Equipamentos de Protecao

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� EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO
ÍNDICE
1 – RELÉS DE PROTEÇÃO ............................................................	01
2 – CURTO-CIRCUITO.....................................................................	06
3 – PROTEÇÃO DE REDES.............................................................	11
4 – PROTEÇÃO DE TRANSFORMADORES...................................	20
5 – COORDENAÇÃO DA PROTEÇÃO.............................................	27
6 – PROTEÇÃO DE LINHAS............................................................	31
 ANEXOS .................................................................................... 	42
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01 – RELÉS DE PROTEÇÃO
– INTRODUÇÃO
Quando se fala em proteção de uma rede elétrica, de um gerador, de um transformador ou de uma linha de transmissão, ocorre-nos de imediato a imagem de um relé de proteção.
Quando entramos em uma sala de comando vemos, juntamente com os Amperímetros, Voltímetros, medidores, etc., diversos tipos de relés.
– O PAPEL DO RELÉ
O relé é instalado para proteger um determinado circuito (equipamento) contra condições anormais (defeitos).
Para proteger um circuito (ou um equipamento) o relé deve:
Ficar sentindo a grandeza que sofrerá alteração com o defeito. Por ex.: um curto-circuito é percebido pelo aumento de corrente.
Ficar comparando o valor desta grandeza com um valor de ajuste.
Comandar se este valor ultrapassar o valor de ajuste*, as operações de:
Desligamento de disjuntores;
Sinalização acústica e ótica (visual);
Acionamento de dispositivos contra incêndios; etc.
O relé poderá fazer um, alguns ou todos estes comandos, conforme seja o caso.
* Para um relé de sobre, sub (subtensão por exemplo) a grandeza controlada deve ficar abaixo do valor de ajuste para que haja comandos.
– CONSTITUIÇÃO BÁSICA DO RELÉ
Basicamente todos relés têm 3 elementos:
Elemento sensível: fica “sentindo” a grandeza controlada;
Elemento de comparação: compara a grandeza controlada com o valor de ajuste;
Elemento de comando: executa os comandos citados na página anterior: abertura de disjuntores, sinalizações, etc.
Observações: Os elementos (ou órgãos) constituintes básicos dos relés, têm os seguintes sinônimos:
Elemento sensível ou elemento motor;
Elemento de comparação ou elemento antagônico;
Elemento de comando ou contatos.
– UM RELÉ ELEMENTAR
O relé de sobretensão, no circuito acima, atua quando a tensão ultrapassa o valor de ajuste, provocando:
Sinalização sonora;
Sinalização luminosa.
– QUESTIONÁRIO
Quais são os elementos básicos de um relé? Dê a função de cada um.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Identifique na figura abaixo os elementos básicos do relé.
Qual é a grandeza controlada pelo relé da fig. 4?
________________________________________________________________
Quais os comandos executados pela atuação do relé da figura 4?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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02 – CURTO-CIRCUITO
2.1 – INTRODUÇÃO
Quase sempre quando falamos em anormalidades em um circuito ou equipamento elétrico, associamos a tais anormalidades, a existência (ou possibilidade de existir) de curto-circuito.
Como exemplos comuns de anormalidades podemos citar:
Ruptura de cabos com consequente quedas;
Choque acidental entre duas fases;
Animais (isto é bastante comum em cubículos de 13,8 kV, onde raposas, gambás, pássaros e outros, volta e meia provocam contatos entre duas fases ou entre fase e terra).
As anormalidades acima citadas, bem como tantas outras, comuns na vida do operador, resultam em curto-circuito.
No capítulo anterior vimos que proteção nos lembra relés, na realidade proteção lembra RELÉS e CURTO-CIRCUITO.
2.2 – CONCEITO DE CURTO-CIRCUITO
Experiência
Na experiência acima, temos um transformador alimentando uma carga; a bobina B representa um certo comprimento de linha.
A impedância* calculada a partir dos valores de tensão e de corrente é:
Z = V
 I
* Em corrente alternada, ao quociente V/I dá-se o nome de impedância (e não resistência); sua unidade é a mesma da resistência e também representa uma “dificuldade” à passagem da corrente.
Uma diminuição brusca na impedância, pela colocação de um condutor em paralelo com a carga, resulta num curto-circuito, e observamos:
um aumento acentuado de corrente;
uma queda de tensão.
 	
	V =
	I =
Como fica o conceito então de curto-circuito?
