Jornal Interface - ed. 57

Engenharia & Serviços
Experiência prática da
TAESA mostra que é possível
fazer retrofit de sincronizadores
de fabricantes diferentes dos
disjuntores, e diminuir os
transitórios de manobra
Mini Artigo
Line Monitor:
Aumente a disponibilidade das
linhas de transmissão por meio
da detecção e localização de
defeitos em potencial
Produtos e Soluções
Matéria especial apresenta as
soluções para indicadores de
faltas em redes de distribuição,
aéreas e subterrâneas
ANO 16
SETOR TÉCNICO
Kits para retrofit de relés de proteção de motores agilizam
substituição de equipamentos obsoletos e incluem
recursos de alta tecnologia

Inovar para superar expectativas
A SEL cria produtos que superam expectativas e exigências do
mercado. As tecnologias e os recursos gerados inovam na
forma de proteger o sistema elétrico. Este é o caso do projeto
desenvolvido para a transmissora TAESA, matéria de capa
desta edição. A iniciativa mostrou que é possível empregar
sincronizadores de fabricantes diferentes dos disjuntores, uma
atualização que, além dos benefícios inerentes à
modernização, trouxe significativa diminuição de transitórios
de equipamentos de manobra.
Por falar em modernização, outro destaque desta edição fica
para os kits de retrofit de relés de motor. Eles tornam mais fácil
e ágil a substituição de equipamentos obsoletos, além de
trazerem ferramentas como filtragem adaptativa e
monitoramento preditivo. Destaca-se também a matéria
especial que apresenta os indicadores de falta da SEL: aéreos,
com ou sem comunicação, luminosos e subterrâneos. Esses
equipamentos são parceiros das equipes de manutenção ao
mostrarem, visualmente, o caminho pelo qual uma falta
passou, facilitando, sobremaneira, a tarefa de encontrar onde
está um defeito na linha.
Aumentar a disponibilidade das linhas de transmissão é o
desejo de qualquer transmissora. Com o Line Monitor - LIMO,
isto é possível! A partir da detecção de possíveis faltas, as
empresas conseguem realizar a manutenção preditiva das
linhas, diminuindo a indisponibilidade e aumentando sua
receita. Ainda sobre linhas de transmissão, confira as
informações sobre o lançamento do SEL-411L-A, desenhado
especificamente para atender linhas de subtransmissão, com
custo otimizado quando comparado aos modelos SEL-411L-0
e SEL-411L-1.
Neste Interface, vale a pena, ainda, conferir como a SEL tem
atuado no fomento de pesquisas acadêmicas no setor elétrico.
A empresa é parceira de universidades brasileiras e do
exterior, investindo, cedendo equipamentos para subsidiar
pesquisas e realizando projetos em conjunto. Sugestões de
literatura técnica, como a do artigo que descreve uma nova
metodologia para detecção de corrente de energização
transitória (inrush) em transformadores com baixo conteúdo
de harmônicos, e de eventos que serão promovidos pela SEL
também estão nesta edição.
Boa leitura!
EDITORIAL
Eduardo Zanirato, Gerente de Vendas e Atendimento ao Cliente da SEL
Expediente Interface
Publicação e Projeto Gráfico:
Schweitzer Engineering Laboratories Comercial Ltda.
Endereço: Avenida Pierre Simon de Laplace, 633
Condomínio Techno Park - Campinas/SP CEP 13.069-320
Tel: (19) 3515-2060 | marketing_br@selinc.com.br | www.selinc.com.br
Editoria, redação e diagramação:
BRSA - Branding and Sales
abertran@brsa.com.br
Gráfica: Gráfica Mundo
Tiragem: 8 mil exemplares
ACONTECE
Seminários da SEL exploram
conteúdos técnicos e inovações
Dois encontros, gratuitos para o cliente, foram realizados pela
SEL em agosto: o Seminário Técnico de Proteção e
Automação de Sistemas Elétricos Industriais, e o Seminário
de Inovações na Proteção e no Controle para Plantas
Renováveis.
O primeiro seminário tratou das tecnologias e soluções
voltadas ao segmento industrial, e abrangeu funcionalidades
e inovações em proteção e automação. A parte de proteção
inclui soluções para mitigar energia incidente, proteção de
motores e recursos que minimizem os efeitos de saturação
do Transformador de Corrente (TC). Em relação à
automação, foram contemplados: a disponibilização de
dados e integração de sistemas, requisitos de redes e boas
práticas do segmento. Os engenheiros da SEL também
apresentaram sistemas para prevenir, detectar e mitigar
blecautes em plantas industriais.
No segundo evento, o programa abordou soluções para
proteger e localizar faltas na rede de média tensão de
parques eólicos e solares, inovações na proteção da linha de
conexão do parque de energia renovável à rede básica,
registro de perturbações, monitoramento preditivo e
comunicação. Os requisitos de segurança cibernética do
ONS, abordados na nova Rotina Operacional RO-CB.BR01,
foram igualmente pautados, além de experiências de
projetos de plantas renováveis, realizados pela equipe de
Engenharia e Serviços da SEL.
Assista aos webinars da SEL
A SEL está com a agenda aberta para seus próximos
webinars. As transmissões iniciam às 14h e têm 75 minutos
de duração. Em nosso site também é possível assistir aos
diversos webinars anteriores. As próximas apresentações
serão nos dias:
• 3 de outubro: detecção de inrush em transformadores
com baixo conteúdo harmônico.
• 21 de novembro: soluções para coleta automática de
oscilografias SEL.
• 5 de dezembro: simplifique a configuração de redes IEC
61850 com switches SDN.
Para inscrever-se, use o QR Code abaixo.
