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INSTRUMENTOS PARA TESTES ELÉTRICOS

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1

Tutorial de Teste

Tipo de Equipamento: Relé de Proteção Marca: Siemens Modelo: 7UM Função: 66 ou PMRI – Proteção para motores de inibição de partida. Ferramenta Utilizada: CE-6003, CE-6006, CE-6706, CE-6710, CE-7012 ou CE-7024 Objetivo: Teste do tempo de bloqueio da partida do motor, seja ele um tempo calculado pelo relé ou parametrizado no software DIGSI.

Controle de Versão:

Versão Descrições Data Autor Revisor

1.0 Versão Inicial 06/06/2016 A.C.S. M.R.C.




2

Termo de Responsabilidade

As informações contidas nesse tutorial são constantemente verificadas. Entretanto, diferenças na

descrição não podem ser completamente excluídas; desta forma, a CONPROVE se exime de

qualquer responsabilidade, quanto a erros ou omissões contidos nas informações transmitidas.

Sugestões para aperfeiçoamento desse material são bem vindas, bastando o usuário entrar em

contato através do email [email protected].

O tutorial contém conhecimentos obtidos dos recursos e dados técnicos no momento em que foi

escrito. Portanto a CONPROVE reserva-se o direito de executar alterações nesse documento sem

aviso prévio.

Este documento tem como objetivo ser apenas um guia, o manual do equipamento a ser testado

deve ser sempre consultado.

ATENÇÃO!

O equipamento gera valores de correntes e tensões elevadas durante sua operação.

O uso indevido do equipamento pode acarretar em danos materiais e físicos.

Somente pessoas com qualificação adequada devem manusear o instrumento. Observa-se que o

usuário deve possuir treinamento satisfatório quanto aos procedimentos de manutenção, um bom

conhecimento do equipamento a ser testado e ainda estar ciente das normas e regulamentos de

segurança.

Copyright

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parcial do seu conteúdo, não está autorizada, a não ser que sejam expressamente permitidos. As

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Sumário 1. Conexão do relé ao CE-600X .............................................................................................. 5

1.1 Fonte Auxiliar .................................................................................................................. 5

1.2 Bobinas de Corrente ........................................................................................................ 5

1.3 Entrada Binária ............................................................................................................... 6

2. Comunicação com o relé 7UM ............................................................................................ 6

3. Parametrização do relé 7UM ............................................................................................... 7

3.1 Device Configurations ..................................................................................................... 7

3.2 Masking I/O ..................................................................................................................... 8

3.3 Power System Data 1 ....................................................................................................... 9

3.4 Power System................................................................................................................... 9

3.5 Generator/Motor............................................................................................................ 10

3.6 CT’s ............................................................................................................................... 11

3.7 VT’s ............................................................................................................................... 11

3.8 Setting Group A ............................................................................................................. 12

3.9 Power System Data 2 ..................................................................................................... 13

3.10 66-86 ............................................................................................................................. 13

4. Ajustes do software Sequenc ............................................................................................. 15

4.1 Abrindo o Sequenc ......................................................................................................... 15

4.2 Configurando os Ajustes ................................................................................................ 16

4.3 Sistema .......................................................................................................................... 17

5. Configurações de Hardware ............................................................................................... 18

6. Direcionamento de Canais ................................................................................................. 18

7. Restauração do Layout ...................................................................................................... 19

8. Estrutura do teste para a função 66 (jogging block ou inibição de repartida) ...................... 20

8.1 Criando Sequências de Partida e Regime Nominal: ...................................................... 21

8.2 Primeira repartida ......................................................................................................... 24

8.3 Segunda repartida ......................................................................................................... 25

8.3.1 Verificação da carga térmica e cálculo do tempo ....................................................... 25

8.4 Avaliação do tempo de bloqueio entre as partidas ......................................................... 26

8.4.1 Iniciando a geração .................................................................................................... 27

