TESTES DE PERFORMANCE DE IED´S ATRAVÉS DE ENSAIOS UTILIZANDO MENSAGENS GOOSE (IEC61850)

Este trabalho apresenta os resultados obtidos em diversos

testes envolvendo seletividade lógica. Implementada

através de lógica de contatos ou através de mensagens

GOOSE, a redução do degrau de tempo que garante a

seletividade lógica e a utilização de tecnologia nacional

para realizar todos estes testes.

Resumo

Introdução

• Evolução dos IED´s e das comunicações entre dispositivos;

• Novos Métodos, Ferramentas e Recursos;

• Comunicação (IEC61850)

• Crescente Desafio p/ Cadeia de Proteção (Estudos, Comissionamento e Manutenção);

• Ferramentas de análise estática e dinâmica para avaliações;

IEC61850 (GOOSE)

• Padronização

• Interoperabilidade

• Redução nos custos de cabeamento

• Troca de Informações via Msg GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event)

Objetivos

Verificar:

– A diferença de tempo entre trip via CONTATO e trip via GOOSE

– A performance da seletividade lógica via GOOSE (Busca do degrau garantido)

Seletividade Corrente x Tempo

• Convencional: degrau 300 a 400ms;

• (Tolerância de Erro do Relé +Temp. Op. Disj + Erro Projetista + Margem de Segurança)

• Não necessita de troca de informação;

• Dificuldade: Relés com níveis de curto circuito próximos;

• Tempo da Falta: Longo

0,4s

Seletividade Lógica (Bloqueio)

• Lógica: Degrau menor (50 a 150ms);

• Necessita de troca de informação;

• Vantagem: Relés com níveis de curto circuito equivalentes;

• Tempo de Falta: Menor, diminuindo o esforço térmico.

Degrau Reduzido

Circuito de entrada utilizado nos testes

A idéia simulada no sistema acima é ilustrar uma situação de seletividade lógica entre o relé do ramal de entrada (7UT) e os relés dos alimentadores (7SJ-1 e 2). Os testes realizados compararam o tempo total entre o início da falta e o tempo de trip do relé, além das

condições de bloqueio (por Trip) necessárias na seletividade lógica.

Parâmetros utilizados no teste

Função Parâmetro Relé 1: 7UT Relé 2: 7SJ Relé 3: 7SJ

Função 51

Pickup 2A 1,3A 1,3A

Dial de tempo 0,5 0,5 0,5

CurvaIEC normal

inv.IEC normal

inv.IEC normal

inv.

Função 50-1

Pickup 6A 6A 6A

Tempo definido 500ms 400ms 400ms

Função 50-2

Pickup 10A 10A 10A

Tempo definido 100ms 0s 0s

Seqüência de Testes Realizados

1˚ Teste: Sistema sem Seletividade Lógica

2˚ Teste: Seletividade Lógica via CONTATO

3˚ Teste: Comparativo entre os tempos de TRIP por CONTATO e pela msg. GOOSE

4˚ Teste: Seletividade Lógica via GOOSE

Sistema sem comunicação

Esquema do Sist. Sem Seletividade Lógica1˚

Teste

Tempo de atuação do 7SJ e do 7UT sem bloqueio (D=93,8ms)

Resposta do Sist. Sem Seletividade Lógica1˚Tes

te

• Teste da Função 50-2 injetando 15A;

• IED´s sem comunicação

Esquema de bloqueio utilizando lógica de

contatos

• Função de bloqueio ativa;

• Tempo de seletividade: 100ms

2˚Tes

te

O IED 7SJ atuou e bloqueou o trip do 7UT via CONTATO

• Limite Encontrado: Tempo Seletividade 100ms (GARANTIDO)

Resposta da Seletividade Lógica via Contato2˚Tes

te

•Teste da Função 50-2 injetando 15A;

• IED´s com troca de informações via Contato

Teste comparativo entre os tempos de TRIP por CONTATO e pela msg. GOOSE

Teste de performance de TRIP do relé 7SJ

3˚Tes

te

• A característica do IED foi comparada em todas suas funções de sobrecorrente:

– 51;

– 50-1;

– 50-2; (Com dois ajustes)

• Garantir que não há perda de performance da resposta do relé via CONTATO ou via GOOSE

Teste comparativo entre os tempos de TRIP por CONTATO e pela msg. GOOSE

3˚Tes

te

Comparativo entre os tempos de trippelo contato e pelo GOOSE

Corrente [A]

Tempo do Contato

Tempo do GOOSE

TContato - TGOOSE

3,0 10,0678s 10,0632s 4,67ms

5,0 4,0335s 4,0286s 4,87ms

6,0 3,3362s 3,3316s 4,60ms

7,0 438,75ms 436,32ms 2,43ms

8,5 438,74ms 433,65ms 5,09ms

10,0 436,04ms 431,10ms 4,94ms

11,0 29,66ms 24,81ms 4,84ms

12,0 24,35ms 21,02ms 3,33ms

15,0 27,79ms 24,46ms 4,33ms

18,0 28,31ms 25,00ms 3,31ms

3˚Tes

te

11,0 59,16ms 54,34ms 4,82ms

12,0 59,79ms 54,76ms 5,03ms

15,0 52,20ms 46,20ms 6,00ms

18,0 58,59ms 54,16ms 4,43ms

50-2

50-1

51

50-2

Teste comparativo de tempo entre a interface de contato e mensagem GOOSE (D=6ms)

Comparativo entre os tempos de trippelo CONTATO e pelo GOOSE

•Teste da Função 50-2 injetando 15A;

3˚Tes

te

Teste da seletividade lógica utilizando mensagens GOOSE

Esquema de bloqueio utilizando rede ethernet (IEC61850 GOOSE)

4˚Tes

te

• Degrau de 100ms, OK???

• Para o degrau de 100ms, lógica aprovada.

• Testes reduzindo o degrau de seletividade.

• Menor degrau de seletividade GARANTIDO: 50ms.

• Metade do Tempo do Degrau via Contato

Teste da seletividade lógica utilizando mensagens GOOSE

4˚Tes

te

Teste da seletividade lógica utilizando mensagens GOOSE

4˚Tes

te

O IED 7SJ atuou e bloqueou o trip do 7UT via GOOSE

• Teste da Função 50-2 injetando 15A;

• IED´s com troca de informações via GOOSE

– GOOSE: Digital, tratada diretamente pelo processador

– CONTATO: Atraso relativo a sensibilização (leitura), scan rate

Vantagens do Sistema de seletividade via Msg GOOSE

– A comunicação redundante (duplo anel)

– Sempre em teste, oferecendo maior confiança quanto ao bloqueio;

– Simplicidade obtida para o cabeamento ethernet;

Conclusões

IEC61850

• Redução do Degrau de Seletividade via GOOSE: 50ms;

• Simplifica: bloqueio entre dispositivos, intertravamento e transfer trip, lógicas entre dispositivos e outras;

• Trip via GOOSE mais rápida que via CONTATO;

• Oferece segurança uma vez que a comunicação está sendo

testada o tempo todo;

• Não se limita ao numero de entradas e saídas binárias;

• Mais Informações, Melhor controle;

• Fácil expansão e Econômico;

Obrigado!

Paulo Sérgio Pereira Júnior

CONPROVE ENGENHARIA

www.conprove.com.br