Jornal Interface - ed. 46, mar/abr 2019

nterface
Monitoramento Térmico
de Cubículos
Edição 46
M ar/Abr 2019
ANO 14
INTERFACE ENTREVISTA
Engenheiro e
Inventor da SEL
Armando Guzman
SAIBA MAIS
Revestimento
de Relés para
Ambientes Críticos
LITERATURA TÉCNICA
Sistema de Proteção
Terra Estator em
Geradores

A
EDITORIAL CONTECE
Detecção Pré Falta e Pioneirismo
Para onde caminha a tecnologia de proteção de
linhas no domínio do tempo? Na visão de
Armando Guzman, engenheiro e inventor da SEL
essa filosofia os levará a um sistema capaz de
detectar as faltas antes que ocorram. Essas e outras
constatações estão na entrevista inédita realizada
pelo Interface com Guzman que aborda ainda o
histórico do desenvolvimento do SEL-T400L e o
pioneirismo da empresa em outras áreas como na
implantação de sincrofasores em relés.
Também abordaremos o monitoramento térmico
de cubículos pelos relés inteligentes e como isso
pode contribuir para a confiabilidade e segurança
de operações industriais. A matéria destaca como
os sensores que indicam alterações inesperadas na
temperatura mostram a necessidade de
manutenções preditivas e não somente corretivas,
reduzindo custos e riscos para trabalhadores. Em
Setor Técnico, abordaremos a aplicação de outra
tecnologia da SEL, a solução ponto a ponto Time
Domain Link (TiDL) para simplificar a proteção de
unidades geradoras em trechos de linhas curtas.
Assim como nas últimas edições, preparamos um
fascículo especial sobre as funções de proteção no
domínio do tempo, explicando, desta vez, como
funcionam os elementos baseados em ondas
viajantes. O jornal traz ainda os seminários e
webinars a serem realizados pela SEL ou com
nossa participação nos próximos meses, dicas de
literatura técnica e novos vídeos produzidos por
nossa equipe e disponíveis no canal da SEL no
YouTube.
Expediente Interface
Aproveite sua leitura!
Publicação da: Schweitzer Engineering Laboratories Comercial LTDA.
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Agenda SEL: Seminários e Webinars
ASEL está preparando um cronograma
intenso de seminários e webinars para os
próximos meses. Os seminários, que são
presenciais, abrangerão temas de proteção do sistema
de potência em áreas industriais e de geração e
também automação e segurança cibernética.
No dia 7 de maio, Ribeirão Preto (SP) recebe o
Seminário Técnico de Proteção e Automação de
Sistemas Elétricos Industriais da SEL "Novas
Tecnologias a Favor da Eficiência Operacional e
Segurança Humana". No mês de junho, no dia 11, será
a vez de Porto Alegre (RS) receber o mesmo seminário,
seguida por Juiz de Fora (MG) no dia 1 de agosto e
posteriormente Goiânia (GO) em 8 de outubro.
Já entre os dias 29 e 30 de maio, a SEL vai sediar o
Seminário de Automação e Cybersegurança em
Campinas (SP) com a presença dos palestrantes Dave
Dolezilek e Amandeep Kalra da SEL dos Estados
Unidos.
Completando a agenda intensa de seminários, será
realizado também o Seminário de Proteção e
Automação de Usinas Hidrelétricas em Cuiabá (MT)
no dia 4 de julho, e em Florianópolis (SC) no dia 26 de
novembro.
Foto: SEL
Com transmissão online, a empresa apresentará
diversos webinars nos próximos meses. Nos dias 29 de
abril, 6 e 20 de maio e 3 de junho serão promovidos
webinars com temas como redes definidas por
software (SDN), utilização do diagrama de Bewley e
Microgrids.
Entre os eventos externos, o XVIII Encontro Regional
Ibero-americano do Cigré (ERIAC) terá a participação
da SEL entre 19 e 23 de maio, em Foz do Iguaçu (PR).
Dois trabalhos técnicos da empresa foram
selecionados e serão apresentados por seus
especialistas. A SEL também terá um estande no XXV
Seminário Nacional de Produção e Transmissão de
Energia Elétrica (SNPTEE) que ocorre entre 10 e 13 de
novembro de 2019, em Belo Horizonte (MG).
