Coordenação entre 21, 50BF e religamento 79 em linhas de transmissão
Integre distância, falha de disjuntor, trip monopolar/tripolar, dead time, reclaim time, switch-onto-fault e sinais de teleproteção.
Sequência integrada 21–50BF–79
| Etapa | Condição | Saída esperada | Falha a simular |
|---|---|---|---|
| Detecção 21 | Falta interna e direção válida | Trip mono/tripolar + teleproteção | Zona/direção limítrofe |
| Abertura | Trip coil e corrente por polo | 52 muda e corrente zera | Um polo preso |
| 50BF | Trip iniciado sem interrupção | Retrip + adjacentes/DTT | Contato muda sem corrente zerar |
| 79 dead time | Falta transitória e permissões | Fechamento no tempo definido | Sync-check negado |
| Lockout | Falta permanente ou BF | Sem nova tentativa | Reset prematuro |
| Recuperação | Disjuntor e canal estáveis | Estado pronto controlado | Flapping de canal/contato |
As funções compartilham uma sequência de eliminação
A função 21 detecta e localiza a condição por impedância; a lógica de trip aciona o disjuntor; 50BF verifica se a interrupção ocorreu; 79 decide se e quando religar. Teleproteção pode acelerar trip remoto ou abrir extremidades relacionadas. Projetar cada função isoladamente cria corridas entre contatos, timers e estados de polo.
A engenharia deve desenhar a linha do tempo desde pickup até arco extinto e eventual religamento. Marque contatos 52a/52b, corrente de supervisão, trip coil, pole discrepancy, sinais permissivos/DTT, bloqueios de 79 e retaguarda. Cada transição precisa de critério e evidência.
Trip monopolar ou tripolar muda o problema
Em linhas adequadas, falta monofásica pode abrir apenas o polo defeituoso e religar depois do dead time, preservando transmissão nas fases sãs. Faltas multifásicas, breaker failure, discordância ou determinadas proteções podem exigir trip tripolar e lockout. Seleção de fase incorreta muda a estabilidade e a chance de extinção do arco secundário.
Mapeie quais elementos permitem single-pole trip, quais convertem para três polos e como o terminal remoto é informado. Teste cada tipo de falta, contato de polo e saída. Não aceite “trip geral” como único registro de evento.
50BF precisa provar que o disjuntor não interrompeu
Breaker failure normalmente inicia com comando de trip e supervisiona corrente e/ou contatos por tempo definido. Se corrente permanece ou posição não muda, envia retrip e depois trip de disjuntores adjacentes, barramento ou terminal remoto. Pickup de corrente, timers e contatos precisam considerar tempo máximo de abertura e erros de medição.
Um 50BF rápido demais pode ampliar uma falta por operação normal lenta; lento demais prolonga dano. A lógica deve tratar disjuntor aberto sem corrente, falha de um polo, corrente abaixo do detector e trip por manutenção. IEEE C37.119 pode complementar o estudo específico de breaker failure.
DTT e retaguarda remota na falha de disjuntor
Quando um disjuntor terminal falha, pode ser necessário enviar DTT à outra extremidade ou abrir disjuntores locais de barra. Esse comando tem autoridade alta e deve estar claramente separado de permissivos normais. Origem, latch, reset, canal A/B e destino precisam ser inequívocos.
Teste falha do canal ao mesmo tempo que breaker failure e determine quem elimina a corrente. A retaguarda remota por zona temporizada pode existir, mas seu tempo e cobertura precisam ser demonstrados. A perda do DTT deve alarmar antes de criar risco oculto.
79: dead time, reclaim time e condições de bloqueio
Dead time é o intervalo antes da tentativa de religamento; precisa permitir desionização do arco e atender estabilidade. Reclaim time define quando uma nova sequência é considerada independente. Número de tentativas, mono/tripolar, sync-check, dead-line/live-bus e lógica de tensão dependem da aplicação.
79 deve bloquear para breaker failure, lockout, manutenção, proteção de equipamento não religável, canal degradado quando requerido e condições de sistema. O reset de bloqueios precisa ser controlado. Um bit que limpa antes do disjuntor estabilizar pode causar fechamento indevido.
SOTF e proteção durante o fechamento
Switch-onto-fault acelera atuação quando o disjuntor fecha sobre falta existente. Pode usar sobrecorrente, zona ampliada e janela após fechamento. É necessário distinguir energização normal, inrush, carga e falta. O estado de 79 e 52 inicia a janela; erro de contato pode deixá-la ativa fora do período.
Teste fechamento em linha sã, falta próxima e remota, terminal morto e energizado. Confirme que SOTF bloqueia religamento subsequente conforme filosofia e que teleproteção transmite a decisão correta. Oscilografia deve mostrar a janela e o elemento que operou.
