As funções lógicas são amplamente utilizadas em relés para realizar proteção e controle de subestações de energia. Esse recurso é fundamental para criar implementações cada vez mais especificas e dedicadas a um determinado sistema, permitindo que o engenheiro de proteção tenha mais recursos para elaboração de ações de proteção e controle que não possua função especifica no relé de proteção utilizado e ainda realizar a integração daquele relé com demais dispositivos de proteção. No artigo de hoje vamos entender um pouco de como funciona a utilização de lógicas em relés de proteção tomando como exemplo o relé Reyrolle 7SR1004 da Siemens.
Lógicas em Relés de Proteção
A elaboração de lógicas em relés de proteção normalmente é feita de duas formas:
– Equações Lógicas
– Diagrama de Blocos
No caso dos relés Reyrolle da linha 7SR10 as lógicas são implementadas através de equações somente. Porém, nos relés da linha 7SR5 existe a possibilidade da realização desses esquemas lógicos através de diagramas de bloco. Ambas as formas funcionam da mesma maneira, porém algumas pessoas possuem mais facilidade com uma ou com outra e acabam por criar um padrão de trabalho especifico para esse tipo de implementação.
Seção de Lógica e Controle nos Relés Reyrolle
Na seção “Control & Logic – Quick Logic” se encontram os parâmetros para aplicação de lógicas no Reyrolle 7SR1004. Para conseguir utilizar e aplicar funções lógicas no relé devemos entender basicamente os seguintes conceitos:
Operadores Lógicos: Responsáveis por realizar uma operação entre variáveis lógicas.
() – Dar preferência a uma parte da equação que se encontra entre parênteses
! – Função de Negação
. – Função And
^ – Função Ou Exclusivo (XOR)
+ – Função OU
Variáveis Lógicas disponíveis: São elementos que podem ser utilizados na elaboração das equações lógicas dentro do relé de proteção.
En – Equação Lógica: Representa uma equação já elaborada pelo projetista.
In – Entra Binária: Representa o status de uma das entradas físicas do relé.
Ln – Led: Representa o status de um dos Leds do relé.
On – Saída Binária – Representa o status de uma das saídas físicas do relé.
Vn – Variável Virtual – Você pode criar variáveis genéricas utilizando a composição dos elementos citados anteriormente. No caso da variável ela não possui nenhuma correspondência física e o seu status lógico irá depender da equação lógica ou correspondência nas matrizes de entrada e saída definida pelo projetista para uma determinada variável virtual.
O índice n quer dizer o número do objeto ou variável configurada.
Temporizador e contador: Um outro recurso presente na seção de lógica desse relé é de habilitar um tempo de atraso para uma determinada equação lógica alterar seu nível lógico. Além disso é possível contar o número de vezes que a equação deve ser verdadeira para a equação lógica alterar seu nível lógico para alto “1”.
Para habilitar o campo de preenchimento de variáveis lógicas devemos selecionar o Parâmetro “Quick Logic” e coloca-lo em “Enable”. A partir daqui já podemos definir equações lógicas e realizar os ajustes presentes nessa seção.
Criação de Equação Lógicas
Para entender como elaborar lógicas para os relés da linha Reyrolle será utilizado o software Reydisp Evolution 32 e exemplos de implementações comuns de lógicas para proteção e controle em subestação. Considere que as entrada e saídas binárias estão conectadas da seguinte forma:
- BI1 – Contato Auxiliar NA do disjuntor (CB close/ DJ Fechado)
- BI2 – Contato Auxiliar NF do disjuntor (CB open / DJ Aberto)
- BI3 – Recebe contato de falha do DJ a jusante (50BF)
- BI4 – Recebe contato do Microswitch da chave seccionadora
- B02 / BO3 – Trip Geral
- B04 – Fechar DJ
- B05 – Abrir DJ
- B06 – Envia Sinal de Falha de Disj.
Foi informado que está habilitado as seguintes funções de proteção no relé:
- 51-1 – Função de Sobrecorrente Temporizada de Fase
- 51-2 – Função de Sobrecorrente Temporizada de Fase
- 50-1 – Função de Sobrecorrente Instantânea de Fase
- 51N-1 – Função de Sobrecorrente Temporizada de Neutro
- 50N-1 – Função de Sobrecorrente Instantânea de Neutro.
