Proteção Para Perda de Sincronismo

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    [email protected](21) 2528-3782(21) 2626-3978

    Instituto de Engenharia Eltrica - IEE

    MMMDDDUUULLLOOO777

    PPPRRROOOTTTEEEOOODDDEEESSSIIISSSTTTEEEMMMAAASSSEEELLLTTTRRRIIICCCOOOSSS

    PPPrrrooofffeeessssssooorrr:::CCCaaarrrlllooosssAAAlllbbbeeerrrtttoooMMMooohhhaaalllllleeemmmGGGuuuiiimmmaaarrreeesss

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    UNIFEI CESE MODULAR 2002 Proteo de Sistemas Eltricos Arthur da Silva Santa Rosa 2

    Sumrio

    1 INTRODUO................................................................................................. 3

    2 PARTE 1 : DEFINIES ................................................................................. 4

    2.1 DISTINO ENTRE PERDA DE SINCRONISMO E OSCILAO........................................... 4

    2.2 INFLUNCIA DESTES FENMENOS NOS RELS DE DISTNCIA (21)................................ 6

    2.3 FUNO DE BLOQUEIO POR OSCILAO 68 OSB ............................................................11

    2.4 FUNO DE DISPARO POR PERDA DE SINCRONISMO 78 OU 68 OST............................19

    3 PARTE 2 : APLICAO DA PPS NA INTERLIGAO N/SE-CO ................. 24

    3.1 HISTRICO ..................................................................................................................................24

    3.2 AJUSTES IMPLEMENTADOS.....................................................................................................28

    4 PARTE 3 : OCORRNCIAS COM ATUAO DA PPS .................................. 32

    4.1 Simulaes Realizadas no ANATEM, com atuao da PPS ..........................................................32

    4.2 Casos Reais de Ocorrncias no Sistema Interligado, Com a Atuao da PPS. .............................37

    5 ANEXOS ....................................................................................................... 42

    5.1 Anexo 1 : Dados do rel da PPS da Interligao Norte/Sudeste-Centro Oeste, para utilizao nas

    simulaes com o ANATEM.......................................................................................................................42

    6 REFERNCIAS ............................................................................................. 42

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    1 INTRODUO

    Este trabalho faz parte da avaliao do contedo de Proteo de SistemasEltricos, que foi apresentado pelo professor Carlos Alberto Mohallem, no

    mdulo 7 do CESE MODULAR 2002, em setembro de 2002, na UNIFEI.

    Foi escolhido o tema : Proteo para Perda de Sincronismo e suaAplicao na Interligao Norte/Sudeste Centro Oeste, devido aointeresse em demonstrar o princpio de funcionamento desta proteo,tambm chamada de PPS, que assume papel de grande relevncia nafuno de proteo sistmica, sendo empregada essencialmente nasinterligaes entre subsistemas.

    O objetivo principal do trabalho explicar de maneira simples e claracomo funciona esta proteo e em seguida mostrar como vem sendoaplicada esta funo na Interligao em 500 kV Norte/Sudeste CentroOeste do Sistema Interligado Brasileiro. Adicionalmente, seroapresentados registros de exemplos reais de ocorrncias em que houveatuao da PPS.

    O trabalho foi subdividido em trs partes :

    PARTE 1 : DEFINIES

    Abordagem sobre variaes dinmicas de carregamento, com oobjetivo de classificar os fenmenos de perda de sincronismo eoscilao;

    Funo de Bloqueio por Oscilao 68 OSB (out-of-step blocking),que bloqueia a atuao da funo 21, quando ocorrem os fenmenosde perda de sincronismo e oscilao;

    Funo de Disparo por Perda de Sincronismo 78 ou 68 OST(out-of-step tripping), que atua quando ocorrem fenmenos de perda desincronismo;

    PARTE 2 : APLICAO DA PPS

    Aplicao da PPS na Interligao em 500 kV Norte/Sudeste CentroOeste :- Motivao e objetivo;

    - Estudos eltricos efetuados e critrios adotados ;- Ajustes iniciais implementados;

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    - Novos ajustes e ganhos obtidos.

    PARTE 3 : OCORRNCIAS COM ATUAO DA PPS

    Simulaes no ANATEM, de contingncias no Sistema Interligado, comatuao da PPS.

    Casos reais de ocorrncias no Sistema Interligado, com a atuao daPPS.

    2 PARTE 1 : DEFINIES

    2.1 DISTINO ENTRE PERDA DE SINCRONISMO E OSCILAO

    As variaes dinmicas do carregamento so fenmenos trifsicosequilibrados que impem uma modulao sobre as formas de onda detenso e corrente, ou seja, sobre os valores eficazes dessas grandezas.