“Curto-circuito é a diminuição brusca da impedância do circuito com conseqüente aumento de corrente e queda de tensão”.
Esta corrente elevada provoca aquecimento excessivo nos condutores e equipamentos.
O aquecimento poderá danificar os equipamentos. Dois fatores devem ser considerados:
O valor atingido pela corrente de curto-circuito;
O tempo que este curto fica alimentado (a duração do curto).
Quais são os tipos de curto-circuito que podem ocorrer num sistema trifásico de neutro aterrado?*
* Os sistemas elétricos trifásicos normalmente são de neutro aterrado.
2.3 – TIPOS DE CURTO-CIRCUITO NUM SISTEMA TRIFÁSICO DE NEUTRO ATERRADO
	
Curto fase e neutro:
1º - há aumento na corrente da fase e do neutro;
2º - há corrente de terra.
Curto fase e fase:
1º - há aumento nas correntes das fases envolvidas; 
2º - não há corrente de terra.
Curto duas fases e terra:
1º - há aumento nas correntes das fases envolvidas;
2º - há corrente de terra.
Curto-circuito Trifásico balanceado*
1º - As três correntes se elevam a um mesmo valor;
2º - não há corrente de terra.
* Para efeito de estudo os curtos-circuitos trifásicos são sempre considerados balanceados (equilibrados), ou seja, as três correntes são consideradas de mesmo valor.
2.4 – CAUSAS DOS CURTO-CIRCUITOS
Os curtos-circuitos podem ser originados pelas mais diversas causas, dentre elas relacionamos algumas:
Fogo sobre a linha de transmissão: O fogo provoca dilatação dos cabos e diminuição nas propriedades isolantes do ar. Com a dilatação a distância entre os cabos pode diminuir, isto, aliado à diminuição da resistência do ar, pode resultar em curto-circuito.
Contato entre fases ou entre fase e neutro;
Energização de uma linha com a chave terra fechada;
Animais;
Deterioração da isolação de um equipamento: devido a sobre-aquecimento ou produto químico;
Descargas atmosféricas: A descarga atmosférica provoca uma sobretensão na linha, que pode vencer a isolação entre a fase e a 
torre (que está aterrada) caracterizando um curto-circuito fase e terra.
2.5 – QUESTIONÁRIO:
Conceitue curto-circuito:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Cite dois fatores que determinarão o sobre-aquecimento sofrido por um equipamento quando de um curto-circuito, além das condições de refrigeração.*
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Quais os tipos de curtos que podem ocorrer num sistema trifásico de neutro aterrado?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Dos tipos de curto acima, quais têm corrente de terra?
________________________________________________________________________________________________________________________________
Cite quatro causas de curto-circuito?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
* Condições de refrigeração: ter ou não refrigeração forçada; estar ao ar livre ou em ambiente fechado.
03 – PROTEÇÃO DE REDES
3.1 – RELÉS SENSIBILIZADOS PELOS DIVERSOS TIPOS DE CURTOS:
Curto fase e terra: Serão sensibilizados o relé da fase envolvida e o relé de terra (o relé de terra é o mais sensível).
Curto fase e fase: Serão sensibilizados apenas os relés das fases envolvidas. Não há sensibilização do relé de terra.
Curto 2 fases e terra: Serão sensibilizados os relés das fases envolvidas e o relé de terra (o relé de terra é o mais sensível).
Curto trifásico balanceado: São sensibilizados os relés das fases envolvidas. Não há sensibilização do relé de terra.
3.2 – EXEMPLOS:
1º - 	Para um curto-circuito entre a fase azul e a terra serão sensibilizados os relés da fase azul e o relé de terra.
2º - Para um curto-circuito entre as fases azul, branca e terra, serão sensibilizados os relés A e N.
3º - Para um curto entre a fase branca e a terra; como não há relé na fase branca, será sensibilizado apenas o relé de terra.
Obs.: a) Nos esquemas das figs. 15 e 16 as correntes primárias e secundárias têm sentidos opostos; é realmente isto o que ocorre nos TC’s, a corrente primária induz uma corrente secundária de sentido oposto.
O fato de dois ou mais relés serem sensibilizados por um mesmo defeito, não significa, necessariamente, que todos atuarão.
Deve ser considerado que o relé de neutro é mais sensível para defeitos à terra que os relés de fase.