A programação completa pode ser consultada na
página: www.selinc.com/eventos
2

SAIBA MAIS
Conformal Coating Reveste Relés em
Ambientes Críticos
s relés de proteção são parte importante de
Oum sistema elétrico. Para protegê-los
f i s i c a m e n t e , a S E L r e c o m e n d a o
revestimento “conformal coating” para aplicações em
a m b i e n t e s s e v e r o s . A p r o v a d a e m v á r i a s
especificações, essa proteção amplia a confiabilidade
de relés que estão sujeitos a vibração, maresia,
umidade, alta temperatura, fungos, corrosão e
choque térmico.
O “conformal coating” também é capaz de proteger as
placas de circuitos dos relés de agentes químicos,
inclusive isolando-as de substâncias presentes no ar
como sulfeto de hidrogênio, cloro e sais. O
r e v e s t i m e n t o t a m b é m p r o t e g e a s p l a c a s
mecanicamente, evitando o contato com poeira ou
insetos, por exemplo. Ressalta-se que a aplicação é
realizada de modo robótico, garantindo exatidão no
cumprimento das especificações técnicas.
CURTAS
Saiba como Medir a Velocidade das
Ondas Viajantes
m novo vídeo publicado em seu canal no
EYouTube, a SEL ensina como medir a
velocidade de propagação das ondas
viajantes em linhas de transmissão com o uso dos
recursos de seus relés.
O objetivo é mostrar como ajustar precisamente este
parâmetro nos relés de proteção. Com a precisão na
localização de faltas garante-se a confiabilidade do
sistema de potência e consequente melhoria do
serviço prestado com redução de custos para as
concessionárias com Parcelas Variáveis (PVs).
Durante o vídeo são abordados duas metodologias: a
primeira demonstra como é possível calcular o valor
da velocidade de propagação utilizando-se os
registros das ondas viajantes obtidos nos ensaios de
energização da linha. Já no segundo método, como é
possível obter a velocidade de propagação utilizando
um relatório de falta de ondas viajantes de somente
um terminal.
Veja o vídeo no canal: www.youtube.com/selincbr
Mais informações podem ser obtidas no link:
www.selinc.com/flyers/conformal-coating
LITERATURA TÉCNICA
Sistema oferece 100% de Proteção Terra Estator em Geradores
proteção 100% terra estator aplicada a
Amúltiplos geradores aterrados em alta
impedância compartilhando uma mesma
barra é um desafio na proteção de geradores. A
solução típica para uma unidade geradora, que
consiste de um elemento de sobretensão de neutro em
conjunto com um esquema de terceiro harmônico ou
esquema de injeção, não apresenta uma
confiabilidade adequada. A possibilidade de
circulação de contribuições de terceiro harmônico das
unidades em paralelo, além da mudança na rede de
impedâncias quando as unidades compartilham uma
mesma barra, podem resultar na operação incorreta
da proteção.
A SEL produziu o artigo "Proteção Terra Estator para
Múltiplos Geradores Aterrados por Alta Impedância".
O texto traz alguns métodos que visam melhorar a
confiabilidade do esquema de terceiro harmônico e
de injeção, além de facilitar a seletividade através de
dois métodos que buscam obter um desligamento
seletivo dos disjuntores das máquinas, isolando apenas
o gerador em falta.
Para ler esse e outros artigos técnicos da SEL, acesse
www.selinc.com/pt/ e clique em Suporte.
3

FASCÍCULO ESPECIAL 3
Funções de Proteção no Domínio do Tempo
Nesta edição, a SEL dará continuidade aos fascículos
especiais sobre Proteção no Domínio do Tempo. O
primeiro fascículo abordou as bases teóricas que
sustentam a tecnologia, explorando o conceito por trás
das grandezas incrementais e das ondas viajantes; a
segunda trouxe as proteções envolvendo grandezas
incrementais: elemento de distância (TD21) e
elemento direcional (TD32). Nesta terceira edição,
serão abordadas as funções de proteção baseada em
ondas viajantes (travelling waves): elemento direcional
(TW32) e elemento diferencial de linha (TW87).
passando pelo zero. As ondas viajantes não podem ser
detectadas pelos relés convencionais pois são sinais de
alta frequência e necessitam de equipamentos com
uma taxa de amostragem na ordem de MHz, um
conversor A/D diferenciado e também uma filtragem
específica, como os relés que operam no domínio do
tempo.
