CIGRÉ/BRASIL – COMITÊ NACIONAL BRASILEIRO CE-B5 – PROTEÇÃO E AUTOMAÇÃO SEMINÁRIO INTERNO DE 2005

1. CIGRÉ/BRASIL – COMITÊ NACIONAL BRASILEIRO CE-B5 – PROTEÇÃO E AUTOMAÇÃO SEMINÁRIO INTERNO DE 2005

2. DADOS DO ARTIGO Número: 318 Título: Evaluation of Weak Infeed Tripping on the ESKON transmission Network Autoria: Adam Bartylak País: South Africa

3. OBJETIVO O trabalho descreve os Esquemas de Fraca Alimentação (EFA) utilizados na África do Sul e os problemas de disparos incorretos que estes esquemas acarretaram. Discorre sobre o compromisso que deve ser assumido entre segurança e disponibilidade. Mostra as principais causas dos desligamentos indevidos e como evitar que aconteçam.

4. DESTAQUES SISTEMA DE TRANSMISSÃO DA ÁFRICA DO SUL (ESKON): • 27 000 km de linhas e 160 subestações de 220 kV e 765 kV • Média de faltas (1998 a 2004):700 faltas por ano ou 2,6 por ano por 100 km. Principais causas: poluição por pássaros (30%), queimadas (27%), ráios (25%), outras causas (18%) • Queimadas causam arcos com Rarco elevada. Invernos muito secos são freqüentes, aumentando a resistência de pé das torres. O efeito combinado conduz a Rf entre 1 e 40 ohms, reduzindo a Icc

5. DESTAQUES SISTEMA DE TRANSMISSÃO DA ÁFRICA DO SUL (ESKON): • Arcos longos têm Rarco variando no tempo, podendo caminhar para fora da característica dos relés • Distribuição dos relés de proteção em função da tecnologia: eletromecânica (48%), estática (32%), digital (20%) • Esquema de teleproteção: POTT. • Metade dos terminais de LT tem EFA

6. DESTAQUES • CONCEITO BÁSICO • No terminal fraco é usada • uma unidade reversa (Rr). • Rr opera => falta externa => bloqueio • Rr não opera + recepção de sinal de permissão + 27/51u => falta interna => abre disjuntor local + 79 + eco

7. DESTAQUES • Terminal com contribuição fraca; sensibilidade 10% e TC de 600-1A; Imin = 60A; • Influência da Rf na Icc; Barra 275 kV com Icc = 2kA Icc > 400A mesmo com Rf alta • Religamento ou fechamento sobre falta com o disjuntor remoto aberto => usar esquema dead line pick up • Com LT radial, faltas 1 têm contribuição forte pelo trafo.

8. DESTAQUES • COORDENAÇÃO ENTRE DISPARO E BLOQUEIO • Tcoord = 50 a 100 ms • Evita que falta em LT paralela tire de serviço a LT sã • Deve privilegiar mais a segurança que a disponibilidade • São necessárias simulações incluindo carga, Rf, polarização etc.

9. DESTAQUES • COORDENAÇÃO ENTRE DISPARO E BLOQUEIO • Curvas características de Rr e Ro devem se superpor em 20%, mesmo durante carga pesada e com Rf elevada • Relés com característica quadrilateral e ajuste resistivo independente facilitam a coordenação

10. DESTAQUES • COORDENAÇÃO ENTRE DISPARO E BLOQUEIO • Em LTs com compensação série deve-se garantir superposição entre Rr e Ro com o gap acionado e não acionado. Se usar MOV deve-se simular o comportamento do relé • Nos últimos 10 anos ocorreram 6 operações incorretas na ESKON: 4 por falha na coordenação (relés operando com seqüência positiva e negativa), 1 por rearme prolongado e 1 por falta de superposição entre as unidades Rr e Ro na região resistiva

11. DÚVIDAS • Como estão operando os esquemas de fraca alimentação no Brasil? • Tem ocorrido disparos indevidos? • Considerando o uso de relés estáticos e digitais, com maior sensibilidade, estas esquemas ainda são necessários? • O uso de relés 27 tem sido efetivo?

12. CONCLUSÕES • EFA iniciado na ESKON com relés eletromecânicos, sistema na fase inicial e Rf elevadas. • Panorama atual: relés com maior sensibilidade e sistema mais malhado, reduzindo as situações de fraca alimentação • Aumento da carga => segurança > disponibilidade. Disparos indevidos podem resultar em desligamentos múltiplos • Alto nível de insegurança em potencial e pequeno benefício obtido levou a ESKON a utilizar EFA em casos cuidadosamente selecionados e estudados

13. RECOMENDAÇÕES Para garantir a segurança é recomendado que: • Superposição entre Rr e Ro em todo o plano R-X e para todas as configurações do sistema que possam alterar a característica dos relés • Se o alcance resistivo de Rr não for independente de Ro, o uso de EFA requer estudos muito cuidadosos para garantir a segurança por relés 27 e 51u

14. RECOMENDAÇÕES • EFA não deve ser usado com relés Rr e Ro que não sejam compatíveis em termos de princípio de funcionamento da unidade de medida • O tempo de rearme de Rr e Ro deve ser conhecido e levado em conta no tempo de coordenação • A segurança oferecida pelos relés 27 e 51u é limitada para faltas de alta resistência • Em áreas bem interligadas, situações de fraca alimentação dificilmente irão acontecer e os benefícios do EFA são muito limitados