Webinars
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LANÇAMENTO DE PRODUTO
Proteção de linha na medida certa
Lançamento da SEL, o novo relé de proteção diferencial de linhas
SEL-411L-A foi criado para ser uma versão com funcionalidades
direcionadas às linhas de subtransmissão.
ASEL trouxe para o mercado o novo relé SEL-411L-A,
um dispositivo voltado à proteção completa de
linhas de subtransmissão, incluindo funções
de distância, direcional, diferencial, e capacidade de
automação e controle.
O equipamento é uma versão econômica do modelo
SEL-411L, que faz parte da série de relés para proteção
diferencial de linhas de transmissão.
Segundo o Gerente Técnico Regional da SEL, Paulo Lima, o
desenvolvimento foi pensado para ofertar ao mercado um
equipamento contendo as funcionalidades necessárias às
aplicações de linhas de subtransmissão que não necessitam
dos mesmos recursos de proteção, automação e controle de
linhas de extra alta tensão, especialmente nos casos de
subestações com arranjo de disjuntor único.
“Com essa versão mais enxuta, desenhada para aplicação
específica em esquemas com disjuntor único, os clientes
podem ter acesso a um relé com funções avançadas,
capacidade de comunicação mais moderna e lógicas de
monitoramento que antes, para poder utilizar, era preciso
adquirir um equipamento preparado para linhas de extra
alta tensão, em arranjos com dois disjuntores”, destaca Lima.
Diversos recursos avançados continuam disponíveis no
SEL-411L-A. A proteção fornecida pelo dispositivo é
composta por uma lista ampla de funcionalidades, entre as
quais se incluem: proteção diferencial de linhas, proteção de
distância, direcional e esquemas de teleproteção, com
elementos que oferecem alta sensibilidade e velocidade.
Recursos avançados - como o sistema de monitoramento de
disjuntores, monitoramento da tensão auxiliar Vcc,
capacidade lógica e localização de faltas com dados de
múltiplos terminais - continuam disponíveis da mesma forma
que as versões disponíveis até então.
Além disso, o equipamento possui as mesmas características
intuitivas que os outros relés da linha, com um teclado que
possibilita fácil navegação pelo display frontal, pontos
configuráveis de tela, botões programáveis de operação, e
um painel frontal que pode ser personalizado de acordo
com as necessidades do usuário.
O que é diferente na nova versão
Para trazer aos clientes um equipamento de menor
custo, comparado aos outros modelos, alguns
recursos e funcionalidades não estão disponíveis
no SEL-411L-A. O novo dispositivo voltado às linhas
de subtransmissão suporta apenas um disjuntor,
enquanto as demais versões são compatíveis com
até dois disjuntores. Da mesma forma, funções
associadas - como verificação de sincronismo e
religamento automático - são aplicáveis para
somente um disjuntor.
Outras funções suprimidas neste relé são: a lógica
para linhas com compensação capacitiva em série,
elementos subcíclicos de distância e direcional, e
protocolo de comunicação sincrofasorial. Como o
modelo foi adaptado à aplicação em linhas de
subtransmissão, também oferece suporte para o
monitoramento de somente um sistema de bateria,
e não duas. Desta forma, o equipamento fica
apenas com as funções necessárias para a
aplicação nestas linhas.
Ainda que a versão seja reduzida, de acordo com
Lima, entre os benefícios de adquiri-la está a
possibilidade de realizar mudanças e acrescentar
opções adicionais, caso o cliente queira converter
o equipamento e ter acesso às funcionalidades
presentes no SEL-411L-0 ou SEL-411L-1.
O Gerente Regional da SEL relata que antes de o
produto ser disponibilizado comercialmente no
Brasil, no primeiro semestre deste ano já havia uma
fila de pedidos. Os clientes foram notificados sobre
o lançamento e houve preferência pelo novo
dispositivo, uma vez que o preço ficou mais
acessível aos clientes, que querem proteger as
linhas de subtransmissão com os benefícios e a
tecnologia de ponta da SEL.
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EDUCAÇÃO E CARREIRA
Pesquisa explora funcionalidades do
SEL-400G para proteção seletiva de
geradores
Realizada por mestrando da UNIFEI, dissertação mostra
eficácia do equipamento da SEL para garantir a seletividade
nas aplicações de múltiplos geradores conectados em
paralelo.
A proteção para faltas à terra, no estator de geradores
conectados em paralelo, é um dos grandes desafios da
geração de energia, uma vez que esse tipo de conexão
prejudica o funcionamento das tradicionais funções de
proteção.
Normalmente, conectado diretamente aos terminais de saída
do gerador, há um transformador responsável por adequar a
magnitude da tensão e da corrente geradas às necessidades da
transmissão. Mas, devido ao seu custo e à não obrigatoriedade
de ter um transformador exclusivo para cada gerador, pode-se
encontrar múltiplas unidades geradoras compartilhando o
mesmo transformador. Isso cria dificuldades ao sistema de
proteção, essencial para proteger e isolar o gerador diante da
existência de falhas internas, sobretudo defeitos à terra.
A SEL foi a primeira fabricante a propor uma metodologia para
contornar o problema, e um artigo sobre o assunto motivou a
pesquisa do mestrando Leonardo Rezende, da Universidade
Federal de Itajubá (UNIFEI).
A pesquisa consistiu na exploração da nova funcionalidade do
relé SEL-400G, que usa tensões fundamentais e de terceiro
harmônico para identificar o gerador com maior probabilidade
de estar com defeito à terra. Antes, as estratégias disponíveis
eram: realizar o disparo de todas as máquinas ou um disparo
sequencial. Na nova metodologia, a confiabilidade e a
seletividade são mantidas: desconecta-se somente o gerador
com defeito. “Isso permite que os demais geradores
conectados em paralelo continuem em operação, reduzindo
consideravelmente o prejuízo de uma parada total de
processo, fruto da ausência de seletividade da proteção”,
afirma Rezende.
