Buscar

NBR 8926 Reles Proteção Chumbadores

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 83 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 83 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 9, do total de 83 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
GUIA DE APLICACAO DE RELiS PARA A PROTECAO 
DE TRANSFORMADORES 
Procedimento 
03.026 
NBR 8926 
JUN11985 
SJMARIO 
1 Objetivo 
2 Normas eiou documentos complementares 
3 Consideragiks filos6ficas e emnBmicas 
4 Tipor de falhao 
5 correntes no relb 
6 Deteq% el6tiica de faltas 
7 DetecqZo metinica de faltas 
8 Prote&a t&mica 
9 Elimina@ de faltas 
10 Filosofias de reenergizag% 
11 AnBIke de gas 
12 Esquemar de pmtq%a especiais 
ANEXO A - Figuras 
ANEXO B - Exemplo para a escolha das relag6er dos TC 
ANEXO C - TC intermedikios para prote@o diferencial - Exemplo de tilculo de rela@fer 
ANEXO D - Legenda 
1 OBJETIVO 
1.1 Esta Norma tern por objetivo orientar a aplica$o de rel<s e de outros dispo ,- 
sitivos de proteGzo de transformadores de pot&cia. 
1.2 Esta Norma rev; a filosofia geral e as considerag;es econ6micas envolvidas 
na proteqao de transformadores, descreve oytipos de faltas conhecidos e a borda 
problemas tknicos corn tais proteG;es, inclusive o comportamento do transformador 
de corrente nas condi@es de falta. 
Origem : ABNT - 3:09.41.12-001/1983 
CB3 . ComitC Brasileiro de Eletricidade 
CE-3:41.12 Comissrio de Estudos de Proteciio de Transformadores por R&s 
SISTEMA NACIONAL DE ABNT - ASSOCIA~AO BRASILEIRA 
METROLOGIA, NORMALIZACAO 
E QUALIDADE INDUSTRIAL 
DE NORMAS TECNICAS 
a 
Palavrar-chave: reks - prote@ NBR 3 NORMA BRASILEIRA REGISTRADA 
CDU: 621.316.925 Todor w dimitoa mservador 83 p&inar 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
2 NBR 8926/1985 
1.3 Nesta Norma s% descritos os diversos tipos de dispositivos de protesao el,$ - 
tricos, me&icos e tgrmicos. 
1.4 Nesta Norma s%o abordados problemas associados, tais coma o isolamento da 
fa,ta e reenergiza&o. E dada mais &fase 5s aplicakks preticas do que 5 teoria 
basica. 
2 NORMAS ElOU DOCUMENTOS COMPLEMENTARES 
Na aplicaG:o desta Norma 6 necessario consultar: 
NBR 5356 - Transformador de pot&cia - Especificagao; 
NBR 5416 - Aplica&o de cargas em transformadores de pot&cia--Ptoced.imen - 
to; 
NBR 6856 - Transformadores de corrente - Especifica&o; 
NBR 7070 - Guia para amostragem de gases e 61.~0 em transfiormadores e para 
a analise dos gases livres e dissolvidos - Procedimento; 
NBR 7274 - Interpreta~ao da analise dos gases de transformadores em servi 
$0 - Procedimento; 
ANSI-C-37-2 - Electrical power system device function numbers. 
ANSI 86 
3 CDNSlDERACdES FlLOSdFlCAS E ECON6MlCAS 
0s reles de protqao sao aplicados a componentes de urn sistema de potsncia para: 
a) separar uma parte em falta do restante do sistema, de modo que este cant i - 
nue em funcionamento; 
b) limitar OS danos 2 parte em falta e minimizar a possibilidade de incgndio. 
Na protqao de alguns componentes, particularmente de linha de transmissao de al 
ta tensso, a IimitaGZo do dano depende da fun@o dos reles na prote$o do siste 
ma. Entretanto, cow o custo de reparagao de transformadores pode ser alto e co - 
mo dispositivos de-protqao de alta velocidade de operaggo e a!ta sensibilidade 
podem reduzir danos e diminuir esses Custos, devem ser consideradas as proprieda - 
des dos reles de prote$io de transformadores, especialmente para os de grande po - 
t&cia. 
Como as faltas internas de transformadores quase sempre envolvem baixas car ren 
tes em rel+o 5 nominal, ha a necessidade de alta sensibilidade e alta veldcida - 
de de opera$ao para se obter boa protqao. 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 8926/1985 3 
OS transformadores atuais, dotados de prote$o contra descargas atmosfCricas,sao 
equipamentos bastante confi&eis; nso obstante, tanto quanta exista a possibili 
dade de faiha, a protecao < necesssria. Nao existe nenhum padrao de prote$ao p& 
ra todos OS transformadores, nem mesmo para transformadores idkticos apl icados 
diferentemente. A maioria das instalagoes requer estudos individuais especiali 
zados, de mode a escolher o melhor e mais econ;mico esquema de protegk. Freqiiel 
temente,; possivel adotar mais de urn esquema tecnicamente correto, cujas alter 
nativas variam Segundo diferentes graus de sensibilidade, de velocidade de oP: 
ragao e de seletividade. 0 projeto escolhido deve se caracterizar pela mel hor 
combinasao desses fatores tendo em vista a economia que pode ser obtida, simulta 
neamen te , reduzindo-se ao minima: 
a) o custo de opera$o do dano; 
b) os efeitos adversos ao equilibrio do sistema; 
c) a propagagao do dano a equipamentos adjacentes; 
d) o period0 de indisponibilidade do equipamento danificado, 
Na protegso de transformadores deve ser considerada a protegao de retaguarda. 
A falha de urn rel< ou de urn disjuntor durante uma falta no transformador, pode 
lhe causar danos de tal manta que sua repara$o seria impraticzvel. Quando a 
falta se dissemina devido a nzo operagao da protesao do transformador, devem ope 
rar rel& de linha remotos ou outro dispositivo de protegao. A avaliagao do ti 
po de prote$o aplicado a urn transformador, deve incluir, em parte, de coma a in 
tegridade de urn sistema pode ser afetada por uma falta nessas condigoes. 
Nesta determinagso. em que estso envolvidas faltas raras mas graves,costuma sur 
gir dos especialistas uma diversidade de opini6es quanta ao grau de protegiio re 
querido pelos trasnformadores. A consideracao economica mais relevante Go ~.esta~ 
nos dispositkos de detecca”o de faltas, mas sim nos equipamentos de manobra (dis - 
juntores): Frequentemente, tais equipamentos de manobra na”o se justificam somen- 
te para a pnotecao do transformador. Pelo menos, a mesma importsncia dada a v-0 
tecao de transformadores deveria ser dada aos requisites de service, a operacao 
e a filosofia de projeto do sistema. 
A avaliacao dos riscos envolvidos, da protecao disponivel e dos custos incorri- 
dos 6 necessaria para evitar solucoes extremas. Tais consideracoes envolvem mais 
a arte do que a tecnica de protecao. 
Cdpia impressa pelo Sistema CENWIN 
4 NBR 8926/1985 
4 TIPOS DE FALHAS 
4 D 1 Categorias 
As falhas em transformadores podem ser grupadas nas seguintes categorias princi 
pais: 
Tipo 1 - Falha na isola$o do enrolamento de AT e BT; 
Tipo 2 - Falha na isola$o do enrolamento tercisrio; 
Tipo 3 - Falha devida a esfor$os mecznicos de curto-circuito; 
Tipo 4 - Falha no nljcleo; 
Tipo 5 - Falha no sistema de comuta$ao sem ten&o; 
Tipo 6 - Falha no sistema de comutaqao sob carga; 
Tipo 7 - Falha nas buchas; 
Tipo 8 - Outras falhas. 
4.2 Estatisticas 
4.2.1 A CESP -I Cia. Energetica de S?IO Paula, num period0 de observasao de 1968 
a 1978, apresentou a seguinte estatistica de falhas, conforme as Tabelas 1 a 4: 
TABELA 1 Rela$o dar falhas/defeitos em transformadores par classe de tensk~ 
Ten&o N&nero 
Nhero tipo de falha/defeito 
de 
kV instalado falhas 1 2 3 4 5 6 7 8 
69 51 06 06 - - - - - - _ 
88 38 05 04 - - - - 0, - - 
138 135 44 15 03 21 - 05 - - - 
230 I I 23 
02 (-I-(-(-(-(02/-/ - 
440 84 07 03 - - - - 02 - 02 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 89260985 5 
TABELA 2 - RelaqZa das falhas/defeitos omrridos em transformxlores par grupo de liga+ 
NGmero 
Nimero Tipo de falha/defeito 
Grupo de ligaqao de 
instalado falhas 1 2 3 4 5 6 7 8 
A-k 57 03 - - - - - (j2- 01 
k-A 82 22 16 - - - 05 - - 01 
k-k-n 88 06 01 - 02 - - 03 - - 
A-A 66 27. 10 02 15 - - - - - 
A-k 22 02 - 0, 01 7 - - - - 
Monofasicos 16 04 o,- 03 - - - - - 
TABELA 3 - Relay% das falhas/defeitos ocorridos em transformaiores par faixa de pot&n& 
Pot&cia 
MVA 
o-8 
8,1-12,5 
13-20 
21-30 
31-50 
51-100 
101-200 
200-300 
I 
I 
Niimero 
instaladc 
NGmero 
de 
falhas 
81 11 
51 20 
45 10 
28 10 
39 07 
26 00 
40 0421 03 
t 
- 
1 
- 
11 
07 
03 
02 
02 
03 
- 
- 
2 
01 
02 I 
Tipo de falha/defeito 
T - 
10 
t 
07 
04 
1 - 
T 
- 
- 
I I 
T 
01 
05 
6 
01 
02 
02 
-7 
t 
8 
01 
01 
-, 
TABELA 4 - Rela& das falhasldefeitos ocorridos em transformadores par mecanismo de comuta@o 
Sistema de 
comutagZ0 
sem tensZ0 
NGmero NGmero Tipo de falha/defeito 
instalado 
de 
falhas 1 2 3 4 5 6 7 8 
sob 187 38 24 - 08 - 05 - - 01 carga 
144 26 04 03 13 - - 05 - 01 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
6 NBR 8926/1985 
4.2.2 A CHESF - ,Cia. Hidro Eletrica do Sao Francisco, "urn period0 de observa- 
~:o de 1969 a 1980, apresentou a seguinte estatistica de falhas, conforme as Ta - 
belas de 5 a 8: 
TABELA 5 Relaflo das falhas par classe de tensio 
Tens50 Nhe ro Niirw ro Tipo de falha/defeito 
kV instalado 
de 
falhas I 2 3 
- - T - - 01 04 - - 
4 4 5 5 6 7 6 7 8 8 
69 35 I9 06 
138 22 03 - 
230 77 28 02 
500 15 
. 
