Cortina de Luz - Compact Safe Switch - CSSB em A5.pptx
Micom p342
1. Os relés de proteção do gerador MICOM
proporcionam uma integração flexível e
confiável de funções de proteção,
controle, monitoramento e medição.
Uma funcionalidade extensiva está
disponível para proporcionar completa
proteção e controle com três modelos
para uma ampla faixa de aplicações,
cobrindo a maior parte das instalações,
desde pequenos geradores até sistemas
sofisticados.
O número variado de entradas ópticas e
contatos de saída disponíveis permite a
criação de esquemas complexos de
proteção, usando o "Esquema Lógico
Programável" (PSL) do relé, poderosa
ferramenta, mas de fácil utilização.
A escolha do cliente por protocolos de
padrão industrial está disponível no relé,
permitindo uma integração mais fácil em
ambos os sistemas de controle, novo ou
existente.
Benefícios ao
Cliente
• Funcionalidade
extensiva de proteção
para atender aos
requisitos da maioria
das aplicações de
proteção do gerador.
• O esquema lógico
programável permite
fácil personalização das
funções de proteção e
controle.
• Opções de
comunicações flexíveis
com um número de
protocolos e portas de
comunicações
disponíveis.
T&D
MiCOM P342, P343, P344
Relés de proteção do gerador
PROTEÇÃO
Relé de proteção de
gerador MiCOM P343
2. APLICAÇÃO
O MICOM P342 é adequado à proteção dos geradores
que requerem alta qualidade de proteção a custo
efetivo. A proteção inclui sobretensão, falta à terra,
deslocamento de tensão de neutro, falta à terra
sensitiva ou restrita, sobrecorrente dependente da
tensão ou subimpedância, sub e sobretensão, sub e
sobrefreqüência, potências: reversa, baixa direta ou
sobrepotência, falha de campo, seqüência de fase
negativa térmica, sobrecorrente e sobretensão de
seqüência de fase negativa, freqüência anormal de
turbina, sobrecarga térmica e sobrefluxo, bem como
supervisão dos TCs e TPs.
O MICOM P343 é aplicável para proteção de
geradores maiores ou mais importantes, fornecendo
proteção diferencial do gerador, proteção de 100% falta
à terra do estator através da técnica de medição da
terceira harmônica, escorregamento de pólo e
energização não intencional na parada em adição às
características do P342. O P344 é similar ao P343,
porém, inclui uma segunda entrada de tensão de
neutro para falta à terra/ proteção entre espiras.
2>3
PPAANNOORRAAMMAA DDAASS FFUUNNÇÇÕÕEESS PP334422 PP334433 PP334444
87 Diferencial - 1 1
entre-espiras (fase dividida) - 1 1
50/51/67 Sobrecorrente de fase direcional/ 4 4 4
não direcional, instantânea/temporizada
50N/51N Falta à terra não direcional, instantânea/ 2 2 2
temporizada
67N/67W Falta à terra direcional sensitiva/ falta à terra wattimétrica 1 1 1
64 Falta à terra restrita 1 1 1
51V Sobrecorrente dependente da tensão 1 1 1
21 Subimpedância 2 2 2
59N Deslocamento de tensão de neutro/sobretensão residual, 2M/2D 2M/2D 2M/2M/
entre-espiras - medida (M), derivada (D) 2D
27/59 Sub/sobretensão 2/2 2/2 2/2
81U/81O Sub/sobrefreqüência 2/4 2/4 2/4
81AB Freqüência anormal da turbina 6 6 6
32R/32L/32O Potência reversa/baixa direta/sobrepotência 2 2 2
40 Perda de campo 2 2 2
46T Seqüência de fase negativa térmica 2 2 2
46OC Sobrecorrente de seqüência de fase negativa 4 4 4
direcional/não direcional
47 Sobretensão de seqüência de fase negativa 1 1 1
49 Sobrecarga térmica do estator 2 2 2
24 Sobrefluxo 5 5 5
78 Deslocamento de pólo - 1 1
27TN/59TN 100% de falta à terra do estator - 1 1
(terceira harmônica de sub/sobretensão de neutro)
50/27 Energização não intencional com o gerador parado - 1 1
50BF Falha de disjuntor 2 2 2
Supervisão do transformador de corrente 1 1 1
Supervisão do transformador de potencial 1 1 1
RTDs x 10PT100 Opciona Opcional Opcional
