Anlise de Atuaes de Proteo
Diferencial em Geradores Sncronos
Santos-SP, 2 de Outubro de 2014
Eng Alan de Sousa e Silva
Alan de Sousa e Silva
RESUMO
Abordagem de conceitos tericos e bsicos em relao proteo
diferencial e suas aplicaes tpicas no mbito da proteo de
geradores sncronos.
Abordagem de conceitos relativos influncia das componentes
harmnicas na atuao da proteo diferencial em geradores
sncronos, atravs do relato de uma pesquisa realizada sobre uma
ocorrncia correlativa em geradores da Endesa Cachoeira.
Alan de Sousa e Silva
Transformadores de Corrente (TCs);
Zona Protegida;
Malha Diferencial;
Rel Diferencial.
Alan de Sousa e Silva
ELEMENTOS DA PROTEO DIFERENCIAL
Sua atuao depende basicamente da circulao de corrente no rel
diferencial.
se
se
, ento a proteo diferencial no opera. i1 i2 = 0
i1 i2 0 , ento a proteo diferencial opera.
i1 i2
i1 i2
i1 i2
Alan de Sousa e Silva
FUNCIONAMENTO DA PROTEO DIFERENCIAL
Em uma situao normal de operao ou com falha externa a zona
protegida.
i1 i2 = 0
i1 i2
i1 i2
A proteo diferencial no opera , pois i1 i2 = 0
Alan de Sousa e Silva
FUNCIONAMENTO DA PROTEO DIFERENCIAL
Em uma situao com falha interna a zona protegida.
i1 i2 = 0
i1 i2
i1 i2
A proteo diferencial opera , pois i1 i2 0
i1 i2 0
Alan de Sousa e Silva
FUNCIONAMENTO DA PROTEO DIFERENCIAL
Barramentos;
Transformadores;
Linhas de Transmisso;
Geradores.
Alan de Sousa e Silva
APLICAES DA PROTEO DIFERENCIAL
utilizada para proteo interna dos geradores contra :
Curto-Circuito Bifsico;
Curto-Circuito Trifsico;
Curto-Circuito Bifsico Terra;
Curto-Circuito entre Espiras.
Alan de Sousa e Silva
PROTEO DIFERENCIAL EM GERADORES SNCRONOS
Em uma situao normal de operao
DISJUNTOR
GERADOR
A proteo diferencial no opera
87-A
87-B
87-C
Alan de Sousa e Silva
PROTEO DIFERENCIAL EM GERADORES SNCRONOS
Em uma situao de curto-circuito bifsico interno zona protegida
DISJUNTOR
GERADOR
A proteo diferencial opera
87-A
87-B
87-C
Alan de Sousa e Silva
PROTEO DIFERENCIAL EM GERADORES SNCRONOS
Em uma situao de curto-circuito trifsico interno a zona protegida
DISJUNTOR
GERADOR
87-A
87-B
87-C
Alan de Sousa e Silva
PROTEO DIFERENCIAL EM GERADORES SNCRONOS
A proteo diferencial opera
Situao de curto-circuito bifsico terra Interno zona protegida
DISJUNTOR
GERADOR
87-A
87-B
87-C
Alan de Sousa e Silva
PROTEO DIFERENCIAL EM GERADORES SNCRONOS
A proteo diferencial opera
Em uma situao normal de operao
DISJUNTOR
GERADOR
87-A
87-B
87-C
Alan de Sousa e Silva
PROTEO DIFERENCIAL EM GERADORES SNCRONOS
A proteo diferencial no opera
Em uma situao de curto-circuito entre espiras
DISJUNTOR
GERADOR
A proteo diferencial opera
87-A
87-C
87-B
Alan de Sousa e Silva
PROTEO DIFERENCIAL EM GERADORES SNCRONOS
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Descrio da Ocorrncia
UG1 UG2 UG3 UG4 UG5 UG6 UG7 UG8 UG9 UG10
LT1 LT2 LT3
BARRAMENTO DE 230kV BARRAMENTO DE 138kV
SUBESTAO
USINA HIDRELTRICA
AUTOTRAFO
POTNCIA
REVERSA
FALHA
NO RTV
COMANDO
PARA
DESCONEXO
ATUAO PROTEO DIFERENCIAL (87)
FALHA
NO RTV
Alan de Sousa e Silva
CASO DE OCORRNCIA DE ATUAES DE PROTEO 87
EM GERADORES DA ENDESA CACHOEIRA
Procedimentos para Identificao da Causa da Atuao:
Interpretao preliminar da causa da atuao da proteo 87;
Foi caracterizada como sistmica devido ao fato de vrias
UGs terem sido bloqueadas simultaneamente.
