PROTEÇÃO de Sistemas Elétrico 2024 1UJ

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Proteção de Sistemas Elétricos
Antônia Cruz
SISTEMA DE ENERGIA ELÉTRICA
É constituído por equipamentos e
materiais necessários para transportar a
energia elétrica desde a fonte até os
pontos em que ela é utilizada .
SISTEMA DE ENERGIA ELÉTRICA
• PERTUBAÇÕES 
FUNCIONAMENO
E
 Afetam
ANOMALIAS DE
as redes
órgãoselétricas e seus 
Qualidade do serviço e preservação
de controle 
das
instalações e equipamentos.
SISTEMA DE ENERGIA ELÉTRICA
Curto-circuito
• Trifásico;
• Bifásico;
• Bifásico-terra;
• Fase-terra
SISTEMA DE ENERGIA ELÉTRICA
• Comportamento de corrente de curto-circuito
• Transitória (assimétrica);
• Regime (simétrica)
SISTEMA DE ENERGIA ELÉTRICA
 As principais causas destas faltas são :
• Galhos de árvores que tocam os condutores;
• Falhas de isoladores (rachaduras, sujeira, maresia,etc.);
• Batidas de automóveis nas estruturas;
• Pequenos animais ao subirem nas estruturas (pássaros,
ratos , gatos, etc.);
• Descargas atmosféricas;
• Erros humanos (aterrar a linha durante uma operação de
manutenção e, depois, energiza-la sem desfazer o
aterramento);
• Outros
PROTEÇÃO DE SISTEMAS 
ELÉTRICOS
• Objetivos:
- Assegurar, o melhor possível, a continuidade de
alimentação dos usuários.
- Preservar os equipamentos e instalações da rede.
Alertar operadores
Retirar de serviço a instalação
PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS
Objetivo: diminuir ou evitar risco de vida e
danos materiais, quando ocorrer situações
anormais durante a operação do mesmo.
os sistemas elétricos são 
contra sobrecorrentes (curtos-
• Geralmente, 
protegidos 
circuitos), sobretensões (internas e
descargas atmosféricas) ; etc
PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS
Funções básicas de um sistema de proteção:
operadores,• Preservar a integridade física de 
usuários do sistema e animais;
• Evitar ou minimizar danos materiais;
• Retirar de serviço um equipamento ou parte do 
sistema que se apresente defeituoso;
• Melhorar a continuidade do serviço;
• Diminuir despesas com manutenção corretiva;
Noções Básicas Sobre Relés
FINALIDADE:
• Medir as grandezas atuantes
• Comparar os valores medidos com valores 
ajustados
• Operar (ou não) em função do resultado da 
comparação
a operação de disjuntores ou relés
sua atuação via indicador visual ou
• Acionar 
auxiliares
• Sinalizar 
sonoro
Noções Básicas Sobre Relés
Definição: dispositivo cuja função é detectar nas
instalações e equipamentos perigosas ou
indesejáveis condições do sistema e iniciar
convenientes manobras de chaveamento ou dar
aviso adequado.
relé é a parte lógica do sistema de proteção,
detecta anormalidades em sistemas elétricos.
Atuar diretamente sobre um equipamento ou um
sistema, retirando de operação equipamentos e
componentes envolvidos na zona do defeito.
Noções Básicas Sobre Relés
•CARACTERISTICAS DOS RELÉS
•Quanto a forma construtiva
•Quanto ao desempenho
•Quanto as grandezas elétricas
•Quanto a temporização
•Quanto a forma de acionamento
Noções Básicas Sobre Relés
•QUANTO AFORMACONSTRUTIVA
Relé Térmicos
Relé Eletromagnético
Relé Eletromecânicos - disco de indução 
Relé Estáticos - sinais elétricos de tensão 
Relé Micro processados - sinais digitais
Noções Básicas Sobre Relés
ESTRUTURA FÍSICA relés eletromecânicos
• Bobina – tensão ou corrente- TP’s ou TC’s
Analisa as grandezas medidas e transforma o resultado em 
movimento dos contatos.
• Contatos - permitem a energização do circuito de alarme e 
abertura de um disjuntor que isola o elemento em curto
Noções Básicas Sobre Relés
ESTRUTURA FÍSICA Relés estáticos -
Operam com base no funcionamento de circuitos
lógicos eletrônicos de estado sólido –
componentes eletrônicos utilizando
semicondutores.
Noções Básicas Sobre Relés
ESTRUTURA FÍSICA Relés Digitais
Operam com base em microcomputadores,
atuando nas funções de medição, comunicação,
proteção e controle através de programação.
• QUANTO AO DESEMPENHO
• Confiabilidade: probabilidade do sistema de proteção funcionar com
segurança e corretamente, sob todas ascircunstâncias.
• Seletividade : o sistema de proteção que possui esta propriedade é
capaz de reconhecer e selecionar as condições que deve operar, a fim
de evitar operações desnecessárias.
• Velocidade : um sistema de proteção deve possibilitar o desligamento
do trecho ou equipamento defeituoso no menor tempopossível.
• Sensibilidade : um sistema de proteção deve responder às
anormalidades com menor margem possível de tolerância entre a
operação e não operação dos seus equipamentos. Por exemplo, um
relé de 40 A com 1% de tolerância é mais sensível do que outro de 40 A
com 2%.
Noções Básicas Sobre Relés
Noções Básicas Sobre Relés
•QUANTO AS GRANDEZASELÉTRICAS 
Relé de tensão
Relé de corrente 
Relé de frequencia
Relé direcional de potencia 
Relé de impedancia
Noções Básicas Sobre Relés
• TIPOS DE RELÉS MAIS UTILIZADOS
Código Descrição
12 Elemento de Sobrevelocidade
21 Elemento de Distância
24 Elemento Volts/Hertz
25 Elemento de Verificação deSincronismo
27 Subtensão
32 Elemento Direcional de Potência
37 Subcorrente
38 Elemento de Sobretemperatura nosMancais
39 Elemento de Vibração nosMancais
40 Perda de Excitação
46 Desbalanço de Corrente ( ou sobrecorrente de SequênciaNegativa)
47 Desbalanço de Tensão (ou sobretensão de SequênciaNegativa)
48 Rotor Bloqueado
49 Elemento de Sobretemperatura noEstator
50 Sobrecorrente Instantâneo deFase
51 Sobrecorrente Temporizado deFase
51V Sobrecorrente de Fase com Restrição porTensão
Noções Básicas Sobre Relés
50G/50N Sobrecorrente Instantâneo de Terra /Neutro
51G/51N Sobrecorrente Temporizado de Terra /Neutro
50BF Elemento de Falha doDisjuntor
59 Sobretensão
59N Sobretensão de Neutro
60 Falha do Fusível doTP
64 Falta à Terra noEstator
64R Falta à Terra noRotor
67 Sobrecorrente Direcional deFase
67G/67N Sobrecorrente Direcional de Terra /Neutro
74 Elemento de Alarme
68 Out-of-step (proteção de falta desincronismo)
79 Religamento
81U Subfrequência
81O Sobrefrequência
86 Bloqueio
87 Diferencial
94 Elemento de Trip
Noções Básicas Sobre Relés
•QUANTO Á TEMPORIZAÇÃO
Relé instantâneo
Relé temporizado com tempo dependente 
Relé temporizado tempo independente
Noções Básicas Sobre Relés
•QUANTO Á FORMA DEACIONAMENTO
Relé de ação direta – Sem transformado redutor 
Relé de ação indireta- com transformado redutor
PROTEÇÃO DE SISTEMAS 
ELÉTRICOS
• De modo geral, a atuação de um sistema de proteção se dá
em três níveis que são conhecidos como: principal, de
retaguarda e auxiliar.
