4 - Princípios Básicos de Proteção de Sistemas de Distribuição

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DESCRIÇÃO
Métodos e fundamentos para executar a proteção de sistemas de distribuição. Identificação dos dispositivos de proteção,
bem como seu funcionamento, aplicabilidade, esquemas e arranjos de coordenação.
PROPÓSITO
Apresentar os métodos e fundamentos de proteção para sistemas de distribuição de energia elétrica. Identificar os
dispositivos de proteção e suas características. Por fim, conhecer os esquemas e arranjos de emprego e coordenação de
dispositivos para garantir segurança às instalações e aos usuários.
PREPARAÇÃO
Antes de iniciar o estudo deste tema, tenha em mãos papel, caneta e uma calculadora, ou use a calculadora de seu
smartphone/computador.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Descrever métodos e fundamentos da proteção de sistemas de distribuição
MÓDULO 2
Identificar os dispositivos de proteção e suas características
MÓDULO 3
Reconhecer os princípios básicos de funcionamento, esquemas e arranjos típicos de emprego dos dispositivos de proteção,
e coordenação de proteção
INTRODUÇÃO
Neste tema, vamos conhecer os princípios básicos de proteção de sistemas de distribuição. Para começarmos,
assista ao vídeo a seguir.
Considerando as falhas e anormalidades que ocorrem nos sistemas elétricos de potência quando fornecem energia, um
sistema de proteção, ao perceber operação fora do usual, visa garantir que a parte afetada do sistema elétrico seja
desconectada para evitar danos às instalações e a seus usuários.
A finalidade de um bom projeto de proteção de sistemas de distribuição é reduzir os custos de eventuais reparos, limitar a
propagação do defeito, minimizar o tempo de equipamentos indisponíveis, evitar perdas de produção em setores industriais
e comerciais, dentre outros.
Fonte: evening_tao / Freepik
MÓDULO 1
 Descrever métodos e fundamentos da proteção de sistemas de distribuição
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
Para iniciar este módulo, assista ao vídeo a seguir no qual serão tratados os métodos e filosofia sobre proteção de
sistemas de distribuição.
Um sistema de proteção fornece as informações relativas aos defeitos ocorridos, objetivando a correção e recuperação do
sistema protegido. Outras vantagens são melhorar a continuidade do fornecimento de energia e diminuir as despesas com
manutenção corretiva.
De forma geral, os defeitos são percebidos quando há elevação da corrente, elevação ou redução da tensão, inversão do
sentido da corrente ou alteração do valor de impedância do sistema. À elevação da corrente frequentemente se sucede um
curto-circuito. Além da variação da corrente, o curto-circuito também causa distúrbios no nível de tensão. Ambos os
defeitos podem provocar prejuízos às instalações. O curto-circuito é a ligação direta entre as três fases, entre duas fases
quaisquer ou entre uma fase e a terra. Trata-se de falha mais severa se comparada a sobrecargas, que, similarmente aos
curtos-circuitos, causam elevação da corrente, mas em um nível moderado.
CURTO-CIRCUITO
O nível de curto-circuito permite o dimensionamento dos dispositivos de proteção e seu correto ajuste, para atender as
demandas de coordenação e tempo de atuação. O nível de curto-circuito depende apenas da topologia e dos
componentes do circuito a montante, portanto é indiferente à carga instantânea; além disso, seu cálculo depende dos
diagramas de sequências de fase (positiva, negativa e zero). São quatro os tipos de curto-circuito: trifásico, bifásico
(representando 11% das faltas), bifásico-terra, fase-terra (representando 79% das faltas).
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Fonte: Nightman1965 / Shutterstock.com
REQUISITOS DE UM SISTEMA DE PROTEÇÃO
A elaboração de um sistema de proteção eficiente leva em conta alguns fundamentos:
SELETIVIDADE
Em um sistema elétrico existem diversos dispositivos de proteção. Imagine uma instalação com um quadro geral de
distribuição de energia cujo diagrama unifilar está representado na figura 1.
Fonte: EnsineMe
 Figura 1 – Exemplo de diagrama unifilar
Caso haja uma falha no circuito de tomadas do hall, em um sistema cujo projeto se preocupou com a seletividade entre os
dispositivos, o primeiro disjuntor a atuar seria o DJ (Disjuntor) 5. Assim, apenas esse circuito fica fora de operação. Se não
houver seletividade, os disjuntores DJ 8 e DJ 9 podem atuar antes do DJ 5, deixando outros circuitos inoperantes de forma
desnecessária.
ZONAS DE ATUAÇÃO
O dispositivo de proteção deve conseguir identificar se a falha é interna ou externa à sua zona de atuação. Se o defeito
ocorre fora da zona protegida, o dispositivo não atua.
VELOCIDADE
A velocidade com que o dispositivo de proteção atua sobre o sistema pode reduzir ou evitar danos; logo, o ideal é que o
desligamento do trecho afetado seja no menor tempo possível dentro de cada situação. O tempo de atuação dos elementos
de proteção pode ser definido e isso é importante para garantir a seletividade do sistema de proteção.
SENSIBILIDADE
É a capacidade que o sistema tem para reconhecer com precisão os valores indicados para sua operação.
CONFIABILIDADE
É a probabilidade de o sistema de proteção funcionar com segurança e exatidão, sob todas as circunstâncias.
AUTOMAÇÃO
Os elementos de proteção podem atuar automaticamente quando as condições de operação são atendidas.
TIPOS DE PROTEÇÃO
Conforme comentado, existem diversas falhas possíveis em instalações elétricas. A fim de minimizar os efeitos desses
eventos, emprega-se um conjunto de dispositivos, cada um tendo sua função e condições de operação. Vamos conhecê-
los!
PROTEÇÃO DE SOBRECORRENTE
A sobrecorrente é dividida pelo nível de elevação da corrente, vejamos:
QUANDO AS VARIAÇÕES DE CORRENTE SÃO MODERADAS, TEM-SE A
SOBRECARGA.
QUANDO AS VARIAÇÕES DE CORRENTE SÃO EXTREMAS, TEM-SE O
CURTO-CIRCUITO.
Em determinadas situações, o sistema de proteção deve ser projetado de forma a permitir uma sobrecarga definida e por
tempo limitado.
 EXEMPLO
Como exemplo, podemos citar os transformadores de potência, que podem atuar em sobrecarga sem
prejudicar o restante da instalação. Outro exemplo são os motores de indução, que possuem correntes de
partida elevadas, as quais devem ser suportadas.
Fonte: Stephen Whybrow / Shutterstock.com
Quando os limites permitidos são ultrapassados, os elementos de proteção devem agir para interromper a falha.
Normalmente, para sobrecargas, são aplicados relés térmicos. Já os curtos-circuitos, que causam avarias maiores, devem
ser limitados em um intervalo de tempo menor. Portanto, os dispositivos de proteção, cuja função é operar em curtos-
circuitos, devem ser rápidos em sua atuação, como, por exemplo, um fusível.