01 - 07 05 
01 - 02 
02 - I3 02 04 
- - - 
TABELA 6 - R&q% das falhas par grupo de liga@o 
: 
r Tipo de falha/defeito 
Nkx ro 
nstalado 
NGmero 
de 
falhas 
58 04 
31 15 
20 03 
01 02 
39 26 
Grupo de ligayaao - 
2 
01 I - 
- 
4 
- 
5 
- 
01 I - 
- 
6 
- 
01 
13 
- 
- 
7 - 
01 
04 
04 I - 
- 
8 
- 
01 
05 
01 
04 
- 
I 
- 
01 
05 
01 
01 
- 
01 
01 
- 
MoNoFF;SIcO 
A-Y 
Y-A 
Y-Y-A 
V-A-Y 
TABELA 7 . Relaqiio das falhas par faixa de pothcia 
5 Potcncia I-WA 0 - 8 
8,i - 12,s 
13 - 20 
21 - 30 
31 - 50 
51 - I00 
IO1 - 200 
201 - 300 
38 
04 
I4 
16 
29 
33 
15 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 8926/1985 7 
TABELA 8 - Rela@~ dar falhas par mecanismo de comuta@o 
Sistema de Ntime ro NliWt-0 Tipo de falha/defeito 
comuta$Zo instalado 
de 
falhas ’ ’ 3 4 5 6 7 a 
sem tensao 
sob 94 carga 25 07 01 - 02 01 - 06 08 
55 24 01 - 04 - - I4 02 03 
< , 
4.2.3 A CEMIG - Centrais Eletricas de Minas Gerais S.A, num period0 de observa- 
520 de 1975 a 1980, apresentou a seguinte estatistica de falhas, conforme as Ta- 
belas de 9 a 12: 
TABELA 9 - Falhas par clahse de ten& 
I - 
Tipo de fal ha/defei to 
Tens% Nljmero 
kV instalado 
I 
- 
2 
- 
34,5 I04 
69,o 195 
138,o I51 
230,O 33 
345,o 85 
500,o 16 
TABELA 10. Falhas par 9rupo de ligag3o 
T Tipo de falha/defeito &mero 
de 
‘al has 
Nkiero 
nstalado 
152 
151 
2 
34 
2 
13 
7 
42 
40 
1: 
II8 
- 
5 
- 
I 
1 
I 
- 
6 
- 
I 
Grupo de liga~ao - 
2 
- 
- 
3 
- 
- 
- 
I 
- 
II 
5 
I 
I 
.- 
; 
- 
T I 
16 
09 
01 
01 
03 
01 
05 1. - 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
Q NSR 8926/1985 
Pot^encia 
MVA 
- 
Nthe ro 
instaladc 
II -8 297 
891 - 12,5 64 
13 - 20 78 
21 - 30 40 
31 - 50 40 
51 - 100 27 
101 - 200 25 . 
201 - 300 IO 
> 300 6 
TABELA 11 Falhas par faixa de potenciq 
! - 
NGmerc 
de 
‘I 
fal has 
23 
2 
4 
3 
4 
- 
I 
13 
I 
3 
3 
3 
- 
-.- 
2 
- 
Tipo de falha/defeito 
- 
4 
-- 
1 
- 
5 
-. 
2 
I 
- 
6 
1 
- 
TABELA 12 Falhas par sistema de comutwio 
- __-- 
-:i::i:~~~.;~~~~~-~:- 
- 
No&: OS seguintes equipamentos apresentaram falhas em enrolamentos e comutador: 
I transf. de 34,5 kV, 1 de 69 kV, 2 de 138 kV e 2 de 230 kV e 2 de 345 kV, 
sendo que 1 de 230 kV apresentou ainda falha em "Buchas". 
Na tabela acima no entanto, aparece somente a falha no "Enroiamento". 
4.2.4 A CEEE - Cia. Estadual de Energia Elgtrica, num periodo de observa& de 
1972 a novembro de 1980, apresentou a seguinte estatistica de falhas, conforme 
as Tabelas de 13 a 16. 
TABELA 13 Relacab dar falhas em transformadorer par classe de tens% 
N&W t-0 
de 
falhas 2 
5 - T 0 - - _ 
Tipo de falha/defeito 
6 7 8 
7 I 2 
T 8 2 2 - - 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 89231 75 9 
TABELA i4 - Rela@o das falhas ocorridas em transformadores par ~rupo de ligaqk 
Grupo de I iga+ 
Tipo de fal ha/defei to NGmero 
instalado 
13 
20 
3 
-- 
2 
2 
- 
4 
-- 
- 
2 6 7 8 
4 1 2 
- - - ! 11 2 2 - - - - - - - - - - - - 
5 
n-k. 61 
2-n 41 
,%-/k-n 113 
A -A 11 
k-k 3 
/-k-k-A 4 
A-~/k 1 
TABELA 15 Rela& dar falhas ocorridas em transformadores par faixa de pot&cia 
-f Tipo de falha/defei to Pote^ncia Nh2i-0 
MVA instalado 
II - 8 
8,l - l2,5 
13 - 20 
21 - 30 
31 - 50 
51 - 100 
101 - 200 
200 - 300 
83 
65 
39 
13 
29 
7 
4 
H Gme ro 
de 
fal has 
16 
03 
08 
02 
04 
- 
I 
- 
5 
- 
-I- 
6 
4 
3 
5 
I 
2 
2 4 5 
2 
- - 
- - r - - - _ - _ - - - - i - 
7 
- 
1 
I 
1 
- 
TABELA 16 - Rela@o das falhas ocorridas em transformadores par sistema de wmutaq% 
Niimero Nimero Tipo de falha/defeito 
Sistema de instalado 
de 
falhas comuta+ l 2 3 4 5 6 7 8 
5ern tens% 103 11 4 - 2 - 2 - , 2 
sob carga 131 22 I - 2 - - 15 2 2 
5 CORRENTES NO RELC 
Hs duas caracteristicas dos transformadores de potsncia que se assOciam para corn 
plicar a detecsao de faltas internas por reles operados por corrente: 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
,n NBR 8926/1985 
a) a variaqao do valor da corrente nos terminais do transformador pode ser mui - 
to pequena quando urn numero limitado de espiras esta em curto-circuito; 
b) na energizagao, a corrente initial de magnetizagao que flui em urn dos con- 
juntas de terminais pode chegar a dez vezes a corrente nominal. 
Estas e outras considera@es requerem especial atengao ao se selecionar o relcs 
corn as caracteristicas mais adequadas para cada apl icagao. 
5.1 Fattas internas minimas 
Em transformadores, a protegso mais dificil de se obter 6 aquela para faltas en- 
volvendo inicialmente uma espira. Mesmo em urn transformad,or de dois enrolamen- 
tos, uma falta entre espiras originara, nos terminais, uma corrente de valor me- 
nor do que a corrente a plena carga do transformador. De fato, possivelmente IO % 
do enrolamento tenha que ser curto-circuitado para provocar a circulaqao de uma 
corrente igual a corrente a plena carga nos terminais do transformador. No case 
de autotransformadores ou reguladores de tensso, fisicamente menores que 0s trans - 
formadores de dois enrolamentos de mesma capacidade, sera necessaria maior per- 
centagem curto-circuitada do enrolamento de excita@o para se obter a corrente a 
plena carga no5 seus terminais. Deste modo, uma falta entre espiras pode resul- 
tar em uma corrente nos terminais de IO %, ou ate menos, da nominal do transforma 
dor. 
0 valor maxima da corrente de curto-circuit0 interna depende apenas da capacjdade 
dos sistemas quando a falta ocorre dentro dos limites dos terminais, ou e externa 
ao transformador, porem na zona de operasso do rele. E importante que 0 rele se- 
ja capaz de suportar a corrente secundaria em regime de curta duragao,supondo 60 
haver saturagao do transformador de corrente. lsto pode ser importante no case 
de transformadores pequenos em relasio a falta do sistema e se a relagao do trans - 
formador de corrente for escolhida em fungao da corrente nominal do transforma- 
dor. 
5.3 Fdtas passantes 
Um aspect0 favorawl a prote$o de corrente em transformadores 6 que a corrente 
de falta que passa atraves do transformador 6 I imita,da por ele. Assirr, se todas 
as faltas externas relativas a zona protegida envolverem correntes passantes pelo 
transformador, estaraopresentes correntes significativas em rela@o a corrente 
nominal. 
Esse aspect0 favoravel entretanto, desaparece quando a zona de prokeg& do trans- 
formador inclui urn trecho de barramento corn dois ou mais disjuntores do rresmc, la- 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 8926/1985 
do do transformador, atraves do qua1 possam circular correntes de falta externa 
sem nenhuma relay% corn a nominal do transformador. Urn exemplo disk G o CaSa 
de urn transformador ligado a uma se$o de barramento em anel corn a prote@o do 
transformador incluindo a se$ao desse barramento em awl. 
5.4 Trunsfoormedorcs doj-asadmes 
Urn transformador defasador, coma o proprio nome diz, tern o proposito de introdu- 
zir uma diferenGa angular normalmente ajustada em degraus, entre a tens% do pri - 
mario e a do secundario. Se a diferenga angular for de 30 %, tal corn0 non trans 
formadores delta-estrela, as liga@es do transformador de corrente para a aplica 
520 de rel& diferenciais sao faceis de obter. Entretanto, se o deslocamento an - 
gular de fases for outro,. por exemplo 15 O, as liga@es convencionais dos trans- 
formadores de corrente emdelta ou em estrela nzo serao satisfatorias para ~16s 
diferenciais, pois seja qua1 for o lado do transformador, nenhuma liga$o sera 
capaz de equilibrar as correntes, ocasionando a circula& de corrente de opera- 
C$O (diferencial). Se ocorrer uma falta externa desequilibrada, podera circular 
corrente diferencial, sem praticamente nenhuma corrente passante para fins de 
restri+. Deste mode, mesmo urn rel6 diferencial percentual poderia operar in- 
corretamente. 
Se fosse fixado urn deslocamento angular de fases de 15 ', seria possivel desen- 
volver liga@es de transformadores de corrente que proporcionariam operaqao cor- 
reta para exclusivamente esse deslocamento angular. Entretanto, cada sngulo de 
defasamento requereria diferentes considera@es, tais corn0 as diferentes rela- 
@es dos transformadores de corrente auxiliares. Assim, costuma n% ser prstico 
aplicar reles diferenciais percentuais usuais a urn transformador de defasamento. 
5.5.1 Fa'attas interms 
No case de uma falta interna aos terminais ou de "ma falta externa ao transforma - 
dor mas dentro da zona protegida, pode-se esperar que os transformadores de cor- 
rente saturem, as vezes severamente. lsto nada significa,entretanto, exceto se 
o rele puder bloquear-se devido ao conteGdo harm6nico da corrente secun&ria. 