Na figura abaixo pode-se observar o sinal de alta
frequência da onda viajante em uma falta:
Foto: Divulgação
Ondas Viajantes
Relembrando a teoria apresentada no primeiro
fascículo, tem-se que ondas viajantes são frentes de
ondas eletromagnéticas de tensão e corrente de alta
frequência que trafegam pelas linhas de transmissão,
LT, quando existe um distúrbio na linha. As ondas de
tensão e corrente geradas possuem a mesma
polaridade e trafegam a partir do ponto de falta. É sem
dúvida a grandeza no domínio do tempo mais
conhecida, uma vez que estudos utilizando ondas
viajantes para localização de faltas já existem desde a
década de 70.
vS
iS
Figura 1: Ondas viajantes geradas a partir de uma
falta na linha de transmissão
Esses sinais estão presentes em praticamente todas as
faltas que podem ocorrer no sistema, com exceção
daquelas que acontecem quando o sinal de tensão está
F
vR
iR
Figura 2: Ondas viajantes presentes em uma oscilografia
Utilizando as ondas viajantes geradas pelas faltas, é
possível implementar dois elementos de proteção:
direcional (TW32) e diferencial de linha (TW87).
TW32 – Elemento direcional
A operação do elemento TW32 pode ser entendida
como uma comparação de polaridades entre a
primeira onda viajante de corrente e a primeira onda
viajante de tensão. Tomando como exemplo o circuito
abaixo, com um relé instalado no terminal S, tendo o
terminal R como o “terminal a frente” e o terminal T
como o "terminal reverso”, a polaridade do
>
4

transformador de corrente, TC, está voltada de forma
que o fluxo que entra na linha seja considerado
positivo.
T S R
através da fórmula abaixo:
Em que:
Relé
Figura 3: Circuito exemplo com terminais T, S e R
Para uma falta a frente, entre os terminais S e R, as
frentes de onda de tensão e corrente, supostas aqui
como positivas, se deslocarão no sentido dos terminais
citados, conforme ilustra a Figura 4. O relé detectará as
ondas viajantes, TWs, de tensão e corrente do terminal
S e, fará sua análise de polaridade. Perceba que a TW
de corrente entra pela não-polaridade do TC de
proteção, de modo que o relé a receberá com
polaridade invertida. Logo, as polaridades das ondas
viajantes de tensão e corrente serão opostas, indicando
ao relé que a falta foi a frente. Vale lembrar, como dito
no início, que as ondas viajantes de tensão e de
corrente produzidas possuem a mesma polaridade no
ponto de falta, o que permite que a análise acima seja
verdadeira.
TWs de Corrente
T S TWs de Tensão
R
F
T dir torque que indicará a polaridade
V TW onda viajante de tensão
I TW onda viajante de corrente
O sinal negativo na fórmula foi adicionado por uma
questão de simplificação do resultado, de modo que
para uma falta a frente o resultado do torque seja
positivo e para uma falta reversa, negativo.
A figura abaixo resume a explicação:
TW Tensão
TW Corrente
Torque Integrado
- V .
∫
I TW
(a)
+
V TW
I TW
t
t
t
- V .
∫
I TW
(b)
+
+
V TW
I TW
t
t
t
Relé
Figura 4: Ondas viajantes para uma falta a frente
Para uma falta reversa, entre os terminais T e S, a onda
viajante de corrente entrará no TC pela polaridade,
fazendo com que o relé meça as ondas de tensão e
corrente com a mesma polaridade, sem inversão. Logo
o equipamento informará que a falta foi reversa,
conforme mostrado na figura abaixo:
TWs de Corrente
T TWs de Tensão
S R
F
Relé
Figura 6: (a) ondas viajantes de corrente e tensão para falta a frente
(b) ondas viajantes de corrente e tensão para falta reversa
TW87 – Elemento diferencial de linha
O elemento TW87, diferencial de linha por ondas
viajantes, também utiliza a comparação de
polaridades, porém, não entre as travelling waves
(TWs) de tensão e corrente, mas entre as TWs de
corrente em ambos os terminais alinhadas no tempo.
