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Conceitos de proteção elétrica Profª. Isabela Oliveira Guimarães Descrição Você vai conhecer as principais características do sistema de proteção, bem como os critérios de seletividade e coordenação. Propósito Em condições normais de operação, assume-se que não existem falhas no sistema, porém, todos os equipamentos estão sujeitos a falhas o tempo todo, que comprometem o bom funcionamento do sistema e reduzem seus índices de con�abilidade. Por isso, é muito importante para o pro�ssional que atua no sistema elétrico entender as causas de uma falha e como proteger e minimizar o sistema de danos. Preparação Antes de iniciar o conteúdo, tenha em mãos uma calculadora ou use de seu computador/smartphone para facilitar a execução dos cálculos propostos. Objetivos 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 1/51 Módulo 1 Proteção primária e de retaguarda Reconhecer o que é a proteção principal e de retaguarda. Módulo 2 Seletividade e coordenação Aplicar conceitos de seletividade e coordenação aplicados ao relé de sobrecorrente. Módulo 3 Relés direcionais Analisar os princípios da seletividade aplicados ao relé direcional. Módulo 4 Introdução à proteção digital Identi�car os principais aspectos da proteção digital. Introdução Olá! Antes de começarmos, assista ao vídeo e compreenda os conceitos de seletividade e coordenação 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 2/51 aplicados aos relés de sobrecorrente e uma introdução sobre as principais características da proteção digital. 1 - Proteção primária e de retaguarda Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer o que é a proteção principal e de retaguarda. Níveis de proteção Con�ra neste vídeo uma apresentação dos princípios da proteção primária e secundária e qual a função destas no sistema de proteção. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 3/51 Zonas de proteção Ao longo deste conteúdo, serão abordados aspectos importantes para um dispositivo de proteção que irá atuar dentro de determinada região de alcance, conhecida como zona de proteção. Dentro das possibilidades, avaliaremos a proteção primária e a proteção de retaguarda. Vamos lá! Proteção primária Um sistema de proteção deve ser projetado de forma que os dispositivos responsáveis por eliminar o defeito atuem somente dentro de sua região de proteção, isto é, não deve existir con�ito entre as proteções. A zona de proteção primária opera de forma que, em caso de falta, somente os disjuntores que se encontram dentro dessa zona serão solicitados à abertura. Essa atuação pode ser associada ao conceito de segurança da rede. A região de proteção primária ou zona de proteção é de�nida por: Transformador Posição do transformador de corrente (TC). Disjuntor Posição dos disjuntores, que pode ser aberta ou fechada. A proteção primária pode, por vezes, ser encontrada de forma duplicada, isto é, feito com o intuito de minimizar problemas em caso de falha da proteção primária. Esse tipo de arranjo é comumente utilizado em sistemas de extra alta tensão (EAT), no qual a proteção tem a mesma característica da proteção primária, e, neste caso, podem ser usados relés iguais ou diferentes. Destaca-se aqui que a rede básica do SIN (Sistema Interligado Nacional) opera a 230 kV, sendo que EAT por de�nição varia entre 230 e 750 kV. Portanto, essa rede é composta de proteções primárias duplicadas. Atenção! O papel do TC (transformadores de corrente) e do TP (transformadores de potencial) no sistema de proteção é a adequação das variáveis 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 4/51 medidas para os equipamentos de proteção. Proteção de retaguarda A proteção de retaguarda é aquela que faz o papel de backup no sistema. Deve-se considerar a possibilidade de falhas na proteção primária, e quando isso ocorre, a proteção de retaguarda torna-se responsável por cessar a alimentação para que o defeito não se propague. A zona de atuação da proteção de retaguarda é maior que a da proteção primária, por isso o custo de atuação dela implica a perda de grandes trechos do sistema. A proteção de retaguarda pode ser qualquer forma de proteção utilizada no intuito de atuar caso a proteção primária falhe. Assim, pode-se aplicar os seguintes arranjos: Proteção de retaguarda remota A proteção de backup �ca instalada em outra subestação para minimizar modos de falha comuns que inviabilizem a atuação da retaguarda. Nesse caso, maiores trechos do sistema serão desconectados. Proteção de retaguarda local É utilizada uma função de proteção diferente da proteção primária. Proteção de retaguarda local em conjunto e proteção de falha de disjuntor Neste caso, são duas proteções: uma de retaguarda, que �ca localizada na mesma subestação (local), e a proteção de falha do disjuntor, cuja função é veri�car se o disjuntor realmente foi aberto quando requisitado. A seguir, temos um sistema com quatro alimentadores, G1 a G4. As cargas são representadas pela letra C, as barras pela letra B, linhas por L, transformadores por T e os dispositivos de proteção estão numerados. As regiões pontilhadas são as zonas de proteção (observe 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 5/51 que elas se interpõem). Isso garante que todo o sistema estará protegido. Exemplo de um sistema elétrico de potência, com suas respetivas zonas de proteção. Análise da atuação das proteções Con�ra neste vídeo os aspectos que englobam a capacidade de proteção dos equipamentos e os níveis de proteção do sistema. Considere ainda o sistema anterior, no qual temos a representação da falha na linha L3. Observando a zona de proteção em que o defeito se encontra, as proteções responsáveis por isolar o trecho são 10 e 12 e, portanto, são as proteções primárias. Observe na próxima imagem: Zona de proteção primária da linha L3. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 6/51 Devemos, porém, levar em conta a possibilidade de falha desses equipamentos. Considere que o disjuntor 10, apesar de solicitado, não tenha aberto. Movendo para a esquerda, identi�camos outra zona de proteção. Veja! Proteção secundária ou de retaguarda da linha L3. Dentro dessa zona de proteção se encontram os disjuntores 10, 8 e 7, onde o 10 não atuou. Assim, os disjuntores 7 e 8 serão os próximos a abrir, visando proteger o sistema do defeito K. Fica claro que o trecho desenergizado é maior devido à falha em 10. Caso a proteção 8 falhe, novamente por observação da próxima imagem, é possível identi�car outra zona de proteção, na qual estão presentes os disjuntores 8, 9, 11. Nesse caso, a falha de 8 promove a abertura de 9 e 11. Proteção de retaguarda considerando falha na proteção 8. Mais uma vez, vale destacar que, quanto mais atrás (a montante) está a proteção aberta, maior o trecho isolado e maior é o impacto no sistema. Para esse exemplo, a partir do momento que há a falha do disjuntor 10, o sistema sofre um rearranjo no �uxo de cargas, limitando as operações dos geradores 1 e 2, pois o transformador T1 é desconectado do trecho. Veja! 