Num regime transitorio, corn urn transformador de corrente saturado, o Segundo e 
terceiro harmkicos predominam inicialmente, podendo cada urn, ser ma,jor do que 
o fundamental. No final os har6niCos pares desaparecem (dependendo da constan- 
te de tempo da componente de corrente continua na corrente de curto-circuito). 
0 desaparecimento dos harkkicos impares depende da satura$o ou $0 dos trans- 
formadores de corrente em regime permanente. 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
I’) NBR 8926/1985 
5.5.2 Fattas extemas 
Se for usado urn Gnico conjunto de transformadores de corrente do lado de cada 
tensao, a corrente no transformador de corrente sera limitada pela impedsncia do 
transformador. Por outro lado, se a corrente puder circular atraves da zona di - 
ferencial na mesma tenGo, (par exemplo, barramento em anel ou apiica@es em dis - 
juntor e meio), a corrente “50 6 tao limitada. Seja qua1 for 0 case; qualquer 
defitiencia de saida de corrente de urn dos transformadores de corrente que .tiao 
esteja compensado por uma deficiencia similar de urn outro transformador de car - 
rente, provocars UM diferenw que aparecera no circuit0 de opera&o do rel& di 
ferencial. Este problema pode ser resolvido por simples rel& de sobeecornente 
de tempo sem restri&o, bastando para isso, ajustar a derivaGib e o dial de 5 
juste de tempo 5 valores suficientemente altos, q uando houver a saturagao -..;-por 
corrente continua dos transformadores de corrente. OS relgs diferenciais percen- 
tuais oferecem a vantagem de serem mais sensiveis e mais rspidos, pot% >:devem 
ser aplicados corn urn element0 de restricao em cada circuit0 de transformador de 
corrente. Alem disso, a carga de cada circuit0 secund:rio de transformador de 
corrente.referido a sua classe de exatidao nominal para reles, nao deve :exc@der 
os valores estabelecidos pelo fabricante do rel6. 
5.6 Correntes no rele' n& originada par defeito 
A prote$;io diferencial usual de transformadores pode ser considerada acima de tu - 
do coma somente urn diferencial partial, ma vez que o raw do circuit0 de magne- 
tiza$Zo esta dentro da zona diferencial e 60 6 compensado pelas ligaG6es dife- 
renciais dos transformadores de corrente. A prote@o e basea,da na varia& da 
imped2nci.s do circuitq de magnetiza$ao durante uma falta no transformador, a 
qua1 6 normalmente alta em condisoes normais e il substancialmente reduzida at& 
mesmo por uma falta entre espiras. Esta situagzo idea\ ~5 prejudica,da pela se- 
guinte serie de fatores que o engenheiro de prote@o nso pode control.ar.. 
5.6.1 hsequilibrio provocado pelas rela&es dos trcmsfomadorcs de corrento 
Mesmo que o transformador tenha uma rela$o fixa, normal,mente Go ocorre 0 casa- 
mento perfeito das rela@es dos transformadores de corrente 0~s dpi.s(ou mai,s) la 
dos de urn transformador. Este fat0 provoca circula$ao de corrente no circuit0 de 
operaskY do rel6 diferencial 1 
Quando o t~ransformador tern deriva@es, a, possi bi 1 id,ade de descasamento 6 hem 
maior. Durante uma falta externa passante a, wrreote diferencia! pode ser c~?mp~ 
ravel, no minim, 5 corrente nominal do trapsformador. 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 8926/1985 13 
5.6.~ Corrente iniciat de ex-citapiio 
Este 6 urn f&mew em que se da uma viola@ do principio basico da protegao di - 
ferencial, no qua1 o circuit0 de magnetiza$ao pode ter uma impedsncia muito bai- 
xa sem que haja uma falta no transformador. A corrente initial de excitacSo po- 
de alcangar varias vezes a corrente nominal do transformador e tal corrente apa- 
rece no rele diferencial. 
Embora seja, USuajmente, SO considerada quando da energiza@o do transformador, 
o aumnto da corrente de excita& pode ser causada pot- qualquer transit6rio que 
provoque uma sGbita mudanga da tens;io no circuit0 de magnetiza$ao do transforma- 
dor. Tais transitorios incluem a ocorr~ncia de uma falta, a elimina$o de uma 
falta, a mudansa da caracteristica de uma falta (:por exemplo: a evolugso de uma 
falta fase-terra para uma falta fase-fase-terra) e uma tentativa de sincroniza$o 
mal sucedida. Assim sendo, urn esquema de restri@?io de operagao previsto ape- 
nas para as condi$es de energizagao do transformador, pode n;io ser suficiente. 
ha “arias condicoes que dao origem ao aparecimento de correntes de excitacao par - 
ticularmente severas. Uma delas envolve a energizacao de urn transformador de uma 
subestacao na qual pelo menos urn outro transformador ja esta energizado. 0 fen6 - 
meno da corrente de excitacao envolve os transformadores ja energizados hem coma 
aquele sendo energizado, e, neste case, as correntes transitorias sao de duracao 
particularmente longa. E importante destacar que o a^ngulo de fase da corrente de 
excitacao do transformador sendo energizado, tern sinal oposto ao do transforma - 
dares pode ser quase que aproximadamente uma onda senoidal de frequ&cia funda- 
mental. Este fen&neno torna necessario urn rele corn restri.ca”o por harknico ,sepa 
- 
rado para cada banco. Urn outro fen6meno de corrente de excitaca”o se relaciona 
corn a energizacao de urn transformodor por meio de uma chave seccionadora. 0 arc0 
eletrico entre os terminais da chave pode resultar em sucessivos mei& ciclos de 
arco de mesma polaridade. Assim, se 0 primeiro meio ciclo resultar nummagnestis - 
mo residual substanciaf no nticleo do transformador, os meios ciclos seguintes 
podem causar urn aumento cumulative no magnetismo residual, aumentando cada “WC 
mais a da corrente de excitacao. 
Uma importante caracteristica da corrente de excitacao 6 que ela contem uma boa 
dose de harm&icos, particularmente OS de segunda ordem. 
5.6.3 Corrente de excita&io dumnte sobreten&o 
Nas rejeigiies de carga e possivel a urn transformador estar sujetta a considers- 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
ld NBR 8926/1985 
veis sobretensoes. Se 05 requisites de saturasao nao tiverem side especificados, 
provavelmente o transformador 6 capaz de suportar pequena? sobrecens&s al&m 
dos requisites das normas. Se ocorrer saturasao, circulars mui ta corrente de ex - 
citasao. A forma de onda sera distorcida mas, neste case, havera somente ha TIG - 
nicos impares, principalmente 05 de terceira ordem. Devido i subita variaGZo de 
tensao, podera tambgm haver urn aumento na corrente de excitagao, porGm de impor - 
tancia secundaria. 
5.6.4 Correntc difwenciaZ cm condi&s de carga 
Devido a grande possibilidade de saturasao dos transformadores de corrente, Go 
sso recomendaveis rela@es abaixo de 200:5 A nos transformadores de corrente do 
tipo bucha. Uma outra razao para se evitar rela@es baixas 6 que, especialmente 
nas ten&s de 345 kV e acima, nas condi@es de carga (ou nas condi@es de car - 
rentes de falta de at6 aproximadamente duas vezes a corrente a plena carga) o 
erro de corrente poderi ser suficiente para operar urn rele sensivel. lsto ocor - 
re porque a corrente de excitasso do transformador de corrente aumenta corn o 
comprirrento do niicleo, que por sua vez aumenta corn a tensso. Ainda urn outro fa - 
tar relevante, que faz tender a escolha para rela@es mais altas, 6 que em ex .- 
tra alta tensso 05 reles sao supostamente instalados mais distantes do transfer - 
mador do qua quando instalados para ten&s mais baixas,, acarretando auimento 
da carga dos transformadores de corrente, devido ao maior comprimento dos condu - 
tares de inter1 iga@o, corn o conseqiente aumento na corrente de excita$o dos 
transformadores de corrente. 
6 DETECCAO ELCTRICA DE FALTAS 
6.1 Pro&i0 par fusiveZ 
OS fusiveis sao amplamente utilizados para proteger transfnrmadores de pote^ncia 
e, embora tenham certas I imi tay$es, tcm o &ri to de serem econ~micos, de simple5 
manutensao a, geralrrente confidveis. lsto G valid0 para qualquer ta,manho de 
transformador, nao obstante 05 de pot&cia acima de 10000 kVA serem usualmente 
dotados de proteGao de maior sensibil idade. OS fusiveis sao utilizados para pro - 
teger OS transformadores contra correntes de curto-circuit0 externas na m;lioria 
das condi@es, por6m nao sao confiaveis na prote$ao contra faltas internas ao 
transformador, ou contra sobrecargas prolongadas. 
Cada fab-ricante fornece suas curvas tempo x corrente para seus vzirios tipos de 
fusiveis. Estas curvas deveriam ser corrigidas para as temperaturas ambiente e 
para as condi@es de corrente de carga anterior-es 5 falta de acordo corn as con 
dishes de operaGao pi-evistas, mediante o emprego de fatores de corresao apro 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 892611985 15 
priados, tambgm fornecidos pelo fabricante. A experi,Gnc[a mp~tra que, dentro de 
tolerancias estabelecidas, essas curvas temp0 x corrente 550 precisas, desdeque 
sejam devidamente apl icados OS fatores de correqk. Alguns usuarios relutam em 
aplicar fusiveis a cargas maiores que aproximadamente 65% da corrente mi’nima re 
querida para fundir o elerrento fusivel. Esse 1 imite de carga reduz a temperatu- 
ra de operaSso do fusivel, permite 0 carregamento do transformador em condi@es 
de emerggncia de curta duraG:o, e estabefece uma base de refere^ncia para a sele - 
$So dos fatores de correGao da corrente de carga anterior a falta. A corrente 
Gxima de carga continua n;io dew exceder a corrente nominal continua do fusi - 
vel completamente rtwntado. 
A sele@o do elo fusivel apropriado, quanto ao valor nominal de corrente e tern - 
po, deve ser baseada nos seguintes fatores: 
a) corrente mixima de carga permissive1 e curva de aquecimnto do transfer - 
mador recowndados pelo fabricante (ver Figura 1 do Anexo A; ver tambern 
NBR 5416) ; 
b) liga@es do transformador, ui3a vez que estas afetam a cqrrente pri$ria 
para faltas trifasicas, fase-fase e fase-terra, no secundsrio; 
c) valores da corrente de falta do sistema no priGrio do transformador e 
da sua impedancia; 
d) coordena@o corn a prote@o do lado de baixa tensao do transfOrmador; 
e) tempo ndximo de falta admissivel no barramento do lado de baixa ten s50 
do transformador; 
f) grau tixirrc de sensibilidade para a prot&o contra faltas de al,ta impe - 
dsncia. 