Utilizando o mesmo sistema do exemplo anterior, no
entanto considerando um relé também no terminal R,
chega-se na figura abaixo:
T S R
Figura 5: Ondas viajantes para uma falta reversa
O relé internamente realiza a integração do torque
gerado pela multiplicação das ondas viajantes de
corrente e tensão, expressa matematicamente
Relé
Relé
Figura 7: Circuito exemplo com relés nos terminais S e R
>
5

Para uma falta externa, entre os terminais T e S por
exemplo, a onda viajante de corrente trafega para o
terminal S, entra no TC desse terminal pela polaridade
e se dirige ao terminal R, entrando agora no TC pela sua
não-polaridade. O tempo que uma onda viajante leva
para percorrer a linha protegida (entre os terminais S e
R) é chamado de “tempo de propagação de onda
viajante na linha”, conhecido também como travelling
wave line propagation time, TWLPT. Assim, cada relé
medirá a mesma onda viajante com uma polaridade
distinta e defasadas no tempo no valor do TWLPT,
indicando que a falta é externa, conforme a figura
abaixo:
TWs de Corrente
T S R
F
Relé
Figura 8: TWs de corrente para uma falta interna
Já para uma falta interna, entre os terminais S e R, as
ondas viajantes de corrente trafegarão pela LT e
entrarão em ambos os TCs pela não-polaridade. Isso
fará com que os relés dos dois terminais, S e R, meçam
as ondas com a mesma polaridade e defasadas no
tempo de um valor inferior ao TWLPT. Esta é uma
característica de faltas internas à linha. A explicação
pode ser exemplificada na figura abaixo:
Figura 9: TWs de corrente para uma falta externa
Internamente, o relé faz essa comparação através da
definição de duas grandezas, a grandeza de operação,
i OP e a grandeza de restrição, i RT . As análises a seguir
serão feitas para a condição em que a onda viajante
chegue primeiro ao terminal S, sendo possível
estabelecer facilmente um paralelo para o caso da
onda viajante atingindo primeiramente o terminal R.
A grandeza de operação é definida como a soma das
primeiras ondas viajantes em cada terminal, conforme
a fórmula abaixo:
i = |Is (t) + Ir (t-P)|
OP TW TW
Relé
T TWs de Corrente
S R
F
Relé
Relé
Em que:
Ir
Is
TW
TW
(t)
(t-P)
P
Percebe-se que a fórmula acima traz um elemento de
“ajuste temporal” chamado de P. Esse ajuste é
necessário uma vez que as ondas viajantes não
chegarão no mesmo instante de tempo em ambos os
terminais, a não ser para o caso da falta ocorrer
exatamente no meio da linha de transmissão. Logo, ao
realizar a comparação, os relés devem comparar as
amostras que correspondam às chegadas das TWs nos
terminais, que na fórmula se expressa pelo instante “t”
no terminal S e pelo instante “t-P” no terminal R.
A grandeza de restrição é um pouco mais complexa,
sendo necessário para seu entendimento a adição de
mais um parâmetro, o tempo de propagação de ondas
na linha de transmissão, definido como τ. Esse
parâmetro corresponde ao tempo que uma onda
viajante demora para trafegar de um terminal para o
outro dentro da LT. Uma vez que o comprimento da
linha e seus parâmetros eletromagnéticos são fixos,
esse τ será constante.
Assim, define-se a grandeza de restrição como a
diferença entre a primeira onda viajante em um
terminal e as amostras no outro terminal defasadas de
τ, o tempo de propagação.
Em que:
Ir
Is
TW
TW
(t)
(t-τ)
primeira onda viajante que atinge o
terminal S
primeira onda viajante que atinge o
terminal R
ajuste temporal necessário para que as
amostras de ondas viajantes em R se
alinhem com as ondas viajantes em S
i = |Is (t) - Ir (t - τ)|
RT TW TW
primeira onda viajante que atinge o
terminal S no instante t
medição da onda viajante no terminal R
defasada de τ do instante t
O relé identificará uma falta interna, enviando um sinal
de trip para o disjuntor, quando a condição ao lado for
satisfeita:
>
6

i
OP
> k.i
RT
TWs que trafegariam para os terminais da LT e
entrariam em ambos os TCs pela polaridade, conforme
mostrado na figura abaixo:
Sendo k um fator de restrição, que define a
sensibilidade da função.
Aplicando as explicações acima em exemplos de faltas
internas e externas, chega-se na seguinte análise:
S
TWs de Corrente
F
A) Falta interna
Para faltas internas, as ondas viajantes em ambos os
terminais possuem a mesma polaridade, fazendo com
que a soma Is TW(t) + Ir TW(t - P) resulte em um valor
elevado e a subtração Is TW (t) - Ir TW (t - τ) em um valor
baixo, o que fará com que a condição i OP > k.i RT seja
atendida, resultando assim em uma atuação do relé. A
figura abaixo ilustra a explicação:
TW no terminal S
TW no terminal R
Figura 10: TWs de corrente para uma falta interna
B) Falta externa
Para faltas externas, as ondas viajantes possuem
polaridades diferentes nos terminais, fazendo com que
a soma Is TW(t) + Ir TW(t-P) resulte em um valor baixo e
a subtração Is TW(t) - Ir TW(t-τ) em um valor alto, o que
fará com que a condição i OP> k.i RT não seja atendida,
e o relé não atue. A figura abaixo ajuda a ilustrar a
explicação:
TW no terminal S
TW no terminal R
Tempo de propagação
+ de onda na LT
P k.i não seja atendida.
