ag_monitoramento_do_banco_de_baterias.pdf

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Monitoramento do banco de baterias utilizando

LEDs tricolores e mensagens no display

Rafael Cardoso

1. INTRODUO:

Os atuais rels de proteo incorporam diversas funes de controle, medio e monitoramento, alm de suas conhecidas funes de proteo. Neste guia, trataremos de uma das funes de monitoramento mais importante dos rels de proteo, porm pouco utilizada por engenheiros de proteo: o monitoramento do banco de baterias da subestao. O guia baseia-se nos rels de proteo da srie SEL-400, os quais possuem LEDs de sinalizao que podem ser configurados com trs cores diferentes. O propsito ser criar uma sinalizao local a fim de alertar mantenedores e operadores de SEs em inspees rotineiras, mas vale lembrar que as mesmas respostas podem ser configuradas e utilizadas para a sinalizao remota atravs de protocolos de comunicao, tais como: DNP3, DNP3 LAN/WAN, IEC 61850 MMS.

2. MONITORAMENTO DO BANCO DE BATERIAS: Os equipamentos da srie SEL-400 realizam o monitoramento de at dois bancos de baterias, com tenses diferentes, nas entradas de tenso contnua Vdc1 e Vdc2 apresentadas na figura 01. Isso permite ao usurio, por exemplo, o monitoramento de um banco de baterias de 125Vdc do sistema de proteo e um banco de baterias de 48Vdc do sistema de telecomunicao e teleproteo.

Figura 01 Terminais de conexo

Para as duas entradas o rel monitora o nvel da tenso, o ripple AC e verifica pontos de contato entre o positivo ou negativo com a terra. 2.1. Monitoramento do nvel de tenso



So permitidos ao usurio quatro nveis de ajustes para o monitoramento da tenso, sendo eles: Ajustes para Vdc1 (Global Station DC Monitoring):

DC1FLP Pickup para indicao de falha por tenso baixa de Vdc1 DC1LWP - Pickup para alarme de tenso baixa de Vdc1 DC1HWP - Pickup para alarme de tenso alta de Vdc1 DC1HFP - Pickup para indicao de falha por tenso alta de Vdc1 Ajustes para Vdc2 (Global Station DC Monitoring):

DC2FLP Pickup para indicao de falha por tenso baixa de Vdc2 DC2LWP - Pickup para alarme de tenso baixa de Vdc2 DC2HWP - Pickup para alarme de tenso alta de Vdc2 DC2HFP - Pickup para indicao de falha por tenso alta de Vdc2 Com os quatro nveis so criadas trs zonas de operao:

Figura 02 Zonas de operao

A primeira zona em verde representa a operao normal, ou seja, dentro dos limites de tenso estabelecidos. A segunda zona em amarelo representa alarme de operao e a terceira em vermelho, falha no banco. As variveis digitais que indicam estes estgios so: DC1F zona de falha Vdc1 DC1W zona de alarme Vdc1 DC2F zona de falha Vdc2 DC2W zona de alarme Vdc2 2.2. Deteco de positivo ou negativo para terra A tenso medida entre o terminal positivo da bateria e a terra ou entre o terminal negativo e a terra aproximadamente metade da tenso nominal do banco de

TEN

SO

CO

NT

NU

A -

DC

FALHA (DC1F = 1)

ALARME (DC1W = 1)

NORMAL (DC1W = 0 E DC1F = 0)

ALARME (DC1W = 1)

FALHA (DC1F = 1)

DC1HFP

DC1HWP

DC1LWP

DC1LFP



baterias. A relao ideal entre positivo-terra e negativo-terra 1,00. A equao abaixo a relao balanceada para um sistema de tenso nominal 125 Vcc.

Se um terminal parcialmente ou completamente curto-circuitado a tenso terminal ser reduzida e a relao k ser diferente de 1,00.

O rel utiliza esta relao de tenso para calcular e sinalizar o contato de algum terminal da bateria com a terra.

Figura 03 Deteco positivo ou negativo para terra

Ajustes avanados (Global General Global Settings):

EGADVS Permite configurao dos ajustes avanados. Necessrio para habilitar a deteco de terra no circuito de corrente contnua. Ajustes (Global Station DC Monitoring):

k = 1,05

k = 1,00

k = 0,95ZONA DE ALARMEDC1G = 1

ZONA DE ALARMEDC1G = 1

ZONA DE OPERAONORMAL

|VDC NEGATIVO| [V]

|VD

CP

OSI

TIV

O|

[V]

PARA DC1GF := 1,05



DC1GF Fator de deteco de terra para o banco Vdc1 DC2GF Fator de deteco de terra para o banco Vdc2 Variveis digitais: DC1G Indicao da zona de alarme Vdc1 DC1G Indicao da zona de alarme Vdc2

3. CONFIGURAO DOS LEDs:

Utilizaremos o SEL-451 como exemplo do painel frontal:

Figura 04 Painel frontal SEL-451

No painel frontal encontram-se os Target LEDs ao centro e os Pushbutton LEDs na direita. Todos eles so configurveis e o nmero de LEDs depende do modelo do equipamento. A figura a seguir apresenta dois modelos, o primeiro com 16 Target LEDs e o segundo com 24. Vemos nesta figura a configurao padro de cada LED.

