Finalidade Da Proteção

Finalidade da Proteção

O sistema de proteção das LT’s da SMTE ligados aos barramentos das SE’s Serra da Mesa 2, Samambaia, Luziânia, Paracatu 4 e Emborcação, destina-se, como qualquer outro sistema de proteção, a manter uma vigilância total e permanente sobre o funcionamento dos equipamentos das próprias subestações e das linhas a elas ligadas. Assim como, em determinados casos, das linhas e barras das subestações adjacentes.

Tem como função primordial, detectar por intermédio de seus relés, todo e qualquer tipo de defeito que possa ocorrer dentro de sua área de atuação, seleciona-los, classifica-los e comandar se for o caso, a abertura dos disjuntores de uma maneira tal que o defeito seja eliminado no menor espaço de tempo possível, fazendo deste modo, que o defeito repercuta o menos possível no restante do sistema.

Composição da proteção

O equipamento de proteção é formado de um conjunto de relés ditos principais e outro conjunto alternado nas LT’s. No caso das SE’s, é um conjunto de retaguarda, os dois conjuntos de relés estão sempre em operação, com tempo e alcances idênticos.

As proteções primarias e alternadas das LT’s são compostas por relés numéricos, os relés de distância (21), possuem 5 (cinco) zonas, sendo quatro diretas e uma inversa.

Sendo distância fase/fase e distância fase/neutro.

O relé 50 – sobre corrente instantâneo, que deve atuar como retaguarda do 21, quando ocorre a queima do fusível do TP.

51 – Sobre corrente temporizado.

50N - Sobre corrente instantâneo de neutro.

51N - Sobre corrente temporizado de neutro.

67 – Sobre corrente direcional.

27WI High Speed – Baixa alimentação.

SOFT – LT ligada sobre falta.

POTT – Zona acelerada na 2ª zona “teleproteção”.

TDD – Transferência de TRIP.

STUB – Proteção do DJ até a SC da LT.

68 – Relé anti oscilação.

79 – Relé de religamento.

50BF – Proteção contra falha do DJ.

62BF – Temporizador do 50BF.

86L – Bloqueio do DJ.

87 – Diferencial.

85 – Receptor de onda portadora “teleproteção”.

59I – Sobre tensão instantâneo com 660 KV.

59T – Sobre tensão temporizado com 660 KV.

27 – Sub-tensão.

As proteções recebem informação de corrente do secundário do TC da LT.

Informação de potencial do TPC da LT e TP da barra “A” ou da barra “B”.

O relé 67 - Sobre corrente direcional, com alcance de 100% da LT, com atuação instantânea, ele funciona com equilíbrio de corrente das fases, caso haja um desequilíbrio de corrente, mesmo que não atinja o ângulo de atuação do relé de distancia 21, o relé 67 irá atuar.

EX.: Fechamento de um DJ, energizando uma LT, havendo discordância de pólos, fechando 2 fases do DJ, uma permanece aberta, o relé 67 verá tensão e corrente em 2 fases, e uma fase com zero de tensão e corrente.

O relé de discordância de pólos irá tentar abrir os pólos fechados, caso não consiga, o relé 67 irá operar com temporização inversamente proporcional a corrente.

Relé 68 - Anti oscilação, quando uma oscilação do sistema, o relé 68 bloqueia a atuação do relé 21, caso a oscilação se propague, o relé 68 permite abertura dos DJ’s e bloqueia o religamento automático.

Relé 59I - Sobre tensão instantâneo, atua com tensão de 660 KV, desligando a LT e atua sobre o relé 86L.

Relé 59T - Sobre tensão temporizado, atua com tensão de 660KV com tempo de 2,5min; atua sobre o relé 86L.

85 – Transmissor e receptor de onda portadora, quando de atuação da proteção de uma LT.

50BF – Proteção contra falha do DJ, quando atua uma proteção ao enviar o comando de abertura no DJ, energiza a bobina de abertura juntamente com o relé 50BF, este energiza o relé 62BF que temporiza em .0,15 segundos...........