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Inicialmente, o mestrado esteve condicionado a um projeto
de pesquisa e desenvolvimento sob orientação do professor
Paulo Márcio da Silveira, Coordenador do Centro de Estudos
em Qualidade da Energia e Proteção Elétrica da UNIFEI. A
pesquisa foi primeiramente realizada nos Estados Unidos,
entre setembro de 2021 e janeiro de 2022, na Universidade
de Idaho, na cidade de Moscow, orientada pelo professor
Brian K. Johnson. A proximidade com Pullman, cidade da
matriz da SEL, facilitou o empréstimo de dois relés SEL-400G
para a pesquisa. No retorno do pesquisador, o trabalho
continuou em Itajubá (MG), a partir da obtenção de um
SEL-400G pela UNIFEI (por meio da política de vendas da
SEL para universidades, a um preço menor) e do
empréstimo de um segundo, fornecido pela SEL.
O sistema tem funções inovadoras para proteção contra
faltas internas e condições anormais de operação de
geradores, incluindo o caso da seletividade para máquinas
operando em paralelo, situação em que era muito
complicado distinguir, durante um defeito à terra, em qual
das máquinas este se encontrava. “A proteção tem que ser
seletiva. É preciso desligar apenas o gerador que está com
defeito”, diz o professor Paulo Silveira.
Doação para construir
Centro de Inovação
Dentro do papel de incentivo ao desenvolvimento da
ciência, a SEL, seu fundador, Edmund O. Schweitzer III, e
sua esposa Beatriz, doaram 20 milhões de dólares para a
Washington State University – WSU. O recurso será
empregado na construção de um novo centro no
campus de Pullman, em que estudantes poderão
desenvolver atividades de inovação e colaboração, com
acesso a serviços de consultoria e tecnologia.
Tenha acesso
ao conteúdo completo
por meio deste QR Code:

ENGENHARIA E SERVIÇOS
Retrofit de sincronizadores diminui
transitórios de manobra
Projeto realizado pela SEL, para a Transmissora Aliança de
Energia Elétrica S.A. (TAESA), mostrou que é possível utilizar
sincronizadores e disjuntores de diferentes fabricantes, e
atingir o resultado esperado.
O chaveamento controlado de disjuntores é um método
utilizado para minimizar os transitórios causados por
manobras de equipamentos no sistema de potência. Os
IEDs (Intelligent Electronic Devices) que realizam esta função
devem garantir uma operação segura e confiável. Por isso, é
importante trabalhar com equipamentos robustos. Um dos
projetos realizados pela SEL atendeu justamente essa
exigência, ao promover o retrofit de oito sincronizadores da
TAESA, grupo privado de transmissão de energia elétrica que
se dedica à construção, à operação e à manutenção de
ativos de transmissão, e possui 97 subestações.
A modernização – realizada com controlador de manobras
SEL-352 – trouxe significativa diminuição dos transitórios de
manobra, ainda que os disjuntores fossem de um fabricante
diferente.
Os transitórios, como o próprio termo diz, são variações que
ocorrem no sistema de transmissão de energia elétrica,
derivadas de eventos temporários e não desejados. As
manobras podem levar a sobretensões e sobrecorrentes
que, por sua vez, são capazes de acarretar intercorrências
em outros equipamentos, diminuir a qualidade da energia
ou, até mesmo, interferir na estabilidade do sistema elétrico.
A realização de um retrofit para a instalação de
equipamentos mais modernos também vai ao encontro de
uma revisão da regulamentação do Operador Nacional do
Sistema (ONS), publicada em junho de 2020, com os
requisitos mínimos para as subestações e seus
equipamentos. O documento está inserido no submódulo
2.3, sob o número 884/20, e trata da exigência de que os
disjuntores que fazem a energização de equipamentos
como transformadores, reatores e bancos de capacitores
possuam métodos de controle para que essa manobra
impacte, o mínimo, o Sistema Interligado Nacional (SIN).
Segundo o Engenheiro Especialista de Sistema Elétrico de
Potência (SEP) da SEL, Fábio Lollo, esses são equipamentos
que precisam ser manobrados por necessidade operativa do
sistema elétrico. Devem ser desligados ou inseridos no
sistema conforme o momento de carga, por exemplo.
A modernização – realizada com controlador de manobras
SEL-352 – trouxe significativa diminuição dos transitórios de
manobra, ainda que os disjuntores fossem de um fabricante
diferente.
Os sincronizadores têm um papel importante para
minimizar o nível desses transitórios durante as manobras do
sistema, que, por sua vez, dependem diretamente do ponto
da onda de tensão ou corrente em que a manobra é
realizada. Eles controlam em que instante cada fase será
aberta ou fechada durante a desenergização ou a
energização de um equipamento. Para realizar essa função,
exigem-se equipamentos estáveis e de alta precisão, como
os relés que possuem saídas digitais de alta velocidade de
operação, com tempo da ordem de microssegundos.
De acordo com o Engenheiro de Transmissão Sênior da
Gerência Executiva de Engenharia de Transmissão da
TAESA, Arthur Augusto Pereira Cruz, a demanda por
substituição dos sincronizadores das subestações escolhidas
surgiu por conta de uma dor da empresa em relação ao
equipamento anterior. “Os produtos instalados estavam
apresentando falhas antes do fim do tempo de vida útil
esperado, e enfrentávamos uma dificuldade muito grande
com o suporte técnico para esta tecnologia”, conta.