8.5 Partida a quente com tempo parametrizado ................................................................... 27

8.5.1 Primeira sequência de eventos: .................................................................................. 27





4

8.6 Partida a frio com tempo de repartida calculado pelo relé: ........................................... 29

8.6.1 Primeira repartida ..................................................................................................... 30

8.6.2 Segunda repartida ...................................................................................................... 31

8.6.3 Verificação da carga térmica e cálculo do tempo ....................................................... 31

8.6.4 Avaliação do tempo de bloqueio entre as partidas ...................................................... 32


8.7 Partida a frio com tempo parametrizado ........................................................................ 33

8.7.1 Primeira sequência de eventos: .................................................................................. 33


9. Relatório ........................................................................................................................... 35

APÊNDICE A .......................................................................................................................... 36

A.1 Designações dos terminais ................................................................................................. 36

A.2 Dados técnicos ................................................................................................................... 37

APÊNDICE B .......................................................................................................................... 38




5

Sequência para testes de relé 7UM no software Sequenc

1. Conexão do relé ao CE-600X

No apêndice A mostram-se as designações dos terminais do relé.

1.1 Fonte Auxiliar

Ligue o positivo (borne vermelho) da Fonte Aux. Vdc ao pino H+ (F1) do relé, ligue

o negativo (borne preto) da Fonte Aux Vdc ao pino H- (F2) do relé.

Figura 1

1.2 Bobinas de Corrente

Ligue os canais de corrente I1, I2 e I3 do CE-6006 aos pinos Q1, Q3 e Q5 do relé

respectivamente, se os comuns do relé estiverem curto-circuitados basta ligar os

comuns dos canais da mala a esse ponto, caso contrário ligue os três comuns do CE-

6006 aos pinos Q2, Q4 e Q6 do relé.

Figura 2




6

1.3 Entrada Binária

Ligue a entrada binária do CE-6006 à saída binária do relé.

BI1 ao pino R1 e seu comum ao pino R5;

Figura 3

2. Comunicação com o relé 7UM

Primeiramente abre-se o “DIGSI” e liga-se um cabo ethernet (ou serial) do notebook

com o relé. Em seguida clica-se duas vezes no ícone do software.

Figura 4

Ao abrir o programa, seleciona-se a subestação que contenha o relé em questão

(“7UM”). Depois de selecionado o relé, clique com o botão direito e selecione a

opção “Open Object” e depois selecione o modo de conexão, conforme é apresentado

nas figuras seguintes.

Figura 5




7

Figura 6

3. Parametrização do relé 7UM

3.1 Device Configurations

Após ter sido estabelecida a conexão, acesse os ajustes gerais do relé através de um

duplo clique com o botão esquerdo em “Settings” repita a operação para “Device

Configuration”.

Figura 7




8

Na tela “Functional Scope” desabilite todas as funções deixando apenas a função

“66 startup counter for motor” habilitada. Isso facilita o teste já que impede a

utilização do sinal de trip de outras funções. Após os ajustes clique em “OK”.

Figura 8

3.2 Masking I/O

O próximo passo é ajustar as saídas binárias do relé. Para acessar esses parâmetros

efetue um duplo clique com o botão esquerdo em “Masking I/O (Configuration

Matrix)” conforme ilustrado na próxima figura.

Figura 9




9

O sinal de trip da função 66 será direcionado para a binária de saída “BO1” do relé.

Para facilitar o monitoramento desse teste o led 1 foi designado para essa função.

Deve ser usada a opção “U” que significa “Unlatched”, ou seja, o relé atua e no

momento que cessa o problema, automaticamente retorna ao estado inicial da binária.

Caso o usuário escolha a opção “L”ou“Latched” o relé atua e permanece atuado

mesmo que o problema tenha se extinguido. (Essa opção não é indicada para o teste).

Figura 10

3.3 Power System Data 1

Efetua-se um duplo clique em “Power System Data 1” para acessar os ajustes do

sistema.