Os relés de fase, mesmo tendo ajustes iguais pode ser que na realidade um atua com uma corrente “uma casquinha’ acima do ajuste, e o outro com uma corrente “uma casquinha” abaixo do ajuste; este último será, portanto, um pouquinho mais sensível.
Quais são os ajustes do relé de sobrecorrente?
3.3 – AJUSTES DOS RELÉS DE SOBRECORRENTE:
Para calcularmos a corrente mínima necessária no primário para atuação de um relé de Fase, devemos conhecer:
Os ajustes dos relés;
A relação do TC que alimenta o relé.
Normalmente os relés de sobrecorrente possuem dois elementos: instantâneo (50) e temporizado (51).
1º - Ajuste do temporizado:
O relé possui ajuste de “tap”, que significa sua mínima corrente de atuação.
Ex.: um relé que esteja ajustado no “tap” 6A, significa que qualquer valor, acima de 6 A que passar por ele provocará a partida do elemento temporizado. Se esta corrente persistir além do tempo de ajuste, o relé operará.
Além do ajuste do tap, há também o ajuste da curva de tempo, que define um maior ou menor tempo de atuação do relé, para um mesmo defeito.
2º - Ajuste do instantâneo:
No relé ICM o instantâneo é ajustado em função do tap.
Ex.: Temos o seguinte ajuste:
	
	TAP: 6 A
	INST.: 4 x I
Significa que o ajuste do instantâneo equivale a 4 x 6 = 24 A; ou seja, qualquer corrente acima de 24 A provocará a atuação do elemento instantâneo do relé.
No relé IAC (e em outros) o ajuste do instantâneo dá diretamente, o valor mínimo de corrente que deverá passar pelo relé para sua atuação (atuação do instantâneo.
Ex.: Temos o ajuste:
	INST.: 20 A
Significa que com qualquer corrente acima de 20 A o elemento instantâneo do relé atuará, independentemente do “tap”.
3.3.1 – OUTROS TIPOS DE RELÉS
PAINEL FRONTAL PARA RELÉS DO TIPO INI, IMI, IEI
3.4 – DETERMINAÇÃO DA CORRENTE MÍNIMA DE ATUAÇÃO (NA LINHA)
Exemplo 1:
No sistema abaixo:
Dados os ajustes dos relés:
	FASE: 	TAP = 6 A
			INST. = 8 x I
	NEUTRO:	TAP = 1,2 A
				INST. = 8 x I
Qual a mínima corrente na linha para a partida do elemento temporizado do relé de fase?
Qual a mínima corrente na linha para atuação do elemento instantâneo do relé de fase?
Qual a mínima corrente de terra para partida do elemento temporizado do relé de terra?
Qual a mínima corrente de terra para atuação do elemento instantâneo?
RESOLUÇÃO
Corrente mínima na linha para atuação do elemento temporizado.
	A relação no TC (RTC) é:
	
	RTC = 100 = 20
		 5
Isto significa que para cada ampére no secundário do TC, teremos 20 ampéres na linha.
Como o relé está no tap 6 A, então na linha precisaremos:
ILINHA = 6 x 20 = 120 A
Para calcular a corrente mínima na linha para atuação do elemento temporizado basta fazermos:
I = RTC x tap
Corrente mínima na linha para atuação do elemento instantâneo.
Sendo: 	TAP = 6 A
		INST = 8 x I
Então a corrente mínima de atuação no relé é:
IRELÉ = 8 x 6 = 48 A
A corrente no primário do TC, será:
I = RTC x IRELÉ
I = 20 x 48 = 960 A (instantâneo - fase)
A mínima corrente no relé é:
IRELÉ = ITAP = 1,2 A
A mínima corrente de terra será:
ITERRA = RTC x ITAP
ITERRA = 20 x 1,2 = 24 A (temporizado – neutro)
Analogamente, para o instantâneo temos:
IRELÉ = 8 x 1,2 = 9,6 A
ITERRA = 20 x 9,6 = 192 A
Os ajustes dos relés nos dão as correntes mínimas para os relés (IRELÉ) multiplicando estas correntes pela relação dos TC’s, teremos as correntes nas linhas ou de terra conforme seja o caso.
	ILINHA = IRELÉ X RTC
3.5 – QUESTIONÁRIO:
Acrescente ao circuito abaixo, o sistema de proteção formado por 2 relés de fase e 1 relé de neutro, com elementos instantâneos e temporizados, utilizando 3 TC’s.