A transmissora apostou na modernização com a SEL, tendo
em mente o benefício dessa substituição, mesmo
considerando que o disjuntor e o sincronizador eram de
diferentes fabricantes . “Criamos uma disrupção no conceito
de que o fornecedor do sincronizador deve ser o mesmo
que o do disjuntor”, afirma Cruz.
Lollo conta que foi oferecido à TAESA um sincronizador de
manobras que atendia à necessidade da empresa e tinha
características equivalentes às do equipamento que
precisava ser trocado. No entanto, ainda era um desafio
realizar a operação com um ativo de outro fabricante. A
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ENGENHARIA E SERVIÇOS
modernização foi realizada de maneira a adequar os relés
aos painéis já existentes, e toda a fiação foi aproveitada.
“Defendemos o projeto e instalamos os sincronizadores em
campo, nas subestações determinadas pela TAESA.
Inclusive, já tivemos registro de testes mostrando que a
solução funcionou corretamente”, afirma.
Todo o projeto - incluindo contrato, assinatura, revisão dos
diagramas elétricos e programação para intervenções -
durou cerca de um ano: de outubro de 2019 a novembro de
2020. Durante o período, de acordo com Cruz, as
expectativas positivas da empresa em relação à SEL foram
confirmadas. “Temos na SEL um parceiro que provém um
produto de qualidade e um serviço de excelência. Ao longo
do projeto, todas as tratativas foram muito bem conduzidas
pelas equipes de engenharia. O suporte é uma referência
para nós e tem sido assertivo, inclusive com tempo de
resposta adequado”, conta.
No total, foram instalados oito sincronizadores de manobras,
em cinco diferentes subestações (SEs) consideradas
estratégicas pela TAESA: SE Colinas, em Colinas do
Tocantins (TO); Itacaiúnas, em Marabá (PA); Ribeiro
Gonçalves, em Ribeiro Gonçalves (PI); São João do Piauí, em
São João do Piauí (PI); e Sobradinho, em Sobradinho (BA).
Os dispositivos foram empregados no controle da abertura
de bancos de reatores das barras de 500 kV dessas
subestações, e a compensação do tempo de disjuntor pelo
nível da tensão auxiliar foi considerada, garantindo
operações confiáveis mesmo nos casos de variação da
tensão auxiliar. Um detalhe importante é que os disjuntores
também atendiam aos requisitos necessários para atingir os
resultados esperados, como serem aptos a realizar
manobras monofásicas. Nos trifásicos, é possível escolher o
ponto de atuação de apenas uma das fases, o que pode
fazer com que o ponto de manobra das demais não seja o
momento ótimo, ou seja, de menor transitoriedade.
Embora o equipamento seja adequado para atender à
revisão da resolução do ONS, os disjuntores da empresa de
transmissão já cumpriam esse requisito, conforme
informação do Engenheiro da TAESA. “O principal motivo
para a substituição foi, realmente, a obsolescência
prematura dos equipamentos de controle de manobra
usados anteriormente”, enfatiza.
A experiência da TAESA, segundo informou Lollo, já foi
replicada em outras concessionárias, como a State Grid e a
COPEL-GT. Esses casos mostram que é possível provocar
mudanças no mercado, como o oferecimento de garantia
longa – dez anos é o praticado pela SEL – para
equipamentos que não costumam ter suporte por esse
período.
O processo de retrofit e os resultados foram descritos em um
artigo produzido por ambas as empresas, e apresentado no
Seminário Nacional de Produção e Transmissão de Energia
Elétrica (SNPTEE), dentro do grupo de Estudo de
Subestações e Equipamentos de Alta Tensão (GSE). Para
Cruz, levar essa informação ao mercado também é uma
tarefa importante. “Trata-se de um assunto de relevância
para o setor, e pudemos trazer a visão e a experiência do
cliente final, abrindo portas para que outras empresas
pudessem seguir o mesmo caminho”, destaca o profissional.
A produção do artigo teve a participação de Fernanda Lopes
da Cunha, Engenheira de Projetos da SEL, que também
atuou no projeto da transmissora.
Solicitar o artigo via e-mail: eventos@selinc.com
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PRODUTOS E SOLUÇÕES
Indicadores de falta otimizam trabalho da manutenção
Equipamentos instalados em redes de distribuição, aéreas e subterrâneas, emitem sinais luminosos e podem ter comunicação sem fio
Aessência dos indicadores de falta já está no próprio
nome. Eles são responsáveis por mostrar às equipes,
de forma visual, por quais pontos a falta passou,
facilitando a identificação do defeito e a recomposição da
rede. Também podem possuir comunicação e compartilhar
a informação para sistemas de supervisão ou dispositivos de
proteção. Aplicados amplamente pelas distribuidoras de
energia, são equipamentos que ajudam na localização de
faltas, levando a um restabelecimento mais rápido do
fornecimento de energia aos consumidores.
Diretamente relacionados à melhoria da qualidade do
serviço, são dispositivos que impactam positivamente os
indicadores coletivos de continuidade DEC (Duração
Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora) e
FEC (Frequência Equivalente de Interrupção por Unidade
Consumidora) das distribuidoras de energia. Como lembra o
Engenheiro de Aplicação e Vendas da SEL, Pedro Mendes,
cada minuto de interrupção no fornecimento representa
mais gastos com as penalidades impostas.
O uso desses equipamentos também reduz custos
relacionados ao deslocamento das equipes de manutenção.