• a) Proteção principal: Em caso de falta dentro da zona
protegida, é quem deverá atuar primeiro.
• b) Proteção de retaguarda: é aquela que só deverá atuar
quando ocorrer falha da proteção principal.
c) Proteção auxiliar: é constituída por funções auxiliares
das proteções principal e de retaguarda, cujos os objetivos
são sinalização,alarme, temporização, intertravamento, etc.
Esquema de proteção de um 
sistema elétrico
Esquema de proteção de um 
sistema elétrico
TRANSFORMADOR DE CORRENTE 
(TC’s)
• TCs de proteção
• TCs de medição.
TRANSFORMADOR DE CORRENTE 
(TC’s)
• Definição
• Os transformadores de corrente são equipamentos que permitem aos 
instrumentos de medição e proteção funcionarem adequadamente sem que 
seja necessário possuírem correntes nominais de acordo com a corrente de 
carga do circuito ao qual estão ligados. Na sua forma mais simples, eles 
possuem um primário, geralmente de poucas espiras, e um secundário no 
qual a corrente nominal transformada é, na maioria dos casos, igual a 5A. 
Dessa forma, os instrumentos de medição e proteção são dimensionados 
em tamanhos reduzidos com as bobinas de correntes constituídas de fios de 
pouca quantidade de cobre.
• Os transformadores de corrente são utilizados para suprir aparelhos
que apresentam baixa resistência elétrica, tais como amperímetros,
relés de indução, bobinas de corrente de relésdiferenciais,
medidores de energia, de potência,etc.
TRANSFORMADOR DE CORRENTE 
(TC’s)
Princípio de Funcionamento
Permitem que os instrumentos de medição e de proteção funcionem
adequadamente sem que seja necessário possuírem correntes nominais
de acordo com a corrente de carga do circuito ao qual estão ligados;
Em geral possuem um enrolamento primário de poucas espiras e um
enrolamento secundário cuja corrente nominal transformada é igual a 5
A
Apresentam o mesmo princípio de funcionamento dos transformadores
convencionais: Através do fenômeno da conversão eletromagnética,
transformam correntes elevadas, que circulam pelo primário, em
pequenas correntes secundárias;
TRANSFORMADOR DE CORRENTE 
(TC’s)
• Os TCs transformam, através do fenômeno de conversão
eletromagnética, correntes elevadas, que circulam no seu
primário, em pequenas correntes secundárias, segundo
uma relação de transformação.
TRANSFORMADOR DE CORRENTE 
(TC’s
• Aspectos Construtivos:
• Consiste em poucas espiras no primário e com
uma seção apropriada para a corrente do
circuito de força, conectado em série com este
enrolamento, fazendo com que a corrente que
flui para a carga circule pelo enrolamento
primário
Transformadores de Corrente(TC’s)
• Aspectos Construtivos:
• Na sua forma mais simples, eles possuem um
primário, geralmente poucas espiras, e um
secundário, no qual a corrente nominal
transformada é, na maioria dos casos, igual a 5 A
e casos especiais 1A. Dessa forma, os
instrumentos de medição e proteção são
dimensionados em tamanhos reduzidos.
Transformadores de Corrente(TC’s)
CARACTERISTICAS CONSTRUTIVAS
Os transformadores de corrente podem ser construídos de 
diferentes formas e para diferentes usos:
TC tipo barra
TC tipo enrolado
TC tipo bucha
TC tipo núcleo dividido
TC com vários enrolamento primário
TC com vários núcleos secundário
TC com vários enrolamento secundário
Transformadores de Corrente(TC’s)
• TC tipo barra
• É aquele cujo enrolamento primário é constituído por uma
barra fixada através do núcleo do transformador,
conforme mostrado abaixo
Transformadores de Corrente(TC’s)
• TC tipo enrolado
• É aquele cujo enrolamento primário é constituído
de uma ou mais espiras envolvendo o núcleo do
transformador, conforme ilustrado abaixo
Transformadores de Corrente(TC’s)
• TC tipo janela
• É aquele que não possui um primário fixo no
transformador e é constituído de uma abertura
através do núcleo, por onde passa o condutor
que forma o circuito primário, conforme abaixo.
Transformadores de Corrente(TC’s)
• TC tipo bucha
• É aquele cujas características são semelhantes
ao TC do tipo barra, porém sua instalação é feita
a bucha dos equipamentos (transformadores,
disjuntores, etc.), que funcionam como
enrolamento primário, de acordo como mostrado
abaixo.
Transformadores de Corrente(TC’s)
• TC de núcleo dividido
• É aquele cujas características são semelhantes
às do tipo janela, em que o núcleo pode ser
separado para permitir envolver o condutor que
funciona como enrolamento primário, conforme
mostrado abaixo.
Transformadores de Corrente(TC’s)
• TC com vários enrolamentos primários
• É aquele constituído de vários enrolamentos
primários montados isoladamente e apenas um
enrolamento secundário, conforme abaixo.
Transformadores de Corrente(TC’s)
• TC com vários núcleos secundários
• É aquele constituído de dois ou mais enrolamentos
secundários montados isoladamente, sendo que cada um
possui individualmente o seu núcleo, formado,
juntamente com o enrolamento primário, um só conjunto,
conforme se na figura abaixo.
Transformadores de Corrente(TC’s)
• TC com vários enrolamentos secundários
• É aquele constituído de um único núcleo
envolvido pelo enrolamento primário e vários
enrolamentos secundários, conforme se mostra
na figura abaixo, e que podem ser ligados em
série ou paralelo.
Transformadores de Corrente(TC’s)
 VALORES NOMINAIS DOS TC’’S
a) Corrente nominal e relação nominal;
b) Nível de Isolamento
c) Frequência Nominal
d) Carga Nominal
e) Classe de extidão
f) Fator de sobrecorrente nominal;
g) Fator térmico nominal ;
h) Corrente térmica nominal
i) Corrente dinamica nominal
Transformadores de Corrente(TC’s)
TC – Correntes Nominais
• As correntes nominais primárias e as relações devem ser
compatíveis com a corrente de carga do circuito primário.
