Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação Seminário Interno de Preparação para a Bienal 2006 Rio de Janeiro, setembro/06.

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1 Cigré/Brasil CE B5 – Proteção e Automação Seminário Interno de Preparação para a Bienal 2006 Rio de Janeiro, setembro/06

2 Dados do Artigo Número: B5-215 Título: Evolution in the Spanish power system: new protection coordination criteria and critical clearing time calculation methodology Autoria: J. Ribot, S. López, F. Rodríguez, C. Martínez, C. Fernández, P. Lozano, S. Marín, J.L. Martínez, G. Molina, JM. Roca, B. Rodríguez, G. Nicolau, J. Vallina, J. Vaquero País: Espanha

3 Objetivo Em 1995 as concessionárias espanholas de energia em conjunto com o operador do sistema concordaram em estabelecer um conjunto de critérios para práticas comuns baseado no conceito de tempo crítico de eliminação de faltas, definido como o tempo máximo que uma falta trifásica pode ser alimentada em qualquer subestação sem colocar em risco o sistema elétrico. A principal idéia é alcançar sistemas de proteção para elementos individuais da rede de transmissão com níveis de redundância adaptados ao objetivo de eliminar faltas em tempos menores que os tempos críticos e com seletividades apropriadas, assumindo a falha de um elemento dos sistemas de proteção. O artigo considera o novo conjunto de critérios a serem submetidos aos agentes e descreve a metodologia e a ferramenta usada para o cálculo do tempo crítico. A ferramenta permite a simulação de diferentes perfis de carga e geração, calculando o tempo crítico e suas margens de variação como função dos diferentes cenários.

4 Destaques A experiência prática na Espanha mostrou a necessidade da evolução de 2 importantes aspectos para a proteção: Revisão dos equipamentos de proteção das subestações. Mudanças significativas no sistema elétrico espanhol diminuíram o tempo crítico de eliminação de faltas para todas as subestações de AT devido ao: 1.Enorme crescimento da demanda 2.Grande incremento de turbinas eólicas Incidentes devido a utilização de diferentes critérios e filosofias dos agentes para ajuste e coordenação das proteções levaram a criação do Grupo de Trabalho para Coordenação da Proteção com objetivo de estabelecer um conjunto de regras oficiais para uma melhor coordenação dos dispositivos de proteção de retaguarda

5 Destaques Os critérios para proteção de retaguarda sendo desenvolvidos são: Linhas de Transmissão Proteção de distância (21) (3 ou 4 zonas) Sobrecorrente direcional de neutro (67N) Linhas de Distribuição Sobrecorrente direcional de fase (67) Sobrecorrente temporizado de fase (51) e de neutro (51N) Trafos 50, 51 e 51N Em algumas situações utiliza-se a função 21 para proteção de retaguarda do trafo. Acredita-se que no futuro esta função seja talvez mais utilizada O Grupo de Trabalho não tem como objetivo definir critérios para a proteção unitária, tal como proteção diferencial (87), de elementos como LTs, Trafos ou Barras pois ela não requer coordenação. Outras funções de proteção tal como sobretensão (59), subtensão (27), sobre-temperatura (49) não são consideradas pois seus tempos típicos de ajuste são muito superiores aos tempos críticos de eliminação de faltas

6 Destaques Critérios adotados para determinação do tempo crítico (situações não-admissíveis): 1.Abertura de qualquer linha de interligação internacional devido à atuação de um relé de perda de sincronismo 2.Perda de sincronismo entre grupos de geradores (se apenas um gerador perder sincronia contra o resto do sistema, este gerador é desligado, mas a simulação é permitida neste caso) 3.Corte de geração maior que a maior unidade da rede com objetivo de preservar o sistema de desvios maiores do que a reserva de regulação secundária 4.Perda de demanda de consumidores devido à falha da seletividade do sistema de proteção 5.Fraco amortecimento das oscilações de potência dos geradores após a eliminação da falta 6.A última simulação dinâmica admissível não obedece aos critérios de segurança da rede (perfil de tensão e sobrecarga permitida)

7 Destaques

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10 Dúvidas

11 Conclusões Uma nova ferramenta foi desenvolvida para o cálculo do tempo crítico para eliminação de falta. Ela pode ser usada em diferentes casos com diferentes perfis de carga e geração. A metodologia descrita baseia-se na simulação de estabilidade para faltas trifásicas em cada nó da rede. O tempo de falta é reduzido em passos pré-definidos até que todos os critérios sejam atingidos. A definição destes critérios é de extrema importância pois eles afetam o tempo crítico para um determinado nó, e portanto os equipamentos de proteção e comunicação a serem utilizados na subestação. O trabalho encontra-se ainda em desenvolvimento e uma vez terminado será submetido a todos aos agentes para aprovação

12 Respostas às questões do REP Pergunta 2.9 How successful has the implementation of system-wide common criteria for protection and control systems proved? With reference to the reported experiences of Romania, Spain and China, are there other instances where such approaches would be of interest? What impact does the decrease in critical fault clearing times have on the coordination of non- unit backup protection systems?