19
Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação Seminário Interno de Preparação para o Colóquio de Madri 2007 Rio de Janeiro, outubro/07

Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

  • Upload
    dionne

  • View
    22

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação. Seminário Interno de Preparação para o Colóquio de Madri 2007 Rio de Janeiro, outubro/07. Dados do Artigo. Número: 320 Título: Transient Simulation Requirements for Testing of Transmission Line Protection Systems - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Cigré/Brasil

CE B5 – Proteção e Automação

Seminário Interno de Preparação para o Colóquio de Madri 2007

Rio de Janeiro, outubro/07

Page 2: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Dados do Artigo

• Número: 320

• Título: Transient Simulation Requirements for Testing of Transmission Line Protection Systems

• Autoria: Alexander Apostolov (OMICRON electronics),

Peter Meinhardt (OMICRON electronics)

Damien Tholomier (AREVA T&D Automation)

• País: USA, Austria e Canadá

Page 3: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Objetivo

• O trabalho trata da análise de falhas com componentes sobrepostos, falhas direcionais e oscilação de potência, bem como seleção da fase de falha e o impacto que os métodos de testes convencionais têm no comportamento IED de proteção de linha de transmissão.

• O desempenho de relés de proteção de linha da transmissão é afetado também por umas condições de falha mais complexas como falhas evolutivas, bem como saturação do TC e transitórios de CCVT. Esses dados são considerados também do ponto da vista do teste.

• Com os métodos teste “convencionais” não suprem adequadamente as exigências do teste para as funções acima mencionadas, o trabalho apresenta algumas abordagem de simulação de transientes baseados em: Waveform records from relays and specialized recording device Electromagnetic transient simulation programs output Direct transient simulation

Page 4: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Objetivo

• As vantagens e desvantagens dos métodos listados são discutidas no trabalho.

• Circuitos de transmissão com linhas paralelas apresentam diferentes desafios aos dispositivos de proteção e requerem testes apropriados. O acoplamento mútuo, diferentes modalidades de operação, as falhas cross-country, seqüenciamento de trip com a reversão de corrente e sua simulação como parte do processo de teste são descritos.

Page 5: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Funções Baseadas em Componentes Superpostos e os Requisitos para seu Teste

• Quando uma falta ocorre no SEP, tem-se a transição dinâmica entre a condição normal e a condição de falta.

• As correntes e tensões medidas pelo relé mudarão em função da configuração de sistema na pré-falha e dos parâmetros da falha – tipo de falta, a localização da falha, a resistência da falha, etc.

Page 6: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Faulted = Unfaulted + Superimposed

i rly =imem

+

i r

Pré-falta Falta

= Superimposed

Corrente:-

Page 7: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Faulted = Unfaulted + Superimposed

Page 8: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Funções Baseadas em Componentes Superpostos e os Requisitos para seu Teste

• O cálculo das componentes sobrepostas da fase das correntes e das tensões é baseado nas últimas amostras medidas e nas amostras armazenadas na memória do relé.

• Há abordagens diferentes à derivação dos componentes sobrepostos.

• O trabalho discute vários métodos de amostragem e cálculo das componentes.

• Uma vez os componentes sobrepostos das correntes e das tensões foram calculados, o relé podem funcionar na paralela que as funções diferentes basearam nestas quantidades:

– Detecção de Falta

– Seleção de fase

– Detecção direcionalidade

– Detecção Power swing

Page 9: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Directional Detection

• Métodos de detecção da direcionalidade convencionais são baseados na mudança de fase entre os fasores medido e um fasor de referência.

• Esta abordagem tem sido bem sucedida ao longo dos anos, entretanto, devido ao uso extensivo de filtragem para medidas, torna-se não aplicável quando altas velocidades são requeridas, como no caso de proteção de barra com aplicações distribuídas.

• A detecção da direcionalidade baseou-se em aplicações com componentes sobrepostos e usou a comparação da polaridade de corrente e de tensão após a falha para determinar o direcionalidade.

Page 10: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Directional Detection

• A vantagem dos componentes sobrepostos baseou a detecção direcional que é muito rápida (entre o ¼ ao ½ de um ciclo) e não requer ajustes.

Page 11: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Osclação de Potência - Power Swing

• A utilização de componentes sobrepostos oferece vantagens como: Will detect all power swings whether fast or slow, and ensure correct blocking of

zones. Detects, and remains stable for 3 and 2 phase swings - the latter is especially

important for the healthy phases swing during single pole autoreclose. Using this method the relay is able to operate for faults occurring during a power

swing

Page 12: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Testing Requirements

• Os métodos convencionais de teste das funções principais de relés de proteção na linha de transmissão - distância e o direcional - foram usados por muitos anos baseados nas exigências para testar de eletromecânicos ou estáticos. São influenciados também pela tecnologia disponível naquele tempo.

• Em conseqüência os métodos com corrente ou tensão constantes da tensão são geralmente aplicados. Um dos parâmetros é fixo e o segundo parâmetro é alterado até que uma operação dos elementos testados esteja detectada.

• Os relés são projetados para trabalhar em condições reais, isto é, quando há uma mudança simultânea na amplitude e no ângulo de correntes e tensões.

Page 13: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Testing Requirements

• As exigências para teste de funções avançadas apontam claramente para teste dinâmico.

• “Nós necessitamos ter cuidados no que diz respeito à compreensão deste termo.”

• Em alguns casos uma mudança do estado de pré-falha à condição de falha pode ser suficiente. Entretanto, se isto for representado por uma mudança de estado durante a injeção da falha no relé da distância sob o teste, pode resultar em uma atuação mais lenta do que previsto pois a forma de onda utilizada não corresponde à real.

• A melhor modo de teste do elemento de distância é o uso da simulação de transitório eletromagnético.

Page 14: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Teste baseado na simulação de transitórios

Page 15: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Teste baseado na simulação de transitórios

• A simulação deve incluir: Load flow da pré-falta definido pela amplitude e diferenças do

ângulo de fase das fontes usadas no modelo de sistema Definição da falta baseada na localização, ângulo, tipo e

resistência de falta. Chaveamento de DJ na extremidade da linha protegida ou em

linhas adjacentes. Faltas evolutivas.

• O teste de relés de distancia aplicados em circuitos com linhas paralelas requer a adição de componentes de modelo: Parallel line, mutually coupled with the protected transmission line Cross-country faults definition Switching of the breakers on the healthy line

Page 16: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Teste baseado na simulação de transitórios

Page 17: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Conclusões

• Modernos relés de proteção que operam com funções baseadas em componentes superpostos não podem ser testados adequadamente usando métodos com correntes e tensões constantes. Testes com simulações dinamicas e preferencialmente transitórias devem ser usados.

• A fim de conseguir uma simulação tão perto quanto possível das condições reais de operação ou falha, as ferramentas de teste devem permitir a simulação de:

– Load flow para pré-falta– Configuração da falta incluindo localização, ângulo, tipo e

resistência– Chaveamento de disjuntores nas extremidades das linhas

protegidas ou linhas adjacentes– Faltas evolutivas

• Teste dos relés de distância aplicados à circuito com linhas paralelas requer a adição de uma linha paralela, acoplada mutuamente com a linha protegida.

Page 18: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Dúvidas

Page 19: Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação

Respostas às questões do REP

• Número da questão

• Questão

• Resposta: