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Proposição de uma Metodologia para Geração de
Registros Oscilográficos
C. A. B. Costa, B. P. M. S. Veras, N. S. D. Brito, W. L. A. Neves
Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), Campina Grande-PB
S. R. D. Moraes
Companhia Hidro Elétrica do São Francisco (CHESF), Sobradinho-BA
Resumo  Uma metodologia de geração de registros
oscilográficos quando se dispõe de um sistema constituído por
relé e simulador em tempo real é proposta neste artigo. O uso
conjunto desses equipamentos possibilita a construção dos mais
diversos tipos de cenários de distúrbios, minimizando assim um
problema recorrente nas instituições de pesquisa, que é a
obtenção de registros oscilográficos para suas pesquisas, os
quais não são facilmente disponibilizados pelas empresas do
setor elétrico. A metodologia proposta permite a simulação de
distúrbios de forma realista, propiciando flexibilidade e
confiabilidade às simulações digitais.
Palavras-chaves  RTDS, Relé digital, Oscilografia.
I. INTRODUÇÃO
Nos últimos anos, o Operador Nacional do Sistema Elétrico
(ONS) vem exigindo das empresas de energia elétrica índices
de continuidade de serviço cada vez mais altos. Como
resultado, as atividades relativas à recomposição dos sistemas
elétricos após a ocorrência de uma falta constituem-se
atualmente, em um dos principais desafios das equipes de
operação, manutenção e análise.
Faltas em sistemas elétricos de potência são eventos
caracterizados como desligamentos não-programados dos
seus componentes, que podem ser provocadas por problemas
de natureza elétrica, mecânica ou térmica. Sua extinção deve
ser feita de forma rápida e apropriada pelos equipamentos de
proteção, desativando apenas a parte defeituosa do sistema.
Após a eliminação de uma falta, uma análise mais detalhada é
imprescindível para avaliação do desempenho do sistema de
proteção. Nesse momento, destaca-se a importância da
oscilografia, que consiste no monitoramento contínuo das
grandezas elétricas do sistema de potência e do estado de
operação do sistema de proteção. Os equipamentos
designados para esse fim são denominados de oscilógrafos ou
registradores digitais de perturbação (RDP).
C.A.B.Costa & B.P.M.S.Veras: bianca.veras, cecilia.costa @ee.ufcg.edu;
N.S.D.Brito & W.L.A.Neves: nubia, waneves @dee.ufcg.edu.
S.R.D.Moraes: srdias@chesf.gov.br
Este trabalho foi parcialmente financiado pela Coordenação de
Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e pela Companhia
Hidro Elétrica do São Francisco (Chesf).
Quando interligados remotamente a computadores
dedicados à aquisição de dados, os RDP configuram as
chamadas redes de oscilografia, cujas informaçãoes são
fornecidas na forma de registros oscilográficos, os quais são
cruciais para adoção de medidas preventivas, visando
minimização da frequência e duração dos desligamentos [1].
Na prática, entretanto, registros oscilográficos reais não são
disponibilizados facilmente pelas empresas do setor elétrico.
Como consequência, o desenvolvimento de pesquisas é
realizado comumente com o uso de registros simulados.
Visando auxiliar os pesquisadores nessa área, apresenta-se
neste artigo, uma proposta de metodologia de geração de
registros oscilográficos quando se dispõe de um sistema
constituído por um relé e um simulador em tempo real.
O artigo foi organizado da seguinte forma: inicialmente
apresenta-se uma breve introdução sobre os registros
oscilográficos e equipamentos utilizados. Em seguida, a
metodologia proposta é apresentada e, para finalizar, um
estudo de caso é realizado e as conclusões obtidas
apresentadas.
II. REGISTROS OSCILOGRÁFICOS – UMA BREVE INTRODUÇÃO
A indicação de uma ocorrência (ou perturbação) acontece
normalmente, quando se verifica o disparo do relé. Nesse
instante, inicia-se o processo de geração de registros
oscilográficos, os quais são armazenados no relé nas
seguintes situações [2]:
 Disparo da proteção (trip): se refere à atuação do relé,
denominado de trip. Neste caso, a oscilografia é
armazenada automaticamente todas as vezes que uma das
funções de proteção, que esteja previamente programada
para realizar a partida do registro oscilográfico, for
sensibilizada. Portanto, este tipo de disparo está vinculado
à lógica de trip e as funções parametrizadas serão
responsáveis por disparar a gravação do arquivo.
 Partida de registro programado: parâmetro ajustável,
que permite ao usuário escolher condições diversas para
iniciar o armazenamento do registro de uma oscilografia.
Pode-se programar a partida de uma função de
sobrecorrente (pickup), o alarme de uma função de
desbalanço, o alarme por temperatura elevada, a
energização de um transformador dentre outros eventos.
 Partida de registro manual: comando executado pelo
operador, que fará o relé armazenar a oscilografia das
condições atuais do sistema. O disparo é realizado, por
exemplo, quando se deseja observar a diferença angular
dos fasores.
A duração da oscilografia corresponde ao tamanho do
registro armazenado no arquivo pelo relé, no qual uma
parcela é reservada para o tempo de registro do período de
pré-falta. Outro parâmetro importante da oscilografia é a sua
resolução, que corresponde ao número de amostras por ciclo.
A capacidade de armazenamento máxima é definida para
cada equipamento e quando acontece, o relé irá apagar o
evento mais antigo para gravar o evento mais novo [2].
As três etapas de um registro oscilográfico (pré-falta, falta e
pós-falta) são apresentadas na Fig. 1, sendo o tempo de pré-
falta um parâmetro configurável no relé de proteção. A título
de informação, apresenta-se na Tabela I o número máximo de
oscilografias (relação entre a duração e a resolução do
registro) gravadas na memória do relé digital SEL-451-5.
Fig. 1. Exemplo de um registro oscilográfico.
TABELA I. DURAÇÃO X RESOLUÇÃO [2]
Duração
(segundos)
Número máximo de eventos em memória
a
8 kHz 4 kHz 2 kHz 1 kHz
0,25
0,5
1
3
6
12
24
128 170 203 239
71 98 123 149
37 54 68 84
13 19 24 31
- 9 12 16
- - 6 8
- - - 4
a
Número máximo de oscilografias gravadas na memória do relé SEL-451-5.
Uma vez que as informações fornecidas pelos RDP podem
ser geradas, transmitidas e armazenadas de diversas maneiras,
uma miscelânea de formatos proprietários surgiu ao longo dos
anos. Essa diversidade gerou dificuldades em todos os
processos (comissionamento, integração, manutenção e
gerenciamento), as quais perduraram até 1991, quando se
estabeleceu o padrão COMTRADE (COMmon Format for
TRAnsient Data Exchange) [3]: um formato aberto, para o
qual todos os outros formatos pudessem ser convertidos. O
padrão foi revisado em 1997, 1999 e 2005, e tem como
objetivo definir um formato comum dos arquivos de dados de
modo a permitir o intercâmbio dos arquivos entre os vários
sistemas de análise de falta, testes e simulação.
