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

Adobe Acrobat Document

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

Adobe Acrobat Document

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

Adobe Acrobat Document

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