Componentes de um SEP¶
Como constituem controladores personalizados, os SEP não apresentam uma única modelagem possível. Cada controlador deverá adequar as especificidades das suas lógicas de monitoração e atuação.
Existem, contudo, alguns componentes que podem ser encontrados nos diversos SEP modelados: sensores, atuadores, malha restritora e malha atuadora. Note que as definições aqui apresentadas não são definições rigorosas e devem ser tomadas pelo usuário como referências para a modelagem dos sistemas de proteção.
Sensores ou Supervisores¶
Sensores são os blocos de importação de grandezas elétricas da rede, podendo também serem referidos como supervisores. Estes blocos podem ou não estar associados aos blocos elementares que servirão para a malha lógica do SEP.
Os sensores serão definidos sempre por blocos IMPORT, com subtipo (indicação do equipamento da rede elétrica) apropriado e local remoto de medição definido em código DLOC. Sensores são utilizados para importar do sistema sinais como a condição operativa de geradores, o fluxo em circuitos e a tensão em barramentos.
Atuadores¶
Os atuadores são aqueles blocos que efetuam os comandos determinados pelo controle; deverão agir sobre equipamentos do sistema, alterando parâmetros e unidades, por exemplo. São blocos EXPORT, definidos com regras equivalentes aos sensores.
Existem duas formas para se modelar de maneira apropriada um atuador, a depender do interesse ou não do controle atuar em conjunto com eventos definidos pelo usuário no código DEVT. Esta situação é conhecida como manual override e consiste na criação de um mecanismo (ou, no caso, da lógica do controle) de comportar que comandos dados pelo usuário se sobreponham à automação realizada. A existência do mecanismo de manual override impacta na lógica utilizada para o sinal de referência do controle, bem como na lógica de comando do controle.
Nas duas configurações: o bloco EXPORT deve ser precedido por um bloco SOMA que adiciona a um sinal de referência o sinal de comando do controle. Esta estrutura é devida ao fato que a lógica dos sistemas de proteção é de “cortar” componentes do sistema, não de definir, a cada instante, qual deveria ser o estado operativo daquele sistema, em função de serem sistemas de automação de exceção. Este sinal de referência será um bloco ENTRAD ou um bloco IMPORT a depender da modelagem de manual override do sistema.
Sistema com manual override: o bloco IMPORT deve ser usado como referência, e o comando de alteração do estado deverá ser de natureza de transição (apenas em um instante de tempo deverá ter valor diferente de 0), podendo utilizar blocos auxiliares como os blocos de detecção e borda (SUBIDA e DESCID).
Sistema sem manual override: o bloco ENTRAD e o sinal de comando como estado (deverá permanecer no valor desejado durante todo o tempo de interesse).
Atenção
Sistemas atuadores no número de unidades em operação de geradores devem também corrigir as grandezas resistência e reatância do transformador elevador equivalente associado a esta geração. Para evitar inconsistências entre os dados do caso do fluxo de potência, recomenda-se utilizar como referência bloco ENTRAD que deverá ser dividido pelo número de unidades (STGER) da geração associada. Para evitar o problema de divisão por zero no caso de usina desligada, recomenda-se a adição de uma simples lógica com bloco MAX e uma das entradas igual a 1 para garantir que o divisor sempre seja um número natural.
Malha Inibidora e Malha Habilitadora¶
A malha restritora ou malha inibidora de um SEP pode ser compreendida como a malha que, por meio de blocos lógicos apropriados, verifica que o controle não deve atuar sobre o sistema, desabilitando-o, a despeito da sua lógica de atuação. Nesta malha devem estar modeladas todas as restrições operativas para a qual o SEP deve atuar sobre o sistema.
As malhas inibidoras apresentam condições específicas para a inibição do controle. Essas condições costumam representar exceções na atuação do sistema e servem como inibidores para o controle. Em linhas gerais, a proteção normalmente estará funcionando a menos que as condições inibidoras tenham sido verificadas; neste caso a proteção não atuará.
A malha habilitadora possui lógica inversa. O SEP normalmente só estará monitorando o sistema assim que determinadas condições sejam verificadas.
As malhas inibidoras e malhas habilitadoras não são excludentes entre si; ao contrário, se complementam. As malhas inibidoras modelam as exceções para as quais a proteção não deverá atuar mais, enquanto que as malhas habilitadoras modelam as condições mínimas para que a proteção possa atuar.
É recomendável que essas malhas sejam acumulada em um único sinal por meio de lógica dos blocos NOR ou AND, a depender do tipo da malha utilizado.
Malha habilitadora: os sinais deverão ser concatenados por bloco AND, representando as condições necessárias para que o restante da lógica do SEP seja considerado (todas as considerações precisam estar válidas simultaneamente).
Malha inibidora: a concatenação é realizada por bloco NOR, formulando condições suficientes para a inibição da atuação do SEP (basta que uma das condições não seja atendida). O uso da variante lógica com inversão (NOR ao invés de OR) permite associação destes sinais àqueles provenientes das malhas habilitadoras por meio do bloco AND.
Atenção
As lógicas de atuação podem ser tão complexas quanto necessário. A separação entre malhas habilitadoras e inibidoras é uma abstração conceitual, mas que corresponde a maioria das situações observadas. Lógicas mais complexas de atuação são possíveis, mas levam a um problema de convolução na modelagem dificultando a compreensão humana do modelo e, consequentemente, aumentando o risco de se ter uma proteção com atuação indevida.