E o tipo de protesao mais comumente utilizado em transformadores de aproximada .L. 
mente IO MVA e acima 
0 termo 6 propriamente aplicado somente quando os transformadores de corrente 
Go ligados de tal forma que a saida para o rele seja a diferenGa entre a car - 
rente de entrada e a corrente de saida. 
OS trEs tipos de relgs utilizados Go: 
s) rele de sobrecorrente temporizado,~ geralmente cqm uma unidade instant5 
nea incorporada, tendo urn alto ajuste de corrente; 
b) rels diferencial percentual, corn restri@o pelas correntes de entrada e 
de saida; 
c) rel: diferencial percentual, corn restriqao por urn ou mais harni5nicos al&m 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
16 NBR 89X/1985 
da restrisao peias correntes de entrada e de saida. A caracteristica per - 
centual pode ser fixa ou variavel. As fun@es de restriGS podem estar 
em duas unidades separadas, ou combinadas em uma 50. 
As 1 iga@es do transformador de corrente devem ser tais que a corrente na bobi- 
“a de operaGao do rele seja substancialmente zero, para qualquer tipo ou local 
de faltas externas. Nas Figuras 2, 3 e 4 do Anexo A s.50 mostrados varies tipos 
de I iga@es. 
6.2.1 Lig&io diferenciaL usandc rele's de sobrecorrente temporizados 
0s reles de sobrecorrente sem restri$o szo raramente utilizados nas aplica$es 
modernas, devido a sua suscetibilidade a falsas opera@zs, pelas seguintes cau- 
a) fhmeno da corrente initial de magnetizaG:o na energizasao do t rans- 
formador; 
b) erros decorrentes de saturagao ou de descasamento dos transformadores 
de corrente; e 
c) corrente de exci tasao excessiva quando o transformador G ,sob?eexci ta - 
do. 
6.2.~ Ligqiio difeerenciaL usandc rel;s diferen&is pwcentuais 
Para evitar desligamentos indesejaveis devido a urn descasamento, a restrigao po- 
de ser incorporada para faltas externas. lsto permite urn ajuste mais sensivel 
e maior rapidez de opera@jo para baixas correntes de falta. Ha tambgm algum 
beneficio no case de erros por satur.aSao. Quando a falta & interna, a grandeza 
de restrisao desaparece ou 6 uma percentagem muito pequena da grandeza de opera- 
sao. Esses relss sao particularmente apl ikeis a transformadores de media po- 
thcia localizados a alguma distancia das principais fontes de geragao. 
0 valor de restriGs 6 estabelecido (ou definido) coma uma percentagem da corren 
te requerida pela bobina de operagao para suplantar o conjugado de restri$o e 6 
chamado de incl ina$ao caracteristica. A inclinasa”o necessaria pode vari~ar entre 
15 % e 50 %, dependendo da faixa de deriva@es do transformador de pot&c[a. A 
inclina@o percentual aumenta quando se aproxima da operaSSo, uma vez qua a res- 
triGSo fixa da mola se soma 2 restrigS el<trica. Urn exemplo de ajuste tipico 
6: inclina$Zo de 25 %, oper&o a 60 % e 0,l Segundo a t&s vezes a corrente de 
operaGS0. A adisao de uma unidade de sobrecorrente instantsnea (sem r.estri,$o) 
ajustada acima do valor da corrente initial de excita$o, reduzo tempo de elimi 
na@io para corre~ntes de faltas maiores. 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 8926/1985 17 
Apesar deste rele ser mais care do que o rele de sobrecorrente, seu desempenho $ 
melhor em termos de seletividade, coma tambern possui menor tempo de opera&, o 
que diminui OS danos no transformador. 
Varies esquemas tGm sido usados para aumentar a corrente de operas.50 ou o retar - 
do de desligamento durante a energizac~o, especialmente para grandes transforma - 
dares localizados proximos a grandes fontes de gera$o. Entretanto, o esquema 
de restri@k por harm6nicos e o 6nico atualmente em use generalizado. OS outros 
esquemas Go Go satisfatorios pelas seguintes raz&es: 
a) pode ser retardada a eliminaczo de uma falta que ocorra durante a ener 
giza@o do transformador; 
b) quando uma falta externa ;! eliminada, a corrente de excita& pode 
provocar o desligamento do transformador; 
c) nao ha protecao contra a corrente de excitacao que flui para fora do 
transformador, quando da energizacao de outro transformador. 
OS reles corn restrigao por harmsnicos se utilizam dos harmsnicos presentes na 
corrente de excitack, particularmente OS de segunda ordem, para bloquear a ope- 
ra$o ou para aumentar o valor da corrente de opera$io durante o period0 initial 
de exci task. Assim, torna-se possivel a adoci;o de correntes normais de opera- 
@o mais baixas e de tempos de retardo menores, sem risco de falsa opera&. E 
tambern utilizado urn filtro no circuit0 da bobina de opera&- lnfelizmente ain- 
da ha algumas imperfei$es em certos tipos de rel& diferenciais, porem facilmen 
te supersvei s. Para altas correntes de falta interna podem aparecer harm6nicos 
em quantidade suficiente para impedir a opera@o do rele. Para sanar. este pro- 
blema e incorporado ao rele principal, uma unidade instantkea a,justada a um va - 
lor acima do valor da corrente initial de exita&, Este rele 6 tambem provide 
de deriva@es para balanceamento de corrente, bem coma de derivacoes para aproxi - 
madamente I5 % a 40 % de inclinaczo. 
Embora o custo dos rel6s corn restri@o por harm&icos seja maior, pod,e ser fre- 
qzentemente justificado pelas seguintes razoes: 
a) h~a que acrescentar o custo de investigacao das causas de saida do 
transformador, que pode ocorrer por corrente de excitaca’o quando Go 
6 utilizada a restrick por harrrrkicos; 
b) o tempo de opera$io 6 mais ripido (,0,03 a 0,05 segundos contra O,! a 
0,2 segundos para o tipo restrisk percentua!); 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
18 NBR 8926/1985 
- 
c) a corrente de opera~ao i: mais baixa (20 % a 40 % da nominal dos trans - 
formadores contra 40 % a 100 % para o tipo restrisao percentual). 
No Anexo B 6 dado urn exemplo de cZlculo para a determina@o das rela+s dos 
transformadores de torrente e das deriva@es do relg para a protesao diferenci- 
al. 
No Anexo C, sao dados tr;s exemplos de c~lculos para a determina$ao das rela@es 
dos transformadores de corrente intermedigrios para a prote$o diferencial. 
6.2.4 Conjunto unidade gerador-transfomador 
Em tais unidades, o campo 15 normalmente aplicado enquanto o conjunto est5 em 
regime de partida. A aplicasao do campo a essas Aquinas normalmente excita n& 
SO CI gerador, mas tambim o transformador elevador, o que obriga que a prote$o 
seja feita para 0 conjunto. 0 circu’t I o de filtro de alguns rel& corn restriG 
por harmonicas pode causar falha de operasso, se ocorrer uma falta antes da ti- 
quina atingir a velocidade sincrona. Uma vez que os projetos dos reles variam, 
devem ser verificados seus desempenhos em baixas freqkcias. 
6.2.5 ~erviqx auxiliares 
Quando urn transformador de partida, mesmc sendo relativamente pequenq, 5 I i gado 
ao barramento de alta tensso, 6 usualmente necessaria, por raz&s de estabi I ida- 
de, uma prote@o de opera$ao muito rspida para a elimina@o da falta., 
A baixa relagao do transformador de corrente, necessaria para uma sensibilidade 
satisfatoria, pode acarretar forte saturafao para faltas do lade de alta tensao. 
Se a carga for elevada, as altas tens&s de crista podem causar a perfura& do 
isolamento e a conseqknte falha da proteGSo diferencial. SerS entao necesssrio 
o emprego de urn transformador de corrente adicional,, de al ta rel,a@o,al imentando 
urn rele de sobrecorrente corn unidade instantsnea, coma protegao de retaguarda pa - 
ra a proteG;o diferencial, se tal unidade instantanea ja nao existi,r, dentro do 
relG diferencial. Por outro lado, se n;io for requerida alta sensi.b[lidade, o re - 
15 diferencial pode ser dispensado. 
6.2.6 Prote&o diferencia2 para transfoMnadores de enrptamentos miiltipZos 
Exktem rel;s diferenciais para transformadores de t&s enrolamentss de ambos 
OS tipos, diferencial percentual e corn restri$o por harmgnicos. Esses t i,pos de 
rel<s 550 tambern produzidos sob encomenda para acomodar quatro ou cinco Wf-OlS- 
mentos ou terminais. 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 8926/1985 19 
0s transformadores de enrolamentos mfiltiplos tEm, em geral, diferentes capacida- 
des nominais para cada enrolamento. Por exemplo, urn transformador de tr’es enro- 
lamentos pode ter uma capacidade nominal de 90 MVA no enrolamento de alta tensao 
e 50 MVA nominais em cada urn dos outros dois enrolamentos. Par isso, devem ser 
tomadas precaugoes na sele~ao das rela@es dos transformadores de corrente ou na 
selegao das deriva@es para equilibria de corrente do rel.6 diferencial. Esta se- 
leg.50 dew ser baseada na corrente passante equivalente do enrolamento de maior 
capacidade nominal, desprezadas as capacidades nomlnais, dos outros enrolamen- 
tos. isto se torna claro, quando e estudada a corrente de falta passante envol- 
vendo somente o lado de alta tensso e urn enrolamento. A sele$o adequada set-a 
obtida se esse for o critirio adotado para cada par de enrolamento (ver Figura 4 
do Anexo A). 
6.3 &&e&o de sobrecorrente 
6.3.1 Para os enrokmentos przhfirio e sem&io 
Uma falta em urn sistema de potencia externa a urn transformador, nao sendo pronta 
mente eliminada, pode provocar uma falha no mesmo, uma vez que a falta .produz 
sobrecarga no transformador. Antes que este seja danificado, podem ser utiliza- 
dos reles de sobrecorrente (ou fusiveis, ver 6.1) para isola-lo de faltas em li- 
nhas ou al imentadores. Em pequenos transformadores os rel;s de sobrecorrente 
podem tambcm ser util izados para prote$ao contra faltas internas ; em transfor- 
madores maiores podem servir de protegao de retaguarda para rel,es diferenciais 
ou de pressso. OS reles tgrmicos, abordados no Capltulo 8 desta Norma, podem 
tambern ser usados para proteqao de transformadores contra sobrecarga. 