PROTEÇÃO DE SOBRETENSÃO
As descargas atmosféricas, a manobra de equipamentos e os curtos-circuitos monopolares provocam as sobretensões. Um
sistema elétrico, em funcionamento normal, pode suportar trabalhar com nível de tensão de até 110 % do valor nominal da
tensão. Os relés de sobretensão têm atuação instantânea e temporizada, acionando os disjuntores quando o valor da
tensão é detectado acima do limite estabelecido.
 VOCÊ SABIA
As descargas atmosféricas causam prejuízos às redes elétricas quando são diretas e indiretas. As descargas
diretas atingem mais as redes aéreas de baixa e média tensão, devido ao baixo grau de isolamento. No
entanto, as redes de distribuição localizadas em áreas urbanas têm menor probabilidade de ser atingidas
pois há edificações, árvores e outras linhas que funcionam como uma proteção natural.
Para evitar as descargas diretas, as redes elétricas têm cabos de guarda, que funcionam como para-raios, ou têm para-
raios atmosféricos de haste (figura 2).
Fonte: Zsschreiner / Shutterstock.com
 Figura 2 – Cabo de guarda ou cabo para-raio
Devido aos campos eletromagnéticos produzidos, as descargas indiretas induzem picos de tensão e corrente nas redes de
arame, nos cabos das redes elétricas, nos cabos das redes de dados e telefonia, e nas estruturas metálicas das
edificações.
PROTEÇÃO DE SUBTENSÃO
Os dispositivos de proteção de subtensão protegem, principalmente,motores e geradores. Esses equipamentos suportam
por aproximadamente dois segundos uma tensão de valor equivalente a 80 % da tensão nominal antes de atuarem.
Fonte: Oleksandr Lysenko / Shutterstock.com
 Relé de rádio.
Fonte: natatravel / Shutterstock.com
PROTEÇÃO DE FREQUÊNCIA
A alteração da velocidade de máquinas girantes pode ter como resultado eventos de sobrefrequência ou subfrequência,
além de aquecimentos e vibrações no sistema elétrico. A variação da frequência atinge a qualidade da energia fornecida.
Normalmente, as proteções impedem que um sistema de 60 Hz opere fora da faixa de 58 Hz e 62 Hz.
SELETIVIDADE
Há três critérios que podem ser utilizados para projetar a seletividade de um sistema de proteção:
Fonte: Freepik
POR VALOR DE CORRENTE
Fonte: Freepik
POR TEMPO DE ATUAÇÃO
Fonte: Freepik
POR LÓGICA
SELETIVIDADE AMPERIMÉTRICA
Método empregado no primário de transformadores, com elos fusíveis, dispositivos instantâneos. A corrente de curto-circuito
aumenta à medida que o ponto de defeito se aproxima da fonte de alimentação, ou seja, o dispositivo a jusante vê uma
corrente menor do que a corrente vista pelo dispositivo a montante da falha. Isso ocorre quando há uma impedância
considerável entre os pontos em que se deseja impor a seletividade. A figura 3 ilustra esse processo:
Fonte: EnsineMe
 Figura 3 – Seletividade amperimétrica
Para que a seletividade seja efetiva, deve-se respeitar estas condições:
1
A corrente de atuação do primeiro dispositivo de proteção a montante da falha, IDP1, deve ser inferior em relação à corrente
de curto-circuito da zona de proteção.
2
A corrente de atuação dos demais dispositivos de proteção a montante da falha, IDPn, deve ser superior em relação à
corrente de curto-circuito.
IDP1 ≤ 0,8 . ICS
IDPn > ICS
SELETIVIDADE CRONOLÓGICA
Nesse método utilizam-se os ajustes de temporização dos dispositivos. Os elementos de proteção a montante e mais
afastados da falha têm sua atuação retardada, permitindo que os elementos próximos ao defeito atuem primeiro. A diferença
de tempo de atuação deve considerar o tempo de abertura do dispositivo acrescido de um tempo de incerteza. Esse período
chama-se intervalo de coordenação. A figura 4 ilustra esse processo:
Fonte: EnsineMe
 Figura 4 – Seletividade cronológica
 ATENÇÃO
A seletividade cronométrica não é vantajosa em sistema de distribuição que possui muitas subestações em
série, pois à medida que se aproxima da fonte, o tempo de atuação torna-se elevado em demasia. Para
casos com mais de três níveis de coordenação, não é indicado o uso de atuação por tempo definido. Ao
permitir que uma corrente de defeito circule por tanto tempo, provoca-se queda de tensão no sistema,
prejudicando o restante das cargas.
SELETIVIDADE LÓGICA
Esse método, ideal para casos de níveis de curto-circuito muito próximos, surgiu com a aplicação dos relés digitais e
permite que os dispositivos atuem mais rapidamente do que em outros esquemas. Na seletividade lógica, diversos níveis de
proteção têm comunicação entre si. Assim, quando uma proteção falha, outra é logo acionada. Nesse caso, também é
utilizada a temporização dos relés a montante, mas não se tem o mesmo problema que ocorre com a seletividade
cronológica, pois as temporizações estão na ordem de 50 a 100 ms. A figura 5 ilustra esse processo:
Fonte: EnsineMe
 Figura 5 – Seletividade lógica
SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
Existem alguns critérios básicos para proteção de sistemas de distribuição:
Fonte: Freepik
Empregam-se chaves fusíveis no primário dos transformadores de distribuição.
Fonte: Freepik
Empregam-se, preferencialmente, chaves fusíveis no início de ramais, mas religadores ou seccionadores podem ser usados
também.
Fonte: Freepik
Empregam-se chaves fusíveis, religadores ou seccionadores no percurso de linhas longas de distribuição, onde for
necessário (como, por exemplo, após cargas que requerem continuidade no fornecimento de energia).
Fonte: Freepik
Não se empregam mais de duas chaves fusíveis em série numa linha de distribuição. Se forem necessárias mais proteções,
deve-se usar seccionadores.
Vale por fim destacar que as principais funções utilizadas em redes de distribuição são as proteções temporizadas e
instantâneas de fase e de neutro, proteção de sobretensão, proteção de subtensão e religamento.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. APÓS TER CONHECIDO OS FUNDAMENTOS DOS SISTEMAS DE PROTEÇÃO E TER
PERCEBIDO SUA IMPORTÂNCIA, LEIA AS AFIRMATIVAS ABAIXO.
I – O TEMPO DE ATUAÇÃO DOS ELEMENTOS DE PROTEÇÃO DEVE SER SEMPRE O MENOR
POSSÍVEL E DEVE ATUAR SOBRE O SISTEMA SEM CONSIDERAR QUAIS CONSUMIDORES SÃO
DESCONECTADOS.
II – OS DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DEVEM ATUAR AO IDENTIFICAR FALHAS FORA DA ZONA
PROTEGIDA.
III – OS DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO SÃO ESCOLHIDOS DE ACORDO COM SUA CAPACIDADE
DE RECONHECER COM PRECISÃO OS VALORES INDICADOS PARA SUA OPERAÇÃO.
ASSINALE A ÚNICA ALTERNATIVA CORRETA:
A) Apenas a afirmativa I está correta.
B) Apenas a afirmativa II está correta.
