Ativ Contex Proteção de sistemas elétricos

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ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA - PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS 
 
Aluno: Lucivaldo Felisberto da Costa 
Curso: Engenharia Elétrica 
 
Como visto no material de estudo desta disciplina, os relés digitais utilizados 
para a proteção de sobrecorrente apresentam os mesmos princípios fundamentais 
dos relés eletromecânicos e dos relés estáticos, porém, devido à tecnologia digital, a 
qual emprega semi-condutores e fibras ópticas, os relés digitas são mais precisos, 
eficientes e seletivos, eliminando as faltas no sistema de maneira mais rápida, 
trazendo maior segurança ao SIN e durabilidade aos equipamentos protegidos. 
 
De modo geral, mencionaremos aqui as principais funções de proteção dos relés 
diferencias digitais sendo elas: 
Proteção contra curto-circuito para transformadores de dois e três enrolamentos; 
Proteção contra curto-circuito para motores e geradores; 
Proteção de sobrecarga com característica térmica; 
Proteção de sobrecorrente de retaguarda de tempo definido e/ou tempo inverso. 
 
Um outro exemplo de função operacional desse tipo de relé digital é a proteção 
de sobrecorrente de neutro sensível relacionada a defeitos monopolares de tapes 
através de um ajuste por enrolamento. 
A operação da função de proteção diferencial (ANSI 87), ocorre quando há uma 
diferença de corrente entre os elementos protegidos, indicando que podemos ter um 
curto entre expiras em transformadores e geradores, por exemplo e ou curto externo, 
porém, dentro da zona de proteção diferencial. De maneira geral, se a corrente de 
entrada menos a corrente de saída for igual a “0”, podemos afirmar que o sistema está 
operando dentro da normalidade, do contrário, o relé irá entrar em operação de modo 
a proteger o sistema. 
Nesse contexto, mesmo existindo muitas similaridades entre os dispositivos 
digitais e o funcionamento dos relés diferencias eletromecânicos, que também são 
destinados para a proteção de sobrecorrente, os relés diferencias digitais estão 
ganhando espaço no sistema elétrico de proteção em geral. Com a automação cada 
vez mais crescente dos sistemas elétricos industriais e de potência, os relés digitais 
passaram a ser elementos obrigatórios nos esquemas de proteção. Ademais, 
revolucionaram os esquemas de proteção, oferecendo vantagens impossíveis de 
serem obtidas dos seus antecessores. Além das funções de proteção propriamente 
ditas, os relés digitais realizam funções de comunicação, medidas elétricas, controle, 
sinalização remota, acesso remoto etc. 
Em um relé diferencial digital, existe um elemento temporizado ajustado a partir 
de curvas características típicas de tempo gerais para ajuste do relé diferencial digital 
e também para vários dispositivos eletrônicos. Estas são divididas conforme a curva 
estabelecida, sendo: inversa, muito inversa e extremamente inversa. A característica 
de tempo de um relé diferencial digital de sobrecorrente pode ser relacionada como 
uma função extremamente inversa. 
 
 
 