OS relgs de sobrecorrente podem fornecer urn esquema eco&mico, simples e confia- 
vel para protegao de transformadores. Entretanto, coma normalmente nao ~20 pos- 
siveis ajustes sensiveis e opera$;ies rapidas em relgs de sobrecorrente, estes 
fornecem protegso I imitada para faltas internas e devem, por isso, ser apl, icados 
coma prote$o principal somente em instala+s pequenas e Go muito importantes. 
A sensibilidade resul,ta da necessidade de ajustar o val.or de opera$o de urn rel< 
de sobrecorrente de fase,alto o suficiente para que nao opere por correntes de 
sobrecarga normais do transformador. A operagao rapida nem sempre ii POSSiWl 
porque os relss do transformador devem ser coordenados corn os rel.es das 1 inhas 
ou dos alimentadores ligados aos barramentos de alta e de baixa ten&o. Para 
faltas internas de alto valor podem ser obtidas opera@es mais rspi.das mediante 
o emprego de unidades instantswas nos re!es de sobrecorrente do l,ado priGrio 
do transforwdor. OS reles podem set- ajustados para uma corrente de operac;zo aci 
ma da corrente de faltaexterna msxima, proporcionando corn isso o desl rqamento 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
20 NBR 8926/1985 
instantZne0 para altas falt8S interC!S. On& forem usados ~16s de sobrecorren- 
te CO~O prow& de transformadores, devem ser esperados danos extensiyos aa 
transformador, devido a uma falta interna ao mesmo. 
0s ajustes dos reles de sobrecorrente de fase para transformadores envslvem um 
compromisso entre as necessidades de serviGo e de prot@o dos mesms. Se Po r 
um lado o ajuste para a opera$ao do rel6 dew ser suficientemente alto para we 
Gjo haja desligamento por sobrecarga intentional do transformador, por outro la - 
do quanto maior for 0 ajuste, menor sera o grau de prote&. Um ajuste cOIllumen - 
te utilizado 6 o de 200 % a 300 % acima da capacidade nominal corn resfriamento 
natural do transformador, sendo algumas vezes utilizados valores de ajuste ainda 
maiores do que esses. 
OS ajustes de tempo sao usualmente escolhidos para coordena$o corn rel<s dos e- 
quipamentos adjacentes. Entretanto, existe urn limite para o ajuste superior de 
tempo dos rel6s de sobrecorrente, em funqso da caracterrstica tempo x corrente 
dos enrolawntos do transformador. Numa protesao de retaguarda adequada, OS re 
1;s devem operar para uma faita externa antes que os enrolamentos sejam danifica - 
dos por altas correntes. Muitas dessas curvas caracteristica de aquecimento dos 
transformadores 5.k disponiveis, por seus fabricantes, por&n se n;io o forem po - 
de ser ddotada a curva da Figura .I do Anexo A. 
0 titodo mais simples para se determinar o ajuste de tempo do rels 6 desenhar 
superpondo as curvas tempo x corFente dos reles das I inhas ou al imentadores adja - 
centes sobre a curva de aquecimento do transformador. Devem tamb;m ser marcados 
os valores esperados das correntes de falta nas barras adjacenres e rewta. 
0s necess6rios ajustes de tempo podem, assim, set- determinados e marcados. Obvia 
mente , para a mel hor coordena@o, a curva dos rel<s de sob,recorrente do trans 
formador dew ter a mesma forma geral que a dos rel& adjacentes. (ver Figura 5 
do Anexo A). 
Se for usada uma un i dade i nstantsnea, esta deve ser ajustada para operar em urn 
valor de torrente superior ao valor tiximo de corrente de falta passante (Ifal ta 
externa), que G normalmente a corrente passante de falta externa trifssica ds 
lado de baixa ten&o do transformador. De mode a garant i r suficiente margem de 
seguranqa,no sentido de evitar desligamentos indesejsveis para fa,ltas no barra - 
mento e, ao mesmo tempo, garantir o ndximo de prote$so para o transformador CO! 
tra altas faltas internas, 6 necesssrio urn ajuste de opera$o de 125 pov cent0 
da corrente calculada de curto-circuit0 sim?trico maxima ou de 8 vezes a corren 
te de plena carga dos transformadores. Em muitos cases as unidades instantsneas 
Go podem ser usadas devido am ajustes necessaries serem maiores do que as 
correntes de falta, ou do que a deriva& m.kima disponive! do rel6. 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 8926D985 21 
Quando o transformador e parte do sistema de transmissao,o ajuste dos reles de 
sobrecorrente temporizados se torna dificil devido aos possiveis al imentadores 
provocarem grandes varia$es nas correntes de falta, acarretando total varia@o 
nos tempos de oper&o de urn mesmo rele para a mesma falta. Para esse problema, 
uma solu~$o simples consiste em ajustar os reles do transformador em urn tempo 
fixo de 0,ss a 1 ,os. para as faltas nas barras adjacentes, podendo ser ne- 
cessSrIos dols conjuntos de reles, urn do lado da alta tensao e outro do lado da 
ba ixa tensso. Outra solugao simple5 consiste em considerar OS relgs de sobre- 
corrente coma urn Gltimo recurso de prote$o,e adotar urn ajuste de tempo apenas 
ligeiramente mais rspido do que o da curva tempo x corrente de aquecimento do 
t ransformador. Esta solu@o apresenta a vantagem de nso exigir nenhum dado de 
curto-ci rcuito, sendo necessarlos tzo somente o valor da corrente a pl.ena ca rga 
do transformador e o valor de ajuste de operasso do relg. A melhor coordena$o 
6 normalmente obtida, corn urn rele de caracteristica inversa. OS reles ajustados 
de acordo corn esse criteria, operario somente para condi@es muito incomuns, pro - 
vavelmente devido a falha de operagao de outro equipamento, embora o transforma- 
dor esteja quase tao bem protegido contra faltas externas quanta se o rele fos- 
se de operagao extremamente rapida. 
0 enrolamento terciario de urn autotransformador ou de urn transformador de tres 
enrolamentos tern, normalmente, muito menos capacidade em kVA do que os en ro!sa- 
mentos principais e, assim, os relcs de sobrecorrente ajustados para proteger 
os enrolamentos principais oferecem quase nenhuma prote@o ao terciSri,o. Al&m 
disso, durante as faltas para a terra podem circular correntes muito altas Pe- 
10s enrolamentos terciarios. Nestes cases, deve ser prevista prote$o de sobre - 
corrente terciaria que pode ser urn finico rele ligado a urn transformador de cot-- 
rente em serie corn urn dos enrolamentos do delta. Se houver carga no terCiSr(O 
devem ser usados trgs transformadores de corrente, sendo urn para cada enrolamen - 
to. 
0 rele 6 ligado aos treks secundarios dos transformadores de corrente ligados em 
paralelo. Entretanto, tal ligagso fornece protegao apenas contra sobrecarga de 
seqiiencia zero, Go protegendo contra correntes de sobrecarga de seq%ncia p~si- 
tiva ou negativa. Este rele operara’ para fal,tas nos enrol,amentos terciHrios,nos 
seus terminais, ou para faltas para, a terra no sistema. Se Q terciZr(o Go pos- 
sui r carga, esta protegao poder5 ser ajustada para, valores relativamente baixos. 
A saida desnecessaria, do si,stema. de urn transformador importante, devido 5 ope- 
rac$o desta prote& pela ocor&cia de uma, falta externa fase-terra deve ser 
evitada por meio de urn ljltimo recurso: colocam-se dois rel;S cog! suas boblnas 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
22 NBR 892611985 
em s&rie e setI5 contatos em paralelo, urn tendo uma caracteristica inversa e o 
outro tendo uma caracteristica de tempo longo. A curva de aquecimento para o 
tercizrio 6 trasada considerando-o corn0 urn enrolamento de urn transformador de 
dois enrolamentos corn uma capacidade nominal a resfriamento natural a capacidade 
nominal do tercisrio. 0 rele corn caracteristica de tempo longo 6 usado pa ra 
faltas de baixo valor, ajustando-o para “ma baixa corrente de operasso, baseada 
na corrente nominal, ou inferior 5 do terciario. 0 rel6 corn caracteristica de 
tempo inverse G ajustado para uma corrente de operafao maior, de 300 por cento ou 
mais da corrente nominal do terciario, esperando-se sua operasso para valores de 
corrente de falta de moderadas a altas. Essas caracteristicas combinadas forne- 
cem excelente proteGao de retaguarda contra faltas para a terra. (,ver Figura 6 
do Anexo A). 
6.4 Prote@o contra fdtas pma a terra 
A detecq% sensivel de faltas para a terra pode ser obtjda por mejo de reles di - 
ferenciais ou de rel& de sobrecorrente destinados especificamente a esse fim, 
Varies esquemas Go viaveis, dependendo das liga@es do transformador, da dispo- 
nibilidade de transformadores de corrente,da fonte de corrente de seqU^encia Ze- 
ro, do projeto do sistema e da pratica de operaGao. 
6.4.1 FaLtas em enrohmentos de transformadores ligados em delta 
Quando for disponivet uma fonte externa de corrente de seq&cia zero, um rele 
residual coma indicado na Figura 7 do Anexo A, detectars faltas para a terra den - 
tro do enrolamento delta do transformador e nos condutores de fase entre os trans - 
formadores de corrente e o enrolamento. Podem ser usados rel6s de sobrecorrente 
instantaneos mas, neste case, 0s ajustes sensiveistalyez provoquem opera@o in- 
correta devido ?I ‘saturasao dos transformadores de corrente e 5 corrente inicia,l 
de excitaF:o. lsto pode ser evitado pelo use de urn rel6 de disco de indug% de 
alta velocidade corn minima corrente de operaqao. Este sistema 5 particul,armente 
val ioso em subesta@jes ou sistemas onde o(s) transformador(es) estS(&) longe 
dos disjuntores. 0 us.0 de transformadores de corrente junta aos disjuntores per - 
mite a detecsao sensivel de faltas no cabo, no barramento e nas buchas, 0 US0 
de urn Gnico transformador de corrente do tipo janela al,imentando urn re!G instan- 
tkeo, comumente usado na prote$o de motet-es, C seguro mas 1 imitadn 2s hnixn< 
e m6dias ten&es. 
6.4.2 Fdtas an transfomadores ligados em estreZa atepada 
Para a boa detec$o de faltas em transformadores ligados em estrel,a aterrada, 0 
sistema de prote$o deve discriminar as faltas internas da,s externas 3 zona Pro 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 8926/1985 23 
tegida. Assim ambos OS esquemas de prote@o corn o rel6 diferencial de terra Ii- 
gado coma na Figura 7 do Anexo A ou corn o rele direcional de terra ligado tom0 
na Figura 8 do Anexo A sao satisfatorios, pois operarao corretamente para qual- 
quer falta interna para a terra (estando abet-to ou fechado o disjuntor do circui - 
to do enrolamento estrela aterrada), opera% corretamente corn fonte de corrente 
de seq%ncia zero externa e &I operarao para faltas externas.. serao necessa- 
rios transformadores de corrente auxiliares se OS transformadores de corrente 
de fase e de neutro forem de rela@es diferentes. 