No circuito acima, sendo A o relé da fase azul, V o da fase vermelha e N o relé de terra, colocar V se a alternativa for verdadeira e F se for falsa.
Para um curto-circuito entre a fase azul e terra serão sensibilizados os relés A e N. O relé mais sensível para esta falta é o relé A; ( )
Para a falta entre a fase azul e terra serão sensibilizados A e N. O relé mais sensível para esta falta é o N. ( )
Para um curto entre as fases azul e branca, sem terra, atuarão A e N; ( )
Para um curto entre as fases azul e branca, sem terra, atuará o relé A.( )
Para um curto-circuito duas fases e terra, qual o relé mais sensível?
_____________________________________________________________
Para um curto trifásico balanceado, haverá ou não atuação do relé de terra?
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Com que corrente no alimentador partirá o elemento temporizado de um relé de sobrecorrente que esteja conectado ao secundário de um TC de 200/5 A, e ajustado no tap 6 A?
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Com que corrente mínima deve atuar o instantâneo de um relé ICM, ajustado no tap 8 A e inst. 4 x I, conectado a um TC de 150/5 A?
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04 – PROTEÇÃO DE TRANSFORMADORES
4.1 – A PROTEÇÃO DE SOBRECORRENTE DO TRANSFORMADOR
Ocorrendo um curto-circuito internonum transformador é altamente desejável que haja desenergização do transformador o mais rápido possível.
Em princípio poderíamos usar relés de sobrecorrente para proteger o transformador contra curtos-circuitos internos.
Observando a figura abaixo podemos concluir que se os relés de sobrecorrente do transformador (os que atuam sobre os disjuntores 1 e 2) tiverem atuação instantânea, os disjuntores 1 e 2 poderão ser desligados para curtos-circuitos ocorridos nos alimentadores. Isto não é conveniente, conforme veremos no capítulo 05.
Regra geral, estes relés não têm atuação instantânea por estarem coordenados com os relés dos alimentadores.
Dizemos que os relés de sobrecorrente do transformador o protegem contra curto-circuitos externos e são retaguarda dos relés dos alimentadores.
No capítulo 5 falaremos em coordenação da proteção e proteção de retaguarda.
Precisamos de um relé que proteja transformador contra curtos-circuitos iternos. Este relé deverá atuar instantaneamente para curtos internos e não ser sensibilizado para curtos externos.
Qual será este relé?
4.2 – A PROTEÇÃO DIFERENCIAL PARA TRANSFORMADOR
Consideremos o seguinte sistema:
Havendo uma corrente de, por exemplo, 2000 A no secundário, a corrente primária será de 200 A – você sabe por quê?
Se a corrente secundária passar para 1000 A, a corrente primária será de 100 ª
Observe que para o transformador da figura 23 a corrente secundária será sempre 10 vezes maior que a primária.
“Há uma relação constante entre as correntes secundária e primária do transformador. Esta relação é inversa à (relação) existente entre as tensões primária e secundária”.
Isto vale, inclusive, para situações de curtos externos ao transformador.
Ainda considerando a fig. 23, ocorrendo um curto-circuito na barra de 13,8 kV que determine, por exemplo, 10.000 A no secundário do transformador, a corrente primária será de 1.000 A.
Colocando TC’s de alta e TC’s de baixa com relação adequada, podemos fazer com que em situação de carga normal ou, em caso de curtos externos aos TC’s, as correntes secundárias (dos TC’s), i1 e i2 sejam iguais.
Ocorrendo um curto-circuito interno ao trafo (ou em qualquer ponto entre os TC’s de AT e os TC’s de BT), i1 e i2 continuarão iguais?
Ocorrendo um curto-circuito interno (qualquer ponto entre os TC’s) haverá uma diferença entre i1 e i2 , um relé colocado segundo o esquema abaixo, detetará este equilíbrio.
O relé diferencial (87) deteta a diferença entre i1 e i2 (corrente diferencial). Esta diferença só ocorre quando de curtos internos.
Quais as grandes vantagens da proteção diferenciada?
A proteção diferencial é altamente seletiva, isto é, atua apenas para curtos internos.
Quando de um curto-circuito externo, num alimentador, por exemplo, o relé 87 não será sensibilizado. Este curto será eliminado pelos relés de sobrecorrente.
Já que não há risco do relé diferencial atuar para curtos externos, ele é construído de forma a ter uma atuação muito rápida para os curtos internos.
