerador; 
• Verificação da medição de Volts/Hertz do relé de proteção; 
 
 
 
 
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Figura 17 - Saídas físicas e virtuais 1G54 – Teste a vazio do gerador 20% Vn 
 
 
 
Figura 18 - Fasores de tensão 1G54 – Teste a vazio do gerador 20% Vn 
 
 
 
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Figura 19 - Medição Volts/Hertz 1G54 – Teste a vazio do gerador 20% Vn 
 
 
3.1.4 Verificações tensão nominal em 100% 
 
a) 1G54: 
 
• Verificação do comportamento das proteções ajustadas. Caso haja atuação de alguma 
proteção, a oscilografia e o seqüencial de eventos devem ser coletados para análise; 
• Verificação da seqüência de fase e valores medidos / relação dos TP’s localizados na saída 
do gerador; 
• Verificação da medição de Volts/Hertz do relé de proteção; 
 
 
 
 
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Figura 20 - Saídas físicas e virtuais 1G54 – Teste a vazio do gerador 100% Vn 
 
 
 
Figura 21 - Fasores de tensão 1G54 – Teste a vazio do gerador 100% Vn 
 
 
 
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Figura 22 - Medição Volts/Hertz 1G54 – Teste a vazio do gerador 100% Vn 
 
 
b) Oscilografia 1G54 – Função 59: 
 
 
 
 
 
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Figura 23 - Oscilografia função 59 1G54 – Teste a vazio do gerador 100% Vn 
 
 
 
 
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4 Ensaios de sincronismo da unidade geradora 1 
 
Os testes de sincronismo do gerador visam averiguar o correto fechamento dos disjuntores da 
PCH através dos relés de sincronismo e do check de sincronismo dos relés de proteção. 
Deve ser observada a seqüência de fase e a magnitude de todas as tensões envolvidas com o 
sistema de sincronismo da unidade. 
A primeira sincronização da unidade geradora 1 ocorreu na data de 17/10/2011. 
 
4.1 Verificação com a unidade interligada ao sistema 
 
4.1.2 Procedimentos e preparação para o ensaio: 
 
• Disjuntores 2A4 aberto e extraído; 
• Disjuntor 1A4 e 1F4 abertos; 
• Ausência de tensão na barra de 2,3 kV da PCH; 
• Gerador excitado; 
• Linha de interligação energizada; 
• Comando de fechamento do disjuntor 1F4; 
• Sincronismo da unidade com fechamento do disjuntor 1A4; 
• Verificações do item 4.1.2; 
• Avaliação do sistema de proteção para os testes de rejeição de carga. 
• Verificação do comportamento da unidade com carga nominal. 
• Verificações do item 4.1.3. 
 
4.1.3 Verificações: 
 
a) 1TE87: 
 
• Verificação de presença de tensão na barra de 2,3 kV e corrente do lado de baixa do 
transformador; 
• Verificação da corrente diferencial; 
 
 
 
 
 
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Figura 24 - tensão na barra de 2,3 kV e corrente do transformador - 1TE87 
 
 
Figura 25 - corrente diferencial 1TE87 – 1ª sincronização UG1 
 
 
 
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b) 1L67: 
 
• Verificação da tensão e da corrente na linha de interligação: 
 
 
Figura 26 - tensão e da corrente na linha de interligação - 1L67 1ª sincronização UG1 
 
 
c) 1G54: 
 
• Verificação de presença de tensão na barra de 2,3 kV e correntes do lado de fase e neutro 
do gerador; 
• Verificação da corrente diferencial; 
 
 
 
 
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Figura 27 - tensão barra de 2,3 kV e correntes do lado de fase e neutro do gerador – 1G54 1ª sincronização 
 
 
Figura 28 - corrente diferencial – 1G54 1ª sincronização 
 
 
 
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d) Oscilografias – Rejeição de carga: 
 
• Rejeição de carga – 25% relé 1G54: 
 
 
Figura 29 - Rejeição de carga – 25% relé 1G54 - trip Parada Parcial 
 
 
 
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Figura 30 - Rejeição de carga – 25% relé 1G54 - trip com rejeição de carga e com bloqueio 
 
 
• Rejeição de carga – 50% relé 1G54: 
 
 
 
 
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Figura 31 - Rejeição de carga – 50% relé 1G54 - trip Parada Parcial 
 
 
Figura 32 - Rejeição de carga – 50% relé 1G54 - trip com rejeição e com bloqueio 
 
 
 
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• Rejeição de carga – 75% relé 1G54: 
 
 
 
Figura 33 - Rejeição de carga – 75% relé 1G54 - trip Parada Parcial 
 
 
 
 
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Figura 34 - Rejeição de carga – 75% relé 1G54 - trip com rejeição e com bloqueio 
 
 
• Rejeição de carga – 100% relé 1G54: 
 
 
 
 
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Figura 35 - Rejeição de carga – 100% relé 1G54 - trip Parada Parcial 
 
 
Figura 36 - Rejeição de carga – 100% relé 1G54 - trip com rejeição e com bloqueio 
 
 
 
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4.1.4 Verificações com carga nominal 
 
a) 1G54: 
 
Figura 37 - Correntes e tensão com carga nominal - 1G54 
 
 
 
 
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Figura 38 - Medição de potencia e de correntes de seqüência - 1G54 Carga nominal UG1 
 
 
 
 
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Figura 39 - Medição de freqüência, corrente diferencial e Volts/Hertz - 1G54 carga nominal UG1 
 
b) 1TE87: 
 
 
 
 
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Figura 40 - Medição de tensão e corrente - 1TE87 com carga nominal UG1 
 
c) 1L67: 
 
 
 
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Figura 41 - Medição de tensão e corrente - 1L67 com carga nominal UG1 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5 Conclusão 
 
A partir da análise das medições disponíveis nos relés da PCH Cristina pode-se concluir que os 
resultados obtidos foram satisfatórios e os circuitos de tensão e corrente conectados aos relés 
de proteção da unidade 1 possuem relação, polaridade e faseamento corretos. 
O circuito de sincronismo mostrou-se apto e levar a maquina a condições adequadas para 
sincronização com o sistema elétrico, fechando o disjuntor 1A4 de maneira correta. A condição 
de fechamento em barra morta também foi verificada com sucesso. 
Durante os testes foi verificado que na condição de controle reativo, levando a unidade a gerar 
somente potencia ativa nominal, a tensão terminal da unidade extrapolava 1,05 pu. Devido a 
limitações de operação do transformador elevador recomenda-se não ultrapassar o limite de 5% 
acima da tensão nominal terminal do gerador. 
Após a conclusão dos testes dinâmicos os arquivos de ajuste, parametrizados conforme 
memória de cálculo, foram descarregados nos relés de proteção da PCH Cristina. 
 
 
 
 
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6 ANEXOS 
 
6.1 Diagrama Unifilar 
 
 
 
 
 
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6.2 Tabela de proteção – Habilitação de funções do relé 1G54 
 
 
 
 
 
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6.3 Tabela de proteção – Habilitação de funções do relé 1TE87 
 
 
 
 
 
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6.4 Tabela de proteção – Habilitação de funções do relé 1L67 
 
 
 
 
 
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