C) Apenas a afirmativa III está correta.
D) Apenas as afirmativas I e III estão corretas.
E) Apenas as afirmativas II e III estão corretas.
2. ASSINALE A ALTERNATIVA INCORRETA:
A) O sistema de proteção pode permitir sobrecarga nas instalações em determinadas situações.
B) Motores e geradores são equipamentos sensíveis às variações de tensão; por isso, esse é um caso para o uso de
proteções de subtensão.
C) Em uma instalação de baixa tensão, há disjuntores como dispositivos de proteção. Nessa situação, avalia-se a
seletividade do sistema pelo critério de corrente.
D) Em longas linhas de distribuição, é possível empregar um sistema de proteção composto apenas por chaves fusíveis.
E) Ao utilizar a seletividade lógica, mesmo com a temporização dos relés a montante, pode-se empregar diversos níveis de
coordenação.
GABARITO
1. Após ter conhecido os fundamentos dos sistemas de proteção e ter percebido sua importância, leia as
afirmativas abaixo.
I – O tempo de atuação dos elementos de proteção deve ser sempre o menor possível e deve atuar sobre o sistema
sem considerar quais consumidores são desconectados.
II – Os dispositivos de proteção devem atuar ao identificar falhas fora da zona protegida.
III – Os dispositivos de proteção são escolhidos de acordo com sua capacidade de reconhecer com precisão os
valores indicados para sua operação.
Assinale a única alternativa correta:
A alternativa "C " está correta.
A afirmativa I está incorreta porque o sistema deve atuar desconectando o menor número possível de consumidores. A
afirmativa II está incorreta porque os dispositivos atuam quando a falha ocorre dentro da zona protegida.
2. Assinale a alternativa incorreta:
A alternativa "D " está correta.
Não se deve empregar mais de duas chaves fusíveis em série numa linha de distribuição. Se forem necessárias mais
proteções, usar seccionadores.
MÓDULO 2
 Identificar os dispositivos de proteção e suas características
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO
Para iniciar este módulo, assista ao vídeo a seguir que trata dos dispositivos de proteção existentes: disjuntores
(comandados por relés), religadores, seccionadores, chave/elo fusível.
Fonte: whatwolf/ Freepik
Já vimos que há diversos dispositivos de proteção que auxiliam a garantir o fornecimento de energia com segurança e
eficiência, dentre eles: chaves fusíveis, disjuntores comandados por relés, religadores e seccionadores. Vamos conhecê-los
com mais detalhes a seguir.
CHAVE FUSÍVEL
São os equipamentos de proteção mais usados em redes de distribuição urbanas e rurais.
A chave fusível (figura 1) é um dispositivo unipolar composto por um elo fusível – elemento metálico e sensível a elevadas
correntes elétricas que se funde num intervalo de tempo inversamente proporcional ao valor de corrente. A interrupção da
corrente elétrica não ocorre necessariamente quando o elo se funde; muitas vezes um arco elétrico continua entre os
terminais. O elo fusível tem um tubinho protetor que,quando aquecido, libera gases que ajudam na extinção do arco
elétrico.
Fonte: Namkangs / Shutterstock.com
 Figura 1 – Chave fusível
Os elos fusíveis se classificam de acordo com suas características:
TIPO H
São aplicados na proteção de primário de transformadores de distribuição. Conhecidos como fusíveis de alto surto, têm
atuação lenta e, por isso, não operam durante a energização de transformadores. São fabricados nas correntes nominais:
0,5 A, 1 A, 2 A, 3 A e 5 A.
TIPO K
Conhecidos pela rápida atuação, são aplicados na proteção de redes aéreas e de transformadores de distribuição. Os
fusíveis preferenciais são fabricados nas correntes nominais: 6 A, 10 A, 15 A, 25 A, 40 A, 65 A, 100 A, 140 A e 200 A. Os
fusíveis não preferenciais são fabricados nas correntes nominais: 8 A, 12 A, 20 A, 30 A, 50 A e 80 A.
TIPO T
Também são aplicados na proteção de redes aéreas de distribuição, mas conhecidos pela lenta atuação. São fabricados
nos mesmos valores de corrente nominal do tipo K.
Para a escolha do elo fusível na proteção do primário dos transformadores, utiliza-se a potência nominal como referência.
Observe a tabela 1 a seguir. Nos casos em que ocorre acionamento frequente do elo, pode-se utilizar um elo com corrente
nominal acima da indicada.
Potência do transformador
(kVA)
Transformador
monofásico
Transformador monofásico
MRT
Transformador
trifásico
3 0,5H 0,5H -
5 0,5H 0,5H 0,5H
7,5 0,5H 1H -
10 1H 2H 0,5H
15 1H 2H 0,5H
25 2H 3H 1H
30 2H 5H 2H
37,5 3H 5H 2H
75 - - 3H
112,5 - - 5H
150 - - 6K
225 - - 10K
300 - - 15K
500 - - 20K
 Tabela 1 – Escolha de elo fusível para transformadores em redes de 13,8 kV
Para a escolha do elo fusível na proteção de redes aéreas de distribuição, a corrente nominal deve ser pelo menos 150 %
do valor da corrente máxima prevista no projeto. Isso porque é preciso prever o crescimento da carga por um período de
pelo menos cinco anos e considerar eventuais cargas que serão alimentadas nos momentos de manutenção de outros
ramais.
DISJUNTORES COMANDADOS POR RELÉ
Nos sistemas de distribuição de energia, os alimentadores podem ser protegidos por disjuntores comandados por relés de
sobrecorrente. Os disjuntores devem ter tensão nominal adequada ao sistema protegido, sua capacidade nominal deve
considerar o crescimento da carga no longo prazo e sua capacidade de interrupção deve ser compatível com as correntes
de curto-circuito.
RELÉ DE SOBRECORRENTE
Dispositivo que vigia o sistema e, a todo instante, compara a corrente medida com sua corrente de ajuste. Quando a
corrente ultrapassar o valor da corrente de ajuste, o relé atua de forma temporizada ou instantânea comandando
outros dispositivos como disjuntores.
Os relés que comandam os disjuntores têm suas características conforme seu uso: fase ou neutro, unidade temporizada ou
instantânea. Veja a figura 2.
Fonte: EnsineMe
 Figura 2 – Esquema de ligação disjuntor trifásico e relé 50/51 e 50/51N
No estudo de proteção de sistemas elétricos de potência, cada função tem um número relacionado. O relé 50 refere-se ao
relé de sobrecorrente com atuação instantânea; e o 50N, ao relé de sobrecorrente instantâneo de neutro. O relé 51 refere-
se ao relé de sobrecorrente com atuação temporizada, podendo ser tempo definido ou tempo inverso. Já o 51N, ao relé de
sobrecorrente temporizado de neutro. O disjuntor de corrente alternada tem a função 52.