- 27-1 – Função de Subtensão
- 59-1 – Função de Sobretensão
Com base nessas informações será elaborado algumas lógicas exemplos para mostrar a filosofia da sua utilização no software.
Criação da Função de Sobrecorrente com Controle de Tensão
Será criado uma função de sobrecorrente que pode atuar somente quando houver uma subtensão no sistema, de forma a garantir a seletividade e coordenação. Para isso iremos realizar as seguintes definições:
V1 = 51-2
V2 = 27-1
E1 = V1 . V2
A equação 1 irá alterar seu nível lógico para 1 somente se houver a atuação das proteções 51-2 e 27-1. O diagrama de blocos equivalente das equações acima pode ser identificado conforme abaixo:
Fechamento Remoto do DJ via Relé
Considerando as entradas e saídas informadas será implementado a seguinte lógica para fechamento do disjuntor:
E2 = I2. (I4 + O2 + O3)! . V3
O comando Manual Close Cb foi definido para V3 na matriz de entrada.
Na matriz de saída B04 será acionada através da equação E2.
Traduzindo a equação acima, temos a seguinte situação:
Só será permitido comando de fechamento do disjuntor via relé se as condições listadas forem verdadeiras:
– A chave seccionadora estiver fechada (Evita erro de manobra do operador)
– Não tiver saída de Trip em nível alto acionada
– Foi acionado o botão para fechar disjuntor
Religamento Automático
O religamento automático pode ser muito importante em subestações que ficam em regiões remotas. Um exemplo de implementação para essa função através de lógica, pode ser visto abaixo:
E3 = V2. I2
Na matriz de saída Close Cb Manual será acionada através da equação E3.
A equação 3 remete que só haverá religamento automático se houver atuação da função de subtensão e for verificado que o DJ está aberto.
Configuração das saídas lógicas
Além de realizar a criação das equações lógicas é fundamental também configurar da maneira correta outros parâmetros importantes para que o sistema de lógica implementado funcione da maneira esperada. Sendo assim deve-se configurar outros três parâmetros conforme figura abaixo:
Conforme print de tela acima ainda devemos ajustar três parâmetros que irá indicar o comportamento da equação lógica ajustada. Quando a equação é satisfeita, ou seja, seu nível lógico está alto (=1) é iniciado dois contadores (En Pickup Delay) e (En Dropoff Delay) e um contador de pick-up. Basicamente conta-se um tempo de atraso até a ativação da equação conforme gráfico abaixo tirado do manual.
Já o Counter Target informa quantas vezes a equação deve ser verdadeira para ela alterar seu nível lógico para 1 de forma instantânea.
Matrizes de Entrada e Saídas
É muito importante você fazer a associação das entradas e saídas binárias com as equações e variáveis lógicas utilizadas. Na aba de Matrizes de Entrada você consegue associar uma determinada variável a alguma função já implementada pelo relé de proteção:
Na aba de saídas binárias você consegue também fazer a associação das variáveis lógicas a alguma função do relé de proteção. É muito importante você endereçar também as equações lógicas elaboradas para uma das saídas do relé de proteção.
Importância de Lógicas de Proteção em Relés de Proteção
A realização de lógicas em relés de proteção permite a realização de diversas funcionalidades especificas para a proteção do sistema elétrico. Dentre desse cenário podemos citar algumas conforme abaixo:
– Alteração de Grupo de Ajuste
– Acionamento de Equipamentos
– Definição do tipo de saída do Relé (Latched ou Unlatched)
– Sinalização de Status de Equipamentos
– Realização da função 50BF
– Realização de Religamentos Automáticos (79)
– Bloqueio de Funções de Proteção
– Esquemas de Seletividade Lógica com outros Relés
– Dentre outros.
A possibilidade do relé de proteção trabalhar com lógica é extremamente necessária para os requisitos de proteção atuais, e saber aplicar esses conceitos em diferentes relés é fundamental para os profissionais do setor.
Por: Mesh Engenharia
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