atividade contextualizada Relés digitais

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RELÉS DIFERENCIAIS DIGITAIS
Antônio Carlos Borges de Araújo
Matricula: 01307633
Curso: Engenharia Elétrica
O relé diferencial digital ou simplesmente relé digital, pode ser programado para monitorar efetivamente boa parte de seus sistemas de hardware e software de uma subestação, realizando a detecção de qualquer defeito interno que possa ser ocasionado. Na ocorrência de um defeito o relé pode se colocar fora de serviço e aciona um alarme ao sistema central. A tecnologia digital tem se tomado fundamental para a melhoria dos sistemas empregados nas subestações, medições, comunicações, telemetria e controle, dos quais estão inseridos nos sistemas computacionais das subestações onde os relés digitais são equipamentos primordiais a otimização e funcionalidade de todo o sistema. O relé digital pode ser programado para executar diversas funções. Podendo executar muitas tarefas na subestação como: medição, monitoramento, controle, entre outras. Possuindo característica adaptativa, modificando sua atuação em várias funções, tornando-as mais adequadas às condições dos SEP.
A figura representa um diagrama com os principais blocos de funções de um relé digital 
Fonte: http://esc.com.br/artigos/ensaios-de-reles-digitais-de-protecao-utilizando-o-protocolo-iec-61850
- Os transformadores de entrada diminuem as tensões e correntes de entrada a níveis adequados aos microprocessadores. Os transformadores também permitem a isolação galvânica entre as placas eletrônicas da proteção e os sinais provenientes dos TCs e TPs.
- Os sinais transitórios possuem grande quantidade de componentes harmônicas de alta ordem. Um filtro analógico passivo passa baixa é usado como filtro antialiasing impedindo que as altas freqüências sejam amostradas com o objetivo de se evitar erros no processamento digital dos sinais. 
- Um circuito Sample and Hold amostra as entradas analógicas em um mesmo instante e disponibiliza os sinais ao multiplexador. 
-O MUX (Multiplex) pennite que seJa usado apenas um conversor ND (Analógico Digital) para várias entradas analógicas. As entradas analógicas são conectadas uma a uma pelo multiplexador ao conversor ND.
-No conversor ND os sinais analógicos são convertidos para a forma digital em intervalos definidos de amostragem.
-O módulo de entrada lógica informa o processador sobre o estado de chaves, disjuntores, seccionadoras e sobre a atuação de outras proteções.
- O processador controla o funcionamento do relé, faz a filtragem digital dos sinais para extração da componente fundamental, se pertinente, executa os cálculos e decide atuações.
-O módulo de saída lógica é responsável pelas atuações de disjuntores e alarmes decididos pelo processamento.
 Nos relés digitais podem ser implementadas quaisquer função, em vez que basta alterar o firmware do dispositivo (caso o hardware seja padrão): detetores de nível (sobrecorrente), proteção diferencial.
Os relés digitais implementam as funções de proteção a partir das duas metodologias distintas: Método fasorial onde é utilizado filtros digitais para o cálculo dos fasores das grandezas de interesse. Método da equação diferencial onde aplica-se a metodologia diferencial utilizada as equações diferencias que representam o fenômeno físico.
Os reles digitais podem ser utilizados para implementar quaisquer funções, uma vez que basta alterar o firmware do dispositivo, detetores de nível para sobrecorrente, proteção diferencial (amperimétrica e percentual): comparação de ângulo de fase (Direcional): proteção de distância, relés de frequência entro outras funções.
A proteção contra sobrecorrente está diretamente associada à eliminação de curtos-circuitos. A aplicação correta dos relés de proteção de sobrecorrente exige o conhecimento da corrente de falta que circula por cada parte do sistema. Como aplicar todos os possíveis curtos-circuitos no sistema de potência para testar o sistema de proteção é quase impossível, a análise de circuitos simulada é necessária. 
Para o ajuste do relé são necessários: um diagrama do sistema elétrico envolvido, seus dispositivos de proteção e seus transformadores associados; a impedância em p.u. ou em ohms dos transformadores, máquinas, linhas de transmissão e circuitos alimentadores; o valor máximo e mínimo de curto-circuito esperado que circula por cada dispositivo de proteção; o valor da corrente in-rush, o fator térmico e a curva de dano característica dos transformadores. Os ajustes dos relés são definidos para operar o mais rápido possível para o maior valor de falta e também é verificado se essa operação é satisfatória também para o menor valor de falta esperado. Além de operar corretamente para proteger cada equipamento, para um sistema que possui vários relés de proteção de sobrecorrente, deve haver a coordenação entre esses relés, para que eles atuem em ordem correta, fazendo assim com que a menor parte possível do sistema seja desligada. Segundo El-Hawary (2000), os critérios para fazer a coordenação dos relés são: o critério de temporização e o de graduação de corrente. Para uma coordenação mais precisa geralmente é usada uma combinação dos dois critérios, porém, cada um dos métodos deve isolar apenas a parte faltosa do sistema, permitindo que o restante opere normalmente. No método de coordenação definido pela temporização, cada relé que controla o disjuntor de cada ponto do sistema é ajustado para um determinado tempo de operação garantindo que o disjuntor mais próximo da falta abra primeiro. 
Alguns dos tipos de relés digitais: Relé de proteção digital sepam. Relé inteligente compacto com display 6 entradas/4 saídas digitais. Relé inteligente tesys t ethernet 0.48a. entre outros.