Três tipos de arquivos são gerados no padrão
COMTRADE, sendo cada um representando uma classe
específica de informação. Os arquivos são sequenciais e os
campos de cada registro são delimitados por vírgula, isto é, as
informações são organizadas em linhas numa ordem
padronizada, sendo os dados em cada linha separados por
vírgulas. Cada arquivo possui uma classe específica de
informação, nomeado da forma: nome.tip, sendo nome o
identificador do evento e tip, o identificador do tipo do
arquivo:
 Arquivos de cabeçalho (nome.hdr): são arquivos de texto
criados pelo programa conversor com o objetivo de
permitir que os dados possam ser impressos e entendidos
pelo usuário. Arquivos deste tipo podem conter qualquer
informação desejada. Por exemplo: nome da subestação,
identificação do equipamento (linha de transmissão,
transformador, reator, dentre outros), comprimento da
linha, relação de transformação do transformador de
potencial ou de corrente e localização do defeito. As
informações contidas em um arquivo de cabeçalho
dependem apenas do conversor fornecido pelo fabricante
do dispositivo de registro.
 Arquivos de Configuração (nome.cfg): são criados pelo
programa conversor como um arquivo de texto. O formato
dos dados é predefinido para que possam ser lidos e
interpretados corretamente pelo programa computacional
de análise, o qual os associará aos valores armazenados no
arquivo de dados correspondente (Tabela II).
TABELA II. REGISTROS E CAMPOS DOS ARQUIVOS DE CONFIGURAÇÃO
N° Registro Campo Descrição do campo
1
Nome e identificação da
subestação
Station_name
id
Nome da subestação
Nome do registrador
2 Número e tipo de canais
TT
nnt,nnt
Número total de canais
Número de canais do tipo t
t ={A: analógico/D: digital}
3
Nome dos canais,
unidades, fatores de
conversão e informações
dos canais
nn, id
p
cccccc
uu
a,b
skew
min,max
m
Número e nome do canal
Identificação de fase (a,b,c, n)
Circuito ou componente
monitorado
Unidade do canal (V,A,kV,etc.)
Componentes do fator de
conversão
Número real
Menor e maior valor da taxa de
amostragem do canal id
Estado normal ou de alarme do
canal (apenas para canais digitais)
4 Frequência nominal
If Frequência nominal em Hz {50,
60}
5
Taxa de amostragem e
número de amostras
nrates
sssss1, endsamp1
…
sssssn, endsampn
N°. de taxas de amostragem
diferentes no arquivo .dat
Taxa de amostragem em Hz e
última amostra nessa taxa
6
Data e hora da primeira
amostra
mm/dd/yy
hh:mm:ss.ssssss
Mês, dia e últimos dígitos do ano
Hora, minuto e segundo
7 Data e hora do trigger
mm/dd/yy
hh:mm:ss.ssssss
Mês, dia e últimos dígitos do ano
Hora, minuto e segundo
8 Tipo de arquivo de dados
Ft Informa se o arquivo de dados é
ASCII ou binário
 Arquivos de Dados (nome.dat): são arquivos do tipo
ASCII ou do tipo binário criados pelo programa conversor.
Os dados de um arquivo deste tipo possuem formato
predefinido de modo que possam ser lidos e interpretados
pelo programa de análise, o qual os associará conforme
especificado no arquivo de configuração correspondente.
Um arquivo de dados deve conter os valores organizados
em linhas e colunas, de modo que cada linha corresponda a
um conjunto de valores da primeira amostra de canal
precedido de um número sequencial e o tempo do conjunto
de amostras. Cada linha possui n + 2 colunas, sendo n o
número de canais do registro. O número de linhas varia de
acordo com o de amostras, o que define o tamanho do
arquivo. A primeira coluna deve conter o número da
amostra. A segunda, o tempo da amostra, em
microssegundos, do início do registro. As demais colunas
devem conter os valores amostrados da tensão, da corrente
e do estado, os quais devem ser inteiros com seis dígitos e
separados por vírgula. Valores inexistentes devem ser
representados por 999999 e as informações de estado por 0
ou 1. Nenhuma outra informação deve constar em um
arquivo de dados.
III. OS EQUIPAMENTOS
No desenvolvimento deste trabalho foram utilizados: a) um
simulador digital em tempo real para modelar o sistema
elétrico, ao qual se aplicou o evento; b) um relé digital para
gerar as oscilografias associadas ao evento. Uma descrição
sucinta de cada equipamento é apresentada a seguir.
A. RTDS
O simulador em tempo real utilizado foi o RTDS (Real
Time Digital Simulator), equipamento produzido e
comercializado pela empresa canadense RTDS Technologies
Inc. De forma sucinta, o RTDS é uma combinação de
hardware e software, que permite a simulação de sistemas
elétricos em tempo real. Redes podem ser criadas na tela do
computador por meio de arranjos de componentes elétricos
provenientes de uma biblioteca de modelos de componentes
personalizados.
O RTDS utiliza os mesmos algoritmos e equações
encontrados em programas do tipo EMTP (Electromagnetic
Transiente Programs), entretanto, a simulação é considerada
em tempo real, pois as soluções do sistema elétrico são
obtidas em um intervalo de tempo muito menor que as
constantes de tempo do sistema. Além disso, as equações do
sistema elétrico são resolvidas de forma extremamente
rápida, produzindo continuamente, condições de saída que
realisticamente, representam as condições reais. Devido ao
fato da solução se caracterizar como sendo de tempo real, o
simulador pode ser ligado diretamente aos equipamentos de
controle e proteção do sistema.
A operação em tempo real aliada à precisão e flexibilidade
dos programas de simulação digital permite que o RTDS seja
explorado em diversas áreas, tais como: proteção de sistemas
elétricos, transitórios eletromagnéticos, controle e automação
de sistemas de energia elétrica, e estabilidade dinâmica.
Uma de suas principais aplicações é no teste em malha
fechada de sistemas de proteção, visto que ele permite a
comunicação com equipamentos externos, como relés
digitais. Dessa forma, é possível transmitir os sinais de
corrente e tensão diretamente para o relé, de modo que atue
conforme as condições impostas pelo sistema modelado no
RTDS [4].