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javascript:void(0)
javascript:void(0)
FUNÇÃO
As denominações mais comuns de relé são:
50 – relé de sobrecorrente instantâneo
51 – relé de sobrecorrente temporizado
52 – disjuntor de corrente alternada
59 – relé de sobretensão
67 – relé de sobrecorrente direcional
79 – relé de religamento em corrente alternada
81 – relé de frequência
Conheça agora os tipos de relé:
Relé de sobrecorrente de fase – unidade temporizada
A corrente de ajuste da função 51 é dada por:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Na equação, K é o valor de sobrecarga admissível, normalmente entre 1,2 e 1,5; Icmax é a corrente do alimentador na carga
máxima; e RTC, a relação de transformação do TC.
Os relés funcionam de acordo com curvas fixas, chamadas curvas de temporização. Cada curva é identificada por um
número múltiplo da corrente ajustada. Então, a regulagem do relé é feita por meio da escolha da curva de atuação, ou seja,
a partir da definição do múltiplo:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Na equação, Im é a máxima corrente admitida no circuito, por exemplo, uma corrente de sobrecarga ou de curto-circuito. As
curvas dos relés temporizados podem ser de tempo definido ou tempo inverso (inverso, moderadamente inverso, muito
inverso e extremamente inverso). Veja a figura 3.
I51 =
K.Icmax
RTC
M = Im
RTC.I51
Fonte: PEXTRON. Manual de operação URPE 6104
 Figura 3 – Exemplo de curvas normalmente inversas do relé de sobrecorrente
 VOCÊ SABIA
O tempo de atuação dos relés depende do valor da corrente de ajuste. As curvas temporizadas inversas são
descritas como:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Na equação, K é a constante que caracteriza o relé; dt é o ajuste de tempo de atuação; M é o múltiplo da corrente de
atuação; e ∝, a constante que caracteriza a curva. Veja a tabela 2.
Curva Normalmente inversa NI Muito inversa MI Extremamente inversa EI Tempo longo
K 0,14 13,5 80 80
∝ 0,02 1 2 1
 Tabela 2 – Valores das constantes K e ∝ para as curvas do relé de sobrecorrente
Relé de sobrecorrente de fase – unidade instantânea
t = K.dt
M∝−1
A corrente de ajuste da função 50 deve considerar que o dispositivo de proteção atue para qualquer falha dentro da zona
protegida pelo disjuntor e de forma que não opere com a energização do transformador.
 VOCÊ SABIA
A corrente de magnetização do transformador ou de um conjunto de transformadores deve ser considerada
para o ajuste da proteção. Conhecendo a potência dos transformadores, calcula-se a corrente de
magnetização.
Para transformadores a óleo de até 2000 kVA, pode-se calcular como sendo oito vezes a corrente nominal.
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Na equação, é a potência nominal do transformador e , a tensão no primário.
Para transformadores com isolamento e encapsulamento em epóxi, a corrente de magnetização é igual a 16 vezes a
corrente nominal. Para transformadores de potência superior a 2000 kVA, o valor deve ser informado pelo fabricante.
Quando há mais de um transformador, calcula-se a corrente de magnetização como sendo a do maior transformador, mais
as correntes nominais dos demais equipamentos.
Fonte: mr. teerapon tiuekhom / Shutterstock.com
Relé de sobrecorrente de neutro – unidade temporizada
A corrente de ajuste da função 51 é dada por:
Imag =
8.Pn
√3.Vp
Pn Vp
I51 =
K.Icmax
RTC
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Na equação, K é o valor de desequilíbrio das correntes e erros no nível de saturação dos TC, normalmente entre 0,1 e 0,3.
Nesse caso, o ajuste deve considerar sua operação baseado no valor de corrente de curto-circuito fase-terra do trecho
protegido.
Relé de sobrecorrente de neutro – unidade instantânea
Nesse caso, o ajuste também deve basear sua operação no valor de corrente de curto-circuito fase-terra do trecho
protegido. Após todos os ajustes, a curva de operação de um relé fica conforme a figura 4.
Fonte: PEXTRON. Manual de operação URPE 6104.
 Figura 4 – Exemplo de curva de relé de sobrecorrente
RELIGADOR
Dentre os curtos-circuitos, o mais comum é o monofásico a terra. Sabe-se, ainda, que apenas 8 a 13 % deles são curtos-
circuitos permanentes em redes de distribuição, ou seja, a proteção atua de forma definitiva no sistema e o sistema só
retorna ao funcionamento normal após manutenção. Em instalações industriais e comerciais, os curtos-circuitos são,
normalmente, permanentes. Nesses casos,não é recomendado o uso de religador.
Fonte: MNBB Studio / Shutterstock.com
Sendo temporária a maior parte dos curtos e pensando na continuidade do serviço de fornecimento de energia, são
empregados religadores no sistema de proteção. Quando ocorre um defeito e a proteção é ativada, o religador faz o
religamento automático do sistema. Caso o curto-circuito seja temporário, o sistema volta a operar em sua normalidade.
Caso seja permanente, a proteção irá atuar novamente. Nos sistemas aéreos de distribuição de energia, os religadores
realizam até quatro tentativas de restabelecer a linha, permitindo o ajuste para o ciclo de operação conforme as opções:
1
Uma operação rápida e três retardadas
2
Duas operações rápidas e duas retardadas
3
Três operações rápidas e uma retardada
4
Quatro operações rápidas
Os religadores podem ser monofásicos ou trifásicos; ter controle eletrônico ou por ação eletromagnética e podem ter um
meio de extinção de arco elétrico a óleo, a vácuo ou a SF6. Os religadores de interrupção em óleo podem ser monofásicos
ou trifásicos. A extinção do arco elétrico no óleo ocorre devido à decomposição das moléculas do óleo líquido, pela ação da
energia do próprio arco voltaico, que é gerada na abertura dos contatos do religador.
Esses dispositivos são classificados quanto ao tipo de instalação: subestação ou rede de distribuição. Vejamos:
RELIGADORES DE SUBESTAÇÃO
Quando se opta por empregar disjuntor em uma subestação, o projetista deve se preocupar com o fornecimento do
disjuntor, dos transformadores de corrente, do relé de religamento e dos demais materiais para seu funcionamento. Já os
religadores de subestação são um conjunto: religador, transformadores de corrente, circuitos de controle e dispositivo de
proteção. Dessa forma, os religadores tornam-se equipamentos mais práticos e até financeiramente mais vantajosos.
Os religadores também são compostos por relés de proteção de fase e de terra. O ajuste da corrente de acionamento deve
ser feito de forma que o relé atue para um valor inferior à corrente mínima de curto-circuito entre fases da zona protegida,
tanto para a unidade temporizada quanto para a instantânea. O tempo de rearme deve considerar o tempo que o relé de
sobrecorrente leva para estar apto a um novo acionamento.
RELIGADORES DE DISTRIBUIÇÃO
Esses dispositivos são instalados em postes e deseja-se que sua operação seja rápida. Caso a operação seja retardada, a
chave fusível pode atuar primeiro, impedindo o religamento do sistema.
Os religadores são empregados em pontos onde a corrente de curto-circuito não sensibiliza os demais equipamentos de
proteção, em derivações de ramais, em pontos onde há cargas com prioridade na continuidade do serviço de energia.
