Uma das situações mais recorrentes no nosso dia a dia é a procura de profissionais com problemas ou dificuldades relacionadas ao sistema de proteção da subestação. Dentre diversas alegações a mais comum é sobre atuações recorrentes do relé sem motivo aparente, o que leva o profissional no primeiro momento querer condenar o equipamento logo de cara. Mas será mesmo que o problema é o relé de proteção? O que a gente pode fazer para chegar a uma conclusão sobre o que de fato está acontecendo? Bom é sobre isso que vamos falar hoje no intuito de ajudar todos os profissionais de manutenção, operação e comissionamento de subestação.
Etapas para implementação de um sistema de proteção
Toda subestação de energia deve possuir esquema dedicado de proteção para garantir a vida útil dos equipamentos conectados ao sistema elétrico. Para isso, existem diversas etapas desde a concepção da proteção até a execução, que influenciam diretamente no funcionamento da subestação.
O processo de trabalho para implementação do sistema de proteção e controle pode divergir a depender da filosofia da empresa. Mas de forma geral, existem macroatividades que são desenvolvidas antes de um sistema entrar em operação, na qual podemos citar:
- Estudo de Proteção contendo o cálculo e dimensionamento de todas as funções de proteção utilizadas e equipamentos necessários para implementação do sistema como os transformadores de instrumentos (TC e TP). Normalmente em subestações de alta tensão, o dimensionamento dos TC’s e TP’s são feitos em documento a parte que devem ser encaminhados previamente antes da elaboração do estudo de proteção.
- Elaboração do diagrama funcional de ligação do relé mostrando todos os componentes que são ligados no dispositivo de forma clara e concisa para quem for realizar a montagem do painel ter a orientação com clareza do que será conectado em cada borne e terminal do comando da proteção.
- Montagem do painel de proteção realizando em campo a conexão de todos os cabos e circuitos no relé de proteção e nos equipamentos pertinentes de acordo com o diagrama funcional.
- A parametrização do relé é a passagem dos cálculos feitos no estudo de proteção para dentro do relé. Aqui é importante também garantir que será configurado corretamente todas as binárias de entrada e saídas de acordo com o que foi projetado no diagrama funcional da subestação.
- O comissionamento é normalmente a última etapa em todo esse processo. Nessa etapa é verificado se tudo que foi feito anteriormente está conforme o planejado e executado nas etapas anteriores, cercando possíveis erros que podem ocorrer no caminho.
Após todas essas etapas concluídas o sistema de proteção encontra-se apto a entrar em operação. Mas depois de tudo isso é possível o relé operar de forma inadequada? Bom, é comum encontrar subestações, principalmente de consumidores, onde nem todas as etapas foram realizadas ou feitas de forma correta. Dessa forma, em instalações onde não foi feito de forma adequada todas as etapas anteriores, pode ocorrer atuações indevidas do sistema de proteção.
Quais equipamentos fazem parte do sistema de proteção?
O sistema de proteção é composto por diversos equipamentos que influenciam diretamente no seu funcionamento. Cada um deles possui uma função dedicada e especifica na qual podemos resumir da seguinte forma:
– Relé de Proteção: Responsável por ler as informações do sistema e tomar a decisão baseado nos seus ajustes se deve ou não enviar um comando ou sinalização para algum equipamento ou dispositivo. De forma geral faz a integração de todo o sistema de proteção.
– Disjuntor: Responsável por interromper a circulação de corrente de carga ou falta após um comando vindo do relé de proteção ou outro dispositivo.
– Transformador de Corrente (TC): Responsável por fazer a aquisição do sinal de corrente do circuito e a isolação do sistema de alta da baixa tensão.
– Transformador de Potencial (TP): Responsável por fazer a aquisição do sinal de tensão do circuito e a isolação do sistema de alta da baixa tensão.
– Sistema Auxiliar com Autonomia: Responsável por alimentar o sistema de comando e proteção da subestação em momentos de contingência, independente da alimentação CA dos serviços auxiliares da subestação.