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 7/51 Destaque nas proteções primaria e secundaria considerando o defeito em L3. A barra 2, de onde saem os �uxos B2- B3 passando pela linha 3 e linha 4, só recebe geração em um sentido, dado a perda de L3 e abertura de 8. Com isso, L4 tende a �car sobrecarregada. Isso porque,pelo equilíbrio do sistema C5, C4 ainda precisa ser alimentada. Claro que essa análise não é tão simples assim. As cargas reais variam no tempo, pode ser que no instante da falha a demanda não seja alta e o sistema consiga redistribuir o �uxo, sem perdas. Há ainda o caso de G3 e G4, bem como as linhas estarem abaixo da capacidade, podendo então aumentar o �uxo oposto no sentido de suprir esses valores pelos geradores da direita. Mas há também a possibilidade de colapso, por isso, as faltas são sempre avaliadas em conjunto com algum método de veri�cação da operação do sistema, buscando garantir a integridade e segurança da rede. Comentário A operação do sistema de proteção está diretamente ligada aos critérios de con�abilidade, isto é, o quanto a rede é con�ável ao que se propõe a entregar. Em uma análise das falhas, pode-se fazer a seguinte discriminação: Nas falhas de segurança a falta ocorre fora da zona de proteção, permitindo operação indevida; na falha de operação, o sistema não atua, pois a falha ocorre dentro da zona de atuação da proteção e a proteção irá interromper alguns trechos e até mesmo a alimentação. Funções de proteção Con�ra neste vídeo uma revisão sobre as principais funções de proteção utilizadas no sistema elétrico. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 8/51 Vamos mencionar alguns relés diretamente pelo número de sua função conforme a norma ANSI (American National Standards Institute). Para melhor aprendizagem, segue uma breve revisão das principais funções que serão utilizadas neste conteúdo: Relé de distância, operam a partir do cálculo do valor da impedância entre o lugar de instalação e o ponto de falha. Relé de subtensão e de sobretensão respectivamente. Relé direcional de potência, identi�ca alterações no sentido de �uxo resultante de anomalias no sistema. Relé de sobrecorrente instantâneo, identi�ca distúrbios de corrente a partir da comparação de valores medidos com valores prede�nidos e atua imediatamente. Relé de sobrecorrente temporizado, identi�ca distúrbios de corrente a partir da comparação de valores medidos com valores Função 21 Função 27 e 59 Função 32 Função 50 Função 51 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 9/51 prede�nidos e atua a partir da parametrização das curvas de tempo. Relé de desbalanceamento de corrente de fase ou de fase reversa. Relé de sequência de fase de tensão ou de desbalanço de tensão. Relé direcional, atua diante da identi�cação da falha considerando a direção prede�nida. Relé diferencial, indicada para a proteção de transformadores de potência. Opera a partir da comparação fasorial entre as correntes de entrada e saída (primário e secundário) dos terminais do transformador protegido. Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 O sistema de proteção é composto de diversos elementos que visam garantir a segurança e integridade da rede. Acerca das Função 46 Função 47 Função 67 Função 87 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 10/51 proteções primárias e secundárias analise as a�rmativas a seguir: I. A proteção primária é con�ável, nunca falha, por isso em geral não são inseridas proteções de backup. II. A proteção primária deve ser con�ável, assim como as demais proteções do sistema; ainda assim há de ser considerada situações de falha. III. A minimização das falhas e danos pode ser feita a partir de arranjos de proteção secundária (backup). Marque a alternativa correta. Parabéns! A alternativa D está correta. Todo o sistema de proteção deve ser projetado para ser con�ável e seguro. Ainda que exista essa premissa, não se pode desprezar a possibilidade de faltas nos equipamentos. Dessa forma, as proteções são ajustadas para proteger sua zona de proteção (primária) e ainda, servirem de reforço (proteção adicional) para outras áreas. Questão 2 (Adaptado- FUMARC – 2018) A partir dos conhecimentos referentes à operação dos relés de proteção, analise o diagrama. A As a�rmativas I e II estão corretas. B As a�rmativas I e III estão corretas. C Somente a a�rmativa II está correta. D As a�rmativas II e III estão corretas. E Somente a a�rmativa I está correta. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 11/51 Qual o tipo de proteção representada na imagem? Parabéns! A alternativa E está correta. Como é possível notar, a proteção é inserida para proteger um transformador. Nesse ambiente, nota-se que os transformadores de medida capturam as correntes primária e secundária para a comparação, caracterizando o relé de função 87, diferencial. A Relé percentual B Relé integral C Relé diferencial-percentual D Relé de sobrecorrente E Relé diferencial 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 12/51 2 - Seletividade e coordenação Ao �nal deste módulo, você será capaz de aplicar conceitos de seletividade e coordenação aplicados ao relé de sobrecorrente. Princípios da seletividade e proteção Con�ra neste vídeo os princípios da seletividade e coordenação e a curva inversa de tempo para a de�nição dos critérios operativos do relé. Seletividade Entenda no vídeo o principal objetivo da seletividade, um dos critérios da �loso�a da proteção. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 13/51 Ao implementar um projeto de proteção, algumas características fundamentais devem ser consideradas, como a seletividade, as zonas de atuação, velocidade e sensibilidade. Neste primeiro instante, serão abordados os critérios de seletividade considerados. A seletividade é um critério no qual busca-se, por meio do sistema de proteção, desconectar do sistema elétrico somente os elementos defeituosos, a partir da atuação da proteção mais próxima ao defeito, minimizando o trecho impactado. Os elementos do sistema de proteção atuam conforme a região de delimitação, chamada também de zona de proteção, posteriormente detalhada, onde pode-se considerar a proteção primária e a de retaguarda e a ordem de atuação dessas proteções se dá por meio de coordenação dos dispositivos. Resumindo Se a proteção primária não atuar, a proteção de retaguarda deve agir abrindo os terminais. A coordenação atua em prol da seletividade, garantindo o seu cumprimento. Dentre os tipos de seletividade, destacam-se: seletividade amperimétrica; seletividade cronométrica e seletividade lógica. Vamos conhecê-las a seguir! Seletividade amperimétrica Neste tipo de seletividade, avaliam-se as condições de corrente, como o nome indica. Quanto mais próximo o defeito estiver da fonte de alimentação, maior é o valor da corrente de curto-circuito. Essa informação é utilizada para dimensionamento das proteções de acordo com os pontos de falta. Veja como exemplo a imagem a seguir: G1 representa a fonte, as proteções são dadas por P1 e P2 e é a corrente de defeito.ICS 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 14/51 Aplicação de seletividade amperimétrica. Considerando uma falha no ponto A para uma corrente de defeito dada por , sendo os valores de corrente de ajuste para as proteções e (proteção 1 e 2 respectivamente), de�ne-se que a seletividade será atendida quando: Ou seja, a corrente de ajuste da proteção 2 é maior que a de defeito, mas a da proteção 1 é menor, dessa forma, um defeito em A com corrente fará com que a proteção 1 atue. O ajuste da proteção acima do defeito (a montante)deve seguir a equação: Ou seja, a diferença entre essas correntes é: Corrente Corrente ICS IP1 IP2 IP2 > ICS > IP1 ICS IP1 ≤ 0, 8ICS IP1 IP2 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 15/51 Essa corrente deve ser menor que a corrente de defeito, lembrando que a corrente de curto possui valores elevados. Essa corrente, para que não atue desnecessariamente, é de�nida com valores superiores à corrente de curto. Seletividade cronométrica A parametrização dessa seletividade é feita diante de critérios de tempo de atuação do dispositivo. Nesse caso, haverá um retardo na proteção a montante do defeito, no intuito de que a proteção a jusante receba um tempo de atuação inferior e consiga solucionar o defeito. Vejo o exemplo a seguir: G1 representa a fonte, as proteções são representadas por P1 a P4, D é referente aos disjuntores principais, TC é o transformador de corrente, os pontos de A a D são as cargas e é a corrente de defeito. Exemplo de sistema com seletividade cronométrica. O tempo de atuação das proteções é inferior ao tempo de atuação do disjuntor. Vê-se que entre a atuação de uma proteção e outra há um intervalo de tempo de 300 ms. Considerando a falta na barra D: Haverá no sistema uma corrente de curto, . ICS ICS 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 16/51 A proteção P1 tem uma temporização ou retardo de 100 ms e irá atuar primeiro, em seguida a proteção P2 e, respectivamente, P3 e P4. À medida que se aproxima da região da fonte, o tempo de atuação da proteção �ca maior, podendo ser um critério prejudicial ao projeto, isso porque o equipamento �ca determinada quantidade de tempo exposto à corrente de defeito, podendo levar ao mau funcionamento do sistema. O ajuste da proteção pode ser feito de duas formas: Curva Curva de tempo x Corrente ou curva de tempo inverso. Tempo Tempo de�nido. Seletividade lógica Conceito utilizado nos relés mais modernos, os digitais. Nesse tipo de seletividade, observa-se o uso de uma proteção de sobrecorrente juntamente com uma comunicação que utiliza algum meio capaz de proporcionar intervalos reduzidos e garantir o cumprimento da seletividade. Essa aplicação é facilitada em redes radiais, porém, pode ser estendida para outras, desde que haja unidades direcionais para identi�cação do local de defeito. Veja como exemplo a imagem a seguir: G1 representa a fonte, as proteções são representadas por P1 a P4, D é referente aos disjuntores principais, TC é o transformador de corrente, os pontos de A a D são as cargas e é a corrente de defeito. Nesse caso, a comunicação utiliza como meio o �o piloto. ICS 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 17/51 Exemplo de sistema com seletividade lógica. Como esperado, a proteção a montante (acima) do defeito é a responsável por atuar na abertura do circuito. O que estiver abaixo, a jusante do defeito, não irá atuar. O tempo de atuação é de 50 a 100 ms (ajuste de atuação das proteções). Por ordem, neste exemplo, o circuito opera da seguinte forma: O curto na barra D faz surgir uma corrente no sistema. As proteções de 1 a 4 estão a montante, sendo a P1 aquela mais próxima e é responsável pela abertura do disjuntor depois de determinado tempo (entre 50-100 ms). P1 se comunica com P2 pelo �o piloto para o bloqueio de P2. P2 se comunica com P3 para o bloqueio de P3 e assim até P4. Se a proteção de P1 falhar, P2 será solicitado a atuar. Velocidade de atuação Con�ra no vídeo os aspectos que englobam a atuação do relé de sobrecorrente, destacando aspectos referentes à temporização e descrição das curvas de tempo x corrente. ICS 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 18/51 Temporização É uma grandeza diretamente associada à seletividade e se refere ao tempo necessário para que a proteção, neste caso o relé, envie sinal para a abertura do disjuntor. Usualmente, utiliza-se no sistema de proteção os relés temporizados com retardo dependente, ou curva de temporização inversa. Mas têm-se ainda outros modelos como o de retardo independente, ou tempo de�nido e o instantâneo. Observe a relação entre as curvas de temporização do relé: Grá�co: Curvas de tempo de atuação do relé de sobrecorrente. É desejado que o dispositivo atue no menor tempo possível, levando em conta as limitações físicas apresentadas. Comentário Na curva de tempo de�nido, ajusta-se o valor de corrente de atuação do equipamento e o tempo de atuação dele. Independentemente do defeito, o tempo será o mesmo. Já a curva inversa, ou seja, com tempo dependente, a atuação (tempo) oscila com a intensidade do defeito. Relés de sobrecorrente e a curva inversa Para �ns de entendimento, considera-se um relé de sobrecorrente temporizado, função 51. A temporização que de�ne a atuação do dispositivo de proteção usualmente é descrita por curvas inversas, muito