SECCIONADOR
Os seccionadores são equipamentos de manobra capazes de abrir e fechar circuitos em carga e, quando abertos, mantêm
entre os terminais uma distância segura de isolamento. Normalmente são acionados sem carga, pois seus contatos sofrem
desgaste quando operados sob carga, além de porem em risco a vida do operador. Observe a figura 5:
Fonte: Vadim Orlov / Shutterstock.com
 Figura 5 – Seccionador
Podem ser unipolares ou tripolares e geralmente são empregados para manobrar circuitos e isolar equipamentos para
execução de manutenção e outros serviços. Os dispositivos tripolares são construídos de forma que sempre ocorre a
abertura e o fechamento simultâneo das três fases.
Os seccionadores de uso interno, aplicados em subestações abrigadas, são basicamente fabricados sobre uma estrutura
metálica dobrada que sustenta os três terminais. Alguns modelos são feitos com isoladores de porcelana ou de resina epóxi
e chamam-se seccionadores com buchas passantes. Ainda há os seccionadores fusíveis, nos quais há um fusível para cada
fase, de forma que o equipamento, além de seccionar, serve como proteção.
 SAIBA MAIS
Outro tipo de seccionador de uso interno é o seccionador reversível. Esse equipamento tem mais de uma
posição fechada e é empregado para transferência de carga entre circuitos.
Para redes aéreas de distribuição e subestações abertas, são usados os seccionadores para uso externo. Os dispositivos
monopolares, normalmente, são empregados nas redes de distribuição e os tripolares, nas subestações. As chaves
seccionadoras tripolares variam conforme a abertura, podendo esta ser central, lateral singela, dupla abertura lateral,
abertura vertical ou pantográfica. Por fim, é importante identificar as principais características elétricas que devem ser
escolhidas em um projeto. Vejamos:
TENSÃO NOMINAL
É a que está submetida no sistema elétrico em que é aplicada.
CORRENTE NOMINAL
O seccionador deve conduzir continuamente uma corrente sem exceder os limites de temperatura definidos. No entanto, há
um valor de sobrecarga contínua que é permitido.
Por norma, tem-se que a máxima temperatura ambiente permitida é de 40oC. Quando o equipamento está operando em
uma temperatura menor que essa, há um valor de corrente de sobrecarga admissível, a saber:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Na equação, In é a corrente nominal; Tm, a temperatura no ponto mais quente do seccionador; e Ta, a temperatura
ambiente. Assim, o fator de sobrecarga da chave seccionadora é:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Isc = In.  √ Tm−Ta
Tm−40
Fs =
Isc
In
CAPACIDADE DE INTERRUPÇÃO
Como já comentado, os seccionadores podem abrir o circuito mesmo quando estão circulando elevadas correntes. A
capacidade de interrupção é dada por:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Na equação, Vl é a tensão de linha em kV; D, a distância entre as fases em mm; e K, o fator de correção (tabela 3).
Situação Fator de correção K
Abertura para corrente de carga 0,4
Abertura de transformador a vazio 0,2
Abertura de capacitores 0,6
 Tabela 3 – Fator de correção K
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. SOBRE OS RELÉS DE PROTEÇÃO APRESENTADOS, LEIA AS AFIRMATIVAS A SEGUIR:
I – NA ESCOLHA DA CURVA DO RELÉ DE SOBRECORRENTE TEMPORIZADO, FUNÇÃO 50/50N,
TEM-SE OPÇÃO DE CURVAS DE TEMPO INVERSO, MODERADAMENTE INVERSO, MUITO
INVERSO E EXTREMAMENTE INVERSO.
II – O MÚLTIPLO DA CORRENTE AJUSTADA É INVERSAMENTE PROPORCIONAL À CORRENTE
DO ALIMENTADOR NA CARGA MÁXIMA.
III – OS RELÉS DE SOBRECORRENTE NÃO DEVEM ATUAR PARA O VALOR DE CORRENTE DE
MAGNETIZAÇÃO DOS TRANSFORMADORES.
ASSINALE A ÚNICA ALTERNATIVA CORRETA:
A) Apenas a afirmativa I está correta.
B) Apenas a afirmativa II está correta.
C) Apenas a afirmativa III está correta.
D) Apenas as afirmativas I e III estão corretas.
Ii = .KD
Vl
E) Apenas as afirmativas II e III estão corretas.
2. SEJA UMA CHAVE SECCIONADORA CUJA CORRENTE NOMINAL É 630 A. INDIQUE O VALOR
APROXIMADO DA MÁXIMA CORRENTE ADMITIDA SE A TEMPERATURA AMBIENTE É DE 27OC,
A TEMPERATURA MÁXIMA ADMISSÍVEL É DE 80OC E O FATOR DE SOBRECARGA É 1,15.
A) 680 A
B) 700 A
C) 710 A
D) 725 A
E) 740 A
GABARITO
1. Sobre os relés de proteção apresentados, leia as afirmativas a seguir:
I – Na escolha da curva do relé de sobrecorrente temporizado, função 50/50N, tem-se opção de curvas de tempo
inverso, moderadamente inverso, muito inverso e extremamente inverso.
II – O múltiplo da corrente ajustada é inversamente proporcional à corrente do alimentador na carga máxima.
III – Os relés de sobrecorrente não devem atuar para o valor de corrente de magnetização dos transformadores.
Assinale a única alternativa correta:
A alternativa "E " está correta.
A afirmativa I está incorreta porque a função do relé de sobrecorrente temporizado é 51/51N. A afirmativa II está correta
porque
A afirmativa III está correta: os relés devem atuar em falhas e defeitos que prejudiquem os equipamentos e o sistema.
2. Seja uma chave seccionadora cuja corrente nominal é 630 A. Indique o valor aproximado da máxima corrente
admitida se a temperatura ambiente é de 27oC, a temperatura máxima admissívelé de 80oC e o fator de sobrecarga
é 1,15.
A alternativa "D " está correta.
Há duas formas de resolver. A primeira, utilizando as temperaturas indicadas:
I51 =  e M   = ,  logo M =K.Icmax
RTC
Im
RTC.I51
Im
K.Icmax
Isc = In ⋅√ = 630.√Tm−Ta
Tm−40
 80−27
80−40
Isc = 725, 19A
Outra forma é olhando apenas para o fator de sobrecarga:
MÓDULO 3
 Reconhecer os princípios básicos de funcionamento, esquemas e arranjos típicos de emprego dos dispositivos
de proteção e coordenação de proteção
COORDENAÇÃO ENTRE CHAVES FUSÍVEIS
Para iniciar este módulo, assista ao vídeo a seguir que trata dos princípios básicos de funcionamento dos
dispositivos de proteção, esquemas e arranjos de proteção e coordenação.
Agora que os dispositivos de proteção já foram apresentados, pode-se analisar como eles atuam em conjunto nos sistemas
de proteção de sistemas de distribuição.
Nos casos em que há mais de uma chave fusível em uma linha de distribuição, primeiro deve-se identificar a posição
relativa entre as chaves: qual é o elemento protegido (o mais próximo a fonte) e qual é o protetor (o mais próximo da carga).
Veja a figura 1.