Sem a indicação luminosa, é preciso ir até a margem da
estrada, se for na área rural, por exemplo, e tentar localizar
visualmente o que e onde pode estar a causa da falta. “Pode
ser uma árvore que caiu na linha, uma pipa enroscada e, até
que a equipe encontre esse ponto e solucione o problema,
parte da rede permanece inoperante”, diz Mendes. A trilha
de indicadores sensibilizados pela passagem da falta,
normalmente localizados nas bifurcações da rede de
distribuição, permite que a localização e o reparo sejam
mais ágeis.
O acionamento do indicador é realizado a partir da
passagem de uma corrente acima do normal pelo
equipamento. Ao ser sensibilizado pela corrente, o indicador
emite um sinal luminoso. O Engenheiro pontua que o papel
desse dispositivo é diferente do relé. “As tensões e correntes
da subestação são lidas pelo relé, que, ao perceber uma
falta, aciona o disjuntor para abrir e eliminá-la. O indicador
não vai atuar ou isolar a falta, mas otimizar o trabalho das
empresas no momento de localizar e reparar um defeito em
campo.”
Para atender às necessidades dos
clientes, há diferentes tipos de
indicadores. Veja quais são:
Indicadores aéreos luminosos sem comunicação
Os indicadores aéreos luminosos são acoplados aos
cabos. Há duas soluções para isso: o SEL-AR360 e o
SEL-AROH. Ambos possuem indicação luminosa e, por
meio da medição de corrente, piscam em padrões e
cores diferentes para distintos tipos de falta: amarelo
para temporárias, que se extinguem sem a intervenção
humana; e vermelho e amarelo, alternadamente, para
as permanentes. A diferença está no formato e na classe
de tensão atendida por cada um deles: até 34,5 KV para
o SEL-AR360, e até 69 KV para o SEL-AROH.
Desenvolvidos para resistir às intempéries, ambos os
7

PRODUTOS E SOLUÇÕES
equipamentos são autoalimentados pela rede de
distribuição, e utilizam bateria interna para a indicação
luminosa enquanto a rede está desligada. A bateria
possui vida útil prevista de 20 anos.
A sigla AR dos indicadores é de Auto Ranger, tecnologia
da SEL que seleciona, automaticamente, o limite de trip,
de acordo com o nível de carga. “Se uma indústria nova
vai ser ligada naquela rede, o indicador percebe que o
aumento da carga não é uma falta e ajusta,
automaticamente, o trip para um nível maior. Não é
preciso adquirir um novo indicador. Com um mesmo
equipamento, você pode proteger a rede, inclusive
quando ocorrer uma mudança na carga”, destaca
Mendes.
Indicadores aéreos com comunicação
Outro indicador aéreo é o Sistema Transmissor e
Receptor de Falta e Carga (SEL-FLT e SEL-FLR), cuja
característica distintiva é possuir comunicação. O
concentrador SEL-FLR é capaz de se comunicar com até
168 indicadores SEL-FLT. Cada um deles envia
informações de falta e carga - carregamento da rede,
número e tempo de desligamentos e medições de
corrente - para o SEL-FLR, que concentra esses dados e
reporta as informações ao sistema Supervisory Control
and Data Acquisition (SCADA), usando protocolo
DNP3. Ele se integra com a rede Ethernet sem necessitar
de equipamentos adicionais. Além de reportar as
informações via comunicação, a indicação local
luminosa também está disponível.
Indicadores aéreos para esquemas de proteção
A última classe de indicadores aéreos é própria para
aplicação em esquemas de proteção. Também possui
comunicação, mas não transmite medições. É o sistema
composto pelos dispositivos SEL-FT50 Transmissor de
Faltas, SEL-RP50 Repetidor de Falhas e SEL-FR12
Receptor de Falhas. Ele funciona da seguinte forma:
quando o SEL-FT50 detecta uma falha, transmite
rapidamente o seu status, via sinais sem fio de 900 MHz,
diretamente para um SEL-FR12, ou por meio de vários
repetidores SEL-RP50 para um SEL-FR12. O SEL-FR12
fornece o status da falha diretamente a um relé de
proteção ou ao controle do religador, a partir de
comunicações Mirrored Bits (protocolo nativo da SEL)
de alta velocidade.
“O que distingue esta classe das demais é a sua
capacidade de indicar que houve uma falta com a
velocidade de apenas seis milissegundos”, afirma Pedro.
Por isso, é voltado para esquemas de proteção e pode
ser empregado, por exemplo, em esquemas de
religamento seletivo para ramais com trechos
subterrâneos e na melhoria dos esquemas de
coordenação de religamento.
Nas redes aéreas de distribuição, esse indicador pode
ser empregado para fornecer informações valiosas sobre
o ponto da falta para os controles de religadores,
permitindo personalização das estratégias de salvar ou
queimar fusíveis, de acordo com as características de
cada ramal.
Indicadores subterrâneos
Realizar a identificação de defeitos em ramais
subterrâneos também é um desafio, por conta da falta
de contato visual com a rede. Portanto, as
concessionárias podem se beneficiar dos indicadores. A
classe voltada para linhas subterrâneas é composta por
dois tipos de soluções: o SEL-ARU e o SEL-Radio Ranger.
O SEL-ARU é formado por um sensor que fica abraçado
aos cabos subterrâneos e um fio de fibra que vai do
subsolo até um painel no nível da via. Esse fio está
conectado a um mostrador do tipo display ou led.
Quando o sensor é sensibilizado na parte subterrânea, o
mostrador também será sensibilizado e, se for um
display, girará e ficará em vermelho, ou piscará se for um
led. Como essa conexão é física, ele não tem
comunicação.