    As variaes dinmicas do carregamento so fenmenos transitrioseletromecnicos que espelham o comportamento do sistema eltrico.

    As aes dos reguladores das mquinas sncronas e dos controladores dosistema so cruciais para conter tais fenmenos.

    Aspecto da forma de onda de tenso durante uma forte oscilao :

    RMS

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    2.2 INFLUNCIA DESTES FENMENOS NOS RELS DE DISTNCIA (21)

    A funo de distncia pode ser significativamente afetada pelas variaesdinmicas do carregamento, bastando que o lugar geomtrico percorridopor Zmedidoatravesse a caracterstica de operao.

    evidente que as unidades de medida so afetadas qualquer que seja oseu formato :

    R

    X

    R

    X

    OSCILAO:FENMENO ESTVEL

    Z=V/I NO CRUZAO EIXO VERTICAL

    PERDA DE SINCRONISMO:

    FENMENO INSTVELZ=V/I CRUZAO EIXO VERTICAL

    R

    X

    Z1

    Z2

    Z3

    R

    X

    Z1

    Z2

    Z3

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    J os disparos dependem das temporizaes ajustadas :

    2 Zona :

    3 Zona :

    Nas zonas temporizadas, como a segunda e a terceira, uma variaodinmica do carregamento s causar disparo se o tempo de permannciade Zmedido no interior da caracterstica de operao superar astemporizaes T2 ou T3, respectivamente.

    Os esquemas de teleproteo baseados na funo de distncia tambmpodem ser afetados pelas variaes dinmicas do carregamento,bastando que suas lgicas sejam atendidas. Portanto, unidades desobrealcance que no cheguem a dar disparo em funo de suas

    temporizaes podem conduzir as lgicas de teleproteo associadas aoperar incorretamente :

    R

    X

    Z1

    Z2

    Z3

    R

    X

    Z1

    Z2

    Z3

    R

    X

    Z1

    Z2

    Z3

    R

    X

    Z1

    Z2

    Z3

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    Do ponto de vista do sistema eltrico, se no forem tomadas providnciascorretivas, os rels de distncia podero operar para oscilaes ou perdasde sincronismo. indispensvel haver BLOQUEIO AUTOMTICOpara afuno 21.

    Opes bsicas de bloqueio:

    21-1

    21-2TELE-PROTEO 1

    T2

    DISPARO

    21-1

    21-2

    TELE-PROTEO

    1T2DISPARO21-3 T3 &

    BLOQUEIO

    BLOQUEIOTOTAL

    121-1

    21-2

    TELE-

    PROTEO

    1T2 DISPARO

    21-3 T3

    &BLOQUEIO

    BLOQUEIOAPENAS DOS

    INSTANTNEOS

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    Se no houver bloqueio, poder ocorrer disparo pela funo 21 ou pelateleproteo associada, causando o desligamento da linha, o queracarreta :

    Perda de mais um ramo da rede, aumentando a abrangncia daperturbao;

    Risco de abertura do disjuntor em oposio de fase.

    Os diagramas a seguir iro mostrar a sequncia de evoluo dasmedies de impedncia, durante uma variao dinmica da carga, atque o disparo seja comandado e a abertura do disjuntor ocorra emoposio de fase (pior condio para o disjuntor):

    - considerar fontes com tenses de mdulos iguais :

    ZS1 ZG1O X

    P1

    1ZMEDIDO1

    C

    O

    A

    -ZS

    Z1

    X

    B

    ZGX

    R

    R

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    P2

    2 ZMEDIDO2C

    O

    A

    -ZS

    Z1

    X

    BZG

    X

    R

    R

    2> 1

    P3

    3ZMEDIDO3C

    O

    A

    -ZS

    Z1

    X

    BZG

    X

    R

    R

    3> 2INCIO DAATUAO

    P4

    4

    ZMEDIDO4C

    O

    A

    -ZS

    Z1

    X

    BZG

    X

    R

    R

    4> 3COMANDO

    DE DISPARO

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    2.3 FUNO DE BLOQUEIO POR OSCILAO 68 OSB

    Embora usualmente denominada 68 OSB (out-of-step blocking), estafuno, corretamente objetiva bloquear a atuao da funo 21 para asvariaes dinmicas do carregamento, ou seja, oscilaes e perdas desincronismo.

    Em essncia, a funo 68 OSB deve discriminar a