Fs = → Isc = Fs .  In = 1, 15. 630 = 724, 5AIsc
In
Fonte: EnsineMe
 Figura 1 – Coordenação entre elos fusíveis
O ideal é que se tenha a menor variação dos tipos de elos fusíveis em um sistema de proteção. A coordenação deve ocorrer
para o maior valor da corrente de curto-circuito no ponto de instalação do elo fusível protetor. Então, conhecendo as
correntes de curto-circuito de um sistema, aplicam-se as tabelas 1, 2, 3 e 4, a seguir.
Elo protetor
Elo protegido
12 15 20 25 30 40
6 350 510 650 840 1060 1340
8 210 440 650 840 1060 1340
10 - 300 540 840 1060 1340
12 - - 320 710 1060 1340
15 - - - 430 870 1340
20 - - - - 500 1100
25 - - - - - 660
 Tabela 1 – Coordenação entre elos fusíveis K
Elo protetor
Elo protegido
10K 12K 15K 20K 30K 40K
1H 280 510 650 840 1060 1340
Elo protetor
Elo protegido
10K 12K 15K 20K 30K 40K
2H 45 450 650 840 1060 1340
3H 45 450 650 840 1060 1340
5H 45 450 650 840 1060 1340
 Tabela 2 – Coordenação entre elos fusíveis K e H
Elo protetor
Elo protegido
10 12 15 20 25 30 40
6 350 680 920 1200 1500 2000 2540
8 375 800 1200 1500 2000 2540
10 - 530 1100 1500 2000 2540
12 - - 680 1280 2000 2540
15 - - - 730 1700 2500
20 - - - - 990 1100
25 - - - - - 1400
 Tabela 3 – Coordenação entre elos fusíveis T
Elo protetor
Elo protegido
8T 10T 12T 15T 20T 25T 30K 40K
1H 400 520 710 920 1200 1500 2000 2540
2H 240 500 710 920 1200 1500 2000 2540
3H 240 500 710 920 1200 1500 2000 2540
5H 240 500 710 920 1200 1500 2000 2540
8H 240 500 710 920 1200 1500 2000 2540
 Tabela 4 – Coordenação entre elos fusíveis H e T
Em vez de consultar as tabelas apresentadas, a coordenação de dois elos fusíveis em série pode ser obtida, de modo mais
minucioso, relacionando os tempos de atuação dos elos:
T(MAX.PROTETOR) ≤ 0,75 . T(MIN,PROTEGIDO)
Nessa relação:
T(max.protetor)
=
É o máximo tempo de atuação do elo fusível protetor
T(min,protegido)
=
É o mínimo tempo de atuação do elo fusível protegido
Observe o gráfico das curvas características de tempo x corrente dos elos fusíveis tipo K (figura 2) e veja o exemplo de
coordenação do elo fusível 30K (protegido) e do 20K (protetor), da tabela 1: para uma corrente de curto-circuito de 500 A os
elos estão coordenados.
Fonte: DELMAR. Manual do fabricante: elos fusíveis de distribuição modelo H, K, T, EF e olhal
 Figura 2 – Curvas características de tempo x corrente dos elos fusíveis tipo
Do gráfico, extrai-se o tempo de atuação máxima do elo protetor e o tempo de atuação mínima do elo protegido:
T(MIN,PROTEGIDO) = 0,08 S
T(MAX.PROTETOR) = 0,04 S
Verificando a desigualdade, confirma-se que a coordenação sugerida pela tabela 1 ocorre:
T(MAX.PROTETOR) ≤ 0,75 . T(MIN.PROTEGIDO)
T(MAX.PROTETOR) ≤ 0,06 S
 ATENÇÃO
É possível que, na coordenação entre um elo fusível protegido e um elo fusível de proteção de um
transformador, a corrente nominal necessária do elo protegido seja muito alta, dificultando sua coordenação
com os demais dispositivos da rede de distribuição. Entre garantir a coordenação dos equipamentos de
proteção e garantir a proteção da rede de distribuição, o ideal é que se opte pela proteção da rede.
COORDENAÇÃO ENTRE DISJUNTORES
Os critérios para coordenação entre disjuntores são os seguintes:
autor/shutterstock
Eles devem atuar para os defeitos trifásicos, bifásicos e fase-terra, além de coordenar com as proteções a montante e a
jusante.
autor/shutterstock
Os ajustes de atuação instantânea são realizados utilizando-se a seletividade amperimétrica ou por ajuste de tempo, desde
que o ajuste instantâneo seja acionado por tempo definido.
autor/shutterstock
Os ajustes de atuação temporizados são realizados utilizando-se a seletividade cronológica e o intervalo de coordenação é,
geralmente, de 0,30 a 0,40 s.
EXEMPLO DE COORDENAÇÃO ENTRE DISJUNTORES
Suponha que uma instalação está sendo projetada e para a subestação foi dimensionado o uso de dois transformadores de
300 kVA, impedância 4,5 %, fator de potência 0,92. A linha de fornecimento de energia é de 13,8 kV e a demanda prevista
de projeto é de 350 kW. Nessa subestação será instalado um relé de sobrecorrente com funções 50/51 e 50/51N para
comandar o disjuntor de média tensão.
A definição das especificações dos TC, do relé e seus ajustes, para que a proteção da subestação esteja coordenada com a
rede de distribuição da concessionária, está demonstrada na figura 3, a seguir.
Fonte: Autor
 Figura 3 – Diagrama unifilar da subestação
Dados fornecidos pela concessionária
NÍVEIS DE CURTO-CIRCUITO
Tipos de curto Icc (A)
Icc 3Ø 3.519
Icc Ø Ø 3.047
Icc ØT 2.316
Icc ØT (40 Ohm) 194
Icc ØT (100 Ohm) 79
CARACTERÍSTICAS E AJUSTES DOS RELÉS DE SOBRECORRENTE DE
PROTEÇÃO
RELÉ FASE NEUTRO
Fabricante PEXTRON PEXTRON
Tipo URP 2.000 URP 2.000
Unidade temporizada 2,4 1
Curva Muito inversa (MI 0,996) Muito inversa (MI 0,996)
Unidade instantânea 8 3
RTC 80 (400/5) 80 (400/5)
IMPEDÂNCIAS DE SEQUÊNCIA REDUZIDA NO PONTO DE
INTERLIGAÇÃO
Z1 (Ω) Z0 (Ω)
R1 X1 R0 X0
0,9219 2,0681 1,2806 5,6986
Cálculos
- Impedância equivalente do sistema da concessionária
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
- Impedância dos transformadores
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
- Curto-circuito no secundário dos transformadores
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
- Corrente nominal máxima (trifásica)
Zcc = =     ∴    Zcc = 2, 26 ΩTensão de fornecimento
√3 . Icc 3Ø
13800
√3 . 3519
Ztraf = =  Tensão de fornecimento2 . Z%
Potência do trafo
138002.0,045
300000
Ztraf1 =  Ztraf2 = 28, 57 Ω 
Icctrafo = =Tensão de fornecimento
√3 . (Zcc+Ztraf)
13800
√3 . (2,26+28,57)
Icctrafo1 =  Icctrafo2 = 258, 43 A
In = =      ∴    In = 25, 10 APotência dos transformadores
√3  . Tensão de fornecimento
600
√3 .13,8
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
- Corrente demandada (trifásica)
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
- Corrente de desbalanço
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
- Corrente de magnetização
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
- Ponto ANSI
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Idem = =Demanda prevista
√3 . Tensão de fornecimento . FP
350
√3 . 13,8 .0,92
Idem = 15, 92 A
Ides =  Idem .  0, 20    ∴    Ides = 3, 18 A 
Imag = =8.Pn
√3.Vp
8.600√3.13,8
Imag = 200, 82 A
Iansitraf =   =    ∴    Iansitraf = 161, 76 A
0,58 . Intrafo
Z%
0,58 .   
