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Nossa sessão de hoje

Análise de oscilografia e movimento em Disjuntores com CIBANO 500 – 13 de abril

Monitoramento de redes de comunicação IEC 61850 em tempo real com StationScout – 27 de abril

Medição e Análise de Descargas Parciais com equipamentos OMICRON MPD – Conceitos e Aplicação – 11 de maio

Instrutor da sessão

Vinicius Bardini

Função na OMICRONCoordenador de Suporte Técnico da América Latina

Engenheiro de Aplicação (Ativos de Subestações)

Experiência5 anos de experiência em testes, treinamentos e suporte técnico

FormaçãoEngenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI (2010-2014)

[email protected]

© OMICRON

mailto:[email protected]

Informações da sessão

Os microfones estarão desativados para todos.

Perguntas e Respostas (Q&A/P&R)

Expanda o campo Q&A/P&R em sua tela

Assegure-se de que “All Panelists” esteja selecionado

Sessão extra

Ao final do Expert Talk – nesta será possível utilizarmicrofones e câmeras para interagir

Acesso disponível nos e-mails de Lembrete enviados ao e-mailregistrado nesta sessão atual ( )

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Análise de oscilografia e movimento em Disjuntores com CIBANO 500Vinicius Bardini

Denifição

Definição de um Disjuntor de acordo com a IEC 62271-100

Chave elétrica de operação automática projetada para proteger um circuito elétrico de danos causados por sobrecarga ou curto-circuito

Função básica: interromper imediatamente o fluxo de corrente elétrica

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Página 8

estabelecer conduzir interromper

Disjuntor ideal

Finalidade

Comportamento estático

Transportar correntes operacionais

Isolação de ativos de Alta Tensão

Isolação de equipamentos com falhas

Comportamento dinâmico

Interrupção e estabelecimento de correntes operacionais

Interrupção e estabelecimento de correntes de falta

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Página 9

Design e classificação dos Disjuntores

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Disjuntor AT mínimo

volume de óleo (1980s)

Disjuntor de AT

sopro de ar (1960s)

Disjuntor MT à vácuo

(1990s)

Subestação Isolada à Gás

Gas-insulated switchgear - GIS

(> 1970s)GCB até 210 kA

Conjunto híbrido compacto

Grande Volume de Óleo

– GVO (até 1960)

Design e classificação de Disjuntores

Sistema de extinção à gás SF6

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Disjuntor à sopro SF6 Disjuntor SF6 tanque vivo Disjuntor SF6 tanque morto

Componentes de um Disjuntor

> Exemplo: Disjuntor de tanque vivo

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Página 12

Unidades de interrupção

˃ Câmara de ruptura, câmara de interrupção,

câmara de extinção, carcaça de interrupção, etc.

˃ Interrupção, meio de interrupção

Isolador de suporte

˃ Isolador de linha em relação ao aterramento

˃ Mecanismo de acionamento,

˃ Meio isolante

Mecanismo de operação e controle

˃ Energia armazenada, controle e comando

˃ O controle pode ficar em um painel separado

Abordagem sistemática dos testes (Resumo)

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Página 13

ControleMecanismo de

operação

Ac

op

lam

en

to

s

me

câ

nic

os

Câ

ma

ra

da

inte

rr

up

çã

o

Avalição dos circuitos de

controle

Perfil das correntes das

bobinas

Tensão mínima de

acionamento

Monitoramento da tensão

de alimentação

Avaliação do desempenho

do motor

> Análise da corrente do motor

> Monitoramento da tensão de

alimentação CC ou CA

Avaliação do desempenho

da cadeia cinemática

Sincronismo dos contatos

principais e auxiliares

Percurso e análise de

movimento

Identificação de desgaste

dos contatos principais e

de arco

Resistência de contato

Resistência dinâmica

Inspeção visual: inspeção externa da condição física, estrutura, aterramento, medidores de densidade,

indicadores e dispositivos de monitoramento online (se instalados).

Integridade do isolamento: descargas parciais, análise do gás SF6. E no caso de haver capacitores

equalizadores, medição da capacitância e do fator de dissipação (tan ).

