Apresentação
SE Cabrutica
Introdução
Características Gerais
Topologia
Contatos
Proteção
Controle
Rede
Introdução
SE Cabrutica
A Matriz energética Venezuelana e composta basicamente por uma grande usina hidroelétrica e algumas usinas termicas.
Aproximadamente 70% capacidade de geração de energia elétrica é proveniente da usina de Guri.
Um poló importante de geração por ciclo combinado esta sendo instalado no município José Gregorio Monaga no estado de Azoategui
SE Cabrutica
A Venezuela vem sofrendo com o racionamento de energia e frequentes blackouts.
As causas deste problema são:
A saída do pais da recessão o que resultou em um aumento da demanda de energia.O calor no verão, com alta de até 6% no consumo de energia[5]Baixos níveis de confiabilidade do sistema.Matriz energética pouco diversificadaPeríodos secos prolongados (piores nos últimos 40 anos)Investimentos insuficientes em sistemas de geração e transmissão e distribuição.Pequena margem de carga
SE Cabrutica
O governo Venezuelano não esta poupando esforços e dinheiro para normalizar seu sistema elétrico.
Dentre as medidas adotadas podemos citar:
Sistema de transmissão com 240 km de Linhas em 230 kV (2 linhas emparalelo), conectando a usina de San Diego com as SEs Pariaguan,Oasis e Cabrutica
Nova central térmica de ciclo combinado de San Diego de Cabrutica
Sistema de transmissão, com configuração simples em 210 km e dupla em 30 km, conectando as SEs de Barbacoa e Tigre com as de Pariaguan,Oasis e Cabrutica
Características Gerais
SE Cabrutica
A subestação de cabrutica está localizada no estado de Azoategui nas proximidades de San Diego de Cabrutica.
O custo do sistema acossiado a San Diego de Cabrutica 186,87 milhões de dolares.¹
¹valores variam de acordo com a fonte. Fonte considerada CORPOELEC
SE Cabrutica
A planta com capacidade de geração de 300MW está ligada a subestação através de uma linha de 230KV. Existe a possibilidade da expanção para 450MW.
A subestação foi projetada de maneira a permitir ampliações futuras. A capacidade da SE atual e de 400MVA com possibilidade de expanção para 600MVA.²
² levando em conta apenas capacidade maxima dos autotrafos e barras em 230KV
Topologia
Níveis de Tensão
230 KV
115 KV
34,5 KV
13,8 KV
480, 208 e 110 V
230 KV
Arquitetura: Disjuntor e 1/2
Atual
2 Saídas para usina de San Diego2 Saídas de linha para Pariaguan2 AutoTrafos
Futuro
6 Saídas para usina de San Diego5 Saídas de linha (as 4 novas linhas não são especificadas)3 AutoTrafos
115 KV
Arquitetura: Barra simples + transferência + acoplamento
Atual
6 Saídas de linha2 Conexões com AutoTrafos 1 Ligação com 34,5 KV1 Ligação com 13,8 KV
Futuro
7 Saídas de linha3 Conexões com AutoTrafos 1 Ligação com 34,5 KV1 Ligação com 13,8 KV
34,5 KV
Arquitetura: Barra simples + transferência + acoplamento
Atual
4 Saídas de linha2 Conexões com Trafos 1 Ligação com Trafo 34,5/480 KV (serviço auxiliar)
Futuro
8 Saídas de linha2 Conexões com AutoTrafos 1 Ligação com Trafo 34,5/480 KV (serviço auxiliar)
13,8 KV
Arquitetura: Barra simples + transferência + acoplamento
Atual
6 Saídas de linha2 Conexões com Trafos
Futuro
12 Saídas de linha2 Conexões com Trafos
Serviço Auxiliar 480 Vca
Arquitetura: Barra simples + transferência + acoplamento
2 conexões via trafos TSA1 e TSA2
21 ramais ligados à:
Sistemas de arrefecimento, retificadores, iluminação e trafos
1 grupo gerador diesel de 400KVA
Serviço Auxiliar 208 Vca
Arquitetura: Barra simples + transferência
Alimentado através do 480 Vca e conectado ao 110Vcc
Serviço Auxiliar 110 Vcc
Arquitetura: Barra simples
2 grupos retificadores
1 grupo de baterias de 900 A-H
Diagrama Geral
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Auto Trafo 1,2,3 (ATP1, ATP2, ATP3)
Fabricante: AREVA
Enrolamentos: Y , Y , D
Potência: 200 , 200, 40 MVA
Níveis: 230 ,115, 13.8 KV
No ATP1 existe uma conexão para um Trafo TSA1 para alimentação do serviço auxiliar
Trafo 1,2,3,4 (TR1, TR2, TR3, TR4)
Fabricante: AREVA
Enrolamentos: Y , Y
Potência: 30 , 36 MVA
Níveis: TR1 e TR2 115, 13.8 KV; TR3 e TR4 115, 34.5 KV
Trafo Auxiliar 1 e 2 (TSA1 e TSA2)
Fabricante: A ser definida
Enrolamentos: D, Y (Dyn5)
Potência: 700 kVA
Níveis: TSA1 13800/480-277 V; TSA2 34500 /480-277 V
REDE
REDE
A rede adotada neste projeto e do tipo anel ethernet padrão de 100 Mbps e utiliza fibra óptica como meio físico, com suporte para protocolo IEC 61850.