300
√3 .13,8
0,045
 ATENÇÃO
O menor transformador tem capacidade de 300 kVA
O ponto ANSI é o máximo valor de corrente que um transformador suporta por um período de dois segundos, sem sofrer
danos. No caso de falta de fase-terra em transformador delta-estrela com neutro aterrado, utiliza-se a equação apresentada.
Esse ponto deve ficar acima da curva do relé temporizado de fase.
- Cálculo do TC
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 ATENÇÃO
É importante que os transformadores de corrente de proteção retratem com fidelidade as correntes de defeito
sem sofrer os efeitos da saturação. Apenas devem entrar em saturação para valores de elevada indução
magnética, o que corresponde a uma corrente de 20 vezes a corrente nominal primária.
- Especificação do TC
PRIMÁRIO
200
SECUNDÁRIO
5
RTC
40
In = =      ∴   In = 175, 95 AIcc 3Ø
20
 3519
20
Distância entre relé e TC 10 m
Resistência unitária do cabo 8,87 Ω/km
Consumo do relé 0,2 VA
Corrente nominal 5 A
Z burden do TC 1 Ω
- Impedância do TC
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 ATENÇÃO
A impedância do TC pode ser obtida pelo manual do fabricante ou pode ser considerada como 20% do valor
de impedância burden.
- Impedância do cabo
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
- Impedância do relé
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
- Tensão secundária do TC
Ztc = 0, 2 .Zburden  ∴   0, 2 Ω
Zcabo = Rcabo .  Distância =     ∴    Zcabo = 0, 089 Ω8,87.10
1000
Zrelé = = ∴ Zrelé = 0, 008 ΩConsumo do relé
Corrente nominal2
0,2
52
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
- Carga nominal do TC
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
- Sensor de fase
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Vs = =  
Icc 3Ø  .(Ztc+2.Zcabo+Zrelé)
RTC
 3519.(0,2+2.0,089+0,008)
40
Vs = 33, 91 V
Ptc = Isecundário
2 .  (Ztc + 2.Zcabo + Zrelé) = 52.(0, 2 + 2. 0, 089 + 0, 008)
Ptc = 9, 65 W
Temporizado = =    ∴   Temporizado = 0, 48 AIdem .1,2
RTC
15,92 .1,2
40
Ajuste :    Temporizado *RTC = 19, 10 A
Instantâneo = =    ∴   Instantâneo = 5, 52 A
Imag .1,1
RTC
200,82 .1,1
40
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
- Sensor de neutro
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Definição dos TC, dos relés e ajustes
TC DE PROTEÇÃO
Fator de sobrecorrente 20
Classe de exatidão 10 %
Corrente no secundário (A) 5
Relação nominal 40
Ajuste :    Instantâneo *RTC = 220, 90 A
Temporizado = =    ∴   Temporizado = 0, 10 AIdes .1,2
RTC
3,18 .1,2
40
Ajuste :    Temporizado *RTC = 4, 00 A
Instantâneo ≤ =     ∴    Instantâneo ≤ 1, 78
0,9.Icc ØT  (100 Ohm)
RTC
0,9 .79
40
Ajuste :    Instantâneo *RTC = 71, 20 A
Tensão no secundário (V) 50
Carga nominal (VA) 12,5
RELÉ FASE NEUTRO
Fabricante PEXTRON PEXTRON
Tipo URPE 7104 URPE 7104
Unidade temporizada 0,48 0,10
Curva Muito inversa (MI 0,2) Muito inversa (MI 0,2)
Unidade instantânea 5,52 1,78
RTC 40 (200/5) 40 (200/5)
Temporizado de fase 19,10 A Temporizado de neutro 4,00 A
Instantâneo de fase 220,90 A Instantâneo de neutro 71,20 A
Coordenograma – Fase
Fonte: EnsineMe
 Figura 4 – Curvas de relé de sobrecorrente de fase coordenadas
Coordenograma – Neutro
Fonte: EnsineMe
 Figura 5 – Curvas de relé de sobrecorrente de neutro coordenadas
COORDENAÇÃO ENTRE DISJUNTORES E ELOS
FUSÍVEIS
Para realizar essa ação, os critérios são os seguintes:
autor/shutterstock
Os ajustes de fase devem atuar para o valor da menor corrente de curto-circuito do trecho protegido.
autor/shutterstock
As curvas de tempo x corrente do relé que aciona o disjuntor e as do elo fusível não devem se cruzar em nenhum momento
no trecho protegido pelo disjuntor.
autor/shutterstock
Ao empregar a seletividade cronológica, utiliza-se um intervalo mínimo de coordenação de 0,20 s para garantir a
coordenação. Graficamente, esse valor de 0,20 s é o distanciamento mínimo entre as curvas.
COORDENAÇÃO ENTRE RELIGADORES DE
SUBESTAÇÃO E ELOS FUSÍVEIS
A figura 6 a seguir ilustra a coordenação entre o religador de subestação e o elo fusível.
Fonte: EnsineMe
 Figura 6 – Coordenação entre religador de subestação e elo fusível
São estes os critérios para realizar essa ação:
Fonte: Freepik
Os religadores devem coordenar com as proteções a montante e a jusante.
Fonte: Freepik
Os ajustes de fase devem atuar para o valor da menor corrente de curto-circuito bifásico do trecho protegido.
Fonte: Freepik
Os ajustes de neutro devem atuar para o valor da menor corrente de curto-circuito fase-terra do trecho protegido.
Fonte: Freepik
O religador tem, preferencialmente, o ciclo de operação com duas operações rápidas e duas retardadas. Isso permite que o
fusível não seja acionado nas duas primeiras tentativas e, em casos de defeitos temporários, é mantida a continuidade do
serviço.
Fonte: Freepik
Na coordenação, utilizando-se as curvas de operação do religador, deve-se atentar para o fator de correção K da curva, que
é alterado conforme o ciclo de operação escolhido.
Fonte: Freepik
Em relação à seletividade cronométrica, é ideal um afastamento de 0,20 s entre as curvas de atuação dos equipamentos.
Agora, observe a figura 7 a seguir.
Fonte: EnsineMe
 Figura 7 – Coordenação entre religador de subestação e elo fusível
A faixa de coordenação entre o religador e o elo fusível utiliza dois pontos como referência: ponto de máximo tempo de
atuação é a intersecção entre a curva de operação retardada do religador e a curva de tempo máximo de interrupção do
elemento fusível e o ponto de mínimo tempo de atuação é a intersecção entre a curva de operação rápida do religador
(corrigida pelo fator K) e a curva de tempo mínimo de fusão do elemento fusível.