inversas ou extremamente inversas. A curva inversa de temporização é a mais comum e por meio dela, busca-se cumprir os 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 19/51 critérios de seletividade garantindo a abertura do disjuntor. O objetivo é minimizar a área isolada sempre que possível. As curvas que descrevem o tempo de atuação dos relés, como normais (ou inversas), muito inversas ou extremamente inversas, podem ser encontradas nos manuais dos equipamentos e na norma que rege funcionamento geral dos equipamentos, e são obtidas por meio de ensaios. A inclinação da curva interfere no tempo de atuação do disjuntor. Segundo a IEC 60255, norma que padroniza o comportamento desses dispositivos, para diferentes inclinações há equações distintas que permitem modelar as curvas de tempo a serem utilizadas nos relés atuais, onde a equação geral é descrita por: Em que: (Time multiplier setting): é um fator multiplicador de tempo, e pode vir representado sob diferentes variáveis, a depender do manual do fabricante ou literatura utilizada. Corrente de curto-circuito. : Corrente de pick up ou corrente de atuação do relé. As variáveis e são constantes que modelam a curva, onde de�ne-se: Tipo de curva normal/ inversa 0,140 0,02 Muito inversa 13,5 1 Extremamente inversa 80 2 Tempo longo inverso 120 1 t = TMS k ( Icc Ip ) a − 1 ⎛⎜⎝ ⎞⎟⎠TMS Icc : IP k a k a 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 20/51 Tabela: tipos de curva e suas variáveis. Isabela Oliveira Guimarães Observe agora uma curva de tempo inverso para o relé de sobrecorrente de determinado fabricante, lembrando que existem diversas funções de proteção como a de distância, diferencial e outras. Grá�co: Curvas de tempo inverso Siemens de acordo com a IEC. A curva é descrita pela seguinte equação: Em que: é o fator multiplicador de�nido para o tempo, ou seja, o de acordo com o manual do fabricante é o mesmo padronizado pela IEC. é o tempo em segundos. t = 0, 14 ( I Ip ) 0,02 − 1 Tp Tp Tp TMS t 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 21/51 é a relação entre a corrente de curto e a de atuação, podendo ser representada também por em alguns livros. É possível notar pelo grá�co que a atuação é mais rápida para correntes mais elevadas. Coordenação Con�ra neste vídeo a coordenação dos relés de sobrecorrente e as principais formas utilizadas, como a coordenação de tempo de�nido e a de tempo inverso. Durante o projeto de um sistema de proteção, é necessário considerar a possívelfalha do componente que irá proteger o sistema elétrico. Assim, utiliza-se o que é conhecido por cadeia de proteção, diversos dispositivos utilizados para a proteção do mesmo trecho, coordenados para não funcionarem de forma inadequada e seguindo os princípios da seletividade. Usualmente, pode-se encontrar a proteção primária duplicada ou o que é chamado de proteção de retaguarda. Ambas têm o objetivo de atuar em caso de falha na proteção principal, necessitando de coordenação. Relembrando O tempo de coordenação deve ser um valor baixo, pois quanto maior o tempo de atuação do disjuntor, maior a exposição ao defeito, podendo resultar em problemas maiores para o sistema de forma geral. Para que a coordenação seja satisfeita, o relé mais próximo deve atuar (princípio da seletividade), sem que o relé a montante seja ativado, o que é descrito pela equação seguinte: I Ip M tmontante − tjusante ≥ Δt 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 22/51 Em que é o tempo de coordenação. Esse tempo depende de fatores como o tipo de disjuntor e relé está sendo utilizado. Esses valores são estimados e fornecidos pelo fabricante. Usualmente adota-se: 0,4 a 0,15 segundos para relés eletromecânicos. 0,15 a 0,25 segundos para relés estáticos (ou eletrônicos) e relés digitais. Vale lembrar que os relés eletromecânicos podem ainda ser encontrados nas instalações, mas já caíram em desuso, e vêm sendo substituídos pelos relés digitais, que permitem a so�sticação e monitoramento da rede. Coordenação com tempo de�nido Uma forma de coordenar os relés é utilizando a característica do tempo de�nido em vez da curva de tempo inverso. Essa forma é mais simples e direta, seguindo ainda com o relé de sobrecorrente temporizado, função 51, o relé pode ser ajustado. Veja! Coordenação de unidades temporizadas a partir de tempo de�nido. A equação que descreve o tempo de atuação é dada por: Isto é, os relés acima do defeito terão tempo de atuação igual ao tempo dos relés que estão abaixo, a jusante, mais o tempo de coordenação. A diferença de tempo dos relés a montante é de . Considerando a imagem anterior, a coordenação �caria da seguinte forma: Adota-se como tempo de atuação do relé c e, a partir dele, será feita a coordenação dos demais. O relé B está “acima”, a montante, logo o tempo de atuação é o tempo de atuação de mais o tempo de coordenação: . Δt tmontante = tjusante +Δt Δt tC c tB = tC +Δt 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 23/51 Para o relé A, repete-se o que foi feito para o relé B, sendo: Ou ainda: . Esse tipo de coordenação, apesar de simples, não atende aos principais critérios da �loso�a da proteção. Isso porque, à medida que se aproxima da região A, o tempo de atuação é alto, o que deixaria o sistema muito exposto ao defeito. Uma correção para esse problema seria a adição de uma unidade instantânea, que é a função 50. Dessa forma, o sistema passaria a ser representado da seguinte forma: Inserção de unidades instantâneas na proteção de um sistema elétrico. Vale destacar que a função 50 não é capaz de cobrir toda a seção. Por exemplo, o relé instantâneo instalado em A não protege toda a área de A até B. Com isso, a zona protegida por cada um deles não irá se sobrepor. De�nindo-se a corrente de curto para a atuação de cada uma delas, não haverá problemas de coordenação. A coordenação será necessária para a unidade temporizada, como já mencionado, e nesse aspecto, o procedimento segue como de�nido. A unidade temporizada protegerá o restante do trecho não alcançado pela unidade instantânea. Coordenação com tempo inverso A curva de tempo inverso pode ser utilizada para a coordenação. Veja um exemplo: Coordenação de unidades temporizadas utilizando a curva inversa de tempo. Para o relé c, seleciona-se uma curva e, a partir dessa informação, será feita a coordenação dos relés B e em seguida do relé A. Para fazer a coordenação, são necessárias informações como o valor do curto- circuito e, então, encontrar a relação entre a