O elemento principal da rede e um switch AREVA H35.
A rede ainda possui uma característica de auto-cicatrização
A sincronização entre os diversos elementos é realizada através de um GPS REASON.
REDE
SWITCHES
Os SWITCHES MICON H35X são constituídos por um switch de ethernet padrão 802.3 com 6 portas RJ-45 de ethernet, 2 entradas ST ópticas e um modulo SHM (self-healing manager)
SWITCHES
SHM
O mecanismo de auto-cicatrização do anel permite que mesmo que seja perdida uma fibra ou um switch a rede recomponha instantaneamente a comunicação.
Em operação normal os pacotes de dados passam pelo anel primário. Um sistema de verificação de 4 bytes é enviado a cada 5μs no anel secundário para verificação
SHM
As seguintes falhas pode ocorrer:
Falha na porta de ethernet
Falha em um switch
Rompimento do Anel
Falha na porta de ethernet
Em conseqüência de uma falha na porta de ethernet apenas o componente conectado a mesma estará fora da rede.
Falha em um switch
Em conseqüência de uma falha em um switch o sistema detecta através da SHM o defeito e passa a transmitir os dados através do anel secundário
Rompimento do Anel
Em conseqüência de uma ruptura de uma fibra os switches adjacentes detectam a falha e procedem conforme indica a figura:
Rompimento do Anel
Mecanismo de qualidade
A rede e provida de mecanismo redundantes de segurança e qualidade como:
Supervisão da rede mesmo em operação normal.Cada switch e alimentado por duas fontes independentes 110Vcc.Cada switch disponibiliza um contato para supervisão externa.
Proteção
Disposições Gerais
Os painéis serão designados a partir de siglas, onde:
A primeira letra representa o nível de tensão: D – 230 KV E – 115 KVJ – 34,5 KV K – 13,8 KV
O numero após a letra é o numero da linha em 230 KV ou o numero do disjuntor comandado em outros níveis.
O painel do serviço auxiliar recebe o nome de NK00+NK3
Disposições Gerais
Os disjuntores serão designados através de letras:
M - 230 KV H - 115 KV B - 34,5 KV D - 13,8 KV
As proteções e controles adotarão dois esquemas independentes
PrincipalRespaldo
Nos painéis com duas controladoras, uma controladora faz o respaldo da outra e vice e versa.
Proteção
A proteção será dividida em:
230 KV
115 KV
34,5 KV
13,8 KV
230 KV
No nível de 230KV temos os seguintes IEDs para proteção da linha MICON:
6xP743 – 87 B2xP543 – 87 L, 50, 516xP443 – 21, 67, 59, SOTF2xP633 – 87 T, 50³, 51³, V <>2xP445 – 21, 679xP142 – 50 BF, Re Trip2xP741
³ apenas no terceário
230 KV – Saídas de Linhas
As proteções adotaram dois esquemas independentes:
Proteção principal (P443)Proteção de respaldo (P443)
As funções habilitadas serão:
21, 67, 59, SOTF
Proteção de Barra (743)
87 B
230 KV – Entradas dos Geradores
As proteções adotaram dois esquemas independentes:
Proteção principal (P543)Proteção de respaldo (P543)
As funções habilitadas serão:
87 L, 50/51
Proteção de Barra (743)
87 B
230 KV – Proteção de Barras
A proteção de barra e feita através de 6 BU (bay units) se comunicando com duas CU (central units).
P743 P743 P743
P741
87B87B 87B
Em caso de atuação toda a barra será desligada
230 KV – Saídas dos Auto-transformadores
As proteções adotaram dois esquemas independentes:
Proteção principal (P633)Proteção de respaldo (P445)
As funções habilitadas serão:
P633 – 87 T, 50³, 51³, V<>
P445 – 21, 67
Proteção de Barra (743)
87 B
³ apenas no terciário
115KV
No nível de 115 KV temos os seguintes IEDs para proteção da linha MICON:
13xP743 – 87 B, 50 BF10xP443 – 21, 67, 59, SOTF4xP632 – 87 T, 50, 51, V <>2xP543 – 87 T , 50, 51, V <>6xP142 – 50, 511xP741 1xP139
115 KV – Saídas de Linha
As proteções adotaram dois esquemas independentes:
Proteção principal (P443)Proteção de respaldo (P443)P543
As funções habilitadas serão:
21, 67, 59, SOTF
Proteção de Barra (743)
87 B, 50 BF
115 KV – Acoplamento
A proteção do acoplamento será realizada por uma CU e uma BU
(P741)(P743)
As funções habilitadas serão:
P743 – 87 B, 50 BFP741 – 87 B1, 87 B2, 87 CZ
Em ocasião da operação da proteção de barra, ela abrirá todos os disjuntores até o acoplamento, preservando a outra metade da barra.