O SEL-Radio Ranger é baseado no SEL-ARU, porém
incorpora um sistema de comunicação via rádio. O
indicador também fica acoplado aos cabos
subterrâneos e, por meio de um fio, é conectado a um
dispositivo central, o SEL-8300. Este, por seu turno, se
comunica via rádio, portanto, sem fio, com um controle
remoto que fica com o operador. É neste último
equipamento, o SEL-8310 Radio Ranger, que se pode
visualizar o estado dos indicadores subterrâneos. Se o
led indicar a cor verde, significa que a corrente de falta
não passou pelo ramal. Se for a cor vermelha, quer dizer
que a corrente de falta passou naquele ponto. Até 12
indicadores, divididos entre quatro ramais subterrâneos
com as fases A, B e C, podem ser conectados em um
mesmo controle remoto.
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SETOR TÉCNICO
Kit retrofit facilita a
substituição de relés obsoletos
Conjuntos pré-projetados para relés de proteção de motor
simplificam a modernização da proteção, o que
proporciona diversos benefícios. Dentre estes, destacam-se
a filtragem adaptativa e o monitoramento preditivo
disponível nos relés SEL.
Modernizar um sistema com a troca de um relé antigo por
um novo requer planejamento e, até mesmo, a parada da
produção por um certo período. Para facilitar essa ação,
pode-se usar o kit retrofit da SEL para relés obsoletos de
proteção de motor. O conjunto de substituição não requer
modificações no painel, o que diminui as chances de erro
humano na troca, e pode ser instalado em poucas horas.
O kit retrofit é específico e substitui, diretamente, três
modelos de equipamentos: os relés GE Multilin 169, 269 e
369. O conjunto de reposição é pré-projetado e
corresponde às dimensões, aos blocos de terminais e à
fiação dos relés de proteção de motor citados.
O Engenheiro de Aplicação da SEL, Vinicius Ferrari, ressalta
que os recursos para automação e comunicação em relés
obsoletos são limitados. “A substituição moderniza e traz
inúmeros benefícios: um equipamento robusto, confiável e
com recursos tecnológicos de extrema importância, como
suporte à IEC 61850 e oscilografia”. A existência de recursos
para monitoramento preditivo de motores nos relés
modernos é outro fator destacado por ele.
Para motores sem sensores de temperatura (RTDs), o kit
pode ser montado com o relé SEL-849. Além do relé, o kit
contempla a Interface Homem-Máquina (IHM) SEL-3421 e
uma porta Ethernet na parte frontal. Os blocos de terminais
para interface com a fiação existente ficam dispostos na
parte traseira.
Com relação aos motores com RTDs, o conjunto de
substituição emprega o SEL-710 instalado na placa de
montagem frontal. Os blocos de terminais para conexão de
transformadores de corrente (TCs), de potencial (TPs), sinais
de sensores de temperatura (RTDs) e a fonte alimentação
são dispostos na parte traseira. “As chapas prontas contêm
os blocos de conexão nos mesmos locais onde estavam os
originais”, salienta Ferrari.
Além do kit retrofit, a SEL disponibiliza diversas opções
de molduras para substituição de relés eletromecânicos
e relés digitais obsoletos. Estas molduras permitem que
a substituição seja feita sem qualquer adaptação no
painel, simplificando o processo de modernização. As
molduras estão disponíveis em:
https://selinc.com/app/
mounting-selector/
Manutenção Preditiva
Os modernos relés digitais fornecem diversas informações
sobre a condição dos ativos da subestação, incluindo
motores, transformadores, disjuntores, cabos, cubículos e
sistema de alimentação auxiliar. Com base nessas
informações, pode-se identificar potenciais problemas antes
que se tornem uma falha permanente, reduzindo os custos
de manutenção e migrando da manutenção preventiva e/ou
corretiva para um plano de manutenção preditiva baseado
em dados consistentes. Dentre as diversas funções de
monitoramento disponíveis, destacam-se:
Motores: detecção de barras rompidas, monitoramento de
vibração, estatísticas de operação e tendências de partidas.
Disjuntores: tempos de operação e desgaste dos contatos.
Transformadores: monitoramento térmico, estimativa de
perda de vida útil, monitoramento da ventilação forçada e
monitoramento de desgaste por faltas passantes.
Serviço de alimentação auxiliar: nível da tensão auxiliar e
registro em oscilografia com alta taxa de amostragem da
tensão auxiliar.
Filtragem Adaptativa
Afora a agilidade para a troca do relé, o kit retrofit possibilita que
os clientes contem com as funcionalidades dos relés SEL. Uma
dessas funções é a filtragem adaptativa. Também chamado de
elemento de sobrecorrente adaptativo, o recurso é padrão em
quase 20 produtos da SEL. “Dependendo da condição do
sistema, o TC pode saturar e a corrente secundária fica
distorcida, gerando atrasos ou até mesmo inibindo a atuação da
proteção”, conta Ferrari.
Conforme o Engenheiro, isso pode gerar problemas de
coordenação e danos ao equipamento que o relé está
protegendo. A situação é ainda mais crítica quando se trata de
proteção humana, pois qualquer atraso na proteção tem um
impacto direto na energia incidente. A função de filtragem
adaptativa identifica a saturação do TC através do nível de
distorção da corrente e se adapta à esta condição, garantindo
uma atuação rápida e segura.
“Serve a qualquer nível de tensão, mas é especialmente
interessante na média e baixa tensão, onde a corrente de
curto-circuito tende a ser maior, aumentando a probabilidade
de saturação do TC”, lembra Ferrari.