Em urn sistema corn neutro aterrado 6 possivel isolati da terra o transformador, ex - 
ceto em urn kico ponto, no qua1 6 colocado urn transformador de corrente CCiPi3Z 
de detectar falha interna do transformador ou centelhamento &IS buchas. Embora 
ef icaz, este sistema pode apresentar muitos problemas. 0 sistema deve ser en- 
saiado periodicamente de modo a se verificar se n?io apareceram aterramentos aci- 
dentais; alem disso, podem ocorrer opera@es incorretas resultantes de fugas aci - 
dentais de corrente por ferramntas, curtos nos venti ladores, sistemas, de aqueci - 
mento e ilumina$So da caixa de terminais, ou por descargas de p.Zira-raios. Este 
perigo pode ser minimizado por meio de uma cuidadosa coordenaFao entre OS fusi- 
veis do equipamento auxiliar, as caracteristicas dos para-raios e urn rel6 de 
operagao corn retardo. 0 desl igamento pode tambErn ser supervisionado util izando- 
-se a corrente S terra no neutro. 
6.4.4 Sistemas aterrados atra&s de alta impedihia 
OS reles diferenciais do transformador podem Go ser suficientepente sensivei s 
para operar nas faltas para a terra,onde o banco de transformadores ou p siste- 
ma for aterrado atravgs de alta imped6nci.a. Nestes cases pode ser necessSri,o 
aplicar urn rel& de sobrecorrente temporizado mais sensivel no neutron do trans- 
formador aterrado atrav6s de impedzncia, ou urn rel6 de sobretens’5o temporizadq 
ligado em paralelo corn impedancia de aterramento. Esses reles devem ser coorde - 
nados corn OS rel6s das linhas e dos alimentadores cujos alcances podem ser so- 
brepostos. E possivel, se obter alta veloci.dade e evitar a necessidade de coqr- 
dena@!o corn outros rel;s usando-se ~16s do tipo produto, de maipr sens[b[![dade, 
previstos para operar somente para faltas para a terra na zona protegida. Um ou _ 
tro mgtodo consiste no use de urn t-e16 de atraszo, tipo e”mbol,o, de major sensibi- 
I idade, instan&eo, no neutro dos tra,nsformadores de corrente do disj~untor prin - 
cipal, de tal forma que seu contato norma!mente fecha,d,o complete p Cjrcujto para 
urn relg de sobrecorrente de indusao ligado a urn transformador de cnr.rente no neu - 
tro (ver Figura 9 do Anexo A). 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
74 NBR 89X/1985 
6.4.5 Detoc&io de faa;ltas para a terra 
Outros esquemas de detec@o de faltas para a terra tzm sido usados corn sucesso, 
porem suas aplica@es podem depender da filosofia do sistema e de sua opera~ao. 
Urn sistema que poderia ser recomendado coma uma aplica$k especial e o utilizado 
em instalasoes industriais corn urn grande niimero de alimentadores e corn motor-es 
de media tens% diretamente ligados a transformadores, A resistEncia de aterra- 
mento do secundario em estrela limita a corrente de falta para a terra a IO :: da 
corrente a plena carga. No sentido de minimizar danos ao transformador e ao mo- 
tor em falta para a terra, tern side usado corn bastante sucesso o rele de terra 
de alta velocidade, ligado a urn transformador de corrente de rela+ lOO:5 A no 
neutro do transformador e ajustado para operar corn IO amperes primaries. 
A principal vantagem dos relds de terra e sua sensibilidade. Em sistemas onde 
a corrente de falta para a terra e propositadamente limitada, seu use pode ser 
vital. OS reles de terra podem normalmente ser aplicados corn sensibilidade de 
lo % ou menos da corrente nominal a plena carga. lsto e uma vantagem sobre os 
reles diferenciais, cujas correntes de opera+ podem variar de 20 $ a 60 % da 
corrente a plena carga nas condi@%s mais favoraveis. E pratica comum "a Europa 
proteger ate os grandes transformadores con' reles diferenciais residuais e corn 
urn rele de gas tipo Buchholz. 
Para transformadores corn terciario ligado em delta, isolado (sem transformador 
de aterramento), usa-se para detectar faltas para a terra urn rele de tensso Ii 
gado a transformadores de potencia rmterciario. OS primaries e secundirios des - 
tes devem ser ligados em estrela aterrada e delta aberto respectivamente. Deve- 
ra haver urn resistor de estabilizaqao, adequadamente dimensionado, l.igado em pa- 
ralelo corn 0 reli-, para evitar ferrorressonSncia. 
6.5 Protepiio de trmsfomadores corn propriedades de reguZa@~ de tens& 
6.5.1 Tmnsfomnadores regzhdores 
0 enrolamento de excitasa"o de urn regulador de tens& apresenta urn problema espe- 
cial, pois sua alta impedancia impede que a prote@o diferencial tomum dos trans - 
formadores de potkcia tenha sensibilidade suficiente para detectar faltas ocor- 
ridas nesse enrolamento. OS reguladores de tens% podem ser tanto do ti,po yai,s 
cornurn "em fase", do qua1 se obtem apenas a regula@o de tensso, come do tkpo !'de 
fasador", do qua! se obtem a regulag;io do sngulo de fase, hem coma do tipo etl- 
globando as duas fun@%. 
OS reles Buchholz oferecem boa prote@o para todos os trgs tipos, Entretantg, a 
protegk elstrica pode diferir substanc!almente para, os ti:pos l'em fase" e para 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 89X/1985 25 
os demais tipos. Tais reles Buchholz nao podem ser utilizados para a protecao 
do mecanismo comutador de deriva@s, devido 2s grandes varia@s de pressao 
ocorridas durante a interrup$ao normal de at-co. 
6.5. I. I Tipo “em fase” 
Embora, de urn nodo geral, seja usada a proteczo diferencial para os reguladores 
“em fase”, sao tambem disponiveis reles de aplica$o especial, corn mais sensibi- 
lidade, pat-a a prote@o do enrolamento de excitacao. Esse tipo de rele compara 
a corrente do enrolamento de excitagzo (obtida de urn transformador de corrente 
no terminal de alta tensso do enrolamento de excitafao), corn uma das correntes 
de linha corn0 mostrado na Figura IO do Anexo A. 
0 rele tern uma bobina de‘opera@o e uma bobina de restriga”o. devendo ser ajusta- 
do para operar para urn desequilibrio de corrente 15 % maior do que o desbalan$o 
devido a regula$o maxima. Deve ser assinalado que o enrolamento de exci tagSo 
de urn regulador de + 10 % tern uma corrente nominal a plena carga de somente IO % 
da nominal do enrolamento serie, 0 que deve ser l.evado em COnsidera& na esto- 
Iha das rela@es dos transformadores de corrente, 0 uso de transformadoresde 
corrente ligados em delta consiste numa precaw$o necessaria para evitar desliga - 
mentos por faltas externas pat-a a terra (especialmente quando o neutro do enro- 
iamento de excitagao 6 aterrado). Con&m lembrar que devido a localiza$ao do 
transformador de corrente ser no enrolamento de excita$ao, deve o mesmo ser es- 
pecificado na compra do regulador. 
6.5. I .2 Tipo “defasador” ou tipo combimzado “defasador” corn “em fase” 
Para estes tipos de reguladores nao e apropriado nenhum dos tipos de proteSS 
mostrados na Figura 10 do Anexo A. Por exemplo, para urn regulador defasador em 
quadratura, o enrolamento de excit+o mostrado na Figura IO do Anexo A nao in- 
troduziria uma ten&o na mesma fast?, mas, ao contrario, o faria em cada uma das 
outras duas fases. Inversamente, 0 enrolamento serie mostrado na Figura ID do 
Anexo A, seri.a, na realidade, dois enrolamentos serie derivando suas tens&s dos 
enrolamentos de excitagao das outras duas fases. 
OS resul,tados desses fatores s;io OS seguintes:. 
a) corn rela$o ao rel,e diferencial percentual normal mostwdo na Figura 
I, 0 do Anexo A, uma falta extern,a em qualquer uma da,s outras duas fa- 
ses (ou em ambas), pode produzir corrente corn predominsncia em somen 
te urn dos lados do rel6 di.ferencial, o que o faria operar coma se 
houvesse uma falta interna, bastando que a corrente de falta fosse 
superior 3 de operacao; 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
26 NBR 69X/1985 
b) corn relacao 5 Droteck do enrolamento de excitack da Figura IO do 
Anexo A, "ma falta externa em qualquer uma das duas outras fases (ou 
em ambas) pode ser tal que a corrente de excitack (de operaGo) se- 
ja substancialmente igual 5 corrente de linha (de restrisk), o que 
faria corn que o relG, ligado coma indicado, operasse. 
Devido 5 grande variedade de transformadores defasadores, sua prote$o elgtrica 
foge ao escopo desta Norma. Entretanto, 6 importante assinalar que a prote+o 
e]etrica provaveimenteirtirequerer transformadores de corrente dentro do transfer - 
mador, ao i&s dos transformadores de corrente de bucha convencionais. Conse- 
qientemente, a prote$% deve ser definida em tempo suficientemente habil,, para 
que possam ser especificadas‘antes que tomece a fabrica?& do transforvador, ou 
antes mesmo da conclus~o de seu projeto. Para a prote$o desse tipo de.transfor - 
mador o relk Buchholz deve ser considerado coma de prot&o principal. 
6.5.2 Transfomadores de potkia corn regulador de tensiioicom conwtador sob car -, 
w) 
Urn transformador de potencia, coma o ligado em delta estrela, pode tambern ter 
dispositivos de regula+o,quer seja "em fase" ou "fora de fax" (corn0 os em qua 
dratura), ou ambas. Tais equipamentos sao chamados de transformadores corn comu- 
taGSo de derivasces em carga. 
A proteG& desse transformador, sendo do tipo "em fase", j5 foi vista em 6.5.1.1. 
A prote@o elgtrica do tip0 "fora de fase" 6 ainda mais dificil do que a prote- 
$o do transformador regulador defasador, pelo fato de o transformador de pot&- 
cia "50 possuir urn enrolamento de excitafao, sendo a excita& obtida dos enrola - 
mentos de carga. OS comentsrios feitos em rela@o aos transformadores regulado- 
res defasadores se aplicam igualmente a este tipo de transformador. Em qualquer 
case o rele Buchholz dew ser considerado corn0 a protesao principal. 