• As correntes nominais primárias podem ser de 5Aa 8000 
A e a corrente secundária via de regra é 5A, podendoem 
alguns casos ser de valor 1 A, dependendo do emprego 
do TC.
Transformadores de Corrente(TC’s)
• CORRENTE NOMINAL E RELAÇÃONOMINAL
Transformadores de Corrente(TC’s)
• Classe de tensão de isolamento
• É definida pela tensão do circuito ao qual o TC
vai ser ligado (em geral, a tensão máxima de
serviço). Os TCs usados em circuitos de 13,8kV
, por exemplo, têm classe 15 kV.
Transformadores de Corrente(TC’s)
• CARGANominal
• Os transformadores de corrente deve ser especificado de acordo com
a carga que sera ligado no seu secundário. Dessa forma a NBR
6856 padroniza conformetabela:
Transformadores de Corrente(TC’s)
Transformadores de Corrente(TC’s)
Transformadores de Corrente(TC’s)
 Corrente nominal e relação nominal
Corrente nominal secundária:normalizada em 5 A , às vezes 1A
Correntes nominais primárias : 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60,
75, 100, 125, 150, 200,250,300, 400, 500, 600, 800, 1200,
1500, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000 e 8000 A;
• Relações nominais: é indicado, por exemplo : 120:1 , se o TC é 
600-5 A
• Se há vários enrolamentos primários, indica-se assim: 150 x 
300 x 600 /5 A.
Transformadores de Corrente(TC’s)
Classe de tensão de isolamento
É definida pela tensão do circuito ao qual o TC vai ser
ligado (em geral, a tensão máxima de serviço). Os
TCs usados em circuitos de 13,8kV , por exemplo,
têm classe 15 kV.
Freqüência nominal : 50 e/ou 60 Hz.
Transformadores de Corrente(TC’s)
Fator de sobrecorrente nominal (FS)
Expressa a relação entre a máxima corrente de
curto-circuito que pode passar pelo primário do
TC e a sua corrente primária nominal, para
manter a sua classe de exatidão. Segundo a
ABNT e normas internacionais, o valor máximo
desse fator é igual a 20 vezes a corrente
primária nominal .
Icc= 20* 600= 12kA se o RTC= 600/5A
Icc<= FS*Ip  erro menor ou igual a 10%
Transformadores de Corrente(TC’s)
Classe de exatidão pela ASA
Definição do TC pela limitação da máxima tensão que 
pode aparecer no TC no momento da máxima corrente de 
curto circuito de acordo ao FS.
{10}
{20}
{2,5}
{10}
{L} {50}
{H} {100}
{200}
{400}
{800}
• TCs de medição –têm classe de exatidão 0,3 , 0,6 e 1,2 . A classe
0,3% , é obrigatória em medição de energia para faturamento. As
outras, são usadas nas medições de corrente, potência, ângulo,etc..
• TCs de proteção -têm classe de exatidão 2,5 e10%.
Transformadores de Corrente(TC’s
Classe de exatidão pela ABNT
• Define a classe de exatidão do TC, como sendo a máxima potencia aparente 
(VA) consumida pela carga conectada no secundário para uma corrente nominal 
no secundário de 5 A.
{12,5}
{25}
{A} {2,5} {5} { 50}
{F} {10} {C} {100}
{B} {10} {15} {200}
{20} {400}
{800}
ATC alta impedância
10 erro admissível na sua classe de exatidão (10%) 
F fator de sobrecorrente
20 20*IN = 20*5= 100 A nosec.
C carga no secundário do TC em VA 
50 50 VA, carga do TC
Transformadores de Corrente(TC’s)
Carga nominal
É máxima carga que se pode conectar no sec do TC, de modo anão 
ultrapassar a máxima tensão dada pela sua classe de exatidão.
Vmáx= Zcarga *Is
EXEMPLO: Qual a máxima carga que se pode conectar no secundário
do TC de classe 10H400 ( ASA)?
400= Zcarga.100  Zcarga= 4 ohm 
Zcarga <= 4 ohm
Transformadores de Corrente(TC’s)
Fator térmico nominal (FT)
É a relação entre a máxima corrente primária 
admissível em regime permanente e a sua corrente 
nominal, operando em condições normais,sem 
exceder os limites de temperatura especificados 
para a sua classe de isolamento. Segundo a ABNT, 
esses fatores são: 1,0, 1,3, 1,5 ou 2,0.
Exemplo: FT= Ip max / Ip nominal
Transformadores de Corrente(TC’s)
 Limite de corrente de curta duração para efeito 
térmico
• É o valor eficaz da corrente primária simétrica
que o TC pode suportar por um tempo
determinado (normalmente 1 s), com o
enrolamento secundário curto-circuitado, sem
exceder os limites de temperatura especificados
para sua classe de isolamento. Em geral, é
maior ou igual à corrente de interrupção máxima
do disjuntor associado.
Transformadores de Corrente(TC’s)
Limite de corrente de curta-duração 
para efeito dinâmico
É o maior valor eficaz de corrente primária
assimétrica que o TC deve suportar durante
determinado tempo (normalmente 0,1 s), com o
enrolamento secundário curto-circuitado, sem se
danificar mecanicamente, devido às forças
eletromagnéticas resultantes. Segundo a norma
VDE, vale 2,5 vezes o limite para efeito térmico,
nas classes entre 10kV e 30 kV ; e 3 vezes, nas
classes entre 60kV e 220 kV.
Transformadores de Corrente(TC’s)
• TC – Polaridade: sentido das tensões induzidas no
primário e secundário
• A maioria dos TCs tem polaridade subtrativa,sendo 
inclusive indicada pela NBR6856.
Transformadores de Corrente(TC’s)
Relés de sobrecorrente 50/51
• Conforme o próprio nome sugere, têm como grandeza de
atuação a corrente elétrica do sistema. Isto ocorrerá
quando esta atingir um valor superior ao ajuste
previamente estabelecido (corrente mínima de atuação)
• No caso de serem de forma indireta é ligado através de
transformadores de corrente.
• Quanto ao tempo de atuação, possuem curvas
características de dois tipos: de tempo definido e de
tempo dependente
Relés de sobrecorrente – 50/51F/N
• Relés de sobrecorrente de fase devem atuar para 
curtos-circuitos trifásico e bifásico
curto-circuito• Relé de terra deve atuar para 
monofásico (ou fase-terra).
Eles possuem dois elementos (ou unidades):
temporizado (51) 
instantâneo(50)
Nomenclaturas.
Relés de sobrecorrente 
temporizado (51)
• Os elementos temporizados possuem basicamente 
dois ajustes:
Tape  ajustado em função da corrente, o seu valor
determina a corrente mínima capaz de iniciar a
operação do relé, a chamada corrente de pick- up.
Dial de tempo  é selecionado de acordo com as
temporizacão requerida para a coordenação.
