A Proteção para Detectar Condutores Partidos

A NOJA Power apresenta hoje o mais recente desenvolvimento de uma avançada funcionalidade para o controlador de religador, o RC-10. Esta última implementação, de um código de proteção padrão ANSI, concede recursos adicionais na detecção de um Condutor Partido. Dada a simplicidade do esquema de proteção ANSI 46BC, as técnicas de proteção de Sequência de Fase Negativa podem agora ser aplicadas por qualquer usuário do controle RC-10 da NOJA Power afim de evitarem condutores partidos. Esta funcionalidade faz parte do mais recente conjunto de atualizações de firmware para o controle RC-10 da NOJA Power, e está disponível para uso de qualquer usuário internacional.

A proteção de Sequência de Fase Negativa tem sido um pilar no conjunto oferecido pelo controle RC-10 da NOJA Power por muitos anos, mas a evolução mais recente desta funcionalidade é a implementação da proteção ANSI 46BC. A aplicação da proteção de Sequência de Fase Negativa é um excelente detector de desequilíbrio de fase, porém os valores de I2 podem ser sensíveis a ajustes de carga real devido a limites práticos na obtenção de redes balanceadas. A proteção de condutores partidos ANSI 46BC compara a relação entre a Corrente de Sequência de Fase Positiva (I1) e a Corrente de Sequência de Fase Negativa (I2), em vez de cada elemento de proteção isoladamente. Isso ajuda a reduzir a variação dos valores NPS em todo o escopo da entrega de energia aos clientes, além de determinar se existe uma verdadeira descontinuidade de fase.

Quando linhas de energia trifásicas sofrem uma descontinuidade, o equilíbrio efetivo de corrente e tensão nas três fases é comprometido. Esta descontinuidade poderia ser um condutor partido ou tocando o chão, ou um fusível monofásico fundido em uma ou duas fases. Essas descontinuidades podem não resultar necessariamente em sobrecorrentes maiores, pois o vazamento a terra pode ser alto ou ilimitado (cabo descontínuo oscilante ainda ligado a um isolador). Ao aplicar a Proteção de Sequência de Fase Negativa a qualquer alimentador específico, o engenheiro de proteção deve entender o princípio da impedância de sequência de fase negativa e, em seguida, aplicar as configurações corretas com base em vários casos de falha.

A Corrente de Sequência Positiva é tipicamente associada com a carga colocada sobre um alimentador e geralmente é uma medida de um " bom material" que é fornecido a um cliente. Com muita corrente de sequência positiva fluindo através de um cabo, isso implica que há uma sobrecarga de uso por parte do cliente (ou geralmente uma falha trifásica simétrica) e que a corrente deve ser interrompida para preservar o ativo.

A Corrente de Sequência Negativa é essencialmente um desequilíbrio nas correntes nas três fases, que podem surgir de várias questões que vão desde conexões monofásicas desbalanceadas, uso extenso em uma linha específica ou o estilo de conexão ocasional da "Síndrome de Braço Curto", em que as conexões com clientes são apenas feitas para as fases A e C (Vermelho e Azul) facilmente acessíveis.

A Proteção de Sequência de Fase Negativa, isoladamente, é tipicamente ajustada em torno de 30% da configuração de sobrecorrente e, se esta foi aplicada aos alimentadores na Tabela 1, poderia razoavelmente assumir-se que o condutor partido não seria detectado. Isto é especialmente predominante em condições de carga mais baixa, e esta tabela demonstra o caso em que um condutor quebrado pode ser detectado com um elevado grau de confiança, apesar de uma corrente de carga tão baixa quanto 10A (realçada).