Coleta e anlise dos registros oscilogrficos das unidades
geradoras;
Foi confirmado que os parmetros de atuao da proteo
87 das UGs foram atingidos.
Identificao da presena de harmnicos de 2, 3, 4 e 5
ordem e sua influncia na atuao da proteo 87.
Alan de Sousa e Silva
CASO DE OCORRNCIA DE ATUAES DE PROTEO 87
EM GERADORES DA ENDESA CACHOEIRA
Confirmao do alcance dos parmetros de atuao da proteo 87
Oscilografia rel da UG3: correntes RMS do secundrio dos TCs
i1 i2 0,30A
e
1 ciclo
(16,67ms)
se , ento a proteo 87 opera.
PROTEO 87-UG3
CICLOS IA IB IC Ia Ib Ic difA difB difC
1 3,88 4,48 3,41 3,81 5,04 3,42 0,07 0,56 0,01
0,75 3,66 4,55 3,32 3,66 5,01 3,33 0,00 0,46 0,01
0,5 4,00 4,11 3,18 3,98 4,62 3,18 0,02 0,51 0,00
0,25 3,06 1,98 3,12 3,18 3,19 3,13 0,12 1,21 0,01
0 2,30 2,29 2,96 2,45 2,72 2,96 0,15 0,43 0,00
Alan de Sousa e Silva
CASO DE OCORRNCIA DE ATUAES DE PROTEO 87
EM GERADORES DA ENDESA CACHOEIRA
ATUAO PROTEO (87) DA FASE B
Identificao da presena de harmnicos e sua influncia na atuao
da proteo 87
2 ORDEM 3 ORDEM 4 ORDEM 5 ORDEM
CORRENTE HARMNICAS
DIFERENCIAL 2 ORDEM 3 ORDEM 4 ORDEM 5 ORDEM
FASE A 0,13 0,04 0,14 0,09
FASE B 0,65 0,38 0,30 0,16
FASE C 0,00 0,00 0,00 0,00
Alan de Sousa e Silva
CASO DE OCORRNCIA DE ATUAES DE PROTEO 87
EM GERADORES DA ENDESA CACHOEIRA
A presena de componentes harmnicas pode provocar uma
atuao indevida da proteo diferencial em UGs.
recomendvel considerar o comportamento dos sistemas de
proteo diante de eventuais incidncias de componentes
harmnicas.
Alan de Sousa e Silva
CONCLUSES
Solues prticas para referida ocorrncia da UHE:
Substituio dos TCs que apresentaram comportamentos
inadequados diante da presena de distrbios harmnicos;
Instalao de filtros para componentes harmnicas.
Alan de Sousa e Silva
CONCLUSES
Vantagens das solues para referida ocorrncia da UHE:
A indisponibilidade da UG seria previamente programada;
Reduo de nus adicionais referentes a multas por
desligamentos emergenciais e indisponibilidade forada.
Alan de Sousa e Silva
CONCLUSES
ARAJO, Carlos Andr et al. Proteo de sistemas eltricos. Rio de Janeiro:
Intercincia: Light, 2002.
BECKWITH, Electric. Tutorial de protecciones de generadores sincrnicos. [S.l.:
s.n.], [200-?].
CAMINHA, Amadeu Casal. Introduo proteo dos sistemas eltricos. So
Paulo: Edgard Blcher, 1977.
FLACH, Elton. Desempenho da proteo diferencial de transformadores em
sistemas de potncia. 2008, 109p. Dissertao (Mestrado em Engenharia Eltrica) -
Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2008.
MAMEDE FILHO, Joo. Manual de equipamentos eltricos. 03 ed. Rio de Janeiro:
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RESENDE, Wilson Resende. Harmnicos em sistemas eltricos. [S.l.: s.n.], [200-?].
Alan de Sousa e Silva
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS
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