Relés de sobrecorrente- Curva 
caracteristicas do 51
• As características de resposta dos relés de sobrecorrente 
são locadas num gráfico em funcão de múltiplo da 
corrente de tape versus tempo (segundos), para cada 
ajuste dial de tempo. Ha, pois, uma família de curvas, 
cujas declividades mais usuais são denominadas, por 
exemplo:
• Tempo Definido
• Tempo Normal Inverso
• Tempo Muito Inverso
• Tempo Extremamente Inverso
Relés de sobrecorrente - Tempo Definido
• Uma vez ajustado o tempo de atuação (ta)
e a corrente mínima de atuação (IMIN,AT),
o relé irá atuar neste tempo para qualquer
valor de corrente igual ou maior do que o
mínimo ajustado.
Curva característica de tempo definido
Relés de sobrecorrente 
Curvas característica
Curvas características normalmente inversa (NI), muito inversa (MI) e extremamente 
inversa (EI)
Relés de sobrecorrente – T. Normal Inverso
• O relé de sobrecorrente de tempo normal
inverso e aplicado em redes onde a faixa
de variação da corrente de curto-circuito é
larga, causa esta decorrente da mudança
da capacidade de geração. A
característica tempo vesus corrente,
relativamente plana, permite que o relé
opere com razoável rapidez para uma
faixa grande de corrente de curto-circuito.
Relés de sobrecorrente T. Muito Inverso
• O relé de
inverso 
íngreme,
sobrecorrente de tempo muito
possui uma característica mais 
que faz com que ele opere
lentamente para baixos valores correntes e
opere rapidamente para altas correntes de
curto-circuito. Não e adequado para sistemas
com capacidades de geração variáveis
Relés de sobrecorrente 
Tempo Extremamente Inverso
• O relé de sobrecorrente de tempo
extremamente inverso apresenta uma
característica bastante íngreme, similar a
característica de um fusível. Portanto, ele é
adequado para sistema que possuem
fusíveis como proteção, tornando a
coordenação mais eficaz.
Relés de sobrecorrente
• As curvas caractersticas dos relés de estado 
solido e digital são modeladas através da 
equação:
DT 
I
Is
k e α -
- Dial de Tempo,
- corrente secundaria que passa pelo relé,
- o tape ajustado
constantes que dependem de cada tipo de caracterstica.
Constantes dos relés de estado solido e digital.
coordenação de relés
• A coordenação de relés é uma tarefa
fundamental, pois na ocorrência de um curto
circuito ela permite que os desligamentos dos
componentes sejam seletivos. A seletividade é
uma das características mais importantantes de
um sistema de proteção, pois restringe os
desligamento somente na região afetada
RELES
De modo geral de atuação de um relé pode ser sintetizado em quatro etapas:
1.O relé encontra-se permanentemente recebendo informações da situação elétrica
do sistema protegido sob a forma de corrente, tensão, freqüência ou uma
combinação dessas grandezas (potência, impedância, ângulo de fase, etc.);
2.Se, em um dado momento, surgirem condições anormais de funcionamento do
sistema protegido tais que venham a sensibilizar o relé, este deverá atuar de acordo
com a maneira que lhe for própria.
3.A atuação do relé é caracterizada pelo envio de um sinal que resultará em uma
ação de sinalização (alarme), bloqueio ou abertura de um disjuntor (ou nas três
ao mesmo tempo).
4.A abertura ou disparo do disjuntor, comandada pelo relé, irá isolar a parte
defeituosa do sistema.
Esquema básico da proteção de 
sobrecorrente
Diagrama unifilar
Qual a vantagem desse esquema?
Aplicação Relés de sobrecorrente
• Nas saídas dos alimentadores geralmente
são utilizados disjuntores comandado por
reles de sobre corrente de fase e de terra.
Esquema de proteção de sobre corrente
PRINC IPIOS B ÁSICOS DE 
OPERAÇÃO SISTEMA ELETRICO
Diagrama trilar
Relés de sobrecorrente
• De tempo definido
Uma vez ajustados o tempo de atuação (ta) e a corrente
mínima de atuação (IMIN,AT), o relé irá atuar neste tempo
para qualquer valor de corrente igual ou maior do que o
mínimo ajustado.
• De tempo dependente
O tempo de atuação do relé é inversamente proporcional ao
valor da corrente. Isto é, o relé irá atuar em tempos
decrescentes para valores de corrente igual ou maior do que
a corrente mínima de atuação ( corrente de partida ou
starting current)
Relés de sobrecorrente
• As curvas de tempo dependente são classificadas em três
grupos: Normalmente Inversa (NI) ,Muito Inversa (MI) e
Extremamente Inversa (EI).
Essas curvas são definidas, por norma, a 
partir de equações exponenciais do tipo:
• Onde:
• k1 e k2 : constantes que, dependendo do valor recebido, irão definiros
grupos (NI, MI ou EI):
• K1 = 0,14 e K2=0,02 ⇒ CURVA NORMALMENTE INVERSA;
• K1 = 13,5 e K2=1 ⇒ CURVA MUITO INVERSA;
• K1 = 80 e K2=2 ⇒ CURVA EXTREMAMENTE INVERSA;
• I : corrente que chega ao relé através do secundário de umTC;
• IS : corrente de ajuste ou de partida (startingcurrent);
• TMS : os valores numéricos atribuídos a TMS fazem as curvas se
deslocarem ao longo do eixo dos tempos. Estes valores geralmente
variam de 0,01 a 1, com passo de0,01
•
• Comumente os catálogos dos fabricantes fornecem dez
curvas por grupo, conforme exemplo:
• Unidades instantânea (50) e temporizada (51)
Geralmente os relés de sobrecorrente são compostos por duas unidades:
instantânea e temporizada.
Esquema básico de ligação
O esquema básico tradicional de proteção de um alimentador radial, trifásico
e aterrado, na saída de subestação, utiliza três relés de fase e um de neutro
ou terra, ligados através de três transformadores de corrente, comandandoum disjuntor (52), conforme estámostrado.
• Os relés de fase irão proporcionar proteção ao
alimentador contra os curtos-circuitos que envolvam,
principalmente, as fases (trifásico e bifásico). O relé de
neutro ou terra dará proteção contra os curtos para a terra
(fase-terra e bifásico-terra).
• Atualmente, com o emprego de relés digitais, os quatro
relés do esquema são substituídos por um único que
realiza as funções 50 e 51 de fase e terra. Além disso,
desempenham outras funções tais como: medição de
corrente, registros de dados, de perturbações, etc. São
conhecidos como relés de multifunções.
• Determinação de relação de TC
Para se fazer o ajuste da corrente de atuação de um relé de sobrecorrente
indireto, é necessário, em primeiro lugar, a definição da relação do TC que
irá alimenta-lo.
• A relação do TC (RTC) que alimenta um relé deve atender ao seguintes 
requisitos:
1 . A corrente nominal primária do TC deve ser maior do que a razão entre o 
curto-circuito máximo (no ponto da instalação) e o fator de sobrecorrente do 
TC (FS). Geralmente, FS=20 .