Em síntese, a proteção diferencial é: Rápida e seletiva.
4.3 – PROTEÇÃO BUCHHOLZ (63):
As faltas nos transformadores imersos em óleo, podem ser ocasionadas pela má conexão entre condutores, por curto-circuito entre espiras, por falha no isolamento do enrolamento para terra e por curto-circuito entre espiras de diferentes fases.
Estas faltas dão origem à formação de arco voltaico sob o óleo ou uma elevação de temperatura acima da permissível por normas, mesmo que o transformador não esteja trabalhando a plena carga.
Para a proteção do transformador contra estes defeitos, M. Buchholz idealizou o relé de gás. O relé possui dois flutuadores (bóias) ou um flutuador e uma lâmina de pressão, conforme o modelo.
O relé é instalado entre o tanque principal do transformador e o tanque de expansão, ligados por um tubo inclinado de 1,5 a 2º, para permitir o fácil deslocamento do gás.
A seta no corpo do relé deve ser dirigida para o tanque de expansão.
A 350 ºC, há decomposição do óleo isolante e consequentemente, há produção de gases.
Na ocorrência de faltas menores, internas ao transformador, haverá fraca formação de gases. Por efeito da gravidade, estes gases tenderão a subir no sentido do tanque de expansão, através do óleo e ocupar o topo do relé. Com isso, haverá o abaixamento do nível do óleo no relé, fazendo com que a bóia F abaixe-se e feche um contato solidário a ela; este contato fará soar o alarme.
Na ocorrência de faltas mais graves, internas do transformador, haverá um intenso aquecimento e formação de gases que serão forçados para o tanque de expansão. A lâmina V (ou bóia) por pressão que depende da velocidade do óleo e gás, fecha um contato solidário a ela. O contato desliga todas as fontes de energia ligadas ao transformador.
Ressaltamos a importância da atuação do relé Buchholz para faltas incipientes (defeitos iniciantes, pequenos faiscamentos). Estes defeitos não oferecem riscos imediatos mas, tendem a aumentar. O relé apenas sinalizando possibilita que se programe a desenergização do transformador em momento adequado, conforme as condições de carga.
4.4 – RELÉS TÉRMICOS:
4.4.1 – Temperatura do óleo (26):
Uma sobrecarga prolongada ou defeito no sistema de refrigeração podem determinar aquecimento excessivo do transformador.
Usam-se relés termoelétricos que detetam a temperatura do óleo com as funções abaixo.
A título de ilustração damos valores de ajustes. Estes ajustes são exemplos podendo ser maiores ou menores, conforme o transformador em questão:
Um ponteiro indica a temperatura instantânea do óleo;
Um ponteiro “bobo” indica a temperatura máxima num período;
Um contato ajustado em 75º sinaliza (alarme sonoro e luminoso ou apenas luminoso), quando o óleo atinge essa temperatura. É a atuação do primeiro estágio do relé;
Um contato ajustado em 85º C desenergiza o transformador quando o óleo atinge essa temperatura. É a atuação do 2º estágio do relé.
4.4.2 – Temperatura do Enrolamento (49):
Quando de uma sobrecarga há, primeiramente, aquecimento dos enrolamentos do transformador e isto provoca aquecimento do óleo. Observe que o aquecimento do óleo, face ao seu volume, ocorre com lentidão.
Muitas vezes cessa uma sobrecarga que embora tenha causado aquecimento excessivo – dos enrolamentos não chega a aquecer em demasia o óleo.
Com a finalidade principal de proteger o transformador contra sobrecargas são utilizados relés térmicos para o enrolamento.
O relé térmico do transformador recebe o nome de imagem térmica pois, ele não deteta diretamente a temperatura do enrolamento e sim a temperatura determinada num bulbo de óleo, por uma resistência alimentada pelo secundário de um TC de bucha, figura 26, a temperatura do enrolamento depende da corrente de carga; logo uma “imagem” desta corrente nos fornecerá uma “imagem” da temperatura do enrolamento.
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A imagem térmica possui:
Um ponteiro para indicação da temperatura instantânea do enrolamento;
Um ponteiro “bobo” (ponteiro de arrasto) para indicar a máxima temperatura num período;
Um contato para ligar a ventilação forçada, se houver, ajustado geralmente em torno de 75º C;
Um contato de primeiro estágio, ajustado geralmente em 80 ou 85º C provocando apenas sinalização;
Um contato de 2º estágio geralmente ajustado em 95º C que provoca desenergização do transformador.