O RTDS é composto por estruturas modulares
denominadas racks que simulam sistemas com um número
limitado de barras e equipamentos. A simulação de sistemas
mais complexos pode ser realizada com a utilização de vários
racks funcionando em conjunto, de forma que o sistema
original é dividido em subsistemas processados por racks
distintos. A troca de informações entre os subsistemas é
realizada por meio do cartão IRC (Inter Rack
Communication). Cada rack do RTDS contém um cartão
WIF (Workstation InterFace), que sincroniza as simulações e
coordena a comunicação entre os cartões de processamento,
bem como a comunicação entre os racks. O cartão WIF é
responsável por assegurar a simulação em tempo real, cujo
passo de tempo é de 50 microssegundos.
A RTDS Technologies Inc. disponibiliza diferentes
módulos de RTDS, os quais podem ser conectados entre si,
conforme as necessidades da simulação. Eles diferem entre si
no tamanho, peso, quantidade de racks e, portanto, na
capacidade de processamento. Para ilustrar a metodologia
proposta, utilizou-se neste trabalho um módulo com
capacidade para dois racks (Fig. 2).
Fig. 2. Modelo do RTDS utilizado no artigo.
Diferentes níveis de softwares compõem o RTDS. No nível
mais baixo está o compilador, o qual gera os códigos de
simulação requeridos pelo RTDS e os modelos dos
componentes do sistema elétrico (linhas de transmissão,
transformadores, geradores, etc.). No nível mais alto
encontra-se a GUI (Graphical User Interface), denominada
de RSCAD, que é responsável pela interação entre o usuário
e o RTDS e permite a modelagem do sistema elétrico, a
visualização e a análise dos resultados das simulações. Essa
interface é composta por um conjunto de módulos
individuais, dentre os quais foram utilizados para o
desenvolvimento deste trabalho, os módulos descritos a
seguir.
 Draft: responsável pela modelagem do sistema,
apresentando uma vasta biblioteca de componentes de
sistema de potência, proteção e controle. A janela do Draft
é dividida em duas partes: bibliotecas de componentes de
sistema de controle e potência à direita e um espaço para a
construção do circuito, à esquerda. Na montagem de um
circuito, os componentes devem ser: copiados das
bibliotecas para a área de projeto, agrupados para um
melhor arranjo (caso necessário) e definidos. Após ser
salvo, os erros (caso existam) podem ser verificados
durante o processo de compilação.
 RunTime: conhecido como Console do Operador. Permite
que:
o A simulação seja executada e controlada do computador
do usuário, resultando em grande interação com a
simulação.
o Os gráficos referentes ao comportamento do sistema
sejam atualizados constantemente durante as simulações
e os resultados obtidos possam ser salvos para uso com o
MultiPlot ou impressos e salvos em formatos: pdf, jpeg
ou vector.
 T-Line: módulo usado para modelar as linhas de
transmissão, cujos dados serão usados no Draft. Existem
dois tipos de dados de entrada para essa modelagem:
informação das características físicas dos condutores e da
geometria da linha e informação das impedâncias de
sequência positiva e zero. Para as configurações iniciais da
linha de transmissão, é preciso informar o tipo dos dados
de entrada, o modelo usado para a representação (que pode
ser o de Bergeron), o tipo de transposição (linha transposta
ou não-transposta), entre outros. Ao final, o arquivo deve
ser salvo e utilizado no Draft.
B. Relé digital SEL-311C
O relé é o dispositivo mais importante de um sistema de
proteção (SP), sendo o elemento responsável por detectar
condições anormais no sistema e decidir sobre a abertura ou
não dos disjuntores. Assim, ele permite que o processo de
retirada de operação da parte faltosa da linha ocorra,
mantendo a continuidade do fornecimento de energia e
limitando os danos aos equipamentos [6].
Um diagrama esquemático do princípio de funcionamento
de um SP típico é apresentado na Fig. 3, o qual pode ser
descrito da seguinte forma: os transformadores para
instrumentos (transformador de corrente – TC e
transformador de potencial – TP) reduzem as magnitudes das
grandezas necessárias à função de proteção (tensão e/ou
corrente) para níveis aceitáveis de leitura e acesso seguro. Em
seguida, essas informações são disponibilizadas ao relé, que
se encarrega de processá-las. Caso os valores das grandezas
excedam valores pré-definidos, os contatos do relé são
fechados e neste instante, a bobina de abertura do disjuntor,
alimentada por uma fonte auxiliar, é energizada abrindo os
contatos principais do disjuntor.
Para o desenvolvimento da metodologia, optou-se por
utilizar o relé digital SEL-311C (Fig. 4) produzido pela
Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. (SEL), uma
empresa multinacional que comercializa produtos e serviços
para automação, proteção e controle de sistemas elétricos de
potência. Esse relé é utilizado para abertura e religamento
tripolares, com recursos abrangentes para aplicações na
proteção de linhas de transmissão.
Fig. 3. Esquema de um sistema de proteção típico.
De acordo com o fabricante [7], esse é um relé de proteção
multifunção para linhas de transmissão, com disparo e
religamento mono ou tripolar, tipo SEL-311C. Possui um
conjunto eficaz de elementos de proteção de fase e terra,
associados à função de bloqueio por oscilação de potência e à
um religador com quatro tentativas de religamento,
propiciando ao usuário diversos esquemas de abertura através
da proteção de distância com zonas temporizadas e baseados
nos sistemas de comunicação.
Os ajustes do relé (parametrização) são feitos por meio do
software acSELerator Quickset® SEL-5030, o qual é uma
ferramenta que permite ao usuário criar e alterar ajustes,
desenvolver lógicas graficas, projetar templates, coletar
dados, acessar outras ferramentas que facilitam o
gerenciamento e comissionamento dos IED no sistema, como
por exemplo: análise de eventos, visualização das medições
fornecidas pelo relé e coleta dos registros oscilográficos
gerados pelo equipamento. [8].
Fig. 4. Relé SEL-311C.
IV. METODOLOGIA PROPOSTA
A metodologia proposta tem como objetivo gerar
oscilografias em um relé digital por meio da simulação de
faltas em um sistema elétrico modelado no RSCAD, a qual é
apresentada de forma sucinta no algoritmo a seguir e ilustrada
no diagrama mostrado na Fig. 5.
Algoritmo
1. Modelagem do sistema elétrico no software RSCAD/RTDS.
2. Simulação do evento.
3. Geração dos sinais de tensão e corrente relativos ao evento.
4. Envio dos sinais gerados para o relé através da saída
analógica do RTDS.
5. Envio de sinal de trip e geração dos registros oscilográficos
pelo relé (devidamente parametrizado) para o RTDS, caso o
relé detecte condições anormais no sistema e decida sobre a
abertura do disjuntor.
6. Recebimento do sinal de trip na entrada digital do RTDS, que
irá resultar na abertura do disjuntor modelado.
O cartão GTAO (Gigabit Transceiver Analogue Output)
é o elemento responsável por externar os sinais do RTDS. Ele
contém doze canais de saída analógica de 16 bits, fornecendo
sinais com valores de pico de –10 a +10 V. Para recepção do
sinal digital, utiliza-se o cartão GTDI (Gigabit Transceiver
Digital Input), que possui 64 canais de entrada digital [5].
