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Exemplo APOSTILA RELE RELIGADOR SECCIONADOR

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ESTUDO DA COORDENAÇÃO RELÉ – RELIGADOR – SECCIONALIZADOR 
 
 Ex. apostila 6 Seccionalizador, pág. 14. 
 
 
Elos dos transformadores de distribuição 
 
 Considerando a tensão de 13,8 kV e que todos os transformadores são 
trifásicos, da tabela obtemos os seguintes elos: 
Potência do transformador 
(kVA) 
13,8 kV 
15 1H 
30 2H 
45 3H 
75 5H 
112,5 6K 
 
Demais elos fusíveis e respectivas chaves 
 
 Fator de crescimento de carga 
 
O fator de crescimento utilizado no trabalho foi de 1,1. 
 
Critérios utilizados 
 
1) 
CARGAELO IFCI 
 
2) 
InrushIELO "13,0
 
3) 
4
IccFTmín
I ELO 
 ou 
IccFTmínI )"600("300
 
 Critério para dimensionamento da chave: 
 
ELOCHAVE InomInom %150
 
 
Dimensionamento do elo A: 
 
10 trafos  FM = 6,1 
A40,1635
8,133
5,1128302
min 


AalIno
 
A244,9973min  AA alInoFMInrush
 
AI
ACARGA
30
 
AIccFTmín 180
 
 
Elo A 
Critério Resultado (A) Elos possíveis 
1 33 40K, 65 K, 100 K, 140 K, 200 K 
2 244,9973 40K, 65 K, 100 K, 140 K, 200 K 
3 45 40K 
Escolhido 40K 
Chave 60 A Escolhida 100 A 
 
 Da tabela de coordenação entre elos fusíveis do tipo K e tipo K, temos: 
Máxima corrente de falta em B (elo protetor 6 K  trafo 112,5 kVA), que 
protegerá A (elo protegido 40 K  elo A): 1340 A. Logo a coordenação entre 
os elos está garantida. 
 
 
Dimensionamento do elo B: 
 
5 trafos  FM = 6,8 
A20,08175
8,133
5,1124301
min 


BalIno
 
A136,5559min  BB alInoFMInrush
 
AI
BCARGA
10
 
AIccFTmín 160
 
Elo B 
Critério Resultado (A) Elos possíveis 
1 11 15 K, 25 K, 40 K, 65 K, 100 K, 140 K, 200 K 
2 136,55589 15 K, 25 K, 40 K, 65 K, 100 K, 140 K, 200 K 
3 40 15 K, 25 K, 40 K 
Escolhido 15 K 
Chave 22,5 A Escolhida 100 A 
 
Da tabela de coordenação entre elos fusíveis do tipo K e tipo K, temos: 
Máxima corrente de falta em B (elo protetor 6 K  trafo 112,5 kVA), que 
protegerá A (elo protegido 15 K  elo B): 510 A. Logo a coordenação entre os 
elos está garantida. 
 
Dimensionamento do elo C: 
 
5 trafos  FM = 6,8 
A20,08175
8,133
5,1124301
min 


CalIno
 
A136,5559min  CC alInoFMInrush
 
AI
CCARGA
30
 
AIccFTmín 160
 
 
Elo C 
Critério Resultado (A) Elos possíveis 
1 33 40K, 65 K, 100 K, 140 K, 200 K 
2 136,55589 40K, 65 K, 100 K, 140 K, 200 K 
3 40 40 K 
Escolhido 40 K 
Chave 60 A Escolhida 100 A 
 
Da tabela de coordenação entre elos fusíveis do tipo K e tipo K, temos: 
Máxima corrente de falta em B (elo protetor 15 K  elo B), que 
protegerá A (elo protegido 40 K  elo C): 1340 A. Logo a coordenação entre 
os elos está garantida. 
 