CLIO (4 entradas analógicas + 4 saídas analógicas) Opcional Opcional Opcional
IRIG-B Opcional Opcional Opcional
Porta de comunicação frontal (EIA(RS)232 9 pinos) 1 1 1
Porta de comunicação traseira (EIA (RS)485 / K-Bus) 1 1 1
(COMM1)
Porta de comunicação traseira em fibra óptica (COMM1) Opciona Opcional Opcional
Segunda porta de comunicação traseira (COMM2) Opcional Opcional Opcional
Entradas ópticas 8-24 16-32 24-32
Contatos de saída 7-24 14-32 24-32
3. PANORAMA FUNCIONAL
MICOM P342/3/4: Proteção total para todos
os requisitos de proteção do gerador
(descrição dos códigos ANSI veja panorama das funções)
FUNÇÕES GLOBAIS
As seguintes funções globais estão geralmente
disponíveis em todos os dispositivos:
>> 4 grupos de ajustes
>> Medição
>> Registro de evento
>> Registro de oscilografía
>> Registro de falta
>> Supervisão do circuito de abertura via PSL
>> Monitoramento do estado e condição do disjuntor
PRINCIPAIS FUNÇÕES DE
PROTEÇÃO
As principais funções de proteção são autônomas e
podem ser habilitadas ou desabilitadas
individualmente para uma aplicação particular. Cada
função de proteção está disponível em 4 grupos de
ajustes separados, que podem ser habilitados ou não,
individualmente. Desligamento trifásico com indicação
da fase em falha é fornecido para todas as funções de
proteção. Figura 1: Seleção de função simples
através de mouse
4. 4>5
>> SSoobbrreeccoorrrreennttee ddee ffaassee
Quatro estágios independentes estão disponíveis para
cada elemento de sobrecorrente de fase. Cada estágio
pode ser selecionado como não-direcional ou
direcional (direto/reverso). Todos os estágios possuem
características de tempo definido (DT), temporizado.
Dois dos estágios podem ser também
independentemente ajustados para uma de nove
curvas de tempo inverso (IDMT), (IEC e IEEE).
Os estágios IDMT possuem um temporizador de
rearme programável para funcionamento com relés
eletromecânicos e para reduzir os tempos de
eliminação quando ocorrem faltas intermitentes. Os
elementos direcionais de falta na fase são polarizados
internamente por tensões fase-fase em quadratura, e
farão uma correta decisão direcional até 0,5V
(Vn = 110/120V) ou 2,0V (Vn = 380/440V). Um sinal
de polarização síncrono é mantido por 3,2s depois do
colapso de tensão para assegurar que os elementos
de sobrecorrente instantâneos e temporizados operem
corretamente para eliminar falhas trifásicas.
>> FFaallttaa àà tteerrrraa ppaaddrroonniizzaaddaa
Os elementos de falta à terra padronizada funcionam
através da conexão de entrada de falta à terra para
medir a corrente de falta no caminho de aterramento
do gerador. Dois estágios independentes estão
disponíveis para cada sobrecorrente de fase. Ambos
os estágios têm características de tempo definido (DT)
temporizado; o primeiro estágio pode também ser
independentemente ajustado para uma de nove
curvas de tempo inverso (IDMT ) (IEC e IEEE).
>> FFaallttaa àà tteerrrraa sseennssiittiivvaa
Um TC toroidal deve ser utilizado para acionar a
função de falta à terra sensitiva. A direcionalidade é
fornecida pela tensão residual.
>> WWaattttiimmééttrriiccaa
A proteção de falta à terra sensitiva também é
adequada para sistemas com aterramento por bobina
de Petersen proporcionando um elemento
wattimétrico. Esta forma de proteção usa a
característica direcional da proteção de falta à terra
sensitiva, mas com um limite da potência residual
direcional promovendo uma restrição adicional na
operação.
>> FFaallttaa àà tteerrrraa rreessttrriittaa
A proteção de falta à terra restrita pode ser
configurada com polarização diferencial tanto de alta
quanto de baixa impedância. Quando a alta
impedância é usada, uma resistência estabilizadora
adicional e um metrosil serão exigidos.