Ambos os cartões devem ser incluídos e devidamente
configurados na modelagem do sistema elétrico no módulo
Draft do RSCAD.
A conexão entre o relé e o RTDS é feita conforme ilustrado
na Fig. 6. Seis canais do cartão GTAO são conectados ao relé
para envio dos sinais de corrente e tensão, sendo uma das
saídas do relé conectada a um canal do cartão GTDI para
envio do sinal de trip. Devido aos contatos envolvidos serem
do tipo seco, foi necessário utilizar fonte de tensão DC
auxiliar em 5 V para alimentar o circuito [9].
Fig. 5. Metodologia proposta.
Fig. 6. Esquema de conexão entre o relé e o simulador.
V. ESTUDO DE CASO
Para ilustrar a metodologia proposta, utilizou-se o sistema
apresentado na Fig. 7, cuja modelagem baseou-se no sistema
sugerido em [10] para estudo de esquemas de proteção em
linhas de transmissão. Esse é um sistema de 230 kV,
constituído de: duas linhas de transmissão paralelas (LT1 e
LT2) de 150 km interligando as barras 1 e 2; uma terceira
linha (LT3) de 150 km interligando as barras 2 e 3 e dois
equivalentes de Thévenin (S1 e S2), representando os
sistemas elétricos interligados às barras 1 e 3.
Fig. 7. Sistema elétrico para o Estudo de Caso.
Os parâmetros elétricos utilizados na modelagem das
linhas de transmissão e dos equivalentes de Thévenin são
apresentados nas Tabelas III e IV, respectivamente.
O diagrama unifilar do sistema modelado no Draft é
apresentado na Fig. 8, no qual se destacam em verde os
modelos dos cartões GTAO e GTDI necessários à troca de
sinais entre o RTDS e o relé.
TABELA III. PARÂMETROS DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO.
Sequência
Resistência
(Ω/km)
Reatância
(Ω/km)
Susceptância
(Ω/km)
Zero 0,246349 1,33113 1,80723
Positiva 0,0937011 0,677849 2,42979
TABELA IV. PARÂMETROS DOS EQUIVALENTES DE THÉVENIN.
Dados
Equivalente
S1 S2
Tensão (p.u.) 1,00 0,95
Impedância
(Ω)
Seq. Zero 6,1 + j16,7 4,1 + j14,7
Seq. Pos. 2,7 + j8,4 1,7 + j6,4
Fig. 8. Diagrama unifilar do sistema elétrico no módulo Draft.
Para gerar uma falta, posicionou-se o modelo de faltas
fornecido pelo software do simulador na barra 2 e a partir de
uma lógica de aplicação de faltas, selecionou-se o tipo
desejado para análise. Para ilustrar, simulou-se uma falta
bifásica-terra envolvendo as fases A e C, ou seja, uma falta
ACT. O comportamento do sistema em termos dos sinais de
corrente e tensão com a aplicação da falta é apresentado
adiante. Para validar o resultado da simulação no RTDS e as
oscilografias geradas pelo relé, monitoraram-se os sinais de
corrente no disjuntor e tensão na barra 2, e também o sinal de
trip recebido pelo RTDS, conforme mostrado nas Figs. 9a e
9b, respectivamente.
No Estudo de Caso apresentado, o relé gerou a oscilografia
filtrada apresentada na Fig. 10 e disponibilizou os seguintes
arquivos COMTRADE: configuração (.cfg) em formato
ASCII, cabeçalho (.hdr) e dados (.dat). Ainda no software, é
possível abrir o registro do evento e obter algumas
informações sobre o mesmo: tipo, localização, data e hora,
entre outras (Fig. 11). Ao final, constatou-se que a conexão
entre o RTDS e o relé foi bem sucedida e principalmente, a
simplicidade e eficácia da metodologia proposta.
Conforme se constatou, assim que a falta é detectada, o relé
gera e armazena a oscilografia referente ao evento. Fazendo
uso do software acSELerator Quickset®
, o usuário pode
coletar a oscilografia para posterior análise.
(a)
(b)
Fig. 11. (a) Gráficos de corrente e tensão; (b) sinal de trip recebido pelo
disjuntor para falta ACT na barra 2.
Fig. 12. Registro oscilográfico gerado pelo relé após aplicação da falta.
Fig. 13. Informações sobre o evento disponibilizadas pelo relé a partir do
registro oscilográfico obtido.
VI. CONCLUSÕES
A conexão entre um simulador em tempo real e um relé
digital permitiu o desenvolvimento de uma metodologia para
geração de registros oscilográficos. O simulador foi utilizado
nas etapas de modelagem do sistema elétrico e de envio dos
sinais de tensão e corrente para o relé. Na ocorrência de uma
falta e quando devidamente configurado, o relé envia um
sinal de trip comandando a abertura do disjuntor no
simulador e gerando as oscilografias esperadas.
Por meio de um estudo de caso, a metodologia foi validada
e sua eficácia demonstrada. No status atual, essa metodologia
está sendo utilizada em estudos diversos, como por exemplo,
avaliação de funções de proteção, testes de algoritmos e
desempenho de relés digitais.
VIII. REFERÊNCIAS
[1] VERAS, B. P.; COSTA, C. A.; BRITO, N. S.; NEVES, W. L.
Entendendo Registros Oscilográficos. In: ENCONTRO DO GRUPO DE
SISTEMAS ELÉTRICOS, 4., 2014, Campina Grande. Anais
eletrônicos... Campina Grande: UFCG, 2014. Disponível em:
<https://sites.google.com/site/encontrogse/anais>. Acesso em: 8 jan.
2015.
[2] CARDOSO, R. Guia prático para configuração, coleta e utilização de
oscilografias em relés digitais. Schweitzer Engineering Laboratories,
Comercial LTDA. Campinas, São Paulo.
[3] IEEE Standard Common Format for Transient Data Exchange
(COMTRADE) for Power Systems, IEEE PES (C37.111-1991), 1991.
[4] RTDS Technologies – The World Standard for Real Time Digital Power
System Simulation. Disponível em: <http://rtds.com/index/index.html>
Acesso em 19 de janeiro de 2015.
[5] RTDS™
User’s Manual Set. RTDS Technologies. Canadá, 2007.
[6] COURY, D. V. Introdução aos Sistemas Elétricos de Potência. São
Carlos: Universidade de São Paulo/Departamento de Engenharia
Elétrica. 48 p. Apostila.
[7] SCHWEITZER ENGINEERING LABORATORIES, COMERCIAL
LTDA. Memória de Cálculo para os Ajustes do Relé de Proteção SEL-
311C. Campinas, São Paulo. 269 p.