OP
RT
Relé
No próximo fascículo serão abordadas algumas
descobertas surpreendentes obtidas por meio da
amostragem e da análise de dados das ondas viajantes
permitiram e como isso pode revolucionar o
entendimento do sistema elétrico.
Caso você tenha perdido as outras edições e deseje
completar seu fascículo, você pode acessar a versão
online em nossa página:
www.selinc.com/jornalinterface ou entrar em contato
conosco pelo e-mail: marketing@selinc.com que
enviaremos a edição para você.
-
Figura 11: TWs de corrente para uma falta externa
Um caso interessante é a ocorrência de uma falta
externa, em uma linha paralela a protegida. Ela geraria
7

INTERFACE ENTREVISTA
À frente do domínio do tempo
Engenheiro e inventor da SEL, Armando Guzman
fala sobre o futuro da tecnologia de proteção de
linhas no domínio do tempo
O gerente de Pesquisa e Desenvolvimento da SEL,
Armando Guzman-Casillas esteve no Brasil para
participar do Seminário-Aula – Proteção de Linhas no
Domínio do Tempo. Nascido no México, o
engenheiro está na SEL desde 1993 e tem várias
patentes em parceria com outros pesquisadores,
inclusive com o fundador da empresa, Ed Schweitzer.
Guzman faz parte do time de profissionais que
desenvolveu o primeiro relé de proteção no domínio
do tempo, SEL-T400L. Em entrevista ao Interface,
Guzman destacou que a tecnologia de proteção de
linhas no domínio do tempo é um marco para o setor
e seu futuro vai na direção de um sistema que possa
detectar as faltas antes mesmo de sua ocorrência.
Interface: Pode falar um pouco sobre o histórico de
quando a SEL decidiu inovar e trazer a proteção de
linhas no domínio do tempo para o mercado?
Como essa ideia surgiu?
Guzman: O Doutor Edmund Schweitzer (fundador
da SEL) foi quem catalisou esse processo. Primeiro,
nós começamos com a localização de faltas por ondas
viajantes e aprendemos muito. Nos sentimos
confiantes. Aprendemos que transformadores de
corrente provêm sinais em que é possível ver com
detalhes as ondas viajantes. O primeiro foi o SEL-411L
com localização de faltas por ondas viajantes, um
tremendo sucesso no mercado. E o Doutor
Schweitzer continuou falando que queria seu relé de
proteção de linhas no domínio do tempo e nós
tivemos o apoio para fazê-lo. Estamos trabalhando há
cerca de quatro anos no desenvolvimento deste relé
de proteção. O SEL-T400L tem grandezas
incrementais, antigamente já havia essa tecnologia,
mas com fasores. Nosso equipamento inaugura isso
para o domínio do tempo.
Interface: Então, foi o Doutor Schweitzer que
sugeriu que a SEL tentasse criar esse equipamento?
Guzman: Não. Ele não sugeriu, ele disse:
desenvolvam esse relé! (risos).
Interface: Quais são os próximos passos no estudo
da proteção de linhas no domínio do tempo?
Guzman: Quero dar um panorama primeiro
abordando onde estamos agora. Basicamente, nós
amostramos as tensões e correntes em uma
frequência na ordem de quilo-Hertz (kHz) . Com o
SEL-T400L nós amostramos a cada microssegundo,
em mega-Hertz (MhZ), o que possibilita usar a
proteção de ondas viajantes. Esta é a primeira vez que
alguém está usando ondas viajantes com os
elementos TW32 e TW87 para proteção. No
passado, outras empresas já anunciaram que estavam
fazendo isso, mas não estavam realmente. Hoje nós
começamos com uma frequência de um mega-Hertz
e vamos para outra frequência de 10 quilo-Hertz. Em
10 quilo-Hertz, podemos usar elementos baseados
em grandezas incrementais: o TD21 e o TD32.