2. corrente nominal primária do TC deve ser maior do que a máxima
corrente de carga a ser considerada.
Ajustes de corrente mínima de atuação
Onde, a% é a taxa anual prevista para o
crescimento e n o número de anos para o qual o
estudo está sendo planejado.
• Unidade 51 de neutro
• Quando o sistema for ligado em estrela aterrado, ou delta aterrado
através de um transformador de aterramento, e não possuir cargas
ligadas entre fase e terra ou neutro, o relé de neutro deverá ter a sua
corrente mínima de atuação ajustada para um valor menor que a
corrente de curto-circuito fase-terra mínimo dentro da sua zona de
proteção. E deverá ser maior do que 10% da corrente de carga do
circuito devido erros admissíveis nos transformadores decorrente.
• A unidade instantânea do relé defase
Não deverá ser sensível às correntes de energização do circuito.
Entretanto, poderão ser ajustadas para atuar para curtos-circuitos bifásicos
e trifásicos próximos do primeiro equipamento de proteção ajusante.
Protecção de Motores
Disciplina de Sistemas de Protecção
SUMÁRIO
• Aspectos gerais da proteção de motores
• Tipos de defeitos
• Tipos e formas de proteção
• Exemplo de um sistema de protecção completo
Aspectos gerais da proteção 
de motores
A proteção de motores elétricos tem sido estudada tanto em âmbito
internacional quanto nacional, pois a preocupação com a maneira de
proteger os equipamentos elétricos faz parte do cotidiano dos
segmentos produtivos, sendo fundamental para o bom andamento da
produção, evitando danos ao equipamento, bem como paradas
excessivas e prejudiciais aos processos.
Aspectos gerais da proteção 
de motores
Quando o assunto é proteção de motores de grande porte, operando
em média tensão, é necessário um maior cuidado no
dimensionamento dos componentes, visto o elevado custo do motor
e dos equipamentos que fazem parte do conjunto operacional
. Conforme o tamanho e importância do acionamento a ser realizado,
maior a responsabilidade em se ter um sistema que possa operar de
forma satisfatória, prezando sempre pela segurança.
A junção de fatores como o tipo de aplicação e a potência do motor,
determinam a proteção ideal, proporcionando uma maior
disponibilidade produtiva e confiabilidade durante o processo em que
o motor esteja incluído.
ASPECTOS GERAIS
Dimensão, Custo e Complexidade do Sistema de 
Proteção em motores dependem:
•Condições de funcionamento do 
motor
• Defeitos que possam ocorrer
•Qualidade e continuidade de serviço 
pretendida
• Potência do motor
ASPECTOS GERAIS
Motores de pequena dimensão
• Normalmente controlados e comutados por
contactores
• Protegidos por fusíveis ou relés térmicos
Motores de pequena dimensão
Motores de pequena dimensão
Motores de pequena dimensão
RELÉ TERMICO 
•Critérios para ajuste dos relés de sobrecarga 
1-serviço continuo ( S1) 
•Demodogeral,umrelédeveserescolhidocomumafaixadeajusteemquees
tejacompreendidaacorrentenominaldomotor,independentedoseucarreg
amento.
•O valor do ajuste de sobrecargsatérmica deve obdecerosseguintes
requisitos : 
•Iaj≥ Ic
•Iaj≤ Iz
•Trb≥ Tar≥ Tpm
Iaj -corrente de ajuste do relé ; Ic–corrente do circuito ; Iz–
corrente cocondutor ; Trb–tempo de rotor bloqueado ; Tar–tempo 
de atuação do rele ; Tpm–tempo de partida do motor 
Motores de pequena dimensão
Determineoajustedorelédeproteçãodesobrecargatérmicadeummotorde50CV,
380V/IVpolos,trifásico,emregimedefuncionamentoS1,alimentadoporumcircuito
emcondutorunipolardecobre,isolaçãoPVC,deseção2,5mm2,instaladoemcanal
etafechadaembutidonopiso.Otempodepartidadomotorede2segundosetempod
erotorbloqueado10segundoseRCpm=6.4
•Solução
•Inmotor=68.8A
•Iz=89A
•LOGO:
•68,8≤Iaj≤89
•Iaj=69A-CATALOGOEDEFINEORANGEDORELÉ 63A90A
•Relativootempodeatuação
•Trb≥Taj>Tp= 10seg>Taj>2seg
•M=Ipm/Iaj M=440.3/90=4,89
Ipm=RCpmxIn 6.4x68,8=440,3A
ASPECTOS GERAIS
Motores de maior dimensão
• Normalmente protegidos por diversos tipos de relés
•Relés atuam sobre disjuntores capazes de interromper 
correntes elevadas
Motores de maior dimensão
TIPOS DE DEFEITOS
• Origem:
Motor Falhas no isolamento dos enrolamentos,falhas de
campo em motores síncrono; falhas de mancais; outras
falhas mecânicas
Carga sobrecarga e subcarga; emperramento da maquina
acionada; elevada inércia da carga acionada.
Ambiente Elevada temperatura no local de instalação do
motor; presença de elevado nível de material particulado
ou sujeira;umidade.
Sistema de potência Falta de fase; sobretensão;
subtensão; reversão de fase; desequilíbrio o sistema.
Operação  Sincronismo, partidas freqüentes (
simultânea), reversão do sentido de rotação.
Sobrecargas
• Sobrecarga no motor  Aumento de 
corrente  Prematuras falhas no isolamento
- Danos térmicos, são provenientes de :
Sobrecargas ( cíclica ou continua)
Rotor bloqueado ( falha na partida ou emperramento do 
rotor durante o funcionamento
Proteção Sobrecargas
Objectivo
Garantir que os isolantes mantenham as suas características mecânicas e 
dieléctricas.
Problema
Difícil acompanhar a 
curva de aquecimento 
de um motor com um 
único relé.
Utilização de 2 Relés
Relé térmico de sobrecarga 
e
Relé de Sobreintensidade
Relé Térmico de Sobrecarga
Proteção Contra Sobrecargas Pequenas, e de Média ou Longaduração.
•Realiza uma réplica da temperatura no interior do motor através da leitura da 
corrente absorvida pela máquina.
• Atua em tempo fixo para uma determinada corrente de sobrecarga.
Relé de Máximo de Intensidade
Proteção Contra Sobrecargas Severas
• Situações de rotor bloqueado
• Atua em milissegundos para correntes muito superiores à nominal
• Montagem idêntica ao relé anterior
Proteção Completa Contra Sobrecargas
Proteção Total Contra Sobrecargas
• Utilizando os dois relés em simultâneo
• Ou um relé eletrónico capaz de realizar as duas funções.
Proteção Contra Defeitos à Terra
Proteção AsseguradaPor
• Transformador de corrente somador que alimenta o relé de proteção.
