Unidade de Sobrecorrente de Seqüência Negativa

Prévia do material em texto

1
Unidade de Sobrecorrente de Seqüência Negativa 
 
1. Introdução 
 
Os relés de sobrecorrente convencionais possuem somente as unidades de proteção de 
fase e de neutro (funções 50/51/50N/51N). Atualmente, alguns fabricantes adicionam ao relé 
a unidade de sobrecorrente de seqüência negativa, que realiza as funções 50Q/51Q. É 
chamada assim porque mede a corrente de seqüência negativa. Portanto, é dotada de filtro de 
corrente seqüência negativa. As faltas (curtos-circuitos) desbalanceadas são as principais 
fontes dessa componente de corrente. 
 
Nesta seção será discutida a corrente medida pela unidade de seqüência negativa, a sua 
importância em um esquema de proteção e sobrecorrente, a parametrização e, por fim, a 
coordenação com outros dispositivos de proteção a montante e a jusante. 
 
2. Corrente medida 
 
Geralmente, as unidades (50Q/51Q) são ajustadas para atuarem com base no módulo 
da corrente de seqüência negativa (I2), originada de faltas bifásicas. Nesse caso, é calculada 
como uma função da própria corrente de falta bifásica ( Φ−2CCI ), ou seja, 
 
















×








×=








c
b
a
I
I
I
aa
aa
I
I
I
&
&
&
&
&
&
2
2
2
1
0
1
1
111
3
1 (1) 
 
Considerando uma falta bifásica envolvendo as fases b e c, têm-se 
 
0=aI& 
cb II && −= 
 
Substituindo esses valores em (1), obtém-se 
 
















−×








×=








c
c
I
I
aa
aa
I
I
I
&
&
&
&
& 0
1
1
111
3
1
2
2
2
1
0
 (2) 
 
A solução de (2) resulta em 
 
00 =I& 
 
cIjI && ×−= 3
3
1 
 
 
3
3
2 cIjI && ×= 
 2
onde Ic = Φ−2CCI é o módulo da corrente de falta bifásica. Então, 
 
Φ−×= 22 3
3
CCII 
3. Aplicação 
 
A unidade de sobrecorrente de seqüência negativa do relé SEL-551 da Schweitzer, por 
exemplo, mede a corrente de falta bifásica multiplicada por 3 
 
Φ−×== 22 33 ccmed III (3) 
 
onde medI é a corrente de seqüência negativa medida pelo relé. 
 
Os parâmetros de ajuste (corrente de partida e curvas tempo x corrente) da unidade de 
seqüência negativa são semelhantes aos da unidade de fase convencional. No entanto, 
apresenta a vantagem de ser mais sensível em relação a essa última, para o caso de falta 
bifásica, conforme se observa no exemplo abaixo. 
 
Exemplo: Considere o sistema de média tensão (distribuição em 13,8 kV) mostrado na Figura 
1 em que a proteção de retaguarda dos alimentadores é feita pelo relé SEL-551, localizado a 
montante da barra de saída da subestação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
De acordo com a carga nominal do transformador, a corrente de carga por fase (Icarga) 
na entrada da barra é 
 
A 523
38,13
10005,12
arg =×
×=acI . 
 
A corrente de partida (IS) da unidade 51 de fase do relé SEL deverá ser maior do que 
esse valor dividido pela relação do TC (RTC), para liberar a potência instalada, então 
R 
D 
600/5 D2
D3
D4
523 A
620 
 
537 
Φ−3ccI
Φ−2ccI
 
 
Relé SEL-551 
 50/51 
50N/51N 
50Q/51Q 
Figura 1 – Esquema de proteção de sobrecorrente de um sistema de distribuição 
Alimentadores
Barra da SE 
69/13,8 kV
12,5 MVA 
∆ -YT 
D1
RL 
Religador 
de linha 
 3
A 5,4 A 36,4 
120
523 arg =⇒>⇒>⇒> SSSacS IIIRTC
I
I . 
 
Com base nos valores de IS e de RTC, calcula-se a corrente de partida da unidade 51 
de fase 
 
A 5405,4120 =×=×= Spartida IRTCI 
 
Observa-se que com essa corrente de partida, a unidade 51 de fase não “enxerga” a 
corrente de falta bifásica (537 A) no ponto considerado. Ou seja, o Alimentador 4 fica sem 
proteção de retaguarda para faltas bifásicas nesse ponto. Por outro lado, a unidade 51Q pode 
ser ajustada de modo a “enxergar” essa falta, pois a corrente que ela mede é dada (3), isto é, 
 
A 93053733 2 =×== II med 
 
Nesse caso, a corrente de partida ( SQI ) da unidade 51Q pode ser ajustada em 
 
A 5 A 47,4 
120
537 537 =⇒≥⇒≥⇒≥ SQSQSQSQ IIIRTCI , 
 
que resulta no múltiplo 
 
55,1
5120
930 =×=m . 
 
Esse múltiplo garante que a unidade 51Q atuará com segurança. Portanto, o alimentador passa 
a ter proteção de retaguarda no ponto da falta através dessa unidade. 
 
4. Ajuste das unidades 50Q/51Q 
 
 A unidade 50 Q, que atua com tempo definido, não deve ser parametrizada (setada) 
para disparos (“trips”) diretos. Isto é, deve haver um tempo de retardo (“delay”), porque pode 
aparecer uma corrente transitória de seqüência negativa, resultante de uma corrente 
desequilibrada, originada pelo fechamento não-simultâneo dos contatos do disjuntor, durante 
uma operação de fechamento em carga. Portanto, para evitar disparos indevidos dessa 
unidade, deve-se acrescentar um retardo de tempo de pelo menos 1,5 ciclo (25 ms), 
considerando que esses transitórias perduram por um tempo inferior a 25 ms. 
 
A unidade 51Q, assim como a unidade 51 de fase, é temporizada (tempo dependente) e 
atua de acordo com curvas tempo x corrente normalizadas (IEC ou NEMA) dos tipos NI, MI, 
EI ou DEF. Por conseguinte, deve ser ajustada para coordenar com os demais dispositivos de 
proteção de fase, localizados a jusante e a montante.