corrente de curto e a de pick up para encontrar o fator múltiplo. Esse fator pode ainda ser calculado pela seguinte equação: tA = tB +Δt tA = tC + 2Δt 1/2 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 24/51 Em que: : Corrente de curto trifásico : Relação de transformação do TC conectado ao relé : Tap de ajuste do relé analisado Ao encontrar o múltiplo e utilizando a curva que, no caso é 0,5, é possível de�nir o tempo para o relé c. Para de�nir os tempos de atuação dos demais relés, faz-se a coordenação deles a partir do relé c, onde o tempo de operação deve ser acrescido de . Sendo assim, tem-se para o relé B: A corrente de curto é mantida, faz-se novamente a relação para o relé B, considerando o e para este relé, sendo que agora o tempo de atuação já está de�nido. É possível então selecionar uma curva de atuação para este relé, e o processo se repete até que todos os tempos e curvas sejam de�nidos. Vejamos alguns exemplos! Exemplo 1 Para ilustrar, seja a curva real já apresentada, neste ensaio, vê-se que não há uma curva , então para �ns de aprendizado, toma-se como referência a curva 0,4. Supondo um fator múltiplo de 10, que se refere à relação entre a corrente de pick up e de curto. 0 ajuste do relé utilizando a curva de tempo inverso seria algo em torno de 1,2 s, como mostra a projeção neste grá�co: M = Icc(3∅) RTC(Tap) Icc(3∅) RTC Tap Δt tB = tC +Δt M RTC Tap 1/2 M 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 25/51 Grá�co: Curvas de tempo inverso Siemens de acordo com a IEC. O fato de esse fabricante não fornecer a curva 0,5 não quer dizer que ela não exista, nem todos os valores são dados no manual. Dica Assim como na coordenação para tempo de�nido, é possível adicionar uma unidade instantânea na proteção com tempo inverso. Exemplo 2 Considerando um relé de função 51 instalado no primário de um transformador de 1000 kVA, 13,8/0,48 kV. O relé deve coordenar com outro instalado no secundário com tempo de atuação de 0,3 s. Algumas informações adicionais são: Sabe-se que a corrente de curto referida ao primário é de 1200 A A corrente de ajuste do relé é de 100 A O intervalo de coordenação deve ser de 0,2 segundos 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 26/51 Utilizar o modelo de curva inversa para de�nir os parâmetros de tempo equipamento. E a partir dela, encontrar o ajuste da curva de coordenação. Solução Fazendo a relação entre as correntes de defeito e a corrente de atuação do equipamento, tem-se que . Esse valor é o que será usado na equação, uma vez que o grá�co mostra a relação entre as correntes. O relé deve operar coordenado, logo o relé do secundário opera, passam-se 0,2 segundos e o do primário opera, assim o tempo de operação é de 0,5 segundos. Aplicando a equação da curva inversa: Tem-se que: Assim é o valor de ajuste de curva que garante a coordenação dos equipamentos. Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 (CESPE-2013) Considere o grá�co que descreve a curva inversa de tempo de um relé de sobrecorrente: 1/Ip = 12 t = 0, 14 ( I Ip ) 0,02 − 1 Tp 0, 5 = 0, 14 120,02 − 1 Tp Tp = 0, 18 Tp = 0, 18 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 27/51 Sabe-se que a corrente de defeito é de 1,2 kA e a corrente de ativação desse relé é de 200ª. Podemos a�rmar que Parabéns! A alternativa E está correta. Por análise, o grá�co é constituído da relaçãoentre as correntes de curto e de pick up ou de ativação, logo: Projetando no grá�co, vê-se que o relé atua nas proximidades de 10 segundos. O valor pode ser obtido por meio da linearização do grá�co: A o dispositivo irá atuar em 4 segundos. B o dispositivo irá atuar em menos de 4 segundos. C o dispositivo irá atuar instantaneamente. D o dispositivo irá atuar em 1 minuto. E o dispositivo irá atuar na região de 10 segundos. In = 1, 2kA 200 = 6 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 28/51 Questão 2 Para que os relés de sobrecorrente operem adequadamente, é feita a coordenação dos equipamentos. Referente aos critérios de coordenação, assinale a alternativa correta. Parabéns! A alternativa E está correta. A coordenação dos equipamentos de proteção tem o objetivo de conferir a continuidade do serviço, eliminando os defeitos a partir da atuação coordenada dos dispositivos. 4 − 6 4 − 60 = 10 − x 10 − 2 x ≅9, 71 A A coordenação não obedece aos critérios de seletividade. B A coordenação considera tempos elevados de atuação do equipamento. C A coordenação tem o objetivo de eliminar as falhas com apenas um dispositivo de proteção. D A função da coordenação é eliminar o defeito, somente. E A coordenação tem o objetivo de eliminar o defeito e garantir a continuidade a partir do uso de diversos equipamentos de proteção. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 29/51 3 - Relés direcionais Ao �nal deste módulo, você será capaz de analisar os princípios da seletividade aplicados ao relé direcional. Proteção direcional Con�ra neste vídeo uma apresentação dos relés 67 e 32, relés direcionais. Veja ainda as características adicionadas ao relé de sobrecorrente e a proteção que esses dispositivos trazem para o sistema de potência. Relé direcional de sobrecorrente Muito foi falado sobre os relés de sobrecorrente, sua parametrização quanto à temporização e seletividade do equipamento. Esses relés, usualmente, são implementados em redes de características radiais e não possuem a capacidade de identi�car a direção do defeito. Por serem radiais, a direção de alimentação segue um caminho único permitindo o uso deste dispositivo. