Estudo de seletividade e coordenação de funções de proteção 50/51 em uma FPSO

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorTerrola e Lopes, Thales-
Autor(es): dc.contributorBorges, Thiago Trezza-
Autor(es): dc.contributorZanghi, Rainer-
Autor(es): dc.creatorPereira, Daniel Rocha-
Data de aceite: dc.date.accessioned2025-08-21T20:15:47Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2025-08-21T20:15:47Z-
Data de envio: dc.date.issued2025-07-31-
Data de envio: dc.date.issued2025-07-31-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/39558-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1057781-
Descrição: dc.descriptionUma unidade FPSO opera em ambientes de alto risco devido à presença e circulação de substâncias altamente inflamáveis, exigindo sistemas elétricos extremamente confiáveis para garantir a operação e a segurança da tripulação. Neste trabalho, o sistema elétrico foi modelado no software ETAP, abrangendo todo o topside, incluindo os sistemas de média e baixa tensão. Entretanto, o estudo de proteção foi desenvolvido apenas no sistema de média tensão em 13,8 kV e 6,6 kV, responsável por alimentar cargas com maiores potências, como compressores, bombas e aquecedores. A modelagem contemplou os transformadores, geradores, disjuntores, condutores, relés de proteção, transformadores de corrente (TCs) e motores de indução. O trabalho desenvolvido teve como objetivo realizar o estudo de coordenação e seletividade das funções de proteção contra sobrecorrente, contemplando as funções 50 e 51 de fase e a função 50 de neutro. A partir do estudo de fluxo de potência, foi possível obter os valores de corrente em todos os ramos do sistema elétrico. Em seguida, foram realizados estudos de curto-circuito trifásico e monofásico com duração de 0,5 ciclo e 30 ciclos em todas as barras de média tensão. Com base nos estudos elétricos realizados, foram definidos os valores de pickup das funções de proteção 50/51F e 50N. Além dos valores de pickup, também foram calculados os parâmetros das funções temporizadas, como o tempo de atuação, a constante de temporização (TMS) e Múltiplo da Corrente (M). Os TCs foram dimensionados com base nos valores de corrente nominal e nas correntes de curto-circuito trifásica. Os parâmetros calculados respeitaram as curvas de dano térmico dos principais equipamentos, incluindo transformadores, motores, geradores e os condutores. Adicionalmente, foram considerados fatores essenciais nos ajustes, como a corrente de magnetização dos transformadores e a corrente de partida dos motores. Os ajustes calculados foram implementados no ETAP e validados por meio da funcionalidade de inserção de faltas, que possibilita simular ocorrências em diversos pontos do sistema elétrico para verificar a operação dos relés e disjuntores e, assim, avaliar a coordenação entre os dispositivos de proteção. Adicionalmente, foram gerados coordenogramas para analisar a coordenação entre as funções ajustadas e identificar possíveis atuações indevidas.-
Descrição: dc.descriptionAn FPSO unit operates in high-risk environments due to the presence and circulation of highly flammable substances, requiring extremely reliable electrical systems to ensure safe operation and crew protection. In this study, the electrical system was modeled using the ETAP software, covering the entire topside, including the medium and low voltage systems. However, the protection study was conducted only on the medium voltage system (13.8 kV and 6.6 kV), which supplies critical loads such as compressors, pumps, and heaters. The modeling included transformers, generators, circuit breakers, conductors, protection relays, current transformers (CTs), and induction motors. The objective of this work was to carry out a coordination and selectivity study of the overcurrent protection functions, considering the 50 and 51 phase protections and the 50 neutral protection. From the power flow study, it was possible to determine the current values in all branches of the electrical system. Subsequently, three-phase and single-phase short-circuit studies were performed with durations of 0.5 cycle and 30 cycles across all medium voltage buses. Based on the electrical studies carried out, the pickup values of the 50/51F and 50N protection functions were defined. In addition to the pickup settings, the parameters of the time-delayed functions, such as operating time, time multiplier setting (TMS), and current multiplier (M), were also calculated. The CTs were sized according to the nominal current values and the three-phase short-circuit currents. The calculated parameters respected the thermal damage curves of the main equipment, including transformers, motors, generators, and conductors. Furthermore, essential factors were considered in the protection adjustments, such as the magnetizing inrush current of the transformers and the starting current of the motors. The calculated settings were implemented in ETAP and validated using the fault insertion functionality, which allows simulating faults at various points in the electrical system to verify the operation of relays and circuit breakers, thereby assessing the coordination among the protection devices. Additionally, time-current coordination curves were generated to analyze the selectivity between the adjusted functions and to identify any potential maloperations.-
Descrição: dc.description166 f.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectPlataforma FPSO-
Palavras-chave: dc.subjectProteção de sobrecorrente temporizada-
Palavras-chave: dc.subjectProteção de sobrecorrente instantânea-
Palavras-chave: dc.subjectSeletividade-
Palavras-chave: dc.subjectCoordenação-
Palavras-chave: dc.subjectPlataforma marítima-
Palavras-chave: dc.subjectSegurança do trabalho-
Palavras-chave: dc.subjectProteção de sobrecorrente-
Palavras-chave: dc.subjectFPSO platform-
Palavras-chave: dc.subjectTime-delayed overcurrent protection-
Palavras-chave: dc.subjectInstantaneous overcurrent protection-
Palavras-chave: dc.subjectSelectivity-
Palavras-chave: dc.subjectCoordination-
Título: dc.titleEstudo de seletividade e coordenação de funções de proteção 50/51 em uma FPSO-
Tipo de arquivo: dc.typeTrabalho de conclusão de curso-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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