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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
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;