Figura 11

Primeiramente mostram-se os dados gerais do sistema, em seguida os dados do

gerador ou motor e por fim as relações de transformação tanto dos TC’s como dos

TP’s.

3.4 Power System

Na aba “Power System” configura-se a frequência e sequência de fase.




10

Figura 12

3.5 Generator/Motor

Na aba “Generator/Motor” ajusta-se a tensão primária e a potência aparente nominal.

Figura 13




11

3.6 CT’s

Nesta aba é realizado o ajuste da corrente nominal e da relação de transformação do

transformador de corrente. Para a função de desbalanço de corrente monitorada é

aquela do lado 2.

Figura 14

3.7 VT’s

Nesta aba é realizado o ajuste da relação de transformação do transformador de

potencial.

Figura 15




12

3.8 Setting Group A

Nesta opção escolhe-se o tipo de equipamento protegido ou o item onde estão os

ajustes da função de desbalanço de corrente

Figura 16

Com um duplo clique na opção “Power System Data 2”.

Figura 17




13

3.9 Power System Data 2

Escolha o equipamento protegido.

Figura 18

3.10 66-86

Nesse campo configuram-se os valores (em ordem respectiva com a figura) de

relação de corrente de partida/corrente nominal, tempo de partida, tempo de

equalização (tempo necessário para que após o desligamento, a diferença de

temperatura entre as diferentes partes da máquina fique igual a zero, ou seja, o motor

possua uma única temperatura), corrente nominal, número máximo de partidas a

quente, diferença entre partidas a frio e partida a quente, constante de tempo de

religamento para o motor parado, constante de tempo de religamento para o motor

funcionando (abaixo da corrente nominal), tempo mínimo para o religamento. (o relé

calcula um tempo de religamento, caso ele seja menor que esse tempo mínimo então

ele opta por esse ajuste)




14

Figura 19

O próximo passo é enviar as alterações. Para isso clique no ícone destacado a seguir:

Figura 20

Em seguida insira a senha e clique em “OK”.

Obs.: Senha padrão da Siemens para todos os relés é 000000)

Figura 21




15

4. Ajustes do software Sequenc

4.1 Abrindo o Sequenc

Clique no ícone do gerenciador de aplicativos CTC.

Figura 22

Efetue um clique no ícone do software Sequenc.

Figura 23




16

Figura 24

4.2 Configurando os Ajustes

Ao abrir o software a tela de “Ajustes” abrirá automaticamente (desde que a opção

“Abrir Ajustes ao Iniciar” encontrado no menu “Opções Software” esteja

selecionada). Caso contrário clique diretamente no ícone “Ajustes”.

Figura 25

Dentro da tela de “Ajustes” preencha a aba “Inform. Gerais” com dados do

dispositivo testado, local da instalação e o responsável. Isso facilita a elaboração do

relatório sendo que essa aba será a primeira a ser mostrada.




17

Figura 26

4.3 Sistema

Na tela a seguir dentro da sub aba “Nominais” são configurados os valores de

frequência, sequencia de fase, tensões primárias e secundárias, correntes primárias e

secundárias, relações de transformação de TPs e TCs. Existe ainda duas sub abas

“Impedância” e “Fonte” cujos dados não são relevantes para esse teste.

Figura 27

Existem outras abas onde o usuário pode inserir notas e observações, figuras

explicativas, pode criar um “check list” dos procedimentos para realização de teste e

ainda criar um esquema com toda a pinagem das ligações entre mala de teste e o

equipamento de teste.




18

5. Configurações de Hardware

No menu “Início” clique no botão “Config Hrd.” para configurar a fonte de

alimentação, estipular a configuração dos canais de gerações e o método de parada

das binárias de entrada.

Figura 28

6. Direcionamento de Canais

Após realizar a configuração do hardware clique no ícone destacado para associar os

canais criados com os nós de modo automático. Escolha para isso a opção “Básico”.