Relé
• De máxima intensidade
• Instantâneo ou temporizado
Vantagens da Protecção
• Económica: apenas um T.I.
• Não é afetada pela corrente de arranque, nem por assimetrias.
Proteção Contra Defeitos Entre Fases
Corrente de Arranque Istart
SIM: Icc >>Istart
Relé de Máximo de Intensidade (instantâneo)
Caso contrário
Usar uma proteção diferencial, insensível à corrente de arranque.
Corrente de CC entre fases maior que I start?
Maior Corrente Absorvida Pelo Motor?
Proteção Contra Redução de Tensão
Consequências da TensãoReduzida
Tensão Reduzida
No arranque
•Impede o motor de 
atingir a velocidade 
nominal de arranque.
No funcionamento normal
• Perda de Velocidade
Elevação da Corrente -> Fortes Sobrecargas
Proteção Contra Redução de Tensão
Duas Soluções:
• CONTACTORES
Atuam instantaneamente para: 50 a 70% de Vnominal.
• RELÉS TEMPORIZADOS
Previnem disparosintempestivos: queda de tensão momentâneas.
Podem ser ligados a um alarme
Proteção Contra Trocas de Fases da Tensão de 
Alimentação
Problema
Motor arrancar em sentido inverso...problemas para a carga
Duas Formas de Detecção
• Relés de Detecção da Sequência de Correntes
Atuam ao detectarem uma sequência de correntesA,C,B 
Desvantagem:
Necessitam que o motor seja alimentado
Ia
Ic
Ib
• Relés de Detecção da Sequência de Tensões 
Verificam a sequência das tensões
Vantagem:
Não necessitam que o motor seja alimentado
Protegem o motor no arranque e em funcionamento
Va
Vc
Vb
Proteção Contra Desequilíbrios entre Fases
Causas
• Possibilidade de uma das fases do sistema de alimentação ser interrompida
• Zona afetada por distorção harmónica
Relés de Assimetria deCorrentes
• Comparam as correntes duas as duas: Ia com Ib, e Ib com Ic
• Relé Electromecânico
Desequilíbrio mínimo detectável depende da construção do relé. 
Geralmente cerca da 10 a 15%.
• Relé Digital
Consegue-se regular o nível de desequilíbrio
Proteção pode ser assegurada por relés que detectem desequilíbrios de
tensões
Proteção Direta Contra Aquecimento
Ventilação Inadequada Elevada TemperaturaAmbientee/ou
Aquecimento
Sem aumentar a corrente absorvida pelo motor!
Sensores de Temperatura
• Montados diretamente nos enrolamentos
• Sensíveis às variações de temperatura
• Usados como dispositivos auxiliares aos relés de sobrecarga
Proteção Direta Contra Aquecimento
Classificados em 2 Grandes Classes
Permitem medir e monitorizar a temperatura
• RTD
• Termopar
Apenas sensíveis a uma determinada temperatura limite
• Termóstato
• Termístor
RTD [Resistance TemperatureDetectors]
•Constituição: Fio de metal enrolado em forma 
de espiral dentro de um tubo de vidro ou de 
cerâmica.
•Funcionamento: a resistência elétrica do fio
varia linearmente com a temperatura.
• Fio tipicamente de: níquel, cobre ou platina
Condutores Resistência
Tubo de vidro
Proteção Direta Contra Aquecimento
RTD [Resistance Temperature Detectors]
•Utilização:
Apenas como Medidores da Temperatura do Motor
Medindo R com um ohmímetro ou ponte de resistências.
Convertendo R em t através da característica do RTD.
Meio de Operação de um Relé
Informa continuamente ao relé a temperatura do motor. 
Se ultrapassar o valor parametrizado, o relé atua.
Proteção Direta Contra Aquecimento
•Utilização: Semelhante à de uma RTD, mas a temperatura é convertida pela 
medição de uma tensão.
junção V
Termopar
• Constituição: Dois metais não semelhantes unidos na extremidade.
•Funcionamento: gera uma tensão que está relacionada com a temperatura 
da junção.
MetalA
Metal B
Proteção Direta Contra Aquecimento
Termóstato
• Disco de ação de mola bimetálico
•Opera um conjunto de contatos quando se atinge uma determinada 
temperatura.
• Vantagens:
•Pode ser diretamente ligado a um alarme sem utilizar nenhum relé.
•A reposição de serviço pode ser automática se a temperatura baixar.
• Desvantagens:
•A temperatura de funcionamento é fixada na fábrica e não pode ser
ajustada.
• Não permite monitorizar a temperatura.
Proteção Direta Contra Aquecimento
Termístor
•Constituição: dispositivo semi-condutor que altera a sua resistência 
abruptamente a uma determinada temperatura.
• Utilização: mudança de resistência usada para ativar um alarme ou desligar
o motor.
• Vantagens:
•Atuação mais rápida que os dispositivos anteriores.
•Não sofrem desgaste mecânico.
• Desvantagem:
•Temperatura de mudança não ajustável.
ESQUEMA DE PROTEÇÃO COMPLETO
• Um único relé pode proteger contra:
•Temperatura Excessiva
•Rotor Travado
•Assimetria de Correntes
•Perda de Carga
•Sobrecargas
•Defeito à Terra
•Tentativas de arranque
DISPLAY
Botões de Controlo
Relé Digital
Proteção de Transformadores
PROTEÇÃO DE 
TRANSFORMADORES
• O transformador de potência é um dos
equipamentos mais caros numa subestação
de um sistema elétrico. A sua importância
exige que ele tenha uma alta confiabilidade
para evitar interrupções de energia elétrica.
PROTEÇÃO DE 
TRANSFORMADORES
• Um projeto adequado e materiais de alta
qualidade utilizados na sua fabricação,
aliado a um sistema de proteção com relés
adequados são condições básicas para a
operação de um transformador.
PROTEÇÃO DE 
TRANSFORMADORES
• A falta de manutenção e a operação fora de 
suas especificações ocorrências de falhas.
Se o transformador operar sob condições de sobrecarga
ou sobre-tensão por um período prolongado, ou exposto
a um número excessivo de altas correntes em
decorrência de curtos-circuitos externos, a isolação vai
se deteriorando a tal ponto de favorecer a ocorrência de
curtos-circuitos
PROTEÇÃO DE 
TRANSFORMADORES
• CONDIÇÕES QUE LEVAM UM TRANSFORMADOR ASOFRER
DANOS:
1- Queda da isolação  pode ser provocadapor:
• sobre temperatura
• contaminação do óleo
• descarga corona na isolação
• sobre-tensões transitórias
PROTEÇÃO DE 
TRANSFORMADORES
2- Deterioração da isolação
• A deterioração da isolação é uma função 
do tempo e da temperatura.
Evitam envelhecimento precoce da isolação: 
melhorar a ventilação ou diminuir a carga
PROTEÇÃO DE 
TRANSFORMADORES
3- Óleo contaminado
• O óleo num transformador constitui um meio de isolação
elétrica e também um meio de resfriamento, portanto, a sua
qualidade e primordial.