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 30/51 Em uma rede de característica diferente da rede radial, por exemplo, uma rede em anel, torna-se impraticável identi�car a região do defeito somente com unidades de sobrecorrente. Portanto, são acrescentadas funções de direção ao defeito, permitindo a identi�cação direcional do �uxo e, por consequência, do defeito. Operação do relé direcional O relé de sobrecorrente direcional é descrito pela função 67 e opera a partir de determinado sentido de corrente, no qual a direção é identi�cada ao comparar fasorialmente as grandezas de atuação com àquelas prede�nidas. Para atuação, o dispositivo requer duas grandezas, sendo uma para polarização e outra para a operação. Em geral, utiliza-se tensão e corrente. O relé direcional pode ser representado como: Conexão de um relé eletromecânico direcional. O diagrama fasorial a seguir descreve as grandezas necessárias para a atuação do relé de função 67, a partir da representação de conexão da imagem anterior: 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 31/51 Diagrama fasorial do relé direcional. Sendo a corrente na fase A. Essa corrente faz aparecer um �uxo magnético na bobina do relé, , o �uxo e a corrente estarão em fase, como mostra o diagrama. As tensões e são referentes às tensões de fase A e B em relação ao neutro, é a tensão de polarização. é a corrente resultante da tensão de polarização, que gera um �uxo de polarização, em fase com a corrente. O ângulo entre e é dado por e o ângulo entre e é dado por . O ângulo máximo do torque do relé é dado por e varia com o fabricante. A conexão do relé direcional pode ser: Conexão de Corrente de operação adiantada da tensão de polarização em . Conexão de Corrente de operação adiantada da tensão de polarização em . Conexão de İa ΦIa Van Vbn Vbn Ipolarização Φpolarização ΦIa Φpolarização α İa Vbn θ r 30∘ İa Vbn 30∘ 60∘ İa Vbn 60∘ 90∘ 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 32/51 Corrente de operação adiantada da tensão de polarização em . A unidade direcional opera em conjunto com uma unidade de sobrecorrente 50 ou 51. Pode ocorrer, nesse caso, os cenários de falta: Curto atrás do relé direcional A falha está fora da zona de proteção do relé. Curto na direção do relé direcional A falha faz o relé mandar sinal para o fechamento do disjuntor. Função 32 A função 32 se refere ao relé direcional de potência. Esse relé também é de sobrecorrente e direcional, porém mais robusto que o 67. Uma característica do relé direcional é que ele opera em conjunto com uma unidade de sobrecorrente, ou seja, sua função é monitorar a direção enquanto as funções 50/51 enviam o sinal para abertura da proteção. Vale aqui ressaltar que a maior distinção entre esses relés se concentra nas grandezas de medição e avaliação. Veja um exemplo de aplicação do relé direcional de potência na proteção do sistema: Proteção de um sistema em anel com relé direcional. Na ocorrência de um defeito no ponto A indicado, a unidade direcional pertencente ao disjuntor D1 atua. Porém, o defeito está atrás do disjuntor e neste, o �uxo, ao inverter, tenderá a fazer com que o gerador se comporte como carga, efeito descrito como motorização. Para eliminar esse efeito, o relé de potência irá atuar, identi�cando inversões de �uxo. İa Vbn 90∘ 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 33/51 Análise da operação do relé 67 Acompanhe neste vídeo uma explicação sobre o relé de função 67 e o relé de função 32, suas características e critérios operacionais. Considere o sistema elétrico a seguir, composto pelos dispositivos de proteção de sobrecorrente: Proteção de um sistema com proteção direcional de potência. A imagem descreve a ocorrência de um defeito na linha L3. No momento da falta, há aumento dessa corrente e inversão do sentido da mesma, uma vez que a falha tende a ser alimentada pelas demais linhas. A inversão do sentido de �uxo de cargas é reconhecida pelo relé direcional situado na extremidade da linha, e só então o disjuntor é aberto. Veja esse efeito: Proteção de um sistema com proteção direcional de potência, análise da falha. Relé direcional digital Os princípios operativos já apresentados tiveram por base os relés eletromecânicos. Os relés digitais, ainda que estruturalmente diferentes, obedecem à mesma �loso�a de operação. No entanto, nesses dispositivos, as grandezas analógicas são convertidas em digitais para o processamento das operações. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 34/51 Em distinção aos relés eletromecânicos que necessitam das unidades 50/51 e da unidade 67 para exercer a proteção direcional, nos relés digitais todas as funções são feitas em um mesmo dispositivo. Coordenação das unidades direcionais Considerando um sistema em anel, a coordenação dos dispositivos direcionais é feita em um sentido e, em seguida, no outro. Lembrando que a função 67 vem acompanhada de um relé de sobrecorrente 50 ou 51. A próxima imagem representa um sistema em anel, onde a direção do �uxo de cargas pode seguir os dois sentidos. A coordenação é feita de tal forma que cobrirá os defeitos independentesda direção de ocorrência. Ressalta-se que a seleção das curvas é feita da mesma forma como apresentado nos anteriores. Sistema em anel, protegido por relé direcional. Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 Analise a imagem a seguir. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 35/51 Considerando uma falha em L1 e L2, Parabéns! A alternativa C está correta. As proteções direcionais das linhas em defeito, L1 e L2, irão atuar, desde que o defeito esteja dentro da zona de proteção, do contrário, a proteção que atua é a proteção referente a outra região, sendo as proteções de L1 e L2, proteções secundárias. Questão 2 De acordo com os conhecimentos referentes à proteção direcional, assinale a alternativa correta. A as 5 proteções atuarão. B as proteções conectadas nos trechos L1, L2 e L5 atuarão. C as proteções de L1 e L2 atuarão desde que o defeito esteja dentro da zona de proteção. D as proteções L1 e L2 irão atuar independentemente do local do defeito na linha. E a proteção L1 irá atuar, mas L2 não irá atuar devido à presença do TP. A 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 36/51 Parabéns! A alternativa D está correta. O relé direcional é representado pelo código ANSI de número 67, no qual a unidade é utilizada juntamente com uma função de sobrecorrente, seja ela temporizada ou não. O relé direcional também pode ser encontrado sob a forma de potência, representado pela função 32. O relé direcional 21 pode ser utilizado sem a necessidade de uma unidade de sobrecorrente. B O relé direcional é representado pela função 67, sendo encontrado também sob a con�guração de relé diferencial de potência 32, e não requer uma função de sobrecorrente. C O relé direcional é representado pela função 67, sendo encontrado também sob a con�guração de relé diferencial de potência 21, e não requer uma função de sobrecorrente. D O relé direcional é representado pela função 67, sendo encontrado também sob a con�guração de relé diferencial de potência 32, requer uma função de sobrecorrente. E O relé direcional 21 é um acréscimo à unidade de sobrecorrente 50/51. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 37/51 4 - Introdução à proteção digital Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car os principais aspectos da proteção digital. Dispositivos de proteção digital Con�ra neste vídeo os princípios da proteção digital e a arquitetura típica dos dispositivos. Histórico de desenvolvimento dos relés Conheça neste vídeo os tipos de relés que existiram ao longo do tempo até chegar nos relés digitais. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 38/51 A função do sistema de proteção é garantir a segurança do sistema, bem como dos usuários e operadores, diante de uma falta, que altera as características operativas dele. O sistema de proteção é composto basicamente dos seguintes componentes: Disjuntores Transformadores de corrente (TC) Transformadores de potencial (TP) Relés Os relés são as unidades sensoriais do sistema de proteção. São eles que comandam a abertura dos disjuntores e, ao longo dos anos, passaram por diversas modi�cações até chegarem às atuais versões digitais. Antes disso, eram utilizados os relés eletromecânicos, que demandavam inserções em quantidades maiores, para que o sistema fosse adequadamente monitorado. Historicamente os relés passaram por três fases importantes: Primeira fase Relés eletromecânicos: deu-se início ao uso da proteção, com relés mais robustos, con�áveis, que ainda hoje podem ser encontradas algumas unidades operando no sistema. Segunda fase R lé á i l ô i i ã 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 39/51 Ainda que os dispositivos de proteção atuais sejam mais so�sticados, não é possível proteger o sistema apenas com um tipo de função, por exemplo, a de sobrecorrente. Por isso, deve-se considerar as topologias da rede a ser protegida, ou seja, o nível de proteção e, também, o tipo de equipamento, sendo que cada um requer um tipo de proteção mais adequado para sua operação. Relé computadorizado Aspectos construtivos Relés estáticos ou eletrônicos: marca a transição entre o uso da eletromecânica e a tecnologia eletrônica. Esses relés, a princípio, não receberam muito espaço no mercado, pois não eram muito con�áveis devido a distúrbios. Terceira fase Relés digitais (atual): são relés modernos de tecnologia digital, capazes de desempenhar diversas funções simultâneas. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 40/51 Os relés digitais são o resultado dos avanços na área computacional. Construtivamente, esses dispositivos possuem um microprocessador para execução das ações de proteção, que são controlados por software. A proteção digital é capaz de implementar qualquer função dentre aquelas usuais utilizadas com os relés eletromecânicos e eletrônicos. A �loso�a da proteção será a mesma, sendo alterado o método de execução. Nos relés digitais, as funções são implementadas utilizando métodos fasoriais (séries de Fourier) ou a partir da descrição dos parâmetros da linha (equações diferenciais). Observe a arquitetura de um relé digital e suas funções: Arquitetura de um relé digital. Acompanhe agora cada etapa apresentada na imagem: Primeira etapa Logo na entrada, existem as unidades transformadoras, assim como acontece nos relés eletromecânicos. A tensão, nesse caso, deve ser adaptada para a operação de um microprocessador, l b d l á i d d i d 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 41/51 Apesar de usarmos o termo relés digitais, o mais correto seria “relés numéricos”, porque os primeiros relés digitais eram um pouco limitados no processamento bem como nas funções de proteção, apesar de serem bem mais evoluídos que os anteriores, eletromecânicos e estáticos. Os relés numéricos são relés digitais em sua versão mais atual. Veja uma unidade relé microprocessado: lembrando que ela está saindo de um sistema de potência. Há também, nesse ponto, as unidades transformadoras de corrente e potencial que enviam os sinais para medição das falhas. Segunda etapa Adaptados os níveis de tensão, esses valores, alternados, passam por �ltros no intuito de eliminar ruídos, destacando aqui que essa é uma etapa importante no processamento de sinal analógico para digital. O sinal �ltrado é então amostrado em sample and hold, que o envia para o multiplexador, onde há um conversor analógico/digital (A/D). Terceira etapa As variáveis atuais do sistema são amostradas e informadas ao processador por meio de um módulo de entrada. É no processador que será feito todo o controle, cujas ações são enviadas pelo módulo de saída. As informações podem ser acompanhadas na tela do equipamento ou display. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 42/51 Relé numérico. Com a evolução, esse tipo de equipamento é capaz de utilizar múltiplos processadores, além de desempenhar diversas funções simultâneas. Nesse caso, a arquitetura pode ser ampliada como mostra o diagrama a seguir, em que o hardware pode comportar diversos microprocessadores. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 43/51 Arquitetura dos relés numéricos.Operação Os relés numéricos devem operar sem interferências externas. Nas entradas analógicas, utilizam-se transformadores de precisão para garantir a veracidade das variáveis transmitidas, enquanto nas entradas digitais utilizam-se isoladores óticos. Na conversão do sinal analógico para digital, tem-se a precedência de um multiplexador. Com essa técnica, cada sinal é conectado de forma cíclica ao conversor. É possível utilizar também um conversor para cada entrada, porém, o uso do multiplexador torna o projeto mais barato. A frequência de amostragem do sinal deve ser devidamente escolhida, seguindo a equação: fa ≥ 2fMáx 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 44/51 Em que: é a frequência de amostragem é a maior frequência de interesse Valores muito inferiores de frequência podem resultar em um sinal de saída com uma componente de alta frequência. Esse efeito é chamado de rebatimento ou aliasing e pode ser solucionado com a utilização de �ltros. Quanto à parte do software que controla o processador desses relés, é possível dividi-la em tarefas, como: Serviços do sistema É onde são exercidas as tarefas de controle das variáveis de entrada e saída do relé. Interface É a parcela responsável pela interface do usuário ao programa via painel, entrada de dados e outros. Aplicação É onde se de�ne a função do relé. Demais funções É onde se de�nem as demais funções. Antes de seguirmos, é importante relembramos que os relés numéricos executam múltiplas funções, desempenhadas por módulos distintos. Capacidades adicionais dos relés numéricos Con�ra neste vídeo os aspectos construtivos do relé digital e a versão mais moderna multiprocessada. fa fMáx 