Quando o DJ abre um contato auxiliar desenergiza o 50FD, este desenergiza o relé de tempo 62BF.

Caso o DJ não abra, o relé 62BF completa seu tempo e opera e relé 86BF, abrindo e bloqueando os DJ’s para isolar o DJ defeituoso. Com o relé 86BF operado uma lógica especial que possibilita a abertura das SC’s, comando elétrico remoto para isolamento do DJ defeituoso.

STUB – Protege o trecho entre a SC da LT e os DJ’S, esta proteção utiliza relé de sobre corrente, condicionados a posição da SC da LT. O STUB determina sempre disparo tripolar, portanto, estando os DJ’s do vão fechados e a SC da LT aberta e ocorrendo falha nesse trecho, haverá a operação do relé 50 com sinal de abertura dos DJ’s.

Quando uma LT é desligada e aberta a SC de saída da LT, e complementado o trecho entre os DJ’s e a SC de linha fica fora do alcance do relé 21, entrando neste caso em operação o relé STUB – 50 AT, caso ocorra uma falha neste trecho ele irá abrir os DJ’s isolando este trecho.

SOFT – Quando a LT é energizada a taxa de crescimento da tensão é inferior a da corrente; como os relés de distância recebem o potencial dos TPC’s das LT’s no momento da energização a ação de memória do relé fica prejudicada, visto que a tensão anterior foi zero (LT desenergizada) e, se a LT for energizada sobre um defeito já presente na mesma, o relé poderá não identificar como dentro de sua zona de alcance.

No entanto as unidades de distância do relé 50I, funcionam como relé de sobre corrente na ausência de potencial, podendo por isso, atuarem quando da energização da LT sobre defeito, o desligamento para LT morta, é permitido durante 200ms, a partir do momento em que é dado o comando para fechamento do DJ, esta proteção é ativada, o fechamento do contato do relé auxiliar de fechamento energizará no painel de proteção o relé, que ao dar continuidade em seus contatos acionará um pulso de 5s de duração, se decorrido esse tempo e as correntes estiverem nulas, será liberado o trip através da operação das unidades de distância.

SOTF – Quando da atuação da proteção em uma LT, abrindo-a, e religando automaticamente, caso o defeito permaneça irá atuar a proteção SOTF abrindo novamente o DJ, não havendo novo religamento automático.

Quando ligado uma LT e a mesma tenha um defeito, irá atuar o SOTF, desligando a mesma sem religamento automático.

Relé 50 – Sobre corrente instantâneo, atua quando falhar o relé 21.1, caso a chave termomagnética da saída do TPC esteja desarmada faltará potencial para o relé 21, com este fato ele não opera, entrando o relé 50 Sobre corrente instantâneo, abrindo a LT e não haverá religamento automático.

Relé 79 – Religamento automático, podendo religar o DJ monopolar ou tripolar, conforme selecionado.

Quando da atuação do relé 21.1, quando energiza a bobina de abertura, energiza juntamente o relé 79, partindo o religamento, estando habilitado irá religar o DJ, e fica bloqueado para nova atuação por um minuto, caso o DJ venha abrir novamente dentro deste tempo não haverá um novo religamento automático.

Atuação da proteção na LT 500 KV LUZ/ SM2.

Determinação de direção:

Um vetor de impedância em cada LOOP é usado para determinar a direção do curto-circuito e normalmente a impedância da linha (Z) é utilizada com este propósito.