Unidade de interrupção

Exemplo: Disjuntor soprador SF6

© OMICRON

Página 14

Closed position

4

5

7

1

3

6

2

8

9

10

11

1. Transportador de corrente

superior

2. Contato de arco estacionário

3. Contato de arco em

movimento

4. Volume do soprador

5. Válvula de recarga

6. Bocal

7. Contato estacionário principal

8. Contato principal móvel

9. Cilindro de sopro

10. Válvula de recarga

11. Pistão estacionário


Exemplo:

Disjuntor soprador SF6

© OMICRON

Página 15

Main


Exemplo:


© OMICRON

Página 16

Arcing


Exemplo:


© OMICRON

Página 17

Arc extinction


Exemplo:


© OMICRON

Página 18

Open position

Estatísticas de falha

interruptores20%

circuitos de controle e contatos auxiliares

30%

mecanismos de operação e partes

móveis50%

CAUSAS DE FALHAS EM 281.090 DISJUNTORES DE HV TESTADOS MUNDIALMENTE

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Página 19

Fonte: Brochura CIGRE 510:

Relatório final da Pesquisa internacional sobre confiabilidade de equipamentos de alta tensão de 2004 – 2007

Parte 2 – Confiabilidade dos Disjuntores SF6 de alta tensão

Testes em Disjuntores

Resistência dos contatos

EstáticaPIR (Resistor de pré-inserção)Dinâmica (DRM)

Oscilografia dos contatos principais e auxiliares

Sequências de operação (O, C, CO, O-CO, ...)Teste de subtençãoCorrente da bobina

Tensão mínima de acionamento

Corrente do motor

Corrente de partidaTempo de carregamento

Percurso (deslocamento) dos contatos principais

Percurso total, ultrapassagem (overshoot), reboteVelocidade, amortecimento

Vibração

Integridade do isolamento

Análise do gás SF6 (ponto de orvalho, productos de decomposição SO2, etc.)Fator de dissipação e capacitância (capacitores de equalização)

© OMICRON

Página 20

CIBANO 500

Princípio de conexão

© OMICRON

Página 21

Medição a 2 fios Medição a 4 fios

RL

ITestA

V

Voltage drop due to the

resistance of the leads

RL

Vm

eas

ure

d

RMRMEASURED ≠ RM

ITest

A

VVm

RM RMEASURED = RM

RC

RC

RC

RC

IVm

notice that ITEST >>>> IVm

Medição a 2 fios versus Medição a 4 fios

Instrumento de medição Instrumento de medição

Princípio de conexão

Disjuntor de tanque vivo

Aterramento em ambos os lados da unidade de interrupção

CIBANO 500 + 3 x CB MC2 + CB TN3: todos os testes em disjuntores trifásicos com um ou dois

disjuntores

© OMICRON

Página 22

© OMICRON Página 22

CIBANO 500

CB MC2

CB MC2

CB MC2CB MC2

CB TN3

CB TN3

Realização dos testes com 1 lado aterrado vs 2 lados aterrados

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Test device

iC

iC

Test device

iC

iC

Perigos da conexão de aterramento inadequada

Conexão de aterramento adequada

Operação da mola

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Página 29

Fonte: SIEMENS

Corrente do motor

Desempenho do motor de carregamento das molas

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Página 30

Fonte: Schneider Electric

Detecção de problemas potenciais nas bobinas de atuação

Revela informações sobre o fornecimento de energia da subestação

A comparação é o melhor método de análise

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Página 31

Término do percurso

Trava de abertura aberta

Abertura da corrente da bobina

Co

rre

nte

má

xim

a d

a b

ob

ina

Corrente da bobina

Bobina de

fechamento

Bobina de

abertura

Mola de

fechamento

Mola de

abertura

As bobinas são geralmente alimentadas pela bateria da estação

Condição da bateria da estação?

Verifica o comportamento das bobinas em caso de fornecimento de subtensão

Execute um teste com a tensão de alimentação reduzida (por exemplo, 80%)

As bobinas funcionam de fato?

Há atrasos em relação à tensão nominal?

Antes: o fornecimento de uma subtensão, através da SE, para as operações de fechamento e de abertura fornecia uma simulação ruim

CIBANO 500: defina a subtensão exata do valor nominal e verifique o comportamento das bobinas

© OMICRON

Página 32

Teste de subtensão

Un

Indica a menor tensão para operar a abertura ou fechar a bobina

Procedimento convencional

Comece em um determinado nível de tensão

Tente operar

Se não operar, aumente a tensão e tente novamente

Aumentar o pulso de tensão até atingir a tensão mínima com a qual o disjuntor de circuito comuta

Existem diversas soluções, próprias de cada fabricante, para este teste

CIBANO 500: teste automático após a definição do nível de aprovação/falha para determinada porcentagem do valor nominal