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LITERATURA TÉCNICA
Artigo da SEL é premiado
em grupo do SNPTEE
Estudo de caso sobre detecção de inrush
em transformadores foi desenvolvido por
especialistas da SEL e empresas parceiras
Um artigo da SEL foi classificado em segundo lugar, dentro
do Grupo de Estudo de Proteção, Medição, Controle e
Automação de Sistemas de Potência (GPC), no XXVI
Seminário Nacional de Produção e Transmissão de Energia
Elétrica (SNPTEE), realizado no Rio de Janeiro, em maio
deste ano. O trabalho abordou os desafios e as soluções
para detecção de corrente de energização transitória
(inrush) em transformadores com baixo conteúdo
harmônico, característica mais comum naqueles com
material do núcleo melhorado em termos de perdas.
Segundo o estudo, essa identificação pode ser feita pelo
reconhecimento da forma de onda, sem depender da
presença ou não do componente harmônico. O novo
método de detecção já está disponível no SEL-487E e pode
ser habilitado em relés SEL-487E mais antigos, a partir de
uma atualização gratuita do firmware.
O trabalho foi realizado tendo como foco um problema
comum que ocorre quando o transformador de potência
usado nas subestações é colocado em operação e gera-se
uma corrente de energização transitória (inrush). Essa
corrente de alta magnitude pode ser confundida com uma
corrente de defeito, fazendo com que a proteção diferencial
de transformadores (87T) opere e leve ao desligamento
destes. “O relé tem que reconhecer que é uma corrente de
energização e não de defeito”, diz o Gerente Regional
Técnico da SEL, Paulo Lima.
Segundo ele, há décadas, os relés percebem que uma
corrente elevada é de energização e não de defeito, e
bloqueiam ou restringem a função de proteção diferencial,
a partir da identificação do componente de segundo e
quarto harmônicos, normalmente presentes na corrente de
inrush. Porém, com a evolução do projeto dos
transformadores, o comportamento da corrente de inrush
pode ser diferente. Isso gera um obstáculo para os métodos
tradicionais de detecção.
“Sem reconhecer esses componentes harmônicos, o relé
desliga o transformador quando se tenta energizá-lo,
gerando indisponibilidade deste importante ativo. Para
solucionar isso, a SEL desenvolveu uma nova função, que
identifica a corrente de inrush não mais pela presença do
harmônico, mas pela identificação da forma de onda”,
relata Lima. A função é capaz de reconhecer os momentos
em que as correntes ficam planas – comportamento
denominado de Dwell-time –, o que é característico das
correntes de inrush.
No trabalho apresentado no XXVI SNPTEE, a SEL coletou
eventos reais de clientes que procuraram a empresa
relatando o problema, e testou este novo método, obtendo
resultado satisfatório para detecção da corrente de
energização transitória. Os dois casos foram analisados a
partir da injeção de sinais de corrente de eventos de
energização que levaram à operação do elemento
diferencial 87T. Tanto na primeira situação, durante a
energização de um transformador de 42 MVA, 69 kV/13,8
kV, quanto na segunda, de um transformador de 83 MVA,
230 kV/69 kV, constatou-se que o método baseado na forma
de onda é seguro para detectar inrush e manter o bloqueio
da função de proteção, evitando o desligamento indevido
do transformador.
Uma atuação imprópria, esclarece Lima, acarreta impactos à
operação. É preciso ir até o transformador, investigar e
analisar se realmente não há um defeito interno no
equipamento. O transformador não pode ser posto em
operação novamente sem que esse diagnóstico seja feito.
“Isso leva tempo e, enquanto isso, o equipamento está
indisponível, o que traz prejuízos financeiros para a empresa,
impactando os índices de continuidade da concessionária”.
O resultado deste trabalho é tema do artigo “Detecção de
inrush em transformadores com baixo conteúdo de segundo
harmônico”, escrito pela SEL em parceria com os
Engenheiros Douglas de Oliveira Brunismann (SEL), Daniel
Becker (CEEE-GT), Adilson Kotryk e Marcelo Bettega (ambos
da Copel Distribuição).
Solicitar o artigo via e-mail: eventos@selinc.com
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MINI ARTIGO
Monitoramento de linhas de transmissão:
um aliado da manutenção preditiva
Funcionalidade permite identificar precursores de
falta e minimizar indisponibilidade de linhas
O recurso de Monitoramento de Linha (LIMO – Line
Monitor, na sigla em inglês) é um aliado das concessionárias.
Ele identifica precursores de falta e pontos de atenção ao
longo da linha de transmissão, permitindo que sejam
realizadas manutenções preditivas para evitar faltas
permanentes que geram indisponibilidade na linha de
transmissão.
A finalidade do LIMO é identificar um potencial defeito e se
antecipar a ele, afirma a Engenheira de Aplicação e Vendas
da SEL, Camila Oliveira. Quando detecta um local com
possível problema, o equipamento emite um alarme
contendo a localização para o centro de operações, que
inicia o processo de envio da equipe de manutenção até o
local apontado para que providencie a ação corretiva, sem
que a linha de transmissão seja desligada.
Presente nos dispositivos SEL-T400L, SEL-T401L e SEL-TWFL,
essa funcionalidade é responsável por identificar e localizar
os precursores de falta, indícios que mostram que a linha
pode estar sujeita a uma falta permanente em um
determinado local no futuro, caso nenhuma ação
preventiva seja tomada. Para a aplicação do LIMO, é
preciso que um equipamento seja instalado em cada
terminal da linha que se deseja monitorar. Os dispositivos
trocam informações dos eventos de baixa energia e de faltas
que ocorram na linha monitorada e, para isso, um canal de
comunicação é necessário para dar suporte. Este pode ser
estabelecido via fibra óptica dedicada ou por meio de um
canal multiplexado, normalmente disponível nas instalações
de transmissão.
