Teleproteção

De Cadernoteca Livre

Ir para: navegação, pesquisa

Predefinição:MUDOU-SE

A CADERNOTECA FOI TRANSFERIDA PARA O ENDEREÇO
cadernoteca.polignu.org

Visite a página que você estava procurando usando o link:
http://cadernoteca.polignu.org/wiki/Teleprote%C3%A7%C3%A3o







Esta matéria está associada à disciplina PEA2412.

A Teleproteção ou Esquemas de Proteção Assistidos por Telecomunicação, ou Proteção Piloto é um sistema de proteção de linhas de transmissão de energia elétrica no qual um canal de comunicação permite a troca de informações entre elementos de proteção que estejam fisicamente distantes, permitindo uma atuação mais rápida e seletiva destes elementos.

Linhas de alta tensão são normalmente protegidas com teleproteção.

Tabela de conteúdo

[editar] Interesse

Consideremos um caso em que não haja teleproteção: digamos que a linha A-B abaixo esteja protegida por relés de distância:

Linha protegida por reles distancia.png

Faltas em F1 são detectadas em zona 1 pelos relés dos terminais A e B. O tempo de eliminação de falta será:

Tempo Operação (ms) ciclos
Relé 8-16 0,5 a 1,0
Disjuntor 30-50 1,8 a 3,0
TOTAL 38-66 2,3 a 4,0

Faltas em F2 e F3: Serão detectadas pelo relé de um dos terminais em zona 2. Para um relé deve-se acrescentar o atraso da zona 2 (300 ms ou 400 ms) aos tempos da tabela anterior. Resulta tempos de extinção de 338 a 366 ms (ΔT2 = 300 ms) ou 20 a 22 ciclos.

Para redes de alta tensão ou extra-alta-tensão, esses tempos podem não ser aceitáveis, devido ao risco de perda de estabilidade entre partes do sistema.

Para acelerar a atuação da proteção utiliza-se teleproteção (ou proteção piloto) que consiste em canais de comunicação entre os dois terminais para troca de informações suplementares (basicamente um bit de comunicação).

O tempo de transmissão dos sinais irá adicionar um atraso de 10 a 30 ms em substituição aos 300 ms da segunda zona --> tempo total de 48 a 96 ms.

[editar] Canais de comunicação utilizados

Os canais de comunicação utilizados são:

[editar] Circuitos de acoplamento para OPLAT

No caso de ondas portadoras, em que o sinal é enviado pela própria linha de alta tensão, pode ser feito o acoplamento em uma ou duas fases (sinal no fase-neutro ou no fase-fase). Os respectivos circuitos estão esboçados abaixo:

Uma fase: Circuito OPLAT 1 fase.png

Duas fases: Circuito OPLAT 2 fases.png

[editar] Esquemas de Teleproteção

Existem dois esquemas de teleproteção:

  1. Modo Transfer-Trip: O relé reconhecendo uma falta dentro de sua zona, envia um comando de trip (transfer-trip) para o terminal remoto (mais indicado para canais que independem das condições da linha de transmissão).
  1. Modo Bloqueio: Envia uma sinal contínuo (ou quando existe uma falta externa) que bloqueia a atuação do disjuntor remoto. O relé remoto pode atuar quando o bloqueio é removido.

[editar] (1) Modo transfer-trip

[editar] (1,1) DUTT - Direct Underreaching transfer trip

   >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> zona 2
   >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> zona 1
--|--O-------------------------------O--|----
                                ^
                                defeito

Se o defeito for fora da zona de alcance 1, mas dentro da linha, o trip sera dado pelo transfer trip, pois o rele do outro lado da linha enxerga. O alcalnce da zona 1 fica ajustado em torno de 0,9 vezes o comprimento da linha. Isso reduz o delay de atuação, pois sem o transfer trip o relé do lado esquerdo só atuaria após o delay de (por exemplo) 300ms de zona 2.

[editar] (1.2) PUTT - permissive underreaching transfer trip

Ligação lógica em diagrama ladder para um esquema de proteção PUTT

O rele 1 tem um ajuste de zona 1 e de zona 2; alem do carrier, no esquema logico, tem mais a zona dois que deve ser verificada para que haja o acionamento. O sinal de zona dois é usado para verificar se o sinal de trip não é proveniente simplesmente de algum ruído no canal de comunicação, por exemplo. O mesmo sinal de zona dois é mandado para um temporizador, que acionará o trip apenas após 300ms, dando backup para a linha jusante. Na figura, o relé 62 é um relé de tempo. T é para sinal de Trip, G para sinal de Guarda (normalmente fechado) Há também a zona 3, conforme já foi visto em aulas passadas, para dar proteção de retaguarda à linha seguinte.


No caso do DUTT, há o risco de haver acionamento indevido, caso de falha na comunicação, mas PUTT faz uma verificação interna usando o sinal da zona 2.