Figura 29




19

7. Restauração do Layout

Devido a grande flexibilidade que o software apresenta permitindo que o usuário

escolha quais janelas sejam apresentadas e em qual posição, utiliza-se o comando

para restaurar as configurações padrões. Clique no botão “Layout” e em seguida em

“Recriar Gráficos” repita o processo clicando em “Layout” e em “Restaurar

Layout”. No decorrer do teste são excluídas as janelas que não são relevantes.

Figura 30

A seguir é mostrada a estrutura padrão após os comandos anteriores.

Figura 31




20

8. Estrutura do teste para a função 66 (jogging block ou inibição de repartida)

A ideia aqui é fazer 4 testes: Partida a quente com tempo parametrizado, partida a

quente com tempo calculado pelo relé, partida a frio com tempo parametrizado e

partida a frio com o tempo calculado pelo relé.

Os tempos de religamento parametrizados são para casos onde o perfil térmico do

rotor (parte mais afetada em uma partida) não é levado em consideração, já no caso

onde esse é tempo é calculado pelo relé, é aplicada a seguinte fórmula:

Onde:

Tnivelamento – tempo necessário para equalizar as diferentes temperaturas que existem

no rotor (ajuste 4304).

Kτ – fator de prolongamento do tempo que depende do estado do motor. Se ele estiver

parado sem ventilação é uma constante maior (ajuste 4308), se estiver rodando com

uma corrente abaixo da nominal esse valor diminui (ajuste 4309).

τr – Constante de tempo do rotor calculada a da seguinte maneira:

ϴpre – perfil térmico no momento da paralisação do motor.

ncold e nwarm – número de partidas permitidas a frio e número de partidas permitidas a

quente.

Para testar esse tempo é necessário fazer os cálculos utilizando as fórmulas acima,

porém existe um parâmetro acima que não é nem fornecido pelo fabricante e nem é

um valor típico. É o perfil térmico após o desligamento do motor, para obtermos esse

dado será necessário montar o teste abaixo, executá-lo e fazer a leitura no painel do

relé. Após obtido esse parâmetro, retorne na fórmula, jogue esse valor e encontre o

tempo que o relé calcula, após feito os cálculos, retorne para o teste e realize a

avaliação de tempo.

O relé compara esse tempo calculado com o tempo parametrizado no endereço 4310 e

a repartida do motor ficará bloqueada pelo maior tempo.




21

8.1 Criando Sequências de Partida e Regime Nominal:

O teste de partida a quente consiste em aplicar inicialmente uma situação de partida e

uma situação de regime nominal com o intuito de fazer o relé entender que o motor já

possui uma carga térmica. Em seguida aplica-se uma situação de partida, uma

situação de desligamento rápido, uma nova partida e finalizando com um

desligamento. A ideia é aplicar o seguinte perfil térmico:

Figura 32




22

Adicione duas sequências clicando no botão destacado a seguir e depois de um duplo

clique na aba “Sequência”.

Figura 33

Figura 34

Clique na opção “N01” destacado em vermelho da figura anterior e maximize o

tamanho da janela para facilitar a visualização. Mude o nome “Seq. 001” para

“Partida 01”. Insira valores equilibrados de corrente de 20,0A garantindo uma

situação de partida. Ajuste um tempo de 10,0 segundos. Mude o nome “Seq. 002”

para “Reg. Nominal”. Insira valores equilibrados de corrente de 5,0 A garantindo

uma situação de regime nominal por um tempo de 50 segundos.




23

Figura 35

Restaure o “Layout” conforme descrito no item 7.

Figura 36




24

8.2 Primeira repartida O próximo passo é inserir as duas sequências para a primeira repartida. Para isso basta copiar as duas primeiras sequências e alterar o nome para “Repartida 01” e “Parada 01”. Um

detalhe importante é zerar as correntes na sequência “Parada 01” e alterar o tempo para 5

segundos. Para copiar uma sequência clique naquela desejada (na figura abaixo Partida 01) e

em seguida no ícone destacado.