0s comutadores de deriva@es em carga de transformadores sao projetados para 
comutar uma corrente nominal muito inferior a corrente de curto-circuit0 do sis- 
tema. Assim, 6 necessario impedir a opera+ do comutador, durante cut-to-cjrcui - 
to no sistema. 
Quando se utilizam relgs reguladores de tens% associados ao comutadpr, ester re 
16s normalmente incorporam uma unidade de subtensao que bl,oqueia os rwtores dos 
comutadores, evitando, desta forma, a sua opera+0 durante curto-circuitos no 
sistema. 
se as caracteristicas particu!ares do sistema forem tais que possam ocorrer cur - 
tos-circuitos, para OS quais a tens50 Go chegue a cair abaixo do aju+.te mkimo 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 99X/1985 27 
da unidade de subtens% do rele regulador, se faz necessario a utilizasao de 
reles de sobrecorrentes instantsneos adicionais. 
6.6 Pr&$?& de transfomadores de apLicag% especial 
6.6. I TPmsformadores de aterramento 
Urn transformador de aterramento pode ser ligado em ziguezague ou em estrela-de\ - 
ta. 0 esquema de prote& eletrica G simples e consiste de transformadores de 
corrente ligados em de!ta,conx, indicado na Figura 11 do Anexo A. 
Se o transformador for ziguezague, as faltas internas, tais corn0 as faltas entre 
espiras, podem ser limitadas pela impeda^ncia de Fgnet!za$o, Cwseqientemente 
o rele Buchholz deve seiconsiderado coma de prote$o principal. 
OS transformadores de aterramento s% raramente ligados ou desligados sozinhos. 
No entanto, quando ligados, eles sao sujeitos a corrente initial de exci ta+, 
tal tome qualquer outro tipo de transformador. De mode a prevenir desl igamentos 
indesejsveis quando de sua energiza@o, podem ser utilizados relGs diferenciais 
corn restriG& por harm6nicos ligados coma reles de sobrecorrente. 
A escolha da relaG& de transforma$o para urn transformador de corrente a 5er 
aplicado a urn transformador de aterramento pode ser urn problema, de vez que a 
corrente normal 6 a sua corrente de excita&. NZo ha propriamente uma corrente 
nominal em regime permanente, mas, ao inGs, uma certa corrente por urn certo tem - 
PO. Seria logic0 consider-at- a corrente de opera& do relg (e assim, i ndi reta- 
mente, a rela+ do transformador de corrente) coma se se tratasse de proteger 
um transformador de potsncia tendo as rresmas caracteristicas de excita& transi - 
t6rias e em regime permanente. Conseqkntemente, se o fabricante puder fornecer 
a capacidade continua do equipamento, esta pode ser convertida em pote^ncia trif5 - 
sica, sendo a rela$k de transformas% do transformador de corrente escol hida 
nessas condi@es. 
Se a capacidade continua nao for disponivel, a rela@o de transforma$& pode ser 
determinada coma segue: 
a) obtendo-se do fabricante do transformador de aterramento a impedzncia 
de seqticncia zero (em ohms, em porcento ou em par unidade em uma base 
determinada); 
b) esco!hendo-se urn transformadqr de pptZnc(a que fenha as mesmas liga- 
$es do l~ado do neutro aterrado e determi:nando-se a pptgncia nom! na! 
que tenha aproxlmadamenfe a mesma !mpedSncia de seqij5Pcia zero em rela - 
$a ao l?dQ do neut.ro aterrado.. Usar o valor &diQ da, f+ixa nQrmal(za 
da de impedfncias; 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
28 NER 892611985 
C) determinada a pot&c.ia nomiiial ficticia, escolhendo-se a rela$o do 
transformador de corrente corn0 se o transformador fosse de potkcia. 
Transformadores de pote^ncia para fornos a arco nao sao protegidos corn relss di - 
ferenciais percentuais, devido aos problemas que apareceriam em funsso da larga 
faixa de regula@o do transformador requerida na opera@0 normal do forno, COIT 
freqkntes mudansas das deriva@es e pela previsk de operasso corn o primario 
do transformador ligado em estrela ou em delta. 
A protesao contra curtos dentro do transformador dew ser feita par t’r6s Rl&S 
de sobrecorrente de fase a tempo dependente, corn caracteristica de tempo curt0 
e corn alto ajuste (e par urn rel6 de terra onde o neutro do sistema de potcncia 
for aterrado), e por tr:s rel6s de sobrecorrente de fase a tempo independente, 
corn caracteristica instantsnea, operados pela corrente do lado de alta tenGo do 
transformador. Como durante a operasSo normal do forno, o transformador 6 sujei - 
to a sobrecargas temporarias de valores que podem se igualar a corrente de curt2 
-circuito, sa^o tambern previstos trss relgs de sobrecorrentede fase a tempo inde - 
pendente, corn caracteristica instantanea e corn alto valor de relaxamento Opera- 
dos pela corrente do lado de baixa tensao do transformador. Estes Ul times, te^m 
a final idade seletiva de tornar inoperativos os rel<s I igados do lado de alta 
tens% do transformador, durante o period0 da sobrecarga. 
No taso de sobrecarga continua do forno ou de curto-circuit0 mantido, o transfer 
mador 6 protegido por dois rel6s de sobrecorrente a tempo dependente, corn carac- 
teristica de tempo l,ongo, operados por corrente do lado de baixa tens.50, tempera 
riamente operatives pela a$Zo dos reles instantaneos seletivos de sobrecarga e 
previstos para rearmar rapidamente na cessa$ao da sobrecarga. 
6.6.3 wansfomadores para retificadores de pot&mk 
Transformadores para retificadores de potgncia nao Go protegidos por WIGS di- 
ferenciais, por ser impraticavel a coloca~~o de transformadores de corrente nos 
enrolamentos de baixa tensao. 
A prote+o contra curtos no equipamento dew ser feita por dois relcs de sobre- 
corrente de fase a tempo dependente e par urn rele de terra (tanto para OS siste- 
mas aterrados corn0 para OS isolados) e ai:nda par dois ~16s de sobrecorrente de 
fase a tempo independente, corn alto ajuste, operados pela corrente do lado de 
alta tenGo do transformador. Quando nao ha disjuntor no anode, os rel<s de SO- 
brecorrente de fase a tempo dependente devem permitir ajuste para uma pequena 
temporizaSZ0, o suficiente para ser seletiva em rela$o 5 prote$o do equipamen- 
to de corrente continua pare curtos externos em corrente continua ou para sobre- 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 8926/1985 29 
cargas. lsso fornece a prote$k de sobrecorrente a tempo dependente caracteris- 
tica de tempo curto 5 corrente reversa do retificador, bem coma contra curtos no 
transformador. Quando houver disjuntor no anode, tal que os reles de sobrecor- 
rente a tempo dependente nzo precisem operar por sobrecorrentes devidas a corren 
te reversa do retif icador, devem ser previstos relcs de sobrecorrente a tempo 
dependente, corn caracteristicas de tempo normal, para a prote$Zo contra curt05 
no transformador. 
Aqui 6 considerada a protegao de urn transformador contra danos devidos 5 fal ha 
na eliminagzo de uma falta remota. 
o dano no transformador‘normalmente se manifesta come dano tcrmico interno causa - 
do por corrente de falta passando pelo transformador. A Figura 1 do Anexo B in- 
dica urn exemplo de curva recomendada para 1 imitar os danos tgrmicos no transfer - 
mador. Em geral as faltas mais provsveis de causar danos t6rmicos ao transfor- 
mador Go aquelas afastadas da subestaFSo. A corrente de falta, em rela$ao 5 
nominal do transformador, tende a ser baixa (aproximadamente de 0,s a 5,0 vezes 
a nominal) e a ten&o do barramento tende a se manter em valores relativamente 
altos.. A corrente de falta pode ser superposta 2 corrente de carga, compondo a 
carga tsrmica do transformador. 
Vsrios fatores influenciam na escolha do grau e do tipo de prote$io de retaguar - 
da que 6 necessaria para urn dado transformador. Dentre esses fatores destacam- 
-se: a experigncia na operaGao de elitiina$o de faltas remotas; o investimento 
disponivel para essa cobertura, considerados o tamanhe e a localizagao do trans- 
formador; e a filosofia geral de protegao adotada pelo ususrio. 
A proteu$o de retaguarda para o transformador pode ser dividida em diversas cate - 
gorias a saber: 
6.7.1 Ret& de sobrecorrente 
Urn dos requisi.tos de qualquer dispositivo de prote$o operado par corrente 6 o 
de que nao deve operar para a corrente de carga maxima. Quando utilizado corn0 
retaguarda do transfqrmador, isto consiste numa limita$ao da sensibiltdade we 
se poderia obter. HS, no entanto, diversas maneiras de tornar a situa$o tolera 
vel para cada apl ica$ao. 
Qualquer dispositivo de sobrecorrente (,rele ou fuslvel) associado a um transfor- 
mador e aplicado 5 prote$o de retaguarda remota, sofre esta limi~tagao de sensi- 
bilidade. lsto geralmente acarreta urn laps0 oa prote$o, que ocorre entre 0 Ii- 
mite tgrmi~co do transformador (,sob resfri,amento f?rGado) e a cprrente de opera - 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
30 NBR 89X/1985 
- 
+ (valor minima de operasao do rele ou do fusivel), que pode ser de t&s ou 
majs vezes o valor nominal maxima do transformador em condi@es de resfriamento 
natural. Esta area abaixo do valor de operacao 6 freqkntemente a mais critica. 
Fusiveis ou reles de sobrecorrente do lado de alta tensao de urn transformador 
delta-estrela tern ainda urn problema adicional de sensibilidade. E qua a corre_l 
te (em por unidade) de falta fase-terra do lado da baixa tensao (estrela) vista 
do rele ou do fusivel, 6 apenas 57 % (l/d x 100 %) da corrente de fal ta em 
ba i xa tens&. Alem disso, os fusiveis Go dispositivos monopolares e operam in- 
dividualmente. lsto 6 particularmente importante para as condi@es de baixa car - 
rente e longo tempo de fus;io encontradas na retaguarda, onde fusfveis que rece- 
hem a mesma corrente podem n&a fundir ao mesmo tempo. lsto pode deixar a corren 
te de falta atravessar o transformador, em serie corn a impedsncia de carp, cau- 
sando-lhe danos consideraveis. 