Estados, latches e reset operacional
Breaker failure, lockout, pole discrepancy, AR in progress e DTT podem ficar latched. Defina quem reseta, sob quais condições e que indicação permanece para análise. Reset automático reduz intervenção, mas pode apagar condição antes da operação compreender o risco; reset manual sem procedimento pode manter a linha indisponível. Cada latch deve ter causa, saída e critério de limpeza.
SCADA precisa diferenciar disponível, bloqueado, em ciclo, lockout e indisponível por canal. Comandos de enable/disable 79 devem possuir retorno de estado e controle de acesso. Após manutenção, o checklist confirma posição de polos, ausência de corrente, canal normal, grupos coerentes e remoção de test/force antes de liberar religamento.
- Registrar separadamente start, retrip e trip de retaguarda da função 50BF.
- Distinguir bloqueio temporário, lockout e 79 desabilitado por comando operacional.
- Verificar 52a/52b e corrente de cada polo antes de limpar breaker failure.
- Exigir retorno de estado para qualquer comando remoto que habilite ou bloqueie religamento.
- Manter evidência latched até exportar SOE e oscilografia da sequência anormal.
Teste sequencial ponta a ponta
Use injeção sincronizada e simuladores de disjuntor com polos individualizados. Execute falta monofásica transitória, permanente, multifásica, falha de um polo, falha completa, DTT, sync-check negado e canal perdido. Registre tempos de 21, saída, 52, 50BF, DTT e 79.
Aprovação exige resultado operacional correto: polos abertos, corrente interrompida, terminal remoto aberto quando devido, tentativa de religamento permitida ou bloqueada e retorno ao estado pronto. Testar cada função separada não detecta corrida de integração.
Diagnóstico pela cronologia de estados
Se 50BF atuou indevidamente, compare trip inicial, corrente por polo, 52a/52b, tempo real de abertura e settings. Se 79 fechou indevidamente, verifique bloqueios, tensão, sync-check, lockout e reset. Se DTT faltou, percorra lógica local, canal, recepção e saída remota.
Alinhe COMTRADE e SOE por fonte temporal conhecida. Pequenas diferenças de timestamp podem inverter a interpretação de causa e efeito. O relatório deve mostrar a cronologia com tolerâncias e fechar qual condição chegou tarde, ficou presa ou foi interpretada de modo incorreto.
Referências técnicas e normas
As explicações do Portal são autorais. Normas e fontes oficiais são priorizadas; materiais acadêmicos e documentação pública de fabricantes complementam a implementação e não substituem a edição normativa aplicável ao projeto.
- IEC 60834-1:1999 — Teleprotection equipment of power systems — Performance and testing — Command systems — IEC. Requisitos de desempenho e métodos de ensaio para sistemas de comando de teleproteção.
- IEEE C37.113-2025 — Guide for Protective Relay Applications to Transmission Lines — IEEE Standards Association. Guia vigente sobre proteção de linhas, coordenação, tempos, características e uso de canais de comunicação.
- IEEE C37.236-2013 — Guide for Power System Protective Relay Applications Over Digital Communication Channels — IEEE Standards Association. Aplicação, instalação, operação e diagnóstico de canais digitais usados por proteção.
- IEEE C37.94-2017 — Optical Fiber Interfaces between Teleprotection and Multiplexer Equipment — IEEE Standards Association. Interface óptica N × 64 kbit/s, conexão física e temporização entre teleproteção e multiplexadores.
- IEC TR 61850-90-1:2010 — Use of IEC 61850 for communication between substations — IEC. Casos de uso, requisitos e arquitetura para troca de informações entre subestações.
- IEC TR 61850-90-12:2020 — Wide area network engineering guidelines — IEC. Diretrizes de WAN para comunicação entre subestações e centros de controle.
- IEC 60255-1:2022 — Common requirements for measuring relays and protection equipment — IEC. Requisitos comuns para relés, incluindo comunicações como parte de esquemas distribuídos de proteção.
- IEEE C37.233-2023 — Guide for Power System Protection Testing — IEEE Standards Association. Referência para planejamento, execução, documentação e avaliação de testes de proteção.
- IEEE C37.112-2018 — Inverse-Time Characteristics Equations for Overcurrent Relays — IEEE Standards Association. Equações e tolerâncias de curvas inversas, inclusive integração para corrente variável.
- IEC 60255-151:2009 — Functional requirements for over/under current protection — IEC. Função, medição, atraso e desempenho dinâmico de sobre/subcorrente.
- IEC 60255-121:2014 — Functional requirements for distance protection — IEC. Características no plano de impedância, direção, partida, temporização e métodos de ensaio da função 21/PDIS.
- IEEE C37.120-2021 — Guide for Protection System Redundancy for Power System Reliability — IEEE Standards Association. Níveis de redundância e dependências entre relés, TCs/TPs, comunicação, alimentação e localização física.
- IEC 62351-6:2020 — Security for IEC 61850 — IEC. Mecanismos de segurança aplicáveis aos serviços IEC 61850, relevantes quando GOOSE atravessa arquiteturas estendidas.
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