No futuro, nós queremos lançar o relé SEL-T401L que
além das ondas viajantes e grandezas incrementais
também será similar a proteção de linhas com fasores,
mas atuando no domínio do tempo. Isso nos
possibilitará oferecer um backup para a proteção
integrado ao relé, considerando que hoje o
SEL-T400L precisa de um relé companheiro. Desta
maneira, teremos um equipamento standalone
(autossuficiente), que poderá ser aplicado sozinho.
>
8

Interface: É possível falar sobre o que vem depois da
proteção de linhas no domínio do tempo?
Neste momento, nós ainda não sabemos. Se
soubéssemos nós já estaríamos trabalhando nisso.
(risos). Estou nesta área há muitos anos e recebemos
constantes feedbacks. Um de nossos clientes estava
usando essa tecnologia e houve um evento
interessante em que os elementos de proteção
operaram em um milissegundo, indicando a
localização da falta de forma extremamente precisa.
Eles ficaram surpresos e nos questionaram “o que mais
podemos fazer?”. É como eu me sinto.
Estamos trabalhando muito na localização de faltas e o
próximo passo é aprofundar o monitoramento das
linhas de transmissão. Nosso equipamento tem quatro
vezes a resolução dos tradicionais, o que
possibilita ver fenômenos que não eram
conhecidos antes. Podemos usar essa
tecnologia para ver se um disjuntor está
d e s c o n e c t a d o , s e e s t á a b r i n d o
corretamente e descobrir se podemos
fazer algo na manutenção para prevenir
esse dispositivo de falhar. Poder detectar
faltas antes de ocorrerem será um divisor
de águas, um marco. Antes da falta ocorrer,
detectamos esses precursores, sinais de um
possível defeito, providenciamos um
alarme e a concessionária enviará uma
equipe para checar. Originalmente,
pensávamos que poderíamos fazer isso
somente em linhas subterrâneas, mas por
alguns eventos que identificamos em
campo vimos que podemos fazer isso para
linhas aéreas também o que será algo
muito bom para o mercado.
Interface: É possível ir ainda mais rápido ou não faz
sentido?
Guzman: Acho que o futuro dessa tecnologia
realmente é prever faltas reais antes de ocorrerem. Ir
mais rápido que 1ms não é algo que estamos
procurando, mas sim a capacidade de detectar faltas
iminentes antes que elas se concretizem.
Interface: Você tem algum caso real de como isso
tem ocorrido?
Guzman: No SEL-T400L temos o monitor de linha que
mostrou alguns eventos na Índia e no México em que é
possível ver essas faltas iminentes nos registros. O
Monitor de Linhas do SEL-T400L tem uma visão da
linha e é capaz de identificar se há um precursor, um
sinal que indique um possível aparecimento de uma
falta naquela localidade. Ele diz onde está a falta
iminente e começa a contar e se há vários desses
eventos, mais de três, ele disparará um alarme para
que a equipe possa checar. Isso pode ser, por exemplo,
um galho que se aproxima da linha ou um isolador que
tem muita poeira e precisa de limpeza. Os registros
que vimos em linhas áreas nos motivou a realizar essas
pesquisas com os precursores. No momento, isso está
em análise com alguns clientes e queremos inclusive
fazer essa avaliação em linhas de transmissão de
clientes brasileiros.
Interface: Em algum momento, todas as empresas
trabalharão com relés no domínio do tempo? A SEL
mudará todo o mercado?
Armando Guzman - apresentação no Seminário-Aula Proteção de Linhas no
Domínio do Tempo.
Guzman: Provavelmente sim. A SEL tem sido pioneira
na implantação de diversas ideias. Fomos os primeiros
a trazer para o mercado a localização de faltas por
ondas viajantes e a incorporar sincrofasores ao relé de
proteção, por exemplo. Nesse último caso, lembro de
quando falei sobre o assunto em um evento em
Spokane (EUA) e uma empresa disse que não era
possível implantar sincrofasores em relés. Minha
resposta foi: “o fato de vocês não saberem como fazer,
não significa que não pode ser feito”. Eles ficaram
realmente chateados comigo (diz, rindo). Já sabemos
que algumas companhias estão tentando colocar
ondas viajantes para localização de faltas em relés. Os
chineses estão realmente procurando e eles já têm
protótipos de proteção com ondas viajantes em
universidades do país.