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 45/51 Por possuírem um processador de sinal digital (DPS), os relés numéricos possuem capacidade de desempenharem diversas funções, não somente aquelas atribuídas ao sistema de proteção. A capacidade de operação de cada relé irá depender da oferta do fabricante, em que as funções ofertadas �cam disponíveis no painel do dispositivo. Dentre as diversas características adicionais que esses relés podem ofertar, temos: Nessa característica, podem ser derivadas as variáveis de sequência, valores de potência (ativa, reativa) e, até mesmo, o fator de potência, energia e demanda no período de medição, componentes harmônicas, valores de frequência, temperatura e distância de falta. É possível supervisionar os TCs e TPs identi�cando perda de energia e cálculo da corrente negativa. Aqui é possível monitorar o estado do componente ao conectar os contatos que indicam a posição do disjuntor (aberto ou fechado) na entrada digital do relé. A partir disso, as equipes de manutenção conseguem administrar adequadamente as ações de controle a serem tomadas. Capacidade de apresentação de valores médios medidos Capacidade de supervisão dos transformadores de medida Monitoramento e controle do disjuntor Registro de perturbações 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 46/51 É possível fazer o monitoramento e estudo da rede registrando na memória do relé, os distúrbios ocorridos no período. Essas informações, quando registradas, precisam ser sincronizadas com o momento de ocorrência do defeito. A possibilidade de sincronização é ofertada pelos equipamentos. Aqui ocorre a utilização da lógica para proteção do sistema elétrico. De forma geral, esses dispositivos são superiores às versões que o antecedem, porém, não são inerentes de problemas, cabendo os seguintes pontos de atenção: Deve-se controlar a versão do software para que o dispositivo esteja sempre operando. Prestar atenção ao gerenciamento de dados, pois, com a extensa possibilidade de aquisição, a memória pode �car comprometida. Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 A proteção digital é a versão mais atual dos equipamentos presentes no sistema de proteção. A respeito desses equipamentos, pode-se a�rmar que Uso de lógica programável A o uso de relés eletromecânicos é mais con�ável devido a robustez. B o uso de relés eletromecânicos é mais �exível pela possibilidade de incluir diversas unidades com 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 47/51 Parabéns! A alternativa E está correta. Os relés numéricos ou multiprocessados são assim nomeados por possuírem a capacidade de processamento digital. São a versão evoluída do relé digital e operam de forma similar a um computador. Questão 2 Os relés numéricos são a última geração de dispositivos utilizados na proteção do sistema elétrico. Avalie as a�rmativas a seguir acerca do funcionamento dos relés numéricos: I. São capazes de monitorar a rede a partir da aquisição de dados. II. Operam a partir de dados analógicos. III. Executam no máximo duas funções simultâneas. Marque a alternativa correta. várias funções distintas para a proteção do sistema. C os relés estáticos são superiores aos relés numéricos. D os relés numéricos são mais limitados que os estáticos. E os relés numéricos operam a partir de unidades multiprocessadas. A A a�rmativa I está correta. B As a�rmativas I e II estão corretas. C As a�rmativas I e III estão corretas. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 48/51 Parabéns! A alternativa A está correta. Os relés mutiprocessados operam a partir da conversão de dados A/D e são capazes de exercer diversas funções simultâneas. Além disso, exercem funções adicionais de monitoramento da rede. Considerações �nais Vimos neste conteúdo os fundamentos essenciais utilizados em projetos do sistema de proteção, tendo como foco principal o entendimento dos critérios de seletividade e coordenação de equipamentos. Dessa forma, vimos os conceitos de proteção primária e secundária, e ainda as principais funções de proteção. Em seguida, analisamos os critérios operativos do sistema, a �loso�a da proteção e os conceitos de seletividade e coordenação, utilizando o relé de sobrecorrente para exempli�car a teoria apresentada. Depois, vimos a introdução da função direcional dos relés, que é um acréscimo à função de sobrecorrente e, por �m, introduzimos alguns conceitos referentes à proteção digital. Podcast Ouça um resumo do conteúdo com ênfase em seletividade e coordenação dos dispositivos de proteção. D A a�rmativa II está correta. E As a�rmativas II e III estão corretas. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 49/51 Explore + Con�ra as indicações que separamos especialmente para você! Para estimar gra�camente as curvas de tempo do relé, faça uma busca pelo artigo IEC 60255 IDMT Curves. Para conhecer melhor os instrumentos de proteção utilizados na proteção do sistema, leia Introdução à Proteção dos Sistemas Elétricos, de Amadeu Caminha. Referências BLACKBURN, J. L.; DOMIN, T. J. Protective relaying: principles and applications. Boca Raton: CRCpress, 2015. COURY, D. V. Introdução aos Sistemas Elétricos de Potência. Universidade de São Paulo. Escola de Engenharia de São Carlos. São Carlos, s.d. FRAZÃO, R. J. A. Proteção do Sistema Elétrico. Belo Horizonte: Educacional S. A., 2019. KINDERMANN, G. Proteção de sistemas elétricos de Potência. v. 1. Florianópolis: Editora da UFSC, 2005. KINDERMANN, G. Proteção de sistemas elétricos de Potência. v. 2. Florianópolis: Editora da UFSC, 2006. KINDERMANN, G. Proteção de sistemas elétricos de Potência. v. 3. Florianópolis: Editora da UFSC, 2008. MAMEDE FILHO, J.Manual de Equipamentos Elétricos. Rio de Janeiro: Grupo Gen-LTC, 2000. 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 50/51 MAMEDE FILHO, J.; MAMEDE, D. R. Proteção de sistemas elétricos de potência. Rio de Janeiro: Grupo Gen-LTC, 2000. RUSH, P. Proteção e Automação de Redes: conceito e aplicação. São Paulo: Blucher, 2011. SATO, F.; FREITAS, W. Análise de curto-circuito e princípios de proteção em sistemas de energia elétrica. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. Material para download Clique no botão abaixo para fazer o download do conteúdo completo em formato PDF. Download material O que você achou do conteúdo? Relatar problema 24/09/2024, 08:48 Conceitos de proteção elétrica https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/07112/index.html?brand=estacio# 51/51 javascript:CriaPDF()