A localização desses precursores é feita com a precisão de
um vão de torre. Ou seja: se o LIMO indicar que há um
defeito potencial em um determinado quilômetro da linha,
os técnicos precisarão se deslocar por apenas um vão de
torre antes e um vão depois, para reconhecerem
visualmente onde está o evento que causou o acionamento
do alarme.
“Como a remuneração dos agentes de transmissão está
diretamente ligada à disponibilidade dessas linhas, detectar
um precursor de falta antes que ela de fato ocorra é uma
medida que gera economia”, declara Oliveira. Se a linha tem
algum defeito e fica fora de operação, a empresa receberá
menos por ela, porque não houve 100% de disponibilidade.
A transmissão é interrompida desde o momento em que a
falta ocorre, passando pela localização e pelo deslocamento
da equipe, até o reparo e a recomposição da linha. “Esse é
o tempo de indisponibilidade dela. Quanto maior for,
menos o agente receberá de receita por aquela linha.”
A Engenheira explica que a empresa terá um abatimento em
sua receita contratual, a partir desse índice de
indisponibilidade, que é calculado dentro do repasse da
Receita Anual Permitida (RAP) pela Agência Nacional de
Energia Elétrica (Aneel). O índice é aplicado a todas as linhas
de transmissão que compõem a rede básica, ou seja,
aquelas com nível de tensão igual ou superior a 230 kV.
“Uma manutenção corretiva gera indisponibilidade que
custa dinheiro à concessionária”, diz. Utilizar o LIMO
possibilita programar o reparo juntamente ao operador do
sistema, evitando desligamentos não previstos. A Engenheira
ressalta que, ao lançar mão deste recurso, o valor pago pela
indisponibilidade será muito menor e há, inclusive, métodos
que possibilitam fazer a manutenção em linha viva, sem
precisar desligá-la.
Esse benefício financeiro tem sido um dos impulsos para
que mais clientes optem por utilizar os dispositivos SEL que
contam com esta funcionalidade em suas linhas, reforça. Ela
conta, ainda, que a funcionalidade tem sido bem-aceita no
mercado, inclusive com clientes que já estão replicando o
número de equipamentos dentro de sua concessão pelos
bons resultados observados com a implementação dos
primeiros dispositivos.
A função LIMO divide a linha de transmissão em várias
sessões, com cada uma delas representando um lote
(conforme figura acima). Cada lote possui um contador,
que acumula o número de eventos de baixa energia,
localizados dentro desse lote. Quando um evento é
detectado, a função complementar determina o local
dele, e a função LIMO incrementa o contador associado
ao lote onde o mesmo está localizado. A função LIMO
emite um alarme quando o contador atinge um limite
configurável.
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MINI ARTIGO
Comprovação por dados reais
Trabalho elaborado pela SEL, em parceria com usuário final,
discutiu o conceito, o desenvolvimento e os benefícios da
utilização do monitoramento para duas linhas de
transmissão, uma de 230 kV e outra de 500 kV,
pertencentes à empresa Terna Plus, no Brasil. A solução foi
empregada em linhas com comprimento de 158 e 355
quilômetros, respectivamente. Além de localizar faltas e
enviar informações para o centro de controle, sem precisar
de intervenção humana, também conta com o LIMO para
auxiliar as equipes de manutenção.
Com essa funcionalidade, a concessionária pode detectar
pontos fracos, como isoladores sujos ou danificados, cabos
com defeitos iminentes, vegetação que está se aproximando
dos condutores ou incêndios próximos à linha. “Apenas uma
falta permanente que o equipamento evite já é suficiente
para dar o retorno de investimento”, afirma o Gerente
Técnico Regional da SEL, Paulo Lima.
Além do monitoramento preditivo, os dispositivos contam
com localização precisa de faltas, incluindo métodos
baseados em ondas viajantes e em impedância, garantindo
uma ótima precisão na localização de faltas. Para a linha de
230 kV analisada, uma redução de 10 minutos no tempo de
indisponibilidade, no caso de uma falta permanente devido
ao sistema de localização de faltas do relé, já garante o
retorno de investimento por meio do recurso economizado
com penalidades impostas pela agência reguladora. Na
linha de 500 kV, apenas uma redução de 3 minutos no
tempo de indisponibilidade já é suficiente para garantir o
retorno do investimento.
Tenha acesso
ao conteúdo por meio
deste QR Code:
Conheça os relés que contam
com a tecnologia LIMO
A função LIMO está disponível nos seguintes dispositivos
SEL:
SEL-T400L – Proteção de Linhas no Domínio do Tempo.
Este dispositivo utiliza ondas viajantes e grandezas
incrementais para oferecer uma proteção de ultra-alta
velocidade às linhas de transmissão que atuam entre 1 e
4 milissegundos. O dispositivo também conta com uma
taxa de amostragem de 1 MHz, e métodos de
localização de faltas por ondas viajantes e por
impedância, que funcionam com ou sem comunicações,
com uma precisão de um vão de torre.
SEL-T401L – Relé de Linha de Ultra-alta Velocidade.
Combina as proteções no domínio do tempo do
SEL-T400L com as proteções fasoriais, apresenta tempos
de operação de alta velocidade e funções de proteções
primárias e de backup. Foi desenvolvido com filosofias
simples de proteção e pode ser usado para várias
aplicações. Assim como o SEL-T400L, possui também
funções de localização de faltas, baseado em impedância
e ondas viajantes.
SEL-TWFL – Localizador de Faltas por Ondas Viajantes
Dual. Este dispositivo será lançado ainda em 2022,
permitindo a aplicação das funções LIMO e de
localização de faltas para até duas linhas de transmissão,
em um mesmo dispositivo. Diferencia-se dos relés
SEL-T400L e SEL-T401L por não possuir funções de
proteção, apresentando-se como uma solução mais
econômica.
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