[8] SCHWEITZER ENGINEERING LABORATORIES, COMERCIAL
LTDA. Guia Prático para Instalação e Utilização do Software SEL-
5030 AcSELerator® QuickSet. Campinas, São Paulo. 2012. 86 p.
[9] COUTINHO, P. R. L. de N. Avaliação de algoritmos para a proteção de
distância de linhas de transmissão via simulações em tempo real. 2012.
130 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade
Federal de Campina Grande, Campina Grande.
[10]IEEE Power System Relaying Committee, EMTP Reference Models for
Transmission Line Relay Testing, 2004.

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2015-CBQEE-I

  • 1. Proposição de uma Metodologia para Geração de Registros Oscilográficos C. A. B. Costa, B. P. M. S. Veras, N. S. D. Brito, W. L. A. Neves Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), Campina Grande-PB S. R. D. Moraes Companhia Hidro Elétrica do São Francisco (CHESF), Sobradinho-BA Resumo  Uma metodologia de geração de registros oscilográficos quando se dispõe de um sistema constituído por relé e simulador em tempo real é proposta neste artigo. O uso conjunto desses equipamentos possibilita a construção dos mais diversos tipos de cenários de distúrbios, minimizando assim um problema recorrente nas instituições de pesquisa, que é a obtenção de registros oscilográficos para suas pesquisas, os quais não são facilmente disponibilizados pelas empresas do setor elétrico. A metodologia proposta permite a simulação de distúrbios de forma realista, propiciando flexibilidade e confiabilidade às simulações digitais. Palavras-chaves  RTDS, Relé digital, Oscilografia. I. INTRODUÇÃO Nos últimos anos, o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) vem exigindo das empresas de energia elétrica índices de continuidade de serviço cada vez mais altos. Como resultado, as atividades relativas à recomposição dos sistemas elétricos após a ocorrência de uma falta constituem-se atualmente, em um dos principais desafios das equipes de operação, manutenção e análise. Faltas em sistemas elétricos de potência são eventos caracterizados como desligamentos não-programados dos seus componentes, que podem ser provocadas por problemas de natureza elétrica, mecânica ou térmica. Sua extinção deve ser feita de forma rápida e apropriada pelos equipamentos de proteção, desativando apenas a parte defeituosa do sistema. Após a eliminação de uma falta, uma análise mais detalhada é imprescindível para avaliação do desempenho do sistema de proteção. Nesse momento, destaca-se a importância da oscilografia, que consiste no monitoramento contínuo das grandezas elétricas do sistema de potência e do estado de operação do sistema de proteção. Os equipamentos designados para esse fim são denominados de oscilógrafos ou registradores digitais de perturbação (RDP). C.A.B.Costa & B.P.M.S.Veras: bianca.veras, cecilia.costa @ee.ufcg.edu; N.S.D.Brito & W.L.A.Neves: nubia, waneves @dee.ufcg.edu. S.R.D.Moraes: srdias@chesf.gov.br Este trabalho foi parcialmente financiado pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e pela Companhia Hidro Elétrica do São Francisco (Chesf). Quando interligados remotamente a computadores dedicados à aquisição de dados, os RDP configuram as chamadas redes de oscilografia, cujas informaçãoes são fornecidas na forma de registros oscilográficos, os quais são cruciais para adoção de medidas preventivas, visando minimização da frequência e duração dos desligamentos [1]. Na prática, entretanto, registros oscilográficos reais não são disponibilizados facilmente pelas empresas do setor elétrico. Como consequência, o desenvolvimento de pesquisas é realizado comumente com o uso de registros simulados. Visando auxiliar os pesquisadores nessa área, apresenta-se neste artigo, uma proposta de metodologia de geração de registros oscilográficos quando se dispõe de um sistema constituído por um relé e um simulador em tempo real. O artigo foi organizado da seguinte forma: inicialmente apresenta-se uma breve introdução sobre os registros oscilográficos e equipamentos utilizados. Em seguida, a metodologia proposta é apresentada e, para finalizar, um estudo de caso é realizado e as conclusões obtidas apresentadas. II. REGISTROS OSCILOGRÁFICOS – UMA BREVE INTRODUÇÃO A indicação de uma ocorrência (ou perturbação) acontece normalmente, quando se verifica o disparo do relé. Nesse instante, inicia-se o processo de geração de registros oscilográficos, os quais são armazenados no relé nas seguintes situações [2]:  Disparo da proteção (trip): se refere à atuação do relé, denominado de trip. Neste caso, a oscilografia é armazenada automaticamente todas as vezes que uma das funções de proteção, que esteja previamente programada para realizar a partida do registro oscilográfico, for sensibilizada. Portanto, este tipo de disparo está vinculado à lógica de trip e as funções parametrizadas serão responsáveis por disparar a gravação do arquivo.  Partida de registro programado: parâmetro ajustável, que permite ao usuário escolher condições diversas para iniciar o armazenamento do registro de uma oscilografia. Pode-se programar a partida de uma função de sobrecorrente (pickup), o alarme de uma função de desbalanço, o alarme por temperatura elevada, a energização de um transformador dentre outros eventos.