Pode-se concluir que o funcionamento inadequado do sistema de proteção pode estar relacionado com problema ou defeito em qualquer um dos equipamentos ou dispositivos citados, não ficando essa responsabilidade somente a cargo do relé de proteção.
Relé Operando recorrentemente – O que fazer então?
Em situações onde a proteção fica operando recorrentemente deve-se fazer uma análise para verificar o motivo real da atuação e chegar a um plano de ação para normalização do funcionamento da subestação. Será descrito a seguir, possíveis pontos de erro comumente vistos que faz com que haja a atuação recorrente da proteção. Para atuações isoladas, normalmente o procedimento é um pouco diferente, além do que, as considerações vistas aqui são mais aplicáveis para subestações de média tensão até 36kV.
Com base na nossa experiência será listada as principais funções de proteção que causam esse tipo de problema na subestação e a origem do problema.
– Função 27: Quedas de energia e parada de fornecimento da concessionária, RA’s automáticos e partida de grandes motores pode causar a atuação dessa proteção a depender do ajuste realizado.
– Função 67/32: Essa proteção principalmente onde se tem geração distribuída, tem causado alguns problemas para a proteção. Normalmente atuações dessa proteção é causado por sequência de fase incorreta devido a inversão de algum cabo, ajuste do ângulo de torque máximo no relé inadequado e erro na definição de cada uma das regiões de atuação e restrição do relé.
– Função 67N: A atuação dessa proteção envolve correntes e tensão de sequência zero. Normalmente atuações dessa proteção é causado por sequência de fase incorreta devido a inversão de algum cabo, por transformadores em estrela aterrado no primário devido correntes de retorno pela terra para faltas na rede da concessionária, polarização dessa função por componentes de sequência negativa pode causar erro na operação da proteção e erro na definição da região de operação. Valores altos de harmônicos de 3ª ordem também podem causar problemas na atuação dessa proteção.
– Função 50: Correntes de magnetização de transformadores e partida de motores são causas comuns de atuação dessa proteção.
– Função 51: Os mesmos motivos citados para a função 50 são aplicáveis aqui, ainda vale acrescentar momentos de carga pesada onde tem o aumento do carregamento do sistema.
– Função 51V: Em instalações onde se tem usinas fotovoltaica que possua essa proteção implementada, acontece muito erro de ajuste que causa a redução indevida das correntes de partida das unidades de sobrecorrente levando a atuação antes do esperado para essas funções.
Como resolver o problema
A fim de apresentar a ideia e filosofia para encontrar o problema e chegar na melhor solução de forma mais didática, será sugerido uma sequência que não necessariamente deve ser seguida nessa ordem em 100% dos casos. Sendo assim é importante verificar o seguinte:
- Verificar se as atuações recorrentes são sempre as mesmas funções.
- Baixar as oscilografias e binárias do relé para verificar o comportamento da tensão e corrente na hora do TRIP e entender se era realmente para a proteção ter operado.
- Verificar se o ajuste inserido no relé de proteção está de acordo com o estudo aprovado.
- Verificar a sequência de fase lida pelo relé e identificar se houve inversão dos cabos de aquisição do sinal de corrente ou tensão.
De maneira geral, ao realizar essas ações você já estará muito próximo de identificar qual a causa das atuações do relé de proteção. Senão for constatado nenhuma inconsistência nas análises feitas conforme listados acima, é interessante que você sugira ou realize um ensaio no relé de proteção para verificar se ele está em condições reais de funcionamento.
Conclusão
Como discutido nesse artigo existem diversas etapas até a proteção entrar em funcionamento. Um erro ou a não realização de uma das etapas pode trazer problemas na operação da proteção. Na maioria das vezes o menor dos culpados será o relé, na verdade ele é o seu maior aliado para encontrar a causa dessas atuações e corrigir na origem a causa dessas perturbações. Nunca tire o TRIP do relé como já verificamos em muitos casos, sempre busque solucionar o problema de forma definitiva e eficaz sem trazer risco para as pessoas e a instalação.
Por: Mesh Engenharia
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