Figura 37

A figura a seguir mostra as sequências para a primeira repartida.

Figura 38




25

8.3 Segunda repartida

Repetindo o mesmo processo do item 8.3 ajusta-se a sequência de eventos para a

segunda repartida, só que agora com um tempo de repartida de 60 segundos.

Figura 39

8.3.1 Verificação da carga térmica e cálculo do tempo

No próprio relé pressione o botão “Menu” -> “Measurements” -> “Thermal Meter”.

Execute o teste montado acima através do atalho “Alt + G”. Observe o dado “ϴR/ ϴRmax” e anote o valor no momento do trip, conforme figura abaixo:

Figura 40




26

Com o valor da capacidade térmica no momento do desligamento do motor (93 %),

basta aplicar os valores na fórmula descrita no início do item 6:

𝑇𝑟𝑒𝑙𝑖𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝑇𝑒𝑞𝑢𝑎𝑙 + 𝐾𝜏 . 𝜏𝑟 . ln[𝛳𝑝𝑟𝑒 .𝑛𝑐𝑜𝑙𝑑

𝑛𝑐𝑜𝑙𝑑 − 1]

𝑇𝑟𝑒𝑙𝑖𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝑇𝑒𝑞𝑢𝑎𝑙 + 𝐾𝜏 . [𝑡𝑠𝑡𝑎𝑟𝑡 . 𝑛𝑐𝑜𝑙𝑑 − 𝑛𝑤𝑎𝑟𝑚 𝑥𝐼𝑝2]. ln[

𝛳𝑝𝑟𝑒 .𝑛𝑐𝑜𝑙𝑑


𝑇𝑟𝑒𝑙𝑖𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 0 + 1. [10. 3 − 2 𝑥42]. ln[0,93𝑥3

3 − 1]

𝑇𝑟𝑒𝑙𝑖𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 53,263 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠

8.4 Avaliação do tempo de bloqueio entre as partidas

Dê um duplo clique na aba avaliações, conforme destacado na figura anterior de

vermelho. Já existe uma avaliação adicionada. Observe na figura a seleção de sinais

nas colunas “Ignorar Antes”, “Iniciar”, “Fim”, “Tnominal” e “Tdesvio”. Note que

a avaliação de tempo irá avaliar o tempo de bloqueio para próximas tentativas de

repartidas.

Figura 41




27

8.4.1 Iniciando a geração

Comece a geração através do atalho “Alt + G”. Após o término do teste pode-se

visualizar que o tempo encontrado esta dentro da tolerância.

Figura 42

8.5 Partida a quente com tempo parametrizado

8.5.1 Primeira sequência de eventos:

Nesse teste parametriza-se um tempo maior que 54,0 segundos (tempo calculado pelo

relé) no ajuste de endereço “6610”. O valor escolhido foi de 1,5 minutos, conforme

figura abaixo:

Figura 43




28

Repita o mesmo teste do item 8.1, se atentando para aumentar o tempo de “PARADA

02” para mais de 90 segundos (1,5 minutos). Lembre-se também de alterar a

avaliação. Troque “T Nominal” para 90 segundos.

Figura 44




Figura 45




29

8.6 Partida a frio com tempo de repartida calculado pelo relé:

O teste consiste basicamente em aplicar uma situação de partida, uma situação de

regime nominal e em seguida uma parada. Isso será feito três vezes. A ideia é aplicar

o seguinte perfil térmico:

Figura 46

Repita os mesmos procedimentos do item 8.1, porém altere os valores das sequências

de acordo com a figura a seguir:

Figura 47




30

8.6.1 Primeira repartida O próximo passo é inserir as três sequências para a primeira repartida. Para isso basta copiar as três primeiras sequências e alterar o nome para “REPARTIDA 01”, “REG. NOMINAL 02”

e “PARADA 02”. Para copiar uma sequência clique naquela desejada (na figura abaixo

Partida 01) e em seguida no ícone destacado.