  • 2.  Partida de registro manual: comando executado pelo operador, que fará o relé armazenar a oscilografia das condições atuais do sistema. O disparo é realizado, por exemplo, quando se deseja observar a diferença angular dos fasores. A duração da oscilografia corresponde ao tamanho do registro armazenado no arquivo pelo relé, no qual uma parcela é reservada para o tempo de registro do período de pré-falta. Outro parâmetro importante da oscilografia é a sua resolução, que corresponde ao número de amostras por ciclo. A capacidade de armazenamento máxima é definida para cada equipamento e quando acontece, o relé irá apagar o evento mais antigo para gravar o evento mais novo [2]. As três etapas de um registro oscilográfico (pré-falta, falta e pós-falta) são apresentadas na Fig. 1, sendo o tempo de pré- falta um parâmetro configurável no relé de proteção. A título de informação, apresenta-se na Tabela I o número máximo de oscilografias (relação entre a duração e a resolução do registro) gravadas na memória do relé digital SEL-451-5. Fig. 1. Exemplo de um registro oscilográfico. TABELA I. DURAÇÃO X RESOLUÇÃO [2] Duração (segundos) Número máximo de eventos em memória a 8 kHz 4 kHz 2 kHz 1 kHz 0,25 0,5 1 3 6 12 24 128 170 203 239 71 98 123 149 37 54 68 84 13 19 24 31 - 9 12 16 - - 6 8 - - - 4 a Número máximo de oscilografias gravadas na memória do relé SEL-451-5. Uma vez que as informações fornecidas pelos RDP podem ser geradas, transmitidas e armazenadas de diversas maneiras, uma miscelânea de formatos proprietários surgiu ao longo dos anos. Essa diversidade gerou dificuldades em todos os processos (comissionamento, integração, manutenção e gerenciamento), as quais perduraram até 1991, quando se estabeleceu o padrão COMTRADE (COMmon Format for TRAnsient Data Exchange) [3]: um formato aberto, para o qual todos os outros formatos pudessem ser convertidos. O padrão foi revisado em 1997, 1999 e 2005, e tem como objetivo definir um formato comum dos arquivos de dados de modo a permitir o intercâmbio dos arquivos entre os vários sistemas de análise de falta, testes e simulação. Três tipos de arquivos são gerados no padrão COMTRADE, sendo cada um representando uma classe específica de informação. Os arquivos são sequenciais e os campos de cada registro são delimitados por vírgula, isto é, as informações são organizadas em linhas numa ordem padronizada, sendo os dados em cada linha separados por vírgulas. Cada arquivo possui uma classe específica de informação, nomeado da forma: nome.tip, sendo nome o identificador do evento e tip, o identificador do tipo do arquivo:  Arquivos de cabeçalho (nome.hdr): são arquivos de texto criados pelo programa conversor com o objetivo de permitir que os dados possam ser impressos e entendidos pelo usuário. Arquivos deste tipo podem conter qualquer informação desejada. Por exemplo: nome da subestação, identificação do equipamento (linha de transmissão, transformador, reator, dentre outros), comprimento da linha, relação de transformação do transformador de potencial ou de corrente e localização do defeito. As informações contidas em um arquivo de cabeçalho dependem apenas do conversor fornecido pelo fabricante do dispositivo de registro.  Arquivos de Configuração (nome.cfg): são criados pelo programa conversor como um arquivo de texto. O formato dos dados é predefinido para que possam ser lidos e interpretados corretamente pelo programa computacional de análise, o qual os associará aos valores armazenados no arquivo de dados correspondente (Tabela II). TABELA II. REGISTROS E CAMPOS DOS ARQUIVOS DE CONFIGURAÇÃO N° Registro Campo Descrição do campo 1 Nome e identificação da subestação Station_name id Nome da subestação Nome do registrador 2 Número e tipo de canais TT nnt,nnt Número total de canais Número de canais do tipo t t ={A: analógico/D: digital} 3 Nome dos canais, unidades, fatores de conversão e informações dos canais nn, id p cccccc uu a,b skew min,max m Número e nome do canal Identificação de fase (a,b,c, n) Circuito ou componente monitorado Unidade do canal (V,A,kV,etc.) Componentes do fator de conversão Número real Menor e maior valor da taxa de amostragem do canal id Estado normal ou de alarme do canal (apenas para canais digitais) 4 Frequência nominal If Frequência nominal em Hz {50, 60} 5 Taxa de amostragem e número de amostras nrates sssss1, endsamp1 … sssssn, endsampn N°. de taxas de amostragem diferentes no arquivo .dat Taxa de amostragem em Hz e última amostra nessa taxa 6 Data e hora da primeira amostra mm/dd/yy hh:mm:ss.ssssss Mês, dia e últimos dígitos do ano Hora, minuto e segundo 7 Data e hora do trigger mm/dd/yy hh:mm:ss.ssssss Mês, dia e últimos dígitos do ano Hora, minuto e segundo 8 Tipo de arquivo de dados Ft Informa se o arquivo de dados é ASCII ou binário  Arquivos de Dados (nome.dat): são arquivos do tipo ASCII ou do tipo binário criados pelo programa conversor. Os dados de um arquivo deste tipo possuem formato predefinido de modo que possam ser lidos e interpretados pelo programa de análise, o qual os associará conforme
  • 3. especificado no arquivo de configuração correspondente. Um arquivo de dados deve conter os valores organizados em linhas e colunas, de modo que cada linha corresponda a um conjunto de valores da primeira amostra de canal precedido de um número sequencial e o tempo do conjunto de amostras. Cada linha possui n + 2 colunas, sendo n o número de canais do registro. O número de linhas varia de acordo com o de amostras, o que define o tamanho do arquivo. A primeira coluna deve conter o número da amostra. A segunda, o tempo da amostra, em microssegundos, do início do registro. As demais colunas devem conter os valores amostrados da tensão, da corrente e do estado, os quais devem ser inteiros com seis dígitos e separados por vírgula. Valores inexistentes devem ser representados por 999999 e as informações de estado por 0 ou 1. Nenhuma outra informação deve constar em um arquivo de dados. III. OS EQUIPAMENTOS No desenvolvimento deste trabalho foram utilizados: a) um simulador digital em tempo real para modelar o sistema elétrico, ao qual se aplicou o evento; b) um relé digital para gerar as oscilografias associadas ao evento. Uma descrição sucinta de cada equipamento é apresentada a seguir. A. RTDS O simulador em tempo real utilizado foi o RTDS (Real Time Digital Simulator), equipamento produzido e comercializado pela empresa canadense RTDS Technologies Inc. De forma sucinta, o RTDS é uma combinação de hardware e software, que permite a simulação de sistemas elétricos em tempo real. Redes podem ser criadas na tela do computador por meio de arranjos de componentes elétricos provenientes de uma biblioteca de modelos de componentes personalizados. O RTDS utiliza os mesmos algoritmos e equações encontrados em programas do tipo EMTP (Electromagnetic Transiente Programs), entretanto, a simulação é considerada em tempo real, pois as soluções do sistema elétrico são obtidas em um intervalo de tempo muito menor que as constantes de tempo do sistema. Além disso, as equações do sistema elétrico são resolvidas de forma extremamente rápida, produzindo continuamente, condições de saída que realisticamente, representam as condições reais. Devido ao fato da solução se caracterizar como sendo de tempo real, o simulador pode ser ligado diretamente aos equipamentos de controle e proteção do sistema. A operação em tempo real aliada à precisão e flexibilidade