>> DDiiffeerreenncciiaall ddee ggeerraaddoorr ((PP334433//44 ssoommeennttee))
Proteção diferencial trifásica do gerador é fornecida
para detectar falhas de fase do estator, podendo ser
ajustado através de um esquema de resultante
percentual com característica de inclinação dupla, ou
através de um esquema de alta impedância. Quando
alta impedância for usada, uma resistência
estabilizadora adicional e metrosil será requerida.
>> DDiiffeerreenncciiaall eennttrree--eessppiirraass ((ffaassee ddiivviiddiiddaa))
((PP334433//44 ssoommeennttee))
Nos geradores com bobinas multi-espiras e dois ou
mais enrolamentos por fase, tais como
hidro-geradores, a proteção diferencial entre-espiras
(fase dividida) pode ser usada para detectar faltas
entre espiras.
O elemento opera como uma função de sobrecorrente
a tempo definido, com ajustes de correntes
independentes por fase. Note-se que, quando usada
esta função, a proteção diferencial do gerador não
estará disponível.
>> EEnnttrree--eessppiirraass ((ssoobbrreetteennssããoo rreessiidduuaall))
Em geradores com bobinas multi-espiras ou única
espira a proteção entre espiras pode ser provida pela
medição da tensão residual através dos enrolamentos
das três fases. Para prevenir operação por faltas
externas, um elemento de potência aparente de
seqüência de fase negativa e sobrecorrente de
seqüência de fase negativa direcional pode ser usado
para bloquear o elemento de sobretensão residual no
PSL.
>> MMééttooddoo ddoo tteerrcceeiirroo hhaarrmmôônniiccoo ppaarraa ffaallttaa àà tteerrrraa
eemm 110000%% ddoo eessttaattoorr ((PP334433//44 ssoommeennttee))
A proteção de subtensão de terceiro harmônico de
neutro cobre os 15% finais do enrolamento do estator
e, em conjunto com os outros elementos de falta à
terra, proporciona 100% de proteção contra faltas à
terra para o estator. Esta é supervisionada por um
elemento de subtensão trifásico. Supervisão adicional
usando potência trifásica ativa, reativa e aparente
pode ser habilitada se requerida. Uma proteção de
sobretensão de terceiro harmônico de neutro também
é fornecida para aplicações em que a medida está
disponível no terminal do gerador. A capacidade de
bloqueio dos elementos de subtensão não é requerida
para esta aplicação.
MiCOM P343/4: Proteção de falta à terra
em 100% do estator e escorregamento
de pólo para grandes máquinas
5. >> SSoobbrreeccoorrrreennttee ddeeppeennddeennttee ddaa
tteennssããoo // SSuubbiimmppeeddâânncciiaa
Um elemento é incluído para prover uma proteção de
retaguarda para as falhas de fase, que pode ser
ajustado como: sobrecorrente controlada pela tensão,
sobrecorrente com restrição de tensão ou
sub-impedância. Se selecionado como sobrecorrente
controlada pela tensão ou de restrição de tensão, a
característica de tempo pode ser ajustada como tempo
definido ou IDMT. Se selecionado como
subimpedância, é fornecido um elemento trifásico não
direcional de subimpedância de 2 estágios.
>> DDeessllooccaammeennttoo ddee nneeuuttrroo//ssoobbrreetteennssããoo rreessiidduuaall
A proteção de sobretensão residual está disponível
para detectar faltas à terra quando há aterramento
isolado ou de alta impedância. A tensão residual pode
ser medida a partir de um TP em delta aberto, do
enrolamento secundário de um transformador de
aterramento de distribuição no neutro do gerador, ou
pode ser calculada a partir das medições das tensões
das três fases para neutro. Dois estágios
independentes de proteção são providos, cada um
podendo ser ajustado com tempo definido, e um
estágio pode ser configurado para ter uma
característica de tempo inverso. O P342/3/4/5 possui
dois estágios medidos e dois calculados de proteção
de sobretensão residual. O P344 tem uma entrada
adicional de tensão de neutro e, portanto, dois estágios
adicionais de proteção residual de sobretensão
medida.
>> SSuubb//ssoobbrreetteennssããoo
A proteção de sub/sobretensão pode ser configurada
para operar com elemento de tensão fase-fase ou
fase-neutro. Dois estágios independentes com
elementos de tempo definido estão disponíveis.