Foto: SEL
Foto: SEL
9

Relés de Proteção Realizam Monitoramento Térmico de Cubículos
Sensores de temperatura ligados aos relés permitem ter monitoramento total do
cubículo e evitam manutenções corretivas
Ao monitorar cubículos de média tensão, os
relés de proteção inteligentes garantem a
segurança e confiabilidade da operação
desses ativos, fundamentais em uma indústria. Falhas
nos componentes internos de um cubículo acarretam
altos níveis de energia que podem levar a danos e
trazer riscos para colaboradores e instalações. Uma
das aplicações que ganha representatividade no setor
devido aos bons resultados apresentados é a utilização
dos relés para o monitoramento contínuo da
temperatura de cada compartimento do cubículo.
Trazendo a possibilidade de
“
realizar manutenções preditivas e
não corretivas, os relés também
possibilitam reduzir custos e
indisponibilidades.
De acordo com Nivaldo Silva,
engenheiro de Aplicação e
Ve n d a s d a S E L , o s r e l é s
monitoram diversas grandezas como corrente, tensão,
qualidade da energia e também podem analisar
temperaturas. “É como se o relé tirasse um extrato da
qualidade dessas grandezas para indicar se estão
saudáveis ou não e se oferecem algum risco à
continuidade da operação e à segurança. Essas
informações trafegam praticamente em tempo real ao
centro de operação, permitindo à empresa uma
intervenção programada sem perda de produtividade”.
Uma intervenção programada permite que seja feita
uma manutenção preditiva, reduzindo os custos que
seriam gerados por uma indisponibilidade da planta.
Silva destaca que uma indicação de alta temperatura
em um destes compartimentos mostrará a necessidade
de intervenção da equipe de manutenção para uma
inspeção termográfica mais detalhada, sem que seja
necessário realizar inspeções periódicas. O relé analisa
as várias grandezas medidas e consegue identificar se o
aumento da temperatura tem causas normais, como
aumento da temperatura ambiente e aumento da
corrente nominal, ou sem causa aparente o que indica
a necessidade de intervenção. “A termografia em
painéis industriais, de média ou baixa tensão, é uma
prática usual, que expõe o profissional a uma situação
de risco. Os painéis são blindados, fechados e para
10
ENGENHARIA E SERVIÇOS
fazer a termografia é preciso abrir uma porta ou
remover uma tampa, tirando a proteção mecânica
entre a parte ativa, energizada, e o operador. Na
ocorrência de um arco-elétrico durante essa operação,
o operador estará sujeito a um risco de morte”.
O relé realiza um monitoramento contínuo, 24 horas
por dia, e torna possível intervir assim que uma
anormalidade aparece. Silva cita um exemplo: se uma
termografia for realizada em um dia e no outro um
problema surgir, só será possível identificá-lo dali a seis
ou 12 meses na próxima inspeção e, enquanto isso, a
empresa conviverá
O monitoramento térmico de
c u b í c u l o s p e r m i t e u m a
manutenção preditiva, reduzindo
custos e indisponibilidades.
com os riscos, o que
pode levar a uma
p a r a d a n ã o
p r o g r a m a d a d a
produção e perdas
financeiras. Ele
relembra também
que muitos recursos de monitoramento já estão
disponíveis nos relés, porém, não são usados em sua
totalidade, mesmo com custo baixo para
implementação. “O relé oferece muito mais do que a
proteção de grandezas elétricas dos circuitos de
potência. Com a correta aplicação podemos nos
antecipar a fenômenos que podem ter como
consequência um dano elétrico maior”, afirma Silva.
Um exemplo de aplicação é o de uma empresa da área
agrícola no sul do Brasil. Para o monitoramento da
temperatura, são utilizados sensores nos
compartimentos, por meio dos quais, o relé identifica
“
>

se há um aumento de temperatura, que não condiz com
o aumento de corrente e temperatura ambiente. Com
isso, as equipes de manutenção podem ser alertadas
remotamente e tomar providências. “O relé analisa a
temperatura do compartimento e verifica se está dentro
do esperado. Se estiver
“
fora, dispara um alarme.
Isso dá condição para
que a equipe de proteção
se programe para intervir
n o p r o b l e m a
i d e n t i f i c a d o . A
manutenção deixa de ser
corretiva, passa a ser
preditiva”, destaca o engenheiro da SEL.
No caso da empresa citada, também se utiliza o relé
para monitorar alimentação auxiliar e o arco elétrico,
temperatura, tempos de abertura e fechamento de
disjuntores. O projeto trouxe para a mão do operador
da companhia todo o controle da parte elétrica que usa
cerca de 90% das funções do relé, assegurando a
confiabilidade de seu processo industrial.