© OMICRON

Página 33

Teste de tensão mínima de acionamento da bobina

Teste de captação mínima

Teste da tensão mínima de operação da bobina de abertura e fechamento

Aumento contínuo da tensão de alimentação da bobina

Rampa de pulso de tensão para evitar o superaquecimento das bobinas

© OMICRON

Página 34

Tensão de

alimentação da

bobina

Teste de tensão mínima de acionamento da bobina

Definições dos tempos

© OMICRON

Página 35

[O] Tempo de

abertura

Instante de

energização da

bobina de abertura

Momento em que os contatos de

arco se separaram em todos os

polos

Tempo de abertura de CB

Tempo de abertura

Fase C

Tempo de abertura

Fase B

Tempo de abertura

Fase A

Definições dos tempos

© OMICRON

Página 36

[C] Tempo de

fechamento

Instante de

energização da

bobina de

fechamento

Instante em que os contatos

tocam em todos os polos

Tempo de fechamento

do Disjuntor

Tempo de fechamento

Fase B

Tempo de fechamento

Fase ATempo de fechamento

Fase C

Temporização / Oscilografia

Quantidades de tempo avaliadas

Tempo de abertura (O)

Tempo de fechamento (C)

Tempo de fechamento-abertura (CO)

Tempo de abertura-fechamento (OC)

O-CO, COCO, O-CO-CO

Simultaneidade ou sincronização

Sequência de operação típica

O – t – CO – t‘ – CO

© OMICRON

Página 37

Simultaneade ou sincronização

1 unidade de interrupção por fase

Durante a ABERTURAdiferença máxima ≤ 1/6 de um ciclo

2,78 ms a 60 Hz

Durante o FECHAMENTOdiferença máxima ≤ 1/4 de um ciclo

4,17 ms a 60 Hz

2 ou mais unidades de interrupção conectadas em sérieEntre as unidades de interrupção

Durante a ABERTURAdiferença máxima ≤ 1/8 de um ciclo

2,08 ms a 60 Hz

Durante o FECHAMENTOdiferença máxima ≤ 1/6 de um ciclo

2,78 ms a 60 Hz

Oscilografia

Desempenho dos componentes de abertura e fechamento

Contatos principais

Bobinas de abertura e fechamento

Contatos auxiliares

© OMICRON

Página 38

Configuração convencional:

demorado e propenso a erros

Configuração do CIBANO 500:mesma fiação como prova de

resistênciaValores medidos: tempo de abertura, tempo de fechamento, propagação de contato, propagação de fase, tempo livre de abertura, tempo de religamento

Teste de resistência estática (µΩ)

Micro-ohmímetro (µΩ)

Valida as resistências dos contatos

Pode ser usado em disjuntores, seccionadores, juntas de barramentos, etc.

Métodos de medição

Injeção de alta corrente (p. ex. 100 A)

Medição de baixas tensões mesmo em um ambientecom alta indução eletromagnética

Técnica de conexão à 4 fios

Exclusividades do CIBANO 500

Mesma configuração para todos os testes

Cabos de medição curtos e leves

Elimina as interferências devida a indução

Conexão simplificada

© OMICRON

Equipamentos

convencionais

CIBANO 500

Resistor de pré-inserção (PIR)

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Página 40

Resistor

Resistor

Siemens 3AP4 F1 – 550kV

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Testes de Fábrica

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Resultados (Software PTM)

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Tempos de fechamento e Resistor de Pré-Inserção

Medição da Resistência Dinâmica (DRM)

Gravação dos valores de resistência durante uma operação do Disjuntor

Combinação de testes de resistência, oscilografia e movimento

Resistência Dinâmica

Comprimento dos contatos de arco

Problemas de contato

Problemas de lubrificação

Procedimento

Injeta-se alta corrente (até 200 A)

Gravação dos valores de tensão e a corrente medidos

Operação do Disjuntor

Cálculo da resistência durante a atuação do Disjuntor

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Contact travel

Main contact

Comprimento do

contato de arco

Separação dos

contatos principais

Contato de

arco separado

Resistance

Início da

movimentação

dos contatos

Resistência dinâmica de contato (DRM)

© OMICRON

Página 45

Fonte: SIEMENS

Estudo de caso – Resistência Dinâmica (DRM)Tangen Esquerdo

Avaliação de condição // 10/09/2014

Medição da resistência de contato estática

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Página 47


© OMICRON

Página 48

> Fechamento de tempo [C]


Tempo de abertura [O]

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Página 49


Abertura de DRM [O] – resistências

© OMICRON

Página 50


Abertura de DRM [O] – correntes

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Página 51

Antes da manutenção

Contatos principais

© OMICRON

Página 52

Antes da manutenção

© OMICRON

Página 53

> Contatos de arco

Após a manutenção

Contatos principal e de arco

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Página 54

Após a manutenção // 15/09/2014

© OMICRON

Página 55

> Abertura de DRM [O] – resistências


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Página 56

> Abertura de DRM [O] – correntes


Medição da resistência de contato estática

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Página 57

Características de operacionais percurso/movimento

As velocidades de abertura e fechamento, assim como o percurso ou a distância percorrida, são as características operacionais mais importantes de um disjuntor. Elas são ditadas principalmente pelos requisitos impostos pelos contatos e especificações.