dos programas de simulação digital permite que o RTDS seja explorado em diversas áreas, tais como: proteção de sistemas elétricos, transitórios eletromagnéticos, controle e automação de sistemas de energia elétrica, e estabilidade dinâmica. Uma de suas principais aplicações é no teste em malha fechada de sistemas de proteção, visto que ele permite a comunicação com equipamentos externos, como relés digitais. Dessa forma, é possível transmitir os sinais de corrente e tensão diretamente para o relé, de modo que atue conforme as condições impostas pelo sistema modelado no RTDS [4]. O RTDS é composto por estruturas modulares denominadas racks que simulam sistemas com um número limitado de barras e equipamentos. A simulação de sistemas mais complexos pode ser realizada com a utilização de vários racks funcionando em conjunto, de forma que o sistema original é dividido em subsistemas processados por racks distintos. A troca de informações entre os subsistemas é realizada por meio do cartão IRC (Inter Rack Communication). Cada rack do RTDS contém um cartão WIF (Workstation InterFace), que sincroniza as simulações e coordena a comunicação entre os cartões de processamento, bem como a comunicação entre os racks. O cartão WIF é responsável por assegurar a simulação em tempo real, cujo passo de tempo é de 50 microssegundos. A RTDS Technologies Inc. disponibiliza diferentes módulos de RTDS, os quais podem ser conectados entre si, conforme as necessidades da simulação. Eles diferem entre si no tamanho, peso, quantidade de racks e, portanto, na capacidade de processamento. Para ilustrar a metodologia proposta, utilizou-se neste trabalho um módulo com capacidade para dois racks (Fig. 2). Fig. 2. Modelo do RTDS utilizado no artigo. Diferentes níveis de softwares compõem o RTDS. No nível mais baixo está o compilador, o qual gera os códigos de simulação requeridos pelo RTDS e os modelos dos componentes do sistema elétrico (linhas de transmissão, transformadores, geradores, etc.). No nível mais alto encontra-se a GUI (Graphical User Interface), denominada de RSCAD, que é responsável pela interação entre o usuário e o RTDS e permite a modelagem do sistema elétrico, a visualização e a análise dos resultados das simulações. Essa interface é composta por um conjunto de módulos individuais, dentre os quais foram utilizados para o desenvolvimento deste trabalho, os módulos descritos a seguir.  Draft: responsável pela modelagem do sistema, apresentando uma vasta biblioteca de componentes de sistema de potência, proteção e controle. A janela do Draft é dividida em duas partes: bibliotecas de componentes de sistema de controle e potência à direita e um espaço para a construção do circuito, à esquerda. Na montagem de um
  • 4. circuito, os componentes devem ser: copiados das bibliotecas para a área de projeto, agrupados para um melhor arranjo (caso necessário) e definidos. Após ser salvo, os erros (caso existam) podem ser verificados durante o processo de compilação.  RunTime: conhecido como Console do Operador. Permite que: o A simulação seja executada e controlada do computador do usuário, resultando em grande interação com a simulação. o Os gráficos referentes ao comportamento do sistema sejam atualizados constantemente durante as simulações e os resultados obtidos possam ser salvos para uso com o MultiPlot ou impressos e salvos em formatos: pdf, jpeg ou vector.  T-Line: módulo usado para modelar as linhas de transmissão, cujos dados serão usados no Draft. Existem dois tipos de dados de entrada para essa modelagem: informação das características físicas dos condutores e da geometria da linha e informação das impedâncias de sequência positiva e zero. Para as configurações iniciais da linha de transmissão, é preciso informar o tipo dos dados de entrada, o modelo usado para a representação (que pode ser o de Bergeron), o tipo de transposição (linha transposta ou não-transposta), entre outros. Ao final, o arquivo deve ser salvo e utilizado no Draft. B. Relé digital SEL-311C O relé é o dispositivo mais importante de um sistema de proteção (SP), sendo o elemento responsável por detectar condições anormais no sistema e decidir sobre a abertura ou não dos disjuntores. Assim, ele permite que o processo de retirada de operação da parte faltosa da linha ocorra, mantendo a continuidade do fornecimento de energia e limitando os danos aos equipamentos [6]. Um diagrama esquemático do princípio de funcionamento de um SP típico é apresentado na Fig. 3, o qual pode ser descrito da seguinte forma: os transformadores para instrumentos (transformador de corrente – TC e transformador de potencial – TP) reduzem as magnitudes das grandezas necessárias à função de proteção (tensão e/ou corrente) para níveis aceitáveis de leitura e acesso seguro. Em seguida, essas informações são disponibilizadas ao relé, que se encarrega de processá-las. Caso os valores das grandezas excedam valores pré-definidos, os contatos do relé são fechados e neste instante, a bobina de abertura do disjuntor, alimentada por uma fonte auxiliar, é energizada abrindo os contatos principais do disjuntor. Para o desenvolvimento da metodologia, optou-se por utilizar o relé digital SEL-311C (Fig. 4) produzido pela Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. (SEL), uma empresa multinacional que comercializa produtos e serviços para automação, proteção e controle de sistemas elétricos de potência. Esse relé é utilizado para abertura e religamento tripolares, com recursos abrangentes para aplicações na proteção de linhas de transmissão. Fig. 3. Esquema de um sistema de proteção típico. De acordo com o fabricante [7], esse é um relé de proteção multifunção para linhas de transmissão, com disparo e religamento mono ou tripolar, tipo SEL-311C. Possui um conjunto eficaz de elementos de proteção de fase e terra, associados à função de bloqueio por oscilação de potência e à um religador com quatro tentativas de religamento, propiciando ao usuário diversos esquemas de abertura através da proteção de distância com zonas temporizadas e baseados nos sistemas de comunicação. Os ajustes do relé (parametrização) são feitos por meio do software acSELerator Quickset® SEL-5030, o qual é uma ferramenta que permite ao usuário criar e alterar ajustes, desenvolver lógicas graficas, projetar templates, coletar dados, acessar outras ferramentas que facilitam o gerenciamento e comissionamento dos IED no sistema, como por exemplo: análise de eventos, visualização das medições fornecidas pelo relé e coleta dos registros oscilográficos gerados pelo equipamento. [8]. Fig. 4. Relé SEL-311C. IV. METODOLOGIA PROPOSTA A metodologia proposta tem como objetivo gerar oscilografias em um relé digital por meio da simulação de faltas em um sistema elétrico modelado no RSCAD, a qual é apresentada de forma sucinta no algoritmo a seguir e ilustrada no diagrama mostrado na Fig. 5. Algoritmo 1. Modelagem do sistema elétrico no software RSCAD/RTDS. 2. Simulação do evento. 3. Geração dos sinais de tensão e corrente relativos ao evento. 4. Envio dos sinais gerados para o relé através da saída analógica do RTDS. 5. Envio de sinal de trip e geração dos registros oscilográficos pelo relé (devidamente parametrizado) para o RTDS, caso o relé detecte condições anormais no sistema e decida sobre a abertura do disjuntor. 6. Recebimento do sinal de trip na entrada digital do RTDS, que irá resultar na abertura do disjuntor modelado.