O primeiro estágio pode ser configurado também para
uma característica inversa.
>> SSuubb//ssoobbrreeffrreeqqüüêênncciiaa
Dois estágios independentes de sobrefreqüência e
quatro de subfreqüência são fornecidos. Cada estágio
funciona como um elemento de tempo definido.
>> FFrreeqqüüêênncciiaa aannoorrmmaall ddaa ttuurrbbiinnaa
A proteção de freqüência anormal da turbina está
incluída para proteger a lâmina da turbina de danos
potenciais devidos ao funcionamento prolongado com
sub/sobrefreqüência dos geradores. Até seis bandas
de freqüência podem ser programadas, cada uma com
um temporizador de integração para registrar o tempo
gasto dentro da banda. O tempo em cada banda é
armazenado numa memória suportada por bateria, de
modo que a perda da fonte auxiliar para o relé não
conduz a perda do tempo registrado. Quando o tempo
dentro da banda tiver atingido o limite ajustado pelo
usuário, um alarme pode ser acionado para iniciar
investigação e manutenção.
>> PPrrootteeççããoo ddee ppoottêênncciiaa
O elemento de proteção de potência fornece dois
estágios, que podem ser configurados
independentemente para operar como potência reversa
(RP), sobre potência (OP) ou proteção de baixa
potência direta (LFP). A direção da potência medida
pela proteção pode ser revertida pela seleção do modo
operacional, geração/motorização. A proteção de
potência pode ser usada para prover uma simples
proteção de sobrecarga (OP), proteção contra
motorização (RP, modo geração), intertravamento do
disjuntor para proteção contra disparo de velocidade
durante desligamento da máquina (LFP, modo
geração) e/ou proteção de perda de carga (LFP, modo
motorização). Adicionalmente ao padrão trifásico de
proteção de potência, (mínimo ajuste 0,5% Pn) um
elemento sensitivo de proteção monofásica de potência
pode ser usado (ajuste mínimo de 0,5% Pn), que usa
uma entrada sensitiva de corrente de falta à terra.
>> PPeerrddaa ddee ccaammppoo
Para detectar falha da excitação da máquina, um
elemento de dois estágios de offset de impedância
mho é disponibilizado. Isto permite uma pequena e
instantânea característica para ser usada para prover
rápido desligamento por perda de excitação em saídas
de alta potência, quando a estabilidade do sistema for
afetada. O segundo estágio pode ser ajustado com
uma maior temporização para prover desligamento
estável e seguro, em condições de baixa potência.
Temporizadores integrados são disponibilizados para
permitir que a impedância característica forneça
proteção temporizada do escorregamento de pólos.
Um elemento de alarme de fator de potência também
está disponível para oferecer maior sensibilidade na
proteção em condições de operação não usuais, como
exemplo, uma unidade levemente carregada operando
como um gerador de indução.
>> SSeeqqüüêênncciiaa ddee ffaassee nneeggaattiivvaa ttéérrmmiiccaa
Para proteger contra correntes desbalanceadas do
estator, causadas por falhas externas ou cargas
desbalanceadas, dois estágios de proteção de
seqüência negativa são disponibilizados. Isto engloba
um estágio de alarme de tempo definido e um estágio
de desligamento, que opera com uma característica
térmica.
>> SSoobbrreeccaarrggaa ddee sseeqqüüêênncciiaa ddee ffaassee nneeggaattiivvaa
Quatro estágios de sobrecorrente de seqüência de
fase negativa a tempo definido estão incluídos. Cada
estágio pode ser selecionado como não-direcional ou
direcional (direto/reverso) e pode operar para faltas
remotas fase-fase e fase-terra, mesmo com a presença
de transformadores delta-estrela.
6. 6>7
>> SSoobbrreetteennssããoo ddee sseeqqüüêênncciiaa ddee ffaassee nneeggaattiivvaa
Um estágio de tempo definido de proteção de
sobretensão de seqüência de fase negativa é
fornecido. A proteção de sobretensão de seqüência de
fase negativa pode ser usada para a detecção do
desbalanço de tensão o qual irá levar, rapidamente, a
um super-aquecimento e danos aos geradores.