4.5 – QUESTIONÁRIO:
Qual é a função dos relés de sobrecorrente instalados para proteção do transformador?
Qual é a função da proteção diferencial dos transformadores?
Dado o esquema:
Ocorrendo um curto-circuito em P a proteção diferencial:
a – ( ) deve operar.b – ( ) não deve operar.
Qual é a proteção do transformador que deteta faltas incipientes (faltas “iniciantes”)?
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Qual é o princípio de funcionamento do relé Buchholz?
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Qual é a proteção que protege o transformador contra sobrecarga prolongada?
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Por quê o relé de temperatura do enrolamento leva o nome de relé térmico?
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05 – COORDENAÇÃO DA PROTEÇÃO 
5.1 – INTRODUÇÃO:
Num sistema elétrico quando ocorre um curto-circuito os equipamentos são submetidos a elevadas correntes que podem danificá-los ou diminuir-lhes a vida útil.
O dano para o equipamento será tanto menor quanto mais rápida for interrompida a corrente de curto-circuito.
Uma característica altamente desejada no sistema de proteção é a rapidez.
No sistema da figura abaixo, ocorre um curto-circuito na saída I:
Qual relé deve atuar para eliminar a corrente de curto?
O ajuste do R2 pode comandar um desligamento instantâneo do disjuntor para este efeito?
Para um curto-circuito na saída I, deverá ser desligado o disjuntor 3, pela atuação do relé 3.
Desta forma apenas os consumidores da saída I ficarão desenergizados.
Num bom sistema de proteção, quando da ocorrência de um defeito, deve ser desconectado do sistema apenas o trecho (o menor possível) necessário, para a eliminação desse defeito. A essa característica chama-se seletividade.
5.2 – COORDENAÇÃO:
Na figura 29, para qualquer curto em qualquer uma das saídas, o disjuntor desligado pela proteção deve ser o da saída defeituosa.
Sendo assim, o R2 não terá atuação instantânea para curtos nas saídas, pois teríamos, no caso do nosso exemplo, aberturas simultâneas dos disjuntores 2 e 3, o que não seria seletivo.
Chama-se coordenação o acerto das diversas proteções para se conseguir seletividade.
Comentamos que o relé R2 (fig. 29) não pode ter atuação instantânea pois ficaria descoordenado com as proteções dos alimentadores. Por outro lado, se ocorrer um curto-circuito na barra, é o R2 que deve atuar. Esta atuação não será instantânea, devido a necessidade de coordenarmos este relé com os dos alimentadores. Tivemos que sacrificar o tempo.
Quase sempre há sacrifício da rapidez para se conseguir seletividade.
5.3 – PROTEÇÃO PRINCIPAL:
Estando as proteções coordenadas, para um curto em P1 atuará o R3 e desligar-se-á o disjuntor 3.
Dizemos que o R3 é a proteção principal para defeitos no alimentador I.
Da mesma forma R4 é a proteção principal para o alimentador II.
Ocorrendo um curto-circuito no barramento de 13,8 kV a proteção principal é o R2, que desligará o disjuntor 2. A propósito, o R2 não pode ter atuação instantânea, você sabe por quê? Se não souber releia o capítulo 5 desde o início.
5.4 – FALHAS QUE PODEM OCORRER NA PROTEÇÃO PRINCIPAL:
Consideremos, novamente a figura 30. Muitas vezes ocorre um curto-circuito no alimentador e a proteção principal não desliga o disjuntor (ou disjuntores) por ela comandado.
Nesse caso, dizemos que a proteção principal falhou.
Você saberia relacionar algumas possíveis causas de falhas na proteção principal?
Vejamos se você lembrou destas:
Defeito mecânico no relé;
Defeito na fiação do relé;
Falta de c.c. para comando do disjuntor; *
Defeito na fiação do secundário do TC;
Erro nos ajustes do relé;
Defeito do disjuntor. *
OBS.: 1) 	Nas falhas marcadas com * apesar de não serem do relé, consideramos como falhas do sistema de proteção.
	2) 	Existem muitas outras falhas possíveis, além das listadas.
Falhando a proteção principal como ficará o curto-circuito?
Colocará todos os equipamentos em risco?