• A rigidez dielétrica é a propriedade mais importante do óleo e
se ela for reduzida pelas impurezas, umidade, etc., a
deterioração da isolação ocorrerá fatalmente.
• O nível do óleo também deve ser monitorado
constantemente, pois, a sua queda causa também a redução
da isolação
PROTEÇÃO DE 
TRANSFORMADORES
4 - Redução da ventilação.
• O sistema de ventilação forcada deve estar
funcionando perfeitamente. Caso ocorra alguma
falha neste sistema, deve-se tomar providências
imediatas para evitar o sobre aquecimento.
PROTEÇÃO DE 
TRANSFORMADORES
• Correntes de inrush??? se desenvolve quando
da energização do transformador e a sua
magnitude depende dos seguintes fatores:
• tamanho do transformador
• propriedades magnéticas do núcleo
• fluxo magnético remanente
• momento da energização do transformador
PROTEÇÃO DE 
TRANSFORMADORES
• Tipos de falhas em transformadores de 
potência:
• falhas nos enrolamentos
• falhas nos taps
• falhas nas buchas
• falhas nos bornes terminais
• falhas no núcleo
• falhas diversas
PROTEÇÃO DE 
TRANSFORMADORES
• Detecção elétrica das faltas
1- Proteção por fusíveis  são bastante utilizados
para proteção de transformadores, apesar de
apresentarem certas limitações. Fusíveis são
dispositivos adequados para proteção contra curtos-
circuitos externos (correntes passantes), mas não são
adequados para curtos-circuitos internos ou sobrecargas
demoradas. Não existe uma regra rigida, mas em geral
adota-se o fusível para transformadores de potência
abaixo de 10,0 MVA.
Acorrente máxima de carga não deve exceder a corrente nominal
do conjunto chave/elo fusível
PROTEÇÃO DE 
TRANSFORMADORES
• Proteção de sobrecorrente Relés de 
sobrecorrente (ou fusíveis) podem ser usados
proteção dos 
capacidade,
transformadores de 
inclusive para faltas
para a 
pequena 
internas.
Nos transformadores 
como proteção de
maiores podem 
retaguarda para
atuar 
reles
diferenciais .
PROTEÇÃO DE 
TRANSFORMADORES
• Proteção diferencial Relés diferenciais
possuem uma variedade grande de tipos, dependendo
do equipamento que eles protegem. O principio de
operação do relé diferencial se baseia na comparação
de modulo e ângulo entre as correntes de entrada e de
saída no equipamento.
PROTEÇÃO DE 
TRANSFORMADORES
• Detecção mecânica das faltas
Existem basicamente dois métodos de detectar faltas em
transformadores de forca que não sejam por medidas elétricas.
Estes métodos são:
1. Acumulação de gases provocada pela decomposição lenta da 
isolação ou do óleo;
2. Aumento na pressão do óleo do tanque ou de gás provocadopor
faltas internas.
Tais reles são valiosos suplementos para reles diferenciais e podem
ser mais sensíveis para certas faltas internas do que reles que
dependem de grandezas elétricas e desta forma podem minimizar
danos.
Proteção de Transformadores
Proteção de Transformadores
Existem 2 tipos de avarias:
– Internas
• Contato à massa dos enrolamentos
• Contato entre dois enrrolamentos
• C.c. entre terminais
• C.c. entre espiras
– Externas
• Sobrecargas
• C.c. externos
Proteção de Transformadores
• Defeitos internos
Proteção de Transformadores
• Defeitos internos
-Curto-circuitos são causados por:
-avarias de isolamento com formação de arco elétrico;
-rupturas de isolamento entre chapas do núcleo;
-descargas internas;
-Nível de óleo baixo;
Proteção de Transformadores
• Conservador de óleo
o conservador de óleo é um acessório destinado a compensar
as variações de volume de óleo decorrentes das oscilações
de temperatura e da pressão.
Proteção de Transformadores
• Relé de detecção de Gás
- Utilizado em transformadores com depósito de óleo;
- Atua quando ocorre um defeito interno;
- Quando é detectado Gás aciona um alarme para evitar 
uma maior deterioração do isolamento,
- A análise do Gás fornece dados qualitativos (tipo
de defeito): ex.: defeito elétrico;
- Análise do Gás fornece dados quantitativos (quantidade 
de gás) ex: dependendo da quantidade de gás libertado 
pode se necessário colocar o transformador fora de 
serviço;
Proteção de Transformadores
• Relé de Bucholz
• É uma combinação do relé de Pressão e do de detecção de 
Gás;
• É utilizado nos transformadores a óleo;
• Tem como função proteger o transformador contra defeitos 
internos,
Proteções internas de 
Transformadores
• Relé de gás ou Relé Buchholz
• Relé de Bucholz(funcionamento/constituição)
Possui duas bóias ( com contatos de mercúrio) que estão montadasno 
interior da câmara coletora de gás;
- Bóia superior :
atua quando há produção lenta de Gás (ex: falhas de isolamento entre
espiras); causando excessivo calor nos pontos ( ponto quente)- produz
volatilização do óleo ou seja transforma o óleo emgás.
ativa um alarme
verificação do estado do gás
inflamável - defeito interno;
não inflamável –ar ou umidade;
- Bóia inferior :
atua quando há grandes bolhas de Gás (ex: curto-circuito entre espirasou
ruptura de espira formando arcoeletrifico);
faz disparar uma proteção (disjuntor);
Proteção de Transformadores
Pequeno defeito no isolamento Curto-circuito entre espiras -arco eléctrico
Sem qualquer tipo de defeito
Proteção de Transformadores
Termômetro do óleo
utilizado para indicação da temperatura do óleo. Existem
dois tipos: o termômetro com haste rígida (figura 3a), usado
com mais freqüência e termômetro com capilar (figuras 3b,
3c).
Proteção de Transformadores
• Termômetro de imagem térmica
a imagem térmica é a técnica comumente utilizada para se
medir a temperatura no enrolamento do transformador. Ela é
denominada imagem térmica por reproduzir indiretamente a
temperatura do enrolamento. temperatura do óleo acrescida da
sobre elevação da temperatura do enrolamento (t) em relação
ao óleo.
Proteção de Transformadores
• Dispositivo de alívio de pressão
os dispositivos de alívio de pressão (figuras 6a e 6b) são
instalados em transformadores imersos em líquido isolante
com a finalidade de protegê-los contra possíveis
deformações ou ruptura do tanque, em casos de defeito
interno, com aparecimento de pressão elevada
Proteção de Transformadores
Relé de Pressão
• Utilizado para responder rapidamente a um aumento da
pressão de óleo do transformador;
• Insensível às variações lentas de pressão;
• Forte aliado dos relés diferenciais ou de sobrecorrente para
os defeitos que ocorrem no interior do tanque do
transformador;
Proteção de Transformadores
• Proteção diferencial
Reles diferenciais possuem uma variedade grande de tipos,
dependendo do equipamento que eles protegem. O principio
de operação do rele diferencial se baseia na comparação de
modulo e angulo entre as correntes de entrada e de saída no
equipamento.