Segundo o livro de Mamede (2020, p. 23), os relés têm evoluído 
progressivamente desde que surgiu o primeiro dispositivo de proteção eletromecânico 
em 1901 que consistia em um relé de proteção de sobrecorrente do tipo indução. Por 
volta de 1908 foi desenvolvido o princípio da proteção diferencial de corrente, 
seguindo-se em 1910 o desenvolvimento das proteções direcionais. Somente por 
volta de 1930 foi desenvolvida a proteção de distância. 
É uma proteção baseada em técnicas de microprocessadores. Mantêm os 
mesmos princípios das funções de proteção e guardam os mesmos requisitos básicos 
aplicados aos relés eletromecânicos ou de indução e aos relés estáticos ou 
eletrônicos. No entanto, os relés digitais oferecem, além das funções dos seus 
antecessores, novas funções aos seus usuários adicionando maior velocidade, melhor 
sensibilidade, interfaceamento amigável, acesso remoto, armazenamento de 
informações etc. Ao contrário dos relés eletromecânicos de indução e dos relés 
eletrônicos, os relés digitais, devido ao fato de operarem segundo uma programação 
inteligente e poderosa, têm a capacidade de processar digitalmente os valores 
medidos do sistema, tais como tensão, corrente, frequência etc., e de realizar 
operações lógicas e aritméticas. 
Outro mecanismo dos relés digitais é que além de exercer as funções dos seus 
antecessores tecnológicos, conforme já explicado, eles apresentam as seguintes 
vantagens: pequeno consumo de energia, reduzindo a capacidade dos 
transformadores de corrente; elevada confiabilidade devido à função de auto 
supervisão; diagnóstico de falha por meio de armazenamento de dados de falha; 
possibilidade de se comunicarem com um sistema supervisório, por meio de uma 
interface serial; possibilidade de serem ajustados à distância; durante os 
procedimentos de alteração nos ajustes, mantêm a proteção do sistema elétrico ao 
nível dos ajustes existentes; elevada precisão devido à tecnologia digital; amplas 
faixas de ajuste com vários degraus; ajustes dos parâmetros guiado por uma interface 
amigável; segurança operacional com a possibilidade de estabelecer uma senha do 
responsável pelo seu ajuste. 
Os relés digitais funcionam através de programas dedicados que processam as 
informações que chegam pelos transformadores de instrumentos, geralmente 
instalados no pátio das subestações, os quais disponibilizam as correntes (TC’s) e 
tensões (TP’s). Estas medições são lidas pelas entradas analógicas dos relés de 
proteção através de placas analógicas. As atuações, abertura dos disjuntores se dá 
através de contatos digitais, denominados BI’s/BO’s, as quais, recebem sinais e 
enviam sinais/comandos aos equipamentos protegidos. Seus ajustes são efetuados 
ou no frontal do relé por uma tecla de membrana por meio de instruções específicas 
ou através de um microcomputador conectado no frontal do relé por meio de uma 
comunicação serial RS 232. Atualmente, a comunicação com os relés de proteção se 
da através de interface Ethernet. 
Como exemplo de aplicação comercial, temos os seguintes dispositivos mais 
empregados no setor elétrico brasileiro: 
 
Relé 7UT85/7UT86 (SIEMENS) – Proteção Diferencial de Transformador para 
2 e 3 enrolamentos 
Relé 487E (SEL) – Proteção Diferencial de Transformador para 2 e 3 
enrolamentos. 
Portanto, diante do exposto tanto na disciplina quanto na realização dessa 
atividade contextualizada, posso concluir que fiquei fascinado por esse universo de 
proteção de sistemas elétricos, o livro Mamede filho (2020), traz inestimáveis 
aplicações, especificações técnicas e conhecimentos para o aluno e engenheiro 
recém-formado se nortear e quem sabe até desenvolver novos mecanismos para a 
melhoria contínua desses dispositivos tão importantes para o sistema elétrico de 
potência. 
 
Com relação ao exemplo da missão de fazer parte da equipe responsável pelo 
estudo e processo de substituição dos relés eletromecânicos por relés digitais, 
certamente seria uma grande responsabilidade, por entender que muitas dessas 
linhas de transmissões e subestações de energia elétrica que compõem o sistema 
estariam energizadas, nesse contexto, possíveis falhas de procedimentos, engenharia 
e ou execução poderiam causar danos irreparáveis, tanto para a população prioritária 
dependente da demanda energética, a exemplos de hospitais e tudo que envolve a 
saúde, mesmo nas residências, quanto para o sistema elétrico de potência do nosso 
país. No entanto, ao mesmo tempo seria uma grande honra contribuir para a melhoria 
e digitalização do sistema, fomentando estudos sólidos, profissionalismo e interação 
entre equipe, visando aplicar o conceito aprovado em projeto para alcançar o êxito 
planejado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
 
MAMEDE FILHO, João.; RIBEIRO MAMEDE, Daniel. Proteção de sistemas 
elétricos de potência. 2. ed. Rio de Janeiro : LTC | Livros Técnicos e Científicos 
Ltda., 2020. 
 
 
MAMEDE FILHO, J.; MAMEDE, D. R. Proteção de sistemas elétricos de potência. 
SãoPaulo: Grupo Gen, 2013.