5.5 – PROTEÇÃO DE RETAGUARDA:
Ocorrendo um curto-circuito em P1 e falhando a proteção principal R3, então a corrente de curto-circuito será mantida até que dê o tempo de atuação de R2. O relé R2 atua desligando o disjuntor 4, eliminando o curto-circuito.
Para o esquema acima o relé R2 é proteção de retaguarda das proteções dos alimentadores.
Notas: 1) Sempre que houver a atuação da proteção de retaguarda haverá alguma perda de seletividade e de rapidez;
	2) Sempre que um defeito sensibilizar a proteção principal, a proteção de retaguarda será também sensibilizada mas, face ao tempo de atuação, será a principal que atuará eliminando o defeito. A proteção de retaguarda se rearma.
	3) Na fig. 32 R2 é retaguarda para curtos nos alimentadores e é proteção principal para curtos na barra de 13,8 kV.
5.6 – QUESTIONÁRIO:
No sistema acima, para defeitos nos alimentadores, R3, R4 e R5 são proteções _______________________________ e R2 é proteção ______________________________________. 
Para um curto no barramento de 13,8 kV, R2 é a proteção ____________________________________________________________.
06 – PROTEÇÃO DE LINHAS
6.1 – RELÉ DIRECIONAL DE SOBRECORRENTE:
	6.1.1 – FILOSOFIA
Para um curto em P1 devem ser desligados os disjuntores 1 e 2.
Observe que os relés R1, R2, R3 e R4 são direcionais de sobrecorrente e para que atuem devem ocorrer duas condições:
A corrente ultrapassar o valor de ajuste e,
A corrente estar na direcionalidade correta (da barra para a linha).
Assim, para um curto em P1 do lado esquerdo apenas o R1 atua; pelo lado direito: 	- 	R2 atua: há direcionalidade e sobrecorrente;
R3 não atua: não há direcionalidade;
R4 há direcionalidade e sobrecorrente, mas R2 atua antes eliminando o curto.
	6.1.2 – 	PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO ELEMENTO DIRECIONAL
1º) Curto entre A e B: os dois “relés” (wattímetros) “vêem”;
2º) Curto à direita de B: o relé A “vê”; o relé B bloqueia (o defeito foi às suas “costas”);
3º) Curto à esquerda de A: o relé B “vê”; o relé A bloqueia.
6.2 – RELÉ DE DISTÂNCIA
	6.2.1 – INTRODUÇÃO
Torna-se difícil, e por muitas vezes impossível, conseguirmos coordenação apenas com relés de sobrecorrente, quando temos sistemas com diversos pontos e diversas fontes. Vimos pelos exemplos, que em sistemas relativamente simples, já era grande o sacrifício do tempo.
6.2.2 – IMPEDÂNCIAS VISTAS DE PONTOS DIFERENTES PARA UM MESMO CURTO (NUM MESMO PONTO)
A tensão no ponto de curto é 0 e aumenta, conforme se aproxima da fonte;
A corrente é a mesma ao longo da linha;
Em cada ponto da linha a impedância será dada por:
Zp = V no ponto
		Icc
Logo Zp será máximo próximo a fonte, e zero no ponto de curto.
6.2.3 – RELÉ DE MÍNIMA IMPEDÂNCIA
Para que o relé atue há necessidade de:
Elevação de corrente			Diminuição na
Diminuição da tensão			 Impedância
		Z = V 		,		z = V 
		 I					 I
NOTA: Usando o princípio acima, um mesmo relé poderia atuar se estivesse na barra B, e não atuar se estivesse mais longe do curto, isto é, se estivesse em A (fig. 37).
Como é que poderíamos usar o relé de mínima impedância, para uma proteção eficaz, no sistema abaixo?
		
6.2.4 – O ELEMENTO DIRECIONAL NO RELÉ DE DISTÂNCIA
R1 – “só enxerga até B”
R3 – “só enxerga até C”
R2 – “só enxerga até A”
R4 – “só enxergaaté B”
Suponhamos um curto em P1
R1 – não atua, direcionalidade correta, mas não há subimpedância suficiente;
R2 – não atua, direcionalidade oposta;
R3 – atua;
R4 – atua.
Agora analise você um curto em P2.
6.2.5 – FILOSOFIA DA PROTEÇÃO DE DISTÂNCIA
Em princípio o relé R1 deve “enxergar” apenas faltas na linha AB. Se o ajustarmos conforme a figura acima, conforme as características das faltas, o relé poderá não “ver” um curto em P2, ou poderá ver um curto em P1. De todo jeito, dois comportamentos indesejáveis.