Na implementação ANSI 46BC, o valor NPS não é examinado em Isolação, mas comparado com o valor da corrente de sequência positiva. Variações de carga normais podem causar alterações na quantidade prática de corrente NPS observada por qualquer relé em particular, como demonstrado na Tabela 1. Variações na carga durante o curso de um dia normal de fornecimento de uma concessionária podem implicar uma corrente de sequência de fase negativa mais alta, mas isso não necessariamente implica uma descontinuidade do condutor. O desafio surge quando há uma ruptura em um ou dois cabos, pois isso não aumenta necessariamente a corrente de Sequência Positiva, o que significa que os relés de sobrecorrente / terra convencionais podem não detectar a saída. A I2/I1 é relativamente constante para qualquer variação na demanda de carga em três fases, mas logo que uma descontinuidade se origina a relação cresce rapidamente. A Tabela 2 delineia uma exploração de algumas das razões típicas experimentadas num sistema de distribuição trifásica de três fios.

Embora a presença da Sequência de Fase Negativa em qualquer linha implique em desequilíbrio, a verdade prática é que a maioria dos alimentadores de distribuição exibirá algum nível de corrente NPS. A configuração de um elemento de proteção que apenas atua sobre esta corrente NPS isoladamente pode ser desafiadora, uma vez que a proteção deve ser suficientemente sensível para detectar desequilíbrios de faltas genuínos, mas também suficientemente grande para que não ocorra um disparo incômodo.

A partir desta tabela, no entanto, é evidente que uma linha saudável tem I2/I1 de aproximadamente zero, mas quando uma descontinuidade aparece em uma ou duas das linhas, a razão de I2/I1 sobe para acima de 20%. Considerando que para a maioria das cargas residenciais a impedância de sequência Positiva e Negativa seria semelhante, podendo-se inferir que a razão entre I2 e I1 elimina a necessidade por cálculos de impedância à medida que as impedâncias são canceladas. A implementação do ANSI 46BC no RC-10 da NOJA Power permite que os engenheiros de proteção configurem o valor de relação no qual um captador é registrado, com um temporizador definido apropriado para remover disparos falsos. Melhor ainda, a configuração global de 20% é um número estimado para indicar a presença de um condutor quebrado. Nos cenários onde a Impedância de Sequência de Fase Negativa difere da Impedância de Sequência Positiva, este valor estimado de 20% pode ser ajustado adequadamente. Essa implementação reduz muito a complexidade associada à execução de um esquema de proteção NPS, proporcionando acesso aos benefícios da proteção para um grupo de usuários muito maior.

Esta implementação tem ramificações maciças para concessionárias e entidades privadas que procuram reduzir o seu risco de incêndio. Com o investimento internacional em estratégias de redução do risco de incêndio nas florestas crescendo significativamente, esses usuários agora recebem uma solução simples para determinar descontinuidades de fase e condutores caídos/partidos. Historicamente, o desafio associado à detecção sensível de pequenos desequilíbrios foi significativo, contudo, com o uso de relés de semicondutores modernos emparelhados com dispositivos de proteção de campo, como o sistema de Religador OSM da NOJA Power, agora é possível detectar condições desequilibradas com uma certeza muito maior.

"A proteção contra condutores partidos é um instrumento importante no kit de ferramentas das nossas clientes concessionárias para fornecer proteção avançada usando o religador OSM da NOJA Power", diz Neil O'Sullivan, diretor administrativo do Grupo NOJA Power. "Os programas de redução de incêndios certamente se beneficiarão com a implementação desta proteção em seus religadores, mas, em última instância, as concessionárias irão executar redes mais seguras com detecção de condutores partidos".

Com a implementação da proteção ANSI 46BC nos controladores RC-10 da NOJA Power, os usuários finais agora têm a capacidade de detectar Condutores Partidos em sua rede. Esta última iteração de funcionalidade de proteção demonstra por que o controlador RC-10 NOJA Power é o precursor na corrida para ser o controlador de religador mais avançado disponível atualmente. Ao simplificar os mais complexos esquemas de proteção, a NOJA Power está permitindo que todos os usuários, tanto das concessionárias quanto privados, capitalizem os recursos de proteção mais recentes disponíveis sem a excessiva complexidade que é típica da proteção avançada.