Técnicas computacionais diferentes são utilizadas dependendo da qualidade dos valores medidos imediatamente após o inicio da falta, a tensão de curto-circuito é distorcida pelos transitórios, neste caso se utiliza a tensão de regime durante uma falta próximo ao relé for muito baixa, se utiliza a tensão das fases não defeituosas. Esta tensão é ortogonal á tensão de curto-circuito tanto para um LOOP fase-fase, bem como para um LOOP fase-terra se não houver uma tensão medida nem uma tensão memorizada disponível para a determinação de direção , o relé seleciona a direção para frente, na prática isto ocorre apenas quando se liga um disjuntor numa linha desenergizada , e há uma falta nela (STUB), (exemplo, linha esta aterrada ), porem ao ser utilizada tensão memorizada disponível para a determinação de direção , o relé seleciona a direção para frente , na pratica isto ocorre apenas quando se liga um disjuntor numa linha desenergizada, e uma falta nela, porem ao se utilizar tensões memorizadas ou em quadratura, esta característica muda dependendo da impedância da fonte bem como do fluxo de carga antes do inicio da falta desta forma se inclui uma margem de segurança com relação as fronteiras do primeiro quadrante, quando se utiliza tensões memorizadas ou em quadratura, onde também se lava em conta a impedância da fonte, mas não o fluxo da carga . Como estas tensões equivalem a força eletromotriz do gerador e não muda após a falta, a característica direcional é deslocada pela impedância da fonte, no caso de uma falta localizada o curto-circuito se localiza á frente , e a impedância da fonte atraz, para todas as localidades á frente do TC, o relé enxerga para frente, se a direção da corrente é inversa , a posição da característica direcional muda abruptamente, neste caso, a corrente que flui na direção reversa e sendo determinada pela impedância , quando há corrente de carga na linha, a característica direcional pode ser girada pelo ângulo da carga , esta característica direcional também e valido para linha com capacitor série , para um curto- circuito á frente do capacitor série ,o sentido da tensão poderia se inverter, o perfil de tensão representados pela curva o perfil para situação de ocorrer o fechamento do GAP de proteção do capacitor.

A função de proteção de distancia poderia detectar uma direção de falta errada, se não fosse utilizada tensão memorizada, já que a tensão antes da falta é usada para determinar a direção, a característica direcional dependerá da impedância da fonte equivalente do sistema elétrico para determinar a direção, a característica direcional dependerá da impedância da fonte equivalente do sistema elétrico, e como ela normalmente é maior que a resistência do capacitor série ,a direção da falta será medida corretamente.

Se o curto-circuito localizar-se antes do capacitor serie e do rele de distancia , a característica se deslocará no sentido inverso , a determinação da direção ainda é correta neste caso.

NOTA:

O reconhecimento de uma falta a terra é um elemento importante para determinar o tipo de falta, os LOOP’s válidos de medição de distância , e o formato da característica da zona de atuação na medição da corrente de neutro, a soma das correntes de fase numericamente filtradas é monitorada para detectar se ela excede o valor ajustado em corrente de PICK UP, ela é estabilizada para não operar com correntes assimétricas provenientes dos secundários dos TC’s submetidos a diversas graus de saturação durante curtos-circuitos entre fases o valor de rearme é cerca de 95% do valor de operação.

Em linha longa e carregada, a medição da corrente de neutro pode ser superestabelizada, devido as elevadas correntes, neste caso para assegurar correta detecção da falta a terra um estágio de comparação com corrente de seqüência negativa tem aproximadamente a mesma magnitude da componente de seqüência zero.

Quando a relação entre a corrente de seqüência zero e a de seqüência negativa exceder um valor pré-ajustado, este estágio opera, ele também é estabilizado para elevadas correntes de seqüência negativa através de uma característica parabólica.

As faltas bifásicas a terra normalmente são avaliadas em dois LOOP’s fase terra e se ambos estiverem na mesma direção , um LOOP fase-terra também é avaliado, normalmente é desejável bloquear o LOOP fase-terra da fase adiantada, já que este LOOP tende a sobre alcançar quando houver contribuição de ambos os lados da linha para um curto-circuito com uma resistência de falta comum e elevada , em alguns casos, onde a resistência de falta fase-fase fosse maior que a fase-terra , o bloqueio da fase atrazada seria mais apropriado.

Um pré-requisito para estas restrições é que os LOOP’s relevantes indiquem localização de faltas próximas e dentro do alcance de primeira zona (Z1), considera-se que os LOOP’são próximos quando eles têm a mesma direção e não diferem entre si por um fator superior a 1,5, isto evita que, em caso de falta simultâneas distantes entre si, a