Na realidade, o relé é dotado de 4 unidades de mínima impedância, definindo o que chamamos de zona I, zona II, zona III e zona IV.
Zona I – Ajustada para ver 85% da linha, com atuação instantânea;
Zona II – Ajustada para cobrir parte da linha adjacente, temporizada;
Zona III – Tempo maior que da zona II;
Zona IV – Tempo maior que da zona III, não é direcional.
6.2.6 – ESQUEMA SIMPLIFICADO (1 FASE)
I, II, III e IV: contatos dos relés de mínima impedância;
TI, TII, TIII e TIV: contatos do relé de tempo (TI normalmente já fica fechado);
X: relé auxiliar para desligamento;
T: relé de tempo (cronométrico).
6.2.7 – VANTAGENS DA PROTEÇÃO DE DISTÂNCIA
Fornece proteção de retaguarda remota;
Maior sensibilidade;
Maior rapidez na eliminação do defeito;
Melhor seletividade.
RELÉ MULTIPROCESSADO DO TIPO REF 543
 
APRESENTAÇÃO DO RELÉ MULTIPROCESSADO REF 543
	1 - SINALIZAÇÕES
1 – Bloqueado do relé de religamento
Led Verde – Religamento Ligado
Led Vermelho – Religamento Desligado ( Bloqueado)
		
		2 - Bloqueio do relé Residual
		
		Led Verde – Ligado
		Led Vermelho – Desligado (Bloqueado)
	
	3 - Intertravamento
		Led Laranja Aceso – Relé Intertravado
		Led Apagado – Normal
	6 - Alimentação
		Led Verde Aceso – Relé com Alimentação
		Led Verde Apagado – Relé sem Alimentação
		Led verde Piscando – Falha de Alimentação
	7 - Partida
		Led Laranja Acesa – Partiu Alguma Proteção
		
	9 -Trip
		Led Vermelha Acesa –Trip
		Led Vermelha Piscando – Falha no Disjuntor
	12 - Local / Remoto 
		Led “L” Aceso – Comando Via Relé
		Led “L” Aceso – Comando Via Computador
	OBS: Só e possivel a mudança da posição / remoto via nível Técnico
	13 – Descrição do Evento
		Quando da ocorrência de partida e/ou Trip da proteção aparecerá no rodapé do mímico o tipo de proteção partida e/ou atuada.
Exemplo:
NOC3low
L1, L2, L3 Sobrecorrente de fase temporizado
			 Fases A, B e C
2 - COMANDO
	14 - Seleção
 		Seleciona o objeto a ser Comandado
	
	15 - Comando de Abertura
		Envia o sinal para Abertura do objeto selecionado
	16 - Comando de Fechamento
		Envia o sinal para fechamento do objeto selecionado
3 - COMUNICAÇÃO
	5 - Conector óptico para PC / Notebook
4 – INTERFACE HOMEM – MÁQUINA (IHM)
	8 -Teclas direcionais para mudança de telas:
		Nível operador compreende quatro modos de exibição que são acessados usando-se as setas de direção 
Estados dos equipamentos – Diagrama Unifilar (mímico)
Medições
Eventos (Registro de Comandos e atuação de proteções)
Alarmes (Funções Externas)
10 - Acesso a nível Técnico para parametrização e ajustes
		O nível Técnico é acessado pressionando o botão 
 por dois segundos.
11 - Clear
 
		No nível operador, no mímico, é usado para resetear a partida e o trip.
		
No nível operador, na tela de eventos, é usado para limpar os registros dos últimos eventos.
5 – TECLA LIVREMENTE CONFIGURAVÉL
	4 – Poderá ser eventualmente configurada para uma função específica.
6 – BIBLIOTECA DE PROTEÇÕES
	NOC3Low – Sobrecorrente de Fase Temporizado
	NOC3High – Sobrecorrente de Fase Instantâneo
	NEF1Low – Sobrecorrente de neutro Temporizado
	NEF1High – Sobrecorrente de Neutro Instantâneo
	AR5Func – Religamento
	UV3Low – Subtensão Temporizado
	OV3Low – Sobretensão Temporizado
ANEXOS
Características típicas tempo / corrente para relés de tempo normal inverso – Tipo IN
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