Proteção de Transformadores
térmica nos• Proteção contra sobrecargas -(Imagem
grandes transformadores)
Proteção do isolante dos enrolamentos contra estragos
causados pelo aquecimento inadmissível provocado por
sobrecargas prolongadas;
Normalmente existe um termômetro nos transformadores no
topo do óleo que através de um tubo capilar pode acionar os
seguintes contatos:
- contato que faz atuar o alarme;
- contato para ligar os ventiladores;
- contato para ligar as bombas de circulação de óleo;
Proteção de Transformadores
• Imagem térmica:
- indica a temperatura do ponto mais quente no
enrolamento;
o aumento da temperatura provoca a expansão de um
bulbos de mercúrio que leva ao acionamento de uma mola
que move um ponteiro, quando a temperatura atinge um
limite máximo os contatos fecham-se e caso a temperatura
seja muito elevada pode ser necessário retirar o
transformador de serviço.
Proteção contra sobrecargas
(Imagem térmica nos grandes transformadores)
Proteção contra sobrecargas
(Imagem térmica nos grandes transformadores)
Proteção de Transformadores
• Protecão de sobrecorrente
• Reles de sobrecorrente (ou fusíveis) podem ser usados
para a proteção dos transformadores de pequena
capacidade, inclusive para faltas internas. Ja nos
transformadores maiores podem atuar como proteção
de retaguarda para reles diferenciais. E bastante comum
utilizar também reles térmicos como proteção de
sobrecarga do transformador.
PROTEÇÃO DIFERENCIAL DE 
TRANSFORMADORES
Principio de funcionamento
- São recomendáveis para transformadores trifásicos acima de 1000 kVAe tornam-se
economicamente viáveis acima dos 5000kVA.
-Como esta proteção apenas verifica se a corrente de entrada é igual à corrente na
saída, esta é insensível a defeitos fora desta zona. Tipicamente também não atua para
situações de sobrecarga.
Relé diferencial amperimétrico
-É um relé que atua instantaneamente, quando a corrente que o atravessa for superior a um valor 
ajustável.
-Ainda é bastante utilizado mas existem erros sistemáticos inerentes ao seu funcionamento:
-diferença entreTI’s;
-erro de medida dos própriosTI’s;
-no caso da proteção de transformadores temos que ter em conta a corrente de magnetização inicial.
Relé diferencial percentual
- Assim verifica-se que na ocorrência de um defeito externo à zona de proteção a corrente na bobine
de restrição [(I1+I2)/2] é superior à da bobine de operação (I1-I2), fazendo com que a sua atuação seja 
mais difícil. No caso de uma falha dentro da zona de proteção, a relação (I1-I2) sobrepõe-se a 
[(I1+I2)/2], devido à inversão de I2 e assim o relé entra emoperação.
Relé diferencial
• Esquema de ligação a um transformador monofásico
- De acordo com esta figura, é possível verificar que os TI’s fornecem ao circuito de
proteção uma corrente de 2A. Como esta corrente fornecida pelos TI’s é a mesma, a
corrente diferencial é nula. Logo não há corrente a atravessar a bobina do relé não
provocando a sua atuação.
Simulação do comportamento do relé para um defeito Fase-Terra
Nesta situação, é simulado um curto-circuito do lado da BT.Agora, temos o TI da 
AT/MT a ler uma corrente de 120A e o TI da baixa tensão não lê nada, pois a 
energia está toda a ser consumida no curto-circuito. Assim estamos a colocarna 
bobina de operação do relé, uma corrente diferencial 6A.Perante uma corrente 
destas, é provocada a atuação imediata do relé, protegendo assim o 
transformador.
Relé diferencial
Relé diferencial
Situação normal de funcionamento.
CC bifásico
Proteção de Transformadores
• Proteção de terra
• Proteção do regulador
• Proteção contra sobretensões
• Proteção diferencial de transformador
• Proteção contra sobreintensidades
• Proteção de Buchholz
• Imagem térmica
• Proteção integrada
Proteção contra sobreintensidades• O que é uma sobreintensidade?
• Uma sobreintesidade é uma corrente de 
intensidade superior à nominal.
• De que resultam?
• As sobreintensidades podem resultar de 
sobrecargas
• Devido a curto-circuito
• •Defeitos
Proteção contra sobreintensidades
• Como realizar a proteção?
• Através de aparelhos de proteção,
este tipo de aparelho é destinado a impedir ou limitar os
efeitos perigosos ou prejudiciais da passagem de uma
corrente de intensidade superior à admissível nas
canalizações ou aparelhos de utilização, aos quais
possam estar sujeitas pessoas ou instalações.
Proteção contra curtos-circuitos deverá ser efetuada de
modo a garantir que a duração do curto-circuito seja
limitada a um tempo suficientemente curto de forma a
que as características das canalizações e dos aparelhos
não sejam afetadas.
• Exemplos de Transformador de Tensão
•Exemplos de Transformador de Corrente
PROTEÇÃO DE GERADORES 
SÍNCRONOS
Tipos de defeitos
• Curtos-circuitos nos enrolamentos do estator
• Terra no enrolamento do rotor
• Operação com correntes desequilibradas
• Sobre aquecimento nos enrolamentos do estator
• Motorizarão do gerador
• Perda de excitação
• Sobretensões
• Sobrevelocidade
PROTEÇÃO DE GERADORES 
SÍNCRONOS
Tipos de esquemas de proteção
• Proteção diferencial do gerador (87G)
• Proteção diferencial do conjunto gerador-transformador 
(87T)
• Proteção contra terra-enrolamentos do estator (64G)
• Proteção contra defeitos entre espiras dos enrolamentos do 
estator (61)
• Proteção contra terra-enrolamento do rotor (64F)
• Proteção contra correntes desequilibradas (46)
• Proteção contra sobreaquecimento nos enrolamentos do 
estator (49)
• Proteção contra motorizarão do gerador (32)
• Proteção contra perda de excitação (40)
• Proteção contra sobretensoes (59)
• Proteção contra sobrevelocidade (12)
PROTEÇÃO DE GERADORES 
SÍNCRONOS
Proteção diferencial do gerador
Proteção de geradores 
síncronos
• As condições anormais que devem ser
consideradas na operação de geradores
síncronos são maiores do que em outros
componentes do sistema de potência, entretanto
as ocorrências de defeitos em geradores
síncronos, principalmente nos de grande porte,
são relativamente reduzidas.
Porém, deve-se considerar que na eventualidade
de alguma ocorrência as conseqüências serão
serias (custo da recuperação, indisponibilidade do
equipamento, etc.