115 KV – Saídas dos transformadores
As proteções adotaram dois esquemas independentes:
Proteção principal (P632)Proteção de respaldo (P142)
As funções habilitadas serão:
P632 – 87 T, 51 N, 59NP142 – 50, 51
A saída do delta do ATP1 é protegida por um P139:
59 N, 50, 51, 50 BF
34,5 KV e 13,8 KV – Ramais
A proteção dos níveis de 34,5 e 13,8 KV seguem a mesma filosofia e utilizam P139, em 34,5 são 8 e em 13,8 10.
As funções habilitadas serão:
79 , 50, 51, 50 BF
Lista de Pontos
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Religamento
Na SE Cabrutica haverá 3 tipos de religamento em 230KV para o 1° ciclo, sendo que um deles é diferente do padrão Schneider. São eles:
Tri/Tri
Mono/Tri
Mono/Tri*
1ª tentativa se da com 0,5 s para faltas mono e 1 s para tri2ª tentativa 5 s
Religamento
230 KV 1° ciclo
Religamento Tri/Tri – Sempre desarma tri e religa tri
Religamento Mono/Tri – Falta mono desarma mono e falta tri desarma tri
Religamento Mono/Tri* – Para faltas mono desarma tri e religa tri e não inicia o religamento para faltas polifásicas
230 KV 2° ciclo
Religamento Tri/Tri – Sempre desarma tri e religa tri
Religamento
Em 230 KV
ComandoFiado
ModosTri/Tri Mono/Tri Mono/Tri
Em 115KV
ComandoGoose
ModosTri/Tri
Religamento
Em 34,5 e 13,8 KV
ComandoFiado
ModosTri/Tri
Religamento
TELEPROTEÇÃO
Controle
UCS
A UCS (unidade de controle da subestação) é o elemento que concentra todas as informações sobre de controle, proteção e medição.
A UCS será implementada através de um PC industrial e estará conectada a rede atraves dos switches AREVA H35
As informações serão despachadas para o CORPOECTRIC através de uma unidade de comunicação.
UCS
As funções da UCS são:
Supervisão geral da subestaçãoComando de equipamentos de manobraSinalização de alarmesGerencia e controle da topologiaInterface com o nível inferiorArmazenamento de informações sobre o sistemaArmazenamento do histórico do sistemaProcessamento de dadosGerencia em tempo real
Medições
Nos níveis de 230 KV e 115 KV as medições serão realizadas por multimedidores Schneider ION8600C.
Nos outros níveis as medições serão realizadas pelos IEDs P139 que realizão funções de controle e proteção. As medições serão enviadas para UCS através de controladoras C264
Controle
As funções de aquisição, controle, intertravamento, respaldo, religamento e verificação de sincronismo serão realizadas por 28 controladoras C264
9 x C264 em 230 KV18 x C264 em 115 KV1 x C264 no serviço auxiliar 4
4 C264 do serviço auxiliar possui um cartão AIU ao invés do cartão TMU
GOOSE
A troca de informação entre as unidades de proteção e unidades de controle e feita através de GOOSE.
Lista de GOOSES
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BASE
A base de dados foi implementada através do Pacote PACIS.
Por causa da grande quantidade de informações 4 P743 (setor de 230 KV) tiveram que ficar fora da base. Porém não houve prejuízo de informação pois a unidade central P741 recebe as informações dos P743.
IP
Os aplications ID dos relés serão nomeados obedecendo o seguinte critério:
3 X X X
IP
O aplication ID das C264 é 3000
Range de IPs
GPS e RDP
Para sincronização das unidades está sendo utilizado um GPS REASON
O fuso horário está atrasado em 4h e 30 minutos para se adequar ao fuso Venezuelano
Nesse projeto utilizou-se um RDP REASON ( registrador de perturbações) com o objetivo de aumentar a confiabilidade e qualidade dos registros.
Contatos
Contatos
Pm do projeto: Cassio Mamone
Coordenador técnico: Fabio Carvalho
Projetista: Jurandir Camargo
Responsável pelo religamento: Thiago Pinto
Responsável pelo comissionamento Alisson Oliveira
Responsável pela proteção: Marco Aurélio Antunes e Gilson Silva
Responsável por controle e supervisão: Thiago Pinto e Hamilton Iamamoto.
Duvidas
GraciasFIM