>> SSoobbrreefflluuxxoo
Para proteger o gerador ou o transformador conectado
contra uma sobre-excitação, um elemento de cinco
estágios V/Hz é fornecido. O primeiro estágio é um
alarme de tempo definido, o segundo estágio pode ser
usado para fornecer uma característica de
desligamento a tempo inverso/definido, e os estágios
3/4/5 são a tempos definidos.
>> EEnneerrggiizzaaççããoo nnããoo iinntteenncciioonnaall nnaa ppaarraaddaa
((PP334433//44 ssoommeennttee))
Se o disjuntor da máquina for fechado acidentalmente,
quando a máquina não estiver rodando, resultará
numa corrente muito alta. Um esquema de
sobrecorrente controlada pela tensão está disponível
para proteger contra esta condição. Quando a tensão
da máquina estiver baixa, ou seja, máquina não em
funcionamento, um elemento de sobrecorrente
instantâneo pode ser habilitado. Temporizadores
asseguram que o elemento será estável para quedas
normais de tensão, que poderão ocorrer por falhas no
sistema ou religamento da máquina.
>> EEssccoorrrreeggaammeennttoo ddee ppóóllooss ((PP334433//44 ssoommeennttee))
A proteção de escorregamento de pólos usa a
variação na impedância "aparente" vista nos terminais
do gerador para detectar escorregamento de pólo. Se
a impedância medida ultrapassar as duas metades da
característica lentícular e demorar mais que o tempo
especificado para cada metade, um escorregamento
de pólo será contado. Duas zonas são criadas por
uma linha de reatância, que é usada para distingüir se
o centro da impedância de escorregamento do pólo
está localizado no sistema de potência ou no gerador.
Contadores distintos são usados para contar os
escorregamentos de pólos nas 2 zonas. Um ajuste é
também fornecido para determinar se a proteção
opera em modo geração, motorização ou ambos.
>> DDeetteettoorreess ddee tteemmppeerraattuurraa rreessiissttiivvooss ((RRTTDDss))
Para monitorar a temperatura de modo adequado, uma
opção é disponibilizada, permitindo a medição da
temperatura usando até 10 RTDs de platina. Isto
fornece um alarme instantâneo e uma saída de
desligamento temporizada para cada RTD.
>> SSoobbrreeccaarrggaa ttéérrmmiiccaa
Para monitorar o estado térmico de um gerador, uma
proteção de imagem térmica é fornecida. O elemento
térmico possui um estágio de desligamento e um de
alarme. Correntes de seqüência positiva e negativa são
consideradas, de modo que, qualquer condição de
desequilíbrio pode ser detectada, e qualquer
aquecimento anormal do rotor pode ser evitado. Há
constantes de tempos separadas para aquecimento e
resfriamento, e no evento de perda de alimentação
auxiliar, o estado térmico é armazenado em uma
memória não volátil.
>> LLóóggiiccaa ddee ssoobbrreeccoorrrreennttee bbllooqquueeaaddaa
Cada estágio de sobrecorrente e proteção de falta à
terra pode ser bloqueado através de uma entrada
opticamente isolada. Isto possibilita a integração da
proteção de sobrecorrente e de falta à terra a um
esquema de bloqueio de proteção de sobrecorrente de
barra.
>> EEnnttrraaddaass ee ssaaííddaass aannaallóóggiiccaass ((LLoooopp ddee ccoorrrreennttee))
((CCLLIIOO))
Quatro entradas analógicas (ou loop de corrente) são
fornecidas para transdutores com faixas de 0-1 mA,
0-10 mA, 0-20 mA ou 4-20 mA. As entradas analógicas
podem ser usadas para vários transdutores, tais como
monitores de vibração, tacômetros e transdutores de
pressão. Associados a cada entrada há dois estágios
de proteção temporizada, um para alarme e outro para
desligamento. Cada estágio pode ser ajustado para
Sobre ou Sub operação.
Quatro saídas analógicas (ou loop de corrente) são
fornecidas com faixas de 0-1 mA, 0-10 mA, 0-20 mA
ou 4-20 mA, que podem aliviar a necessidade de
transdutores separados. Podem também ser usadas
para alimentar bobinas móveis de amperímetros para
uma indicação analógica de certas quantidades
medidas ou para um SCADA, usando uma UTR
analógica existente.