Este é o esquema mais popular de transfer-trip

[editar] (1.3) POTT - Permissive Overreaching Transfer trip

Ligação lógica em diagrama ladder para um esquema de proteção POTT

O diagrama ladder ilustrado no desenho ao lado está novamente representado abaixo, em ASCII, porém rotacionado de 90 graus. Este artifício foi usado para copiar diretamente da lousa em tempo real usando apenas um laptop e um editor de texto simples.

esquema logico:
--NF--NA--NA-------o--NA---
  G   T   Z2|    52TC 52a
            | 
            |
--NA-temp---|
  Z2 62     |         NA: normalmente aberto
            |         NF: normalmente fechado
--NA-temp---
  Z3 62


---NA---> shift de guarda pra trip
   Z2

---NA-----------temp---------
   Z2             62
---NA-----------temp---------
   Z3             62 


Para atuar com o tranfer trip, o zona2 (de sobrealcance) tem que estar enxergando falta. Também é um sistema permissivo local. A diferença em relação ao PUTT é que essa zona de supervisão chaveia o carrier de guarda para trip. Nesse esquema não há zona 1, apenas as zonas 2 e 3; a zona dois funciona inclusive também em temporização, dando retaguarda, como mostra o esquema lógico.

Observações sobre transfer-trip Desvantagem: (se PLC (power line carrier ou Ondas Portadoras sobre Linhas de Alta Tensão, OPLAT) é usado): o sinal de transfer trip tem que ser transmitido para o terminal remoto ao longo da linha com falta. Caso o sinal não consiga ser transmitido, a falta ainda será extinta, porém pode ser tempo de segunda zona.

[editar] (2) Modo Bloqueio

Neste esquema, além de monitorar a linha protegida, usa-se uma zona reversa que monitora faltas atrás do relé. Os esquemas possíveis são:

[editar] (2.1) Esquema de bloqueio direto -- Direct Blocking Scheme

Utiliza elementos de distância "olhando" para frente e também elementos de bloqueio "olhando" para trás, na direção reversa.

Esquema tres zonas.jpg

Z_1^A, Z_2^A, Z_3^A : zonas 1, 2 e 3 à frente Z_R^A : zona reversa do relé A

esquema lógico de esquema 3 zonas normal:

---NA-----------o------------------
   Z3          62-Z3 (1.0s)
                                   
---NA-----------o------------------
   Z2          62-Z2 (0.3s)

---NA------------O------NA----------
   Z1       |  52TC   52a
            |
--NA--------|
  Z1        |
--NA--------|
  62-Z2     |
--NA--------|
  62-Z3


esquema lógico com modo bloqueio:

---NA-----------o------------------
   Z3          62-Z3 (1.0s)

---NA-----------o------------------
   Z2     |    62-Z2 (0.3s)
          |
          |--NF---------------o----
             carrier Rx-BLK   62-85

--NA--------|
  62-85     |
            |
---NA------------O------NA----------
   Z1       |   52TC    52a
            |
--NA--------|
  Z1        |
--NA--------|
  62-Z2     |
--NA--------|
  62-Z3 


No 62-85, o atraso deve ser pequeno, apenas suficiente para esperar recepção do sinal de bloqueio, ou seja, um atraso menor do que o de 300ms.


NA : contator normalmente aberto NF : normalmente fechado -o-: relé (quando fecha a barra correspondente, o relé é acionado) 85: código de teleproteção

O carrier Rx-BLK ("receiver-bloqueio") é enviado se o relé que está do lado direito da linha enxergar o defeito "para trás". Ou seja, é um sinal de bloqueio, para que o relé do lado esquerdo não atue, já que a falta está "pra lá" (lado direito) da linha protegida.

A vantagem do esquema para sistema PLC é que o sinal de bloqueio propaga-se pelo trecho de linha sem falta. Mesmo que a falta esteja próxima da barra (mas fora da linha protegida), não há problema, pois existe a bobina de bloqueio, que impede o carrier de "sair" da linha, pois a bobina de bloqueio é feita de um indutor e um capacitor em paralelo que ressonam na frequência do carrier, sendo portanto uma alta impedância para o sinal de carrier. Vide figura 10 para as bobinas de bloqueio.

[editar] (2.2) Bloqueio por Comparação Direcional

Esquema lógico LADDER para bloqueio por comparação direcional

Esquema bloqueio por comparacao direcional.jpg

figura 11:

                                                             <---- x ---->
              >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> Z_{PD}^A
-------------|-MW--( )------------------------------( )--MW-|----------------------
               21   A                                B   21
  <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
  Z_{PD}^B                                                   >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> Z_{FD}^B, se vir defeito, liga bloqueio
                                                             <------ 1,25.x ----->

vide esquema lógico figura 12 (ao lado).

[editar] (2.3) Desbloqueio por Comparação Direcional

No esquema anterior, se a comunicação falhar em uma falta externa, o bloqueio pode não ser recebido, e nesse caso pode ocorrer uma atuação indevida. (falha de segurança)

No esquema desbloqueio, que é mais sofisticado, um sinal de carrier de baixa potência é transmitido continuamente (guarda), em dois modos FSK (Frequency Shift Key): bloqueio de desbloqueio. Atua normalmente em bloqueio, e quando houver defeito dentro da linha, ele manda o desbloqueio.

Como o sinal é transmitido continuamente, a unidade FD é dispensada. As unidades direcionais sobrealcançam os terminais (vide figura 13) Esquema desbloqueio por comparacao direcional.jpg


PEA | Elétrica | Biênio | Poli

Ferramentas pessoais
Espaços nominais
Variantes
Visualizações
Ações
Navegação
Ferramentas