TARGET LEDS PUSHBUTTON LEDS



Figura 05 Target LEDs

O usurio pode personalizar o rtulo de cada LED, imprimir e inserir os novos rtulos no frontal do rel com a descrio pretendida utilizando o kit fornecido com o equipamento.



Figura 06 Kit para personalizar o rtulo dos LEDs

Considerando o modelo com 24 LEDs, utilizaremos os seguintes LEDs: LED 20 Operao normal do banco de baterias (verde) LED 21 Alarme pelo nvel de tenso (mbar) LED 22 Falha pelo nvel de tenso (vermelho) LED 23 Deteco de positivo ou negativo para terra (vermelho)



Estamos considerando apenas o monitoramento da entrada Vdc1. Para cada LED precisamos configurar: Ajustes de Target LEDs (Front Panel Target LEDs)

Tnn_LED equao lgica. TnnLEDL selecione Y para que o LED opere como um selo quando ativar durante Trip ou N para operao normal. TnnLEDA nome do LED. TnnLEDC escolha duas cores. A primeira cor ser exibida quando a equao lgica for verdadeira (nvel lgico = 1) e a segunda cor quando a equao tiver o valor falso (nvel lgico = 0). Temos as seguintes opes de cores: R vermelho G verde A mbar O desligado nn = 01 at 24 Como os LEDs que iremos configurar no necessitam selar durante os eventos escolheremos: T20LEDL=N T21LEDL=N T22LEDL=N T23LEDL=N A equao lgica ser parametrizada com as variveis de indicao do monitoramento: T20_LED= NOT DC1F AND NOT DC1W T21_LED= DC1W T22_LED= DC1F T23_LED= DC1G As cores sero: T20LEDC = GO T21LEDC = AO T22LEDC = RO T23LEDC = RO Desta forma, quando o nvel Vcc estiver na zona de operao normal o LED 20 acender na cor verde (G) e os LEDs 21 e 22 estaro apagados (O). Quando a tenso estiver na zona de alarme o LED 21 acender na cor mbar (A) e finalmente quando o banco estiver na zona de falha o LED 22 acender na cor vermelho (R).

4. CONFIGURAO DE MENSAGENS DE ALARME NO DISPLAY:



Alm das mensagens configuradas atravs do Display Points para indicao de disjuntor aberto/fechado, chaves bloqueio/habilitado, chaves local/remoto entre outros status, os rels possibilitam a criao de mensagens dedicadas de alarme, ou Alarm Points. Estas mensagens aparecero no display do rel toda vez que houver o alarme e somente sero apagadas quando o operador reconhecer este alarme. A figura 07 mostra o display com as mensagens configuradas em Display Points e na figura 08 as mensagens de alarme, Alarm Points.

Figura 07 DISPLAY POINTS

Figura 08 ALARM POINTS

A cada novo evento o rel atualiza a lista de alarmes.

Figura 09 Lista de alarmes

Para reconhecer e limpar a lista de alarmes o operador deve pressionar o boto Enter no painel frontal:



Figura 10 Botes de navegao

Uma mensagem aparecer solicitando a confirmao para limpar a lista de alarmes. Para confirmar, deve-se pressionar novamente o boto Enter.

Figura 11 Reconhecimento do alarme

Os alarmes que foram normalizados sero apagados da lista.

Figura 12 Display sem mensagens de alarme

O alarme que ainda no foi normalizado, ou seja, estiver ativo, ficar com sinal *.



Figura 13 Alarme ainda atuado

A configurao dos pontos de alarme feita no seqencial de eventos (SER Sequencial Events Recorder). Ajuste do SER (Report SER Points and Aliases)

Relay Word Bit Varivel digital de alarme Reporting Name Descrio do alarme Set State Name Nome para o status atuado Clear State Name Nome para o status normalizado HMI Alarm Y para exibir a mensagem no display ou N para no exibir no display Vamos habilitar as mensagens de alarme para os pontos do monitoramento do banco de baterias Vdc1.

Figura 14 Janelas de configurao do SER

O SER ficar ajustado conforme figura 15:



Figura 15 Alarme ainda atuado

5. TELAS DA PARAMETRIZAO:

A seguir temos as figuras das telas de parametrizao pelo software AcSELerator QuickSet, ou SEL-5030.

Figura 16 Parametrizao - Station DC Monitoring



Figura 17 Parametrizao Target LEDs

Figura 18 Parametrizao SER Points and Aliases



6. CONCLUSO:

Atualmente, rels de proteo digitais incorporam funes de controle, medio e monitoramento. Uma das funes de monitoramento mais importante dos rels de proteo o monitoramento do banco de baterias da subestao, com indicaes do nvel da tenso, o ripple AC e pontos de contato entre o positivo ou negativo com a terra. Os usos de leds tricolores configurveis permitem a criao de indicaes locais e de fcil entendimento e visualizao aos mantenedores e operadores de subestaes quanto a operao inadequado do banco de baterias. O uso de Alarm Points permite a criao de lista de alarmes locais que somente sero apagadas com o reconhecimento do operador. Atravs de protocolos de comunicao, tais como: DNP3, DNP3 LAN/WAN, IEC 61850 MMS, os mesmos alarmes podem ser configurados e utilizados para a sinalizao remota em sistemas digitais de superviso e controle.

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