Figura 2
Editor PSL
7. FUNÇÕES SUPERVISORAS
>> PPrrootteeççããoo ddee ffaallhhaa ddee ddiissjjuunnttoorr
A proteção de falha de disjuntor de dois estágios pode
ser usada para desligamento de disjuntores no circuito
à montante e/ou a bobina de desligamento secundária
local. A lógica de falha de disjuntor pode também ser
iniciada externamente a partir de outros dispositivos
se requerido. A lógica de falha de disjuntor do P343/4
pode ser ajustada para usar correntes medidas de
qualquer um dos dois ajustes das entradas de
corrente trifásicas. Tipicamente a proteção de falha de
disjuntor usa TCs do lado da barra do gerador.
>> SSuuppeerrvviissããoo ddee ttrraannssffoorrmmaaddoorr ddee ppootteenncciiaall
A supervisão de transformadores de potencial (VTS) é
provida para detectar perda de um, dois ou três sinais
de TPs, proporcionando indicação e inibição de
elementos de proteção dependentes da tensão. Uma
entrada opticamente isolada pode também ser
configurada para iniciar um alarme de supervisão do
transformador de potencial e bloquear quando usado
com mini disjuntores (MCBs) ou outras formas
externas de supervisão de transformadores de
potencial.
>> SSuuppeerrvviissããoo ddee ttrraannssffoorrmmaaddoorreess ddee ccoorrrreennttee
A supervisão de transformadores de corrente (CTS) é
fornecida para detectar a perda de sinais de TC's de
fase e inibir a operação dos elementos de proteção
dependentes da corrente. A CTS é fornecida para
ambos os ajustes das 3 fases dos TC's nos relés
P343/4.
SUPERVISÃO DE PLANTA
>> MMoonniittoorraaççããoo ddee cciirrccuuiittooss ddee ddeesslliiggaammeennttoo
Monitoração dos circuitos de desligamento, em ambos
os estados aberto e fechado do disjuntor, pode ser
executada usando o esquema lógico programável.
>> MMoonniittoorraaççããoo ddoo eessttaaddoo ddoo ddiissjjuunnttoorr
Um alarme será gerado se houver uma discrepância
entre os contatos aberto e fechado do disjuntor.
>> MMoonniittoorraaççããoo ddaa ccoonnddiiççããoo ddoo ddiissjjuunnttoorr
A função monitoração da condição do disjuntor inclui:
•• monitoração do número de operações de
abertura do disjuntor
•• registro da soma das quantidades das correntes
interrompidas ∑Ix, 1,0 ≤ x ≤ 2,0
•• monitoração do tempo de operação do disjuntor
•• monitoração do contador de freqüência de faltas.
CONTROLE
>> EEssqquueemmaa llóóggiiccoo pprrooggrraammáávveell
O esquema lógico programável permite ao usuário
customizar as funções de proteção e controle. É
também utilizado para programar as funcionalidades
das entradas opticamente isoladas, saídas do relé e
LEDs indicadores. O esquema lógico programável
compreende portas lógicas e temporizadores de uso
geral. As portas lógicas incluem funções de portas
OU/E e majoritárias, com a possibilidade de inverter
as entradas e saídas, e prover realimentação. O
sistema é otimizado para desenvolver trocas dos
sinais do esquema lógico, e então, minimizar qualquer
atraso na execução da lógica. O esquema lógico
programável pode ser configurado utilizando o
software gráfico de suporte MiCOM S1, baseado em
PC, como ilustrado na Figura 2. A lógica requerida é
desenhada como mostrado, e é então descarregada
(download) diretamente no relé. A lógica pode também
ser baixada (upload) do relé e então modificada,
usando o software de suporte MiCOM S1.
>> GGrruuppooss ddee aajjuusstteess ddee pprrootteeççããoo iinnddeeppeennddeenntteess
Os ajustes são divididos em duas categorias; ajustes
de proteção e ajustes de controle e suporte. Quatro
grupos de ajustes são fornecidos para os ajustes de
proteção, permitindo diferentes condições de operação
e releamento adaptável.
>> EEnnttrraaddaass ddee ccoonnttrroollee
O estado LIGADO/DESLIGADO das 32 entradas de
controle pode ser alterado manualmente ou
remotamente, através da comunicação, para prover
funções de controle definidas pelo usuário.
Análise total pós-falta e
opções de comunicação