Figura 48

A figura a seguir mostra as sequências para a primeira repartida.

Figura 49




31

8.6.2 Segunda repartida

Repetindo o mesmo processo ajusta-se a sequência de eventos para a segunda

repartida com um tempo de “REG. NOMINAL 03” de 10 segundos e uma “PARADA

03” de 70 segundos.

Figura 50

8.6.3 Verificação da carga térmica e cálculo do tempo

No próprio relé pressione o botão “Menu” -> “Measurements” -> “Thermal Meter”.

Execute o teste montado acima através do atalho “Alt + G”. Observe o dado “ϴR/ ϴRmax” e anote o valor no momento do trip, conforme figura abaixo:

Figura 51




32

Com o valor da capacidade térmica no momento do desligamento do motor, basta

aplicar os valores na fórmula descrita no início do item 6:

𝑇𝑟𝑒𝑙𝑖𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝑇𝑒𝑞𝑢𝑎𝑙 + 𝐾𝜏 . 𝜏𝑟 . ln[𝛳𝑝𝑟𝑒 .𝑛𝑐𝑜𝑙𝑑


𝑇𝑟𝑒𝑙𝑖𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡 𝑜 = 𝑇𝑒𝑞𝑢𝑎𝑙 + 𝐾𝜏 . [𝑡𝑠𝑡𝑎𝑟𝑡 . 𝑛𝑐𝑜𝑙𝑑 − 𝑛𝑤𝑎𝑟𝑚 𝑥𝐼𝑝2]. ln[

𝛳𝑝𝑟𝑒 .𝑛𝑐𝑜𝑙𝑑


𝑇𝑟𝑒𝑙𝑖𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 0 + 0,9. [10. 3 − 2 𝑥42]. ln[0,84𝑥3

3 − 1]

𝑇𝑟𝑒𝑙𝑖𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 36,977 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠

8.6.4 Avaliação do tempo de bloqueio entre as partidas

Dê um duplo clique na aba avaliações, conforme destacado na figura anterior de

vermelho. Já existe uma avaliação adicionada. Observe na figura a seleção de sinais

nas colunas “Ignorar Antes”, “Iniciar”, “Fim”, “Tnominal” e “Tdesvio”. Note que

a avaliação de tempo irá avaliar o tempo de bloqueio para próximas tentativas de

repartidas.

Figura 52




Figura 53




33

8.7 Partida a frio com tempo parametrizado

8.7.1 Primeira sequência de eventos:

Nesse teste parametriza-se um tempo maior que 45 segundos (tempo calculado pelo

relé) no ajuste de endereço “6610”. O valor escolhido foi de 1 minuto, conforme

figura abaixo:

Figura 54

O teste consiste basicamente em aplicar uma situação de partida, uma situação de

regime nominal e em seguida uma parada. Isso será feito três vezes. A ideia é aplicar

o seguinte perfil térmico:

Figura 55

Repita o mesmo teste do item 8.1, se atentando para aumentar o tempo de “PARADA

02” para mais de 60 segundos. Lembre-se também de alterar a avaliação. Troque “T

Nominal” para 60 segundos.




34

Figura 56




Figura 57




35

9. Relatório

Após finalizar o teste clique no ícone destacado na figura anterior ou através do

comando “Ctrl +R” para chamar a tela de pré-configuração do relatório. Escolha a

língua desejada assim como as opções que devem fazer parte do relatório.

Figura 58

Figura 59




36

APÊNDICE A

A.1 Designações dos terminais

Figura 60




37

A.2 Dados técnicos




38

APÊNDICE B

Equivalência de parâmetros do software e o relé em teste.

Tabela 1

Software Sequenc

Relé Siemens 7UM

Parâmetro Figura Parâmetro Figura

BLOQ. 01 44 Minimum Restart Inhibit Time 43

BLOQ. 01 56 Minimum Restart Inhibit Time 54

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