O movimento está relacionado principalmente com a capacidade do disjuntor de suportar os estresses dielétricos operacionais necessários.

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Página 58

Análise de movimento dos contatos principais

Revela problemas mecânicos presentes em toda a cadeia de movimento

Desempenho mecânico geral

Lentidão na operação devido à mecanismos travados

Deterioração dos amortecedores

Desgastes dos contatos

Comprimento dos contatos de arco (análise através de DRM e movimento)

© OMICRON

Modelo funcional

Desempenho da cadeia de movimento

Percurso de contato (movimento) dos contatos principais

Quais informações são obtidas? Por exemplo, durante um ciclo de Fechamento-Abertura [CO]

© OMICRON

Página 60

Po

siç

ão

Zonas de

velocidade

(cálculo)

Pe

rcu

rso

tota

l

Zona de

arco

Zona de

amortecimento

Posição

fechada

Fechamento

do contato

Posição aberta

Ultrapassagem

Rebote

Ingressão

Características de movimento – Velocidade

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Fechamento

Abertura

Velocidade

As velocidades de abertura e

fechamento, bem como o

percurso ou distância percorrida

são as características

operacionais mais importantes

de um disjuntor

O movimento está relacionado

principalmente à capacidade do

disjuntor de suportar o estresse

dielétrico necessário de

operação

Estudo de caso – Análise de MovimentoAlexander Herrera

Princípio de funcionamento (BLG)

© OMICRON

Página 73

O objetivo do amortecedor

de fechamento é amortecer

o movimento rotativo do

disco do excêntrico após

uma operação de

fechamento ser concluída

O propósito do

amortecedor de abertura é

diminuir o movimento de

abertura em sua fase final.

Análise de movimento

Amortecedor de abertura

© OMICRON

Página 74

Conecte o transdutor do analisador do disjuntor ao eixo e

imprima uma curva de amortecimento. Verifique a distância e o

tempo de amortecimento de acordo com a Figura 4-12. Se a

curva for diferente da correta, você deve alterar o

dispositivo.

CorretoIncorreto Incorreto

Figura 4 a 12: Curva de amortecimento de

abertura.


© OMICRON

Página 79

> Movimento, Fase B

CorretoIncorreto Incorreto

Figura 4 a 12: Curva de amortecimento de abertura.

Temporização e análise de movimento

das parte móveis

Microhmímetro digital

Alimentação das bobinas e motor até 2.4 kW

CIBANO 500: Sistema de teste 3 em 1

Temporização multicanal e análise de movimento

Verifica a performance mecânica

Detecta problemas durante a atuação das bobinas

Revela problemas nas bobinas de abertura e fechamento

Microhmímetro de alta precisão (µ)

Avalia a condição dos contatos principais e contatos de arco

Avalia a condição dos contatos de chaves seccionadoras

Fonte para alimentação das bobinas e do motor

Aplica tensão DC estável, mesmose a bateria da subestaçãoestiver indisponível

Todos os testes realizados com um único equipamento

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Visão geral do Hardware do CIBANO 500

Esquema funcional

© OMICRON

Página 84

CB

TN

3

CB

MC

2

Transmissão

digital

CIBANO 500

Detalhes de hardware

Unidade principal CIBANO 500 com módulo EtherCAT®

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Página 85

Módulos externos

EtherCAT® com PoE+

Interface auxiliar

Segurança: para switch

de segurança

remoto

Rede: Conexão

de Ethernet

LED de aviso

Pisca se a tensão >

42 V entre

aterramento de proteção

(PE) e uma saída

V IN

Entrada de tensão

(bateria da estação)

Saída/entrada A

Saídas de tensão ou

saídas atuais ou

entradas de tensão ou

entradas binárias

Saída/entrada B

Saídas de tensão ou

saídas atuais ou

entradas de tensão

Sessão de Networking

Acesso disponível nos e-mails de Lembrete enviados ao e-mailregistrado nesta sessão atual ( )

Nesta sessão você poderá fazer suas contribuições:

Ativando a câmera e microfone Através do chat

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