O relé realiza um monitoramento
continuo, 24 horas por dia, e
torna possível intervir assim que
uma anormalidade aparece.
Com as funções dos relés inteligentes, é possível ter
controle total dos ativos em um cubículo de média
tensão, sendo o disjuntor o principal deles. O relé
promove a abertura do disjuntor quando há eventos
danosos e também faz a supervisão deste equipamento
quanto aos tempos de
“
abertura e de fechamento.
“Se esse tempo começar a
ficar elástico, significa que o
d i s j u n t o r p r e c i s a d e
intervenção”, enfatiza o
especialista da SEL.
Além da temperatura: monitoramento total dos
cubículos
Os cubículos são unidades funcionais formadas por
quatro compartimentos independentes e separadas
por barreiras metálicas e aterradas. Eles se dividem em
compartimento de barramento principal, de manobra
(disjuntor ou contator), baixa tensão e de cabos. Os
relés podem monitorar diversos pontos dessas
unidades como disjuntores, tensão auxiliar do banco
de baterias, transformador de potencial e de corrente,
temperatura e detecção de arco elétrico. Os dados
devem ser enviados para o sistema de supervisão via
rede de comunicação conforme a arquitetura
planejada.
Prevenir a ocorrência de falhas no sistema elétrico
garante o não comprometimento dos processos
industriais. Se há algo errado com a parte elétrica, o relé
já pode bloquear inputs do processo e informar o
porquê disso. Um exemplo a ser mostrado é o de um
disjuntor que não tenha condições de ser fechado por
temperatura ou problemas indicados pelo relé que foi
parametrizado para tal. O equipamento vai bloquear o
fechamento deste disjuntor e emitir um alarme. A ideia
central do monitoramento é garantir a confiabilidade
por meio da otimização do uso dos recursos do relé.
O equipamento também é capaz de fazer a supervisão
da alimentação auxiliar e verificar a qualidade desta
fonte. Se esta alimentação não está em níveis
adequados, pode comprometer a proteção do
cubículo e da respectiva carga. “É como se o relé fosse o
cérebro e o cubículo, o corpo. O relé monitora vários
pontos vitais desse corpo para que o mesmo continue
funcionando. No caso de um transformador com carga,
por exemplo, o relé é capaz de protegê-lo e fazer a
supervisão do cubículo propriamente dito”, afirma.
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SETOR TÉCNICO
Simplicidade e Robustez
na Proteção e Controle
de Unidades Geradoras
Foto: Divulgação
unidade geradora, UG, é formada
Abasicamente de máquina (gerador) e
transformador elevador. Em alguns projetos
de usinas hidrelétricas existe um pequeno trecho de
linha que conecta a alta tensão do transformador
elevador ao barramento da subestação.
Essa pequena linha, normalmente com comprimento
de 1 ou 2 km, introduz um desafio para proteção do
grupo gerador. Para realizar a proteção diferencial
estendida, as alternativas seriam: uma proteção
diferencial, com um cabo muito longo do TC (o que
facilitaria uma saturação pelo alto burden secundário)
ou adotar um sistema de proteção piloto. Visando
solucionar esses problemas, a tecnologia Time
Domain Link (TiDL) da SEL mostra-se como uma
alternativa simples e confiável para a proteção
diferencial da unidade geradora.
O TiDL é uma solução ponto a ponto em que tensões,
correntes e sinais digitais, são aquisitadas por um
módulo de campo SEL-2240, digitalizadas e enviadas
para o relé da família 400. Essa arquitetura, diferente
das soluções com a utilização de Sampled Values (IEC-
61850-9-2), não requer sincronismo de tempo
externo ou uma rede de comunicação complexa,
tornando-a assim uma solução simples e confiável.
Uma vez que a aquisição dos sinais é realizada por
módulos de campo e transmitida por fibra ótica, a
proteção diferencial da UG pode ser feita via relé
SEL-487E na casa de máquinas, sem cabos longos de
TC ou proteção piloto. Além disso, o módulo também
pode medir as tensões do barramento e permitir ao
relé realizar o sincronismo da máquina. A figura
abaixo demonstra a aplicação:
SEL-2240
SEL-2240
Fibra ótica
SEL-487E
Fibra ótica
Figura 1: Proteção da UG utilizando a tecnologia TiDL
Para saber mais sobre a tecnologia TiDL, suas aplicações e benefícios, acesse o link a seguir:
www.selinc.com/pt/solutions/p/tidl
TiDL – Relé da família 400 + SEL-2240 Axion
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