 ATENÇÃO
Tendo em vista as características das curvas de atuação de elos fusíveis, a coordenação entre o elo e o
religador ocorre de maneira facilitada quando a curva de sobrecorrente de fase e de neutro do religador
escolhida é do tipo muito inversa.
COORDENAÇÃO ENTRE RELIGADORES DE
SUBESTAÇÃO E SECCIONADORES
Nessa ação seguem-se estes critérios:
autor/shutterstock
O religador é instalado a montante do seccionador.
autor/shutterstock
Os ajustes de fase e neutro do religador devem atuar para o valor da menor corrente de curto-circuito a jusante do
seccionador.
autor/shutterstock
O ajuste de corrente do seccionador deve ser no máximo 80 % da corrente de ajuste do religador.
A figura 8 ilustra a coordenação entre o religador de subestação e o seccionador.
Fonte: EnsineMe
 Figura 8 – Coordenação entre religador de subestação e seccionador
COORDENAÇÃO ENTRE RELIGADORES DE
SUBESTAÇÃO, SECCIONADORES E ELOS FUSÍVEIS
Para realizar essa ação, os critérios são os seguintes:
Fonte: Freepik
O elo fusível é instalado a jusante do seccionador.
Fonte: Freepik
O seccionador é instalado a jusante do religador.
Fonte: Freepik
O religador tem, preferencialmente, o ciclo de operação com uma operação rápida e três retardadas.
Fonte: Freepik
O religador em ciclo de operação com duas operações rápidas e duas retardadas deve ser evitado, pois podeocorrer a
atuação simultânea do elo fusível e do seccionador.
Fonte: Freepik
Os demais critérios de coordenação entre religador e seccionador, e religador e elo fusível também são seguidos nesse
caso.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. SEJA UMA REDE DE DISTRIBUIÇÃO QUE SE RAMIFICA E ATENDE DUAS UNIDADES
CONSUMIDORAS, CONFORME ESQUEMA A SEGUIR. ASSINALE O ELO FUSÍVEL QUE MELHOR
COORDENA COM ESSES DOIS TRANSFORMADORES.
FONTE: AUTOR
A) 20K
B) 25K
C) 30K
D) 40K
E) Não há possibilidade de coordenação
2. SOBRE A COORDENAÇÃO ENTRE RELIGADORES DE SUBESTAÇÃO E ELOS FUSÍVEIS, LEIA
AS AFIRMATIVAS:
I – OS RELIGADORES DEVEM, PREFERENCIALMENTE, SER EMPREGADOS COM UM CICLO DE
OPERAÇÃO FORMADO POR DUAS OPERAÇÕES RÁPIDAS E DUAS RETARDADAS.
II – O CICLO DE OPERAÇÃO NÃO INTERFERE NA COORDENAÇÃO DOS DISPOSITIVOS.
III – NORMALMENTE É ESCOLHIDA A CURVA EXTREMAMENTE INVERSA PARA ESSE TIPO DE
COORDENAÇÃO.
ASSINALE A SEQUÊNCIA CORRETA DE AFIRMATIVAS VERDADEIRAS (V) E FALSAS (F).
A) V – V – F
B) V – F – F
C) V – F – V
D) F – F – F
E) F – V – V
GABARITO
1. Seja uma rede de distribuição que se ramifica e atende duas unidades consumidoras, conforme esquema a
seguir. Assinale o elo fusível que melhor coordena com esses dois transformadores.
Fonte: Autor
A alternativa "C " está correta.
Para o transformador de 300 kVA e proteção com elo fusível 15K, a corrente de curto-circuito para a coordenação é a de 0,8
kA. Pela tabela 4, os elos fusíveis possíveis de coordenação são 30K e 40K. Para o transformador de 225 kVA e proteção
com elo fusível 10K, a corrente de curto-circuito de interesse é a de 0,9 kA. Novamente, pela tabela 4, os elos fusíveis
possíveis de coordenação são 30K e 40K. Entre esses dois elos, a melhor escolha é o 30K, pois ele facilita a coordenação
com o restante do sistema de distribuição.
2. Sobre a coordenação entre religadores de subestação e elos fusíveis, leia as afirmativas:
I – Os religadores devem, preferencialmente, ser empregados com um ciclo de operação formado por duas
operações rápidas e duas retardadas.
II – O ciclo de operação não interfere na coordenação dos dispositivos.
III – Normalmente é escolhida a curva extremamente inversa para esse tipo de coordenação.
Assinale a sequência correta de afirmativas verdadeiras (V) e falsas (F).
A alternativa "B " está correta.
A afirmativa II está incorreta porque o ciclo de operação interfere na coordenação; quanto mais operações rápidas, mais
tentativas o religador tem para tentar restabelecer a rede de distribuição e o elo fusível não aciona. A afirmativa III está
incorreta porque normalmente a curva escolhida é a muito inversa.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste estudo vimos, além dos métodos, fundamentos e requisitos para a proteção de sistemas de distribuição, os principais
dispositivos de proteção para a construção de um bom projeto. Obtivemos informações sobre o uso, partes construtivas e
características elétricas. Por fim, conhecemos os princípios básicos de funcionamento, esquemas, e arranjos típicos de
emprego dos dispositivos de proteção e coordenação de proteção.
Agora, a professora Rafaela Furtado encerra o tema falando sobre os Princípios Básicos de Proteção de Sistemas de
Distribuição.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
CREA-PR. Proteção contra descargas atmosféricas – SPDA. Consultado em meio eletrônico em: 24 nov. 2020.
DELMAR. Manual do fabricante: elos fusíveis de distribuição modelo H, K, T, EF e olhal. Consultado em meio eletrônico
em: 30 nov. 2020.
ELETROBRAS. Fornecimento de energia elétrica em média tensão: manual de distribuição. 2013. Consultado em meio
eletrônico em: 30 nov. 2020.
KINDERMANN, G. Proteção de sistemas elétricos de potência. 3. ed. Florianópolis: Edição do autor, 2012.
MAMEDE FILHO, J. Manual de equipamentos elétricos. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2015.
MAMEDE FILHO, J.; MAMEDE, D. R. Proteção de sistemas elétricos de potência. Reimpr. Rio de Janeiro: LTC, 2016.
MARDEGAN, C. Proteção e seletividade. In: O setor elétrico – capítulo XVII: A seletividade. Publicado em: mai. 2011.
PEXTRON. Manual de operação URPE 6104. Consultado em meio eletrônico em: 30 nov. 2020.
TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO EM FOCO. Cabos para-raios. Consultado em meio eletrônico em: 24 nov. 2020.
EXPLORE+
NBR 5410, de 2004 – Cálculo de curto-circuito, coordenação e seletividade em BT.
NBR 14039, de 2005 – Cálculo de curto-circuito, coordenação e seletividade em MT.
CONTEUDISTA
Rafaela Furtado Teixeira
 CURRÍCULO LATTES
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