No case de transformador de trcs ou mais enrolamentos, a prote@o do lado de al- 
ta tensao 6 ainda mais limitada, pelo fato de que por ela passa a corrente de 
carga total do transformador. OS reles de sobrecorrente de fase local izados 
num dos enrolamentos de baixa ten&o de urn transformador multi-enrolamento, po - 
dem ser coordenados corn a corrente a plena carga desse enrolamento, havendo al- 
gum ganho em sensi bi I idade. Podem ser incluidos reles de terra de modo a promo- 
ver melhor protecao de retaguarda para faltas para a terra remotas, Se “20 hou- 
ver cat-gas entre fase e terra, o valor de operaca’o do rele de terra pode ser o 
u,ais baixo que possa permitir a relacao de transformador de corrente requeri da 
para suportar a corrente a plena carga. Esses reles sso usualmente empregados 
para desligar urn disjuntor de baixa tensao ou para cortar a ali,menta$o ao barra -. 
men to. 
se dois ou mais transformadores alimentam o barramento de baixa ten&o, o valor 
de operagao de qualquer rele de sobrecorrente diretamente associado ao transfor- 
mador, seja em alta ou em baixa tensso, se torna urn probl,ema. As sobrecargas de 
curta durasao em qualquer urn dos transformadores podem ser da ordem, de duas ve- 
zes a pot&cia nominal corn resfriamento forgado, de mode a cobrir a perda de urn 
transformador. Assim, os reles de sobrecorrente “20 devem desligar essas possi - 
veis cargas adicionai.s, forqando o val.or de operac50 para niveis mais altos, corn 
a correspondente perda da protegao de retaguarda na area critica. Uya sol ul$o 
para este problema consiste em ligar reles de sobrecorrente a uy (‘barra de so- 
brecarga” ou esquema diferencial partial. OS transformadores de corrente de ca- 
da transformador sao ligados em paralelo por fase e conetados a utn unico conjun- 
to de reles de sobrecorrente, os quais desligam todas as fontes. Desta forma, G 
usualmente possivel aumentar a sensibilidade global, uma vez qua os rel$s GO 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 8926/1985 31 
alimentados corn correntes provenientes de todas as fontes,nk sendo afetados pe- 
10s efeitos de saida de urn dos transformadores. Pode ser usada prote& sensi - 
vel contra a terra se 60 houver carga entre fase e terra. Cada neutro de trans - 
formador pode ser aterrado atraves de urn transformador de corrente corn uma rela- 
~50 de transformaG% substancialmente mais baixa que a do transformador de cor- 
rente de fase do transformador (ou do disjuntor do transformddor), ou todos OStransformadores podem ser aterrados atraks de urn unico transformador de corren- 
t-2. Este 6 usado para alimentar urn unico rel6 de sobrecorrente de “barra de ter - 
ra”, novamente sem perda de sensibilidade devido 2s mGltiplas fontes alimentando 
t-elk separados. Esse arranjo pode fornecer sensibilidade igual ou melhor clue 
a dos ~16s em neutros separados (por6m corn coordena$o de tempo adequado). A 
principal desvantagem da esquema de “barra de sobrecarga” g a necessidade : de 
maior cuidado nos ensaios, de modo a evitar perda total inadvertida da fonte de 
alimenta+3. 
Urn esquema que fornece boa prote& contra a falha de urn disjuntor de al.imenta- 
dor na eliminagao de uma falta, pode ser obtido por urn temporizador cuja partida 
6 dada pelos ~16s de sobrecorrente de qualquer urn dos alimentadores, Se o dis- 
juntor do alimentador falhar, decorrido urn ajuste de tempo especificado, &O 
permitindo o rearme do relS de sobrecorrente, a temporizador atua no disjuntor 
do transformador geral, ou de outro modo, para eliminar a falta. A principal 
vantagem obtida, corn este arranjo g a sensibilidade igual a da prow+ do alimen -. 
tador. Dentre as desvantagens, incluem-se: 
a) grande probabilidade de se internomper inadvertidamente a alimenta+ 
da subesta@o devido ao mau funcionamento de urn ~16; 
b) complicados procedimentos de ensaio para evitar a possibilidade de “ma 
interrup+; 
c) necessidade de uma fonte confisvel de alimenta$Zo em corrente continua 
para o temporizador. 
6.7.2 Re& de tens& 
Uma outra ferramenta disponivel para a prote@o dk retaguarda e o nivel de ten- 
s& no barramento de baixa tens%. Uma forma disto poder ser usado corn0 vanta- 
gem consiste na aplica+ de relgs de subtens& no controle do torque de urn con- 
junta de ~16s de sobrecorrente. lsto permite que o ajuste do valor de opera@0 
dos relgs de sobrecorrente seja escolhido~ independentemente da corrente de carga. 
0 limite de sensibilidade se tornars, normalmente. o valor da queda de tensso no 
barramento durante a falta, ao it&s da corrente de carga tixima. Em geral, es- 
te arranjo de rel6s opera melhor corn tens&s de distribui$o mats baixas e corn 
transformadores de potkia pequenas. Este esquema pode ser associado preferen- 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
32 NBR 8926/1985 
- 
cialmente ao transformador ao inves de ao barramento em uma subestagk de multi- 
plos transformadores. 
Urn outro arranjo consiste em utilizar urn rele de disGncia trifasico de iinica 
zona para o controle do torque de urn conjunto de reles de sobrecorrente. Se 0 
rele de distancia puder ser alimentado corn a corrente de falta total atraves do 
paralelismo dos transformadores de corrente das miltiplas fontes, e, alem disso, 
puder ser ajustado corn alguma folga em rel+o ao alimentador de maior comprimen - 
to, este arranjo podera fornecer sensibi 1 idade adequada. Esta combinasao apare- 
ce mais freqkntemente nas tens&s de distribui$jo mais altars. e nos transformado - 
res de maior potencia. 
Essas combina@es de reles, ussando tensso para supervisionar reles de sobrecor- 
rente para protegao de retaguarda, sao apropriadas para a prote@o de sobrecor- 
rente de faze. 0 principal obstsculo ao seu use e, entretanto, a falta de ‘con- 
fianga na tensk para a opera@o certa do rele, pois a alimentagzo pode ser inad 
vertidamente interrompida devido a falha do circuito de potential, quando a tar- 
rente de carga estiver acima do valor de opera$o do rele de sobrecorrente. 
6.7.3 Rc& de temperat2*ra 
OS danos causados no transformador, por faltas remotas n.k eliminadas adequada- 
mente, podem ser similares aos causados por sobrecarga mantida acarretando aque- 
cimento. A solw$o mais direta para o problema da retaguarda consiste no “SO 
de reles termicos, coma sera vista no Capitulo 8. 
6.7.4 Re& diversos 
Em algumas aplicag%s podem ser tiradas vantagens de rel<s nao diretamente asso- 
ciados ao transformador. No case de urn gerador formando uma unidade corn o trans - 
formdot-, a proteGS’o de retaguarda pode ser obtida pelos reles de prote$o essen - 
cialmente previstos para a retaguarda do gerador. Estes incluem o rele de sobre - 
corrente controlado por tensso, urn rele de impedSncia para faltas remotas (usual, - 
mente mais aplicado o tipo a tempo independente do que o tipo a tempo dependente 
corn caracteristica de tempo inverse) e o rele de sobrecorrente de seqiie’ncia nega - 
t i va do gerador. 
Uma outra aplica$o interessante consiste no use de urn rel6 de sobrecorrente a 
tempo dependente corn caracteristicas de tempo extremamente inverse, polari;ado 
por corrente, do tipo produto, tal coma indicado na Figura 12 do A.nexo A. Um re- 
le por fase 6 ligado em paralelo corn o transformador num esquema diferencial de 
sequilibrado. Uma das bobinas de corrente do rele 6 utilizada tome enrolamento 
de restri&io e a outra coma bobina de opera5Zo. 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
NBR 8926/1985 33 
0s transformadores de corrente s;io intencionalmente desequilibrados, proporcio- 
nando rapida opera~ao do rel6 para faltas internas e opera@o lenta para fal tas 
externas passantes. Esse esquema 6 capaz de dar boa sensi~bi I idade e tempos de 
opera@0 consistentes, corn boa proteGao diferencial do transformador, barn corn0 
prote+o de retaguarda remota. 
7 DETECCAO MECANICA DE FALTAS 
Ha basicamente dois outros Gtodos de detecGSo de faltas em transformador al<m 
dos de mediGS elgtrica, que sao OS seguintes: 
a) acumulas5o de gases devido 5 lenta decomposi$So do isolamento do transfer 
mador ou do 6leo; 
b) aumento da pressao do Cleo ou dos gases no tanque provocado par faltas in 
ternas no transformador. 
OS relGs que utilizam estes Gtodos serao discutidos mais detajhadamente abaixo. 
Tais reles sao valiosos complementos para a protegso diferencial ou de outro ti- 
po, particularmente para OS transformadores de aterramento e transformadores corn 
liga@es complicadas nao muito proprios 5 protesao diferencial, corn0 certos trans 
formadores defasadores e reguladores, Al&m disso, estes reles podem ser mais 
sensiveis para certas faltas internas que os reles dependentes de grandezas el<- 
tricas, podendo assim ser de grande valor para minimizar danos ao transformador 
provocados por problemas internos. 
No Brasil 6 grande a preferkcia por parte das concessionsrias de energi,a elgtri 
ca pelo re1.G do tipo Buchholz, nzo havendo grande aceita$o pelos demais tipos, 
os quais 40 mais encontrados em outros paises. 
7. I Rel; acmZador de gc;s 
Este tipo de rele, comumente conheci,do coma rel6 Buchholz, .G apl ic&el somente 
a transformadores equipados corn conservadores de 6leo e sem nenhum espa~o de gas 
dentro do tanque do transformador. 0 rele 6 instalado na tubula@o que liga o 
tanque principal ao conservador (kr Figura 13 do Anexo A) e 6 cgncebido pa ra 
capturar qualquer gas que aparega no Glee. 
0 rel6 6 concebido para a prote$o do transfokkdor quando ocorre uma bisrup$o 
entre partes vivas ou pela ocor&cia de faltas para a terra, curto-circuitos en - 
tre espi ras, interrup@es de fases,, queima do nkleo, vazamentos de 6leo no tan- 
que ou no sistema de resfriamento. 
C6pia impressa pelo Sistema CENWIN 
34 NBR 89X/1985 
Esse rel< opera6 na ocorrkcia de formasao de gas ou de uma subita variasao do 
nivel do 6leo resultante de condi@es anormais no transformador, pela atua@o de 
urn alarme e, se a falta for seria ou persistente, pela coloca~Zo do transforma- 
dor fora de serviso. Esse rele 6 capaz de detectar pequenos volumes de g%, sen 
do assim capaz de detectar arc05 de baixa energia., 
No interior do rel6 existem dois flutuadores B e C (ver Figura 14 do Anexo A). 
Normalmente o rel6 esta completamente cheio de 6leo e OS

Outros materiais