  • 5. O cartão GTAO (Gigabit Transceiver Analogue Output) é o elemento responsável por externar os sinais do RTDS. Ele contém doze canais de saída analógica de 16 bits, fornecendo sinais com valores de pico de –10 a +10 V. Para recepção do sinal digital, utiliza-se o cartão GTDI (Gigabit Transceiver Digital Input), que possui 64 canais de entrada digital [5]. Ambos os cartões devem ser incluídos e devidamente configurados na modelagem do sistema elétrico no módulo Draft do RSCAD. A conexão entre o relé e o RTDS é feita conforme ilustrado na Fig. 6. Seis canais do cartão GTAO são conectados ao relé para envio dos sinais de corrente e tensão, sendo uma das saídas do relé conectada a um canal do cartão GTDI para envio do sinal de trip. Devido aos contatos envolvidos serem do tipo seco, foi necessário utilizar fonte de tensão DC auxiliar em 5 V para alimentar o circuito [9]. Fig. 5. Metodologia proposta. Fig. 6. Esquema de conexão entre o relé e o simulador. V. ESTUDO DE CASO Para ilustrar a metodologia proposta, utilizou-se o sistema apresentado na Fig. 7, cuja modelagem baseou-se no sistema sugerido em [10] para estudo de esquemas de proteção em linhas de transmissão. Esse é um sistema de 230 kV, constituído de: duas linhas de transmissão paralelas (LT1 e LT2) de 150 km interligando as barras 1 e 2; uma terceira linha (LT3) de 150 km interligando as barras 2 e 3 e dois equivalentes de Thévenin (S1 e S2), representando os sistemas elétricos interligados às barras 1 e 3. Fig. 7. Sistema elétrico para o Estudo de Caso. Os parâmetros elétricos utilizados na modelagem das linhas de transmissão e dos equivalentes de Thévenin são apresentados nas Tabelas III e IV, respectivamente. O diagrama unifilar do sistema modelado no Draft é apresentado na Fig. 8, no qual se destacam em verde os modelos dos cartões GTAO e GTDI necessários à troca de sinais entre o RTDS e o relé. TABELA III. PARÂMETROS DAS LINHAS DE TRANSMISSÃO. Sequência Resistência (Ω/km) Reatância (Ω/km) Susceptância (Ω/km) Zero 0,246349 1,33113 1,80723 Positiva 0,0937011 0,677849 2,42979 TABELA IV. PARÂMETROS DOS EQUIVALENTES DE THÉVENIN. Dados Equivalente S1 S2 Tensão (p.u.) 1,00 0,95 Impedância (Ω) Seq. Zero 6,1 + j16,7 4,1 + j14,7 Seq. Pos. 2,7 + j8,4 1,7 + j6,4 Fig. 8. Diagrama unifilar do sistema elétrico no módulo Draft. Para gerar uma falta, posicionou-se o modelo de faltas fornecido pelo software do simulador na barra 2 e a partir de uma lógica de aplicação de faltas, selecionou-se o tipo desejado para análise. Para ilustrar, simulou-se uma falta bifásica-terra envolvendo as fases A e C, ou seja, uma falta ACT. O comportamento do sistema em termos dos sinais de corrente e tensão com a aplicação da falta é apresentado adiante. Para validar o resultado da simulação no RTDS e as oscilografias geradas pelo relé, monitoraram-se os sinais de corrente no disjuntor e tensão na barra 2, e também o sinal de trip recebido pelo RTDS, conforme mostrado nas Figs. 9a e 9b, respectivamente. No Estudo de Caso apresentado, o relé gerou a oscilografia filtrada apresentada na Fig. 10 e disponibilizou os seguintes arquivos COMTRADE: configuração (.cfg) em formato ASCII, cabeçalho (.hdr) e dados (.dat). Ainda no software, é
  • 6. possível abrir o registro do evento e obter algumas informações sobre o mesmo: tipo, localização, data e hora, entre outras (Fig. 11). Ao final, constatou-se que a conexão entre o RTDS e o relé foi bem sucedida e principalmente, a simplicidade e eficácia da metodologia proposta. Conforme se constatou, assim que a falta é detectada, o relé gera e armazena a oscilografia referente ao evento. Fazendo uso do software acSELerator Quickset® , o usuário pode coletar a oscilografia para posterior análise. (a) (b) Fig. 11. (a) Gráficos de corrente e tensão; (b) sinal de trip recebido pelo disjuntor para falta ACT na barra 2. Fig. 12. Registro oscilográfico gerado pelo relé após aplicação da falta. Fig. 13. Informações sobre o evento disponibilizadas pelo relé a partir do registro oscilográfico obtido. VI. CONCLUSÕES A conexão entre um simulador em tempo real e um relé digital permitiu o desenvolvimento de uma metodologia para geração de registros oscilográficos. O simulador foi utilizado nas etapas de modelagem do sistema elétrico e de envio dos sinais de tensão e corrente para o relé. Na ocorrência de uma falta e quando devidamente configurado, o relé envia um sinal de trip comandando a abertura do disjuntor no simulador e gerando as oscilografias esperadas. Por meio de um estudo de caso, a metodologia foi validada e sua eficácia demonstrada. No status atual, essa metodologia está sendo utilizada em estudos diversos, como por exemplo, avaliação de funções de proteção, testes de algoritmos e desempenho de relés digitais. VIII. REFERÊNCIAS [1] VERAS, B. P.; COSTA, C. A.; BRITO, N. S.; NEVES, W. L. Entendendo Registros Oscilográficos. In: ENCONTRO DO GRUPO DE SISTEMAS ELÉTRICOS, 4., 2014, Campina Grande. Anais eletrônicos... Campina Grande: UFCG, 2014. Disponível em: <https://sites.google.com/site/encontrogse/anais>. Acesso em: 8 jan. 2015. [2] CARDOSO, R. Guia prático para configuração, coleta e utilização de oscilografias em relés digitais. Schweitzer Engineering Laboratories, Comercial LTDA. Campinas, São Paulo. [3] IEEE Standard Common Format for Transient Data Exchange (COMTRADE) for Power Systems, IEEE PES (C37.111-1991), 1991. [4] RTDS Technologies – The World Standard for Real Time Digital Power System Simulation. Disponível em: <http://rtds.com/index/index.html> Acesso em 19 de janeiro de 2015. [5] RTDS™ User’s Manual Set. RTDS Technologies. Canadá, 2007. [6] COURY, D. V. Introdução aos Sistemas Elétricos de Potência. São Carlos: Universidade de São Paulo/Departamento de Engenharia Elétrica. 48 p. Apostila. [7] SCHWEITZER ENGINEERING LABORATORIES, COMERCIAL LTDA. Memória de Cálculo para os Ajustes do Relé de Proteção SEL- 311C. Campinas, São Paulo. 269 p. [8] SCHWEITZER ENGINEERING LABORATORIES, COMERCIAL LTDA. Guia Prático para Instalação e Utilização do Software SEL- 5030 AcSELerator® QuickSet. Campinas, São Paulo. 2012. 86 p. [9] COUTINHO, P. R. L. de N. Avaliação de algoritmos para a proteção de distância de linhas de transmissão via simulações em tempo real. 2012. 130 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande. [10]IEEE Power System Relaying Committee, EMTP Reference Models for Transmission Line Relay Testing, 2004.