Dimensionamento do elo D: 
 
5 trafos  FM = 6,8 
A20,7093
8,133
5,1124451
min 


DalIno
 
A140,8233min  DD alInoFMInrush
 
AI
DCARGA
21
 
AIccFTmín 150
 
 
Elo D 
Critério Resultado (A) Elos possíveis 
1 23,1 25 K, 40 K, 65 K, 100 K, 140 K, 200 K 
2 140,823261 25 K, 40 K, 65 K, 100 K, 140 K, 200 K 
3 37,5 25 K 
Escolhido 25 K 
Chave 37,5 A Escolhida 100 A 
 
Da tabela de coordenação entre elos fusíveis do tipo K e tipo K, temos: 
Máxima corrente de falta em B (elo protetor 6 K  trafo 112,5 kVA), que 
protegerá A (elo protegido 25 K  elo D): 840 A. Logo a coordenação entre os 
elos está garantida. 
 
Dimensionamento do elo E: 
 
4 trafos  FM = 7,2 
A5,020437
8,133
152452
min 


EalIno
 
A36,14715min  EE alInoFMInrush
 
AI
ECARGA
5
 
AIccFTmín 120
 
 
Elo E 
Critério Resultado (A) Elos possíveis 
1 5,52040402 6 K, 10 K, 15 K, 25 K, 40 K, 65 K, 100 K, 140 K, 200 K 
2 36,1471473 6 K, 10 K, 15 K, 25 K, 40 K, 65 K, 100 K, 140 K, 200 K 
3 30 6 K, 10 K, 15 K, 25 K 
Escolhido 10 K 
Chave 15 A Escolhida 100 A 
 
Da tabela de coordenação entre elos fusíveis do tipo K e tipo H, temos: 
Máxima corrente de falta em B (elo protetor 3 H  trafo 45 kVA), que 
protegerá A (elo protegido 10 K  elo e): 45 A. Logo não há coordenação entre 
os elos pois Iccmáx = 240 A e Iccmín = 120. 
Assim, o elo E deve ser 15 K, pois: 
Máxima corrente de falta em B (elo protetor 3 H  trafo 45 kVA), que 
protegerá A (elo protegido 15 K  elo e): 450 A. Logo a coordenação entre os 
elos está garantida. 
Porém, para garantir um intervalo de coordenação com o religador que 
abrangesse a corrente máxima no ponto 5 (Icc3F = 440 A) e a corrente mínima 
no ponto 7 (IccFTmín = 120 A), foi utilizado um elo 25 K. 
 
Dimensionamento do elo F: 
 
5 trafos  FM = 6,8 
A13,8062
8,133
1527515,1122
min 


FalIno
 
A93,88217min  FF alInoFMInrush
 
AI
FCARGA
14
 
AIccFTmín 190
 
 
Elo F 
Critério Resultado (A) Elos possíveis 
1 15,4 25 K, 40 K, 65 K, 100 K, 140 K, 200 K 
2 93,8821742 25 K, 40 K, 65 K, 100 K, 140 K, 200 K 
3 47,5 15 K, 25 K, 40 K 
Escolhido 15 K 
Chave 22,5 Escolhida 100 A 
 
Da tabela de coordenação entre elos fusíveis do tipo K e tipo K, temos: 
Máxima corrente de falta em B (elo protetor 6 K  trafo 112,5 kVA), que 
protegerá A (elo protegido 15 K  elo F): 510 A. Logo a coordenação entre os 
elos está garantida. 
Porém, para garantir um intervalo de coordenação com o religador que 
abrangesse a corrente máxima no ponto 5 (Icc3F = 440 A) e a corrente mínima 
no ponto 6 (IccFTmín = 190 A), foi utilizado um elo 25 K. 
 
 
Religador 
 
 Os critérios de ajuste utilizados foram: 
1) Disparo de fase  
FS
I
IIFC FCCFPICKUPMÁXCARGA
2
 
2) Disparo de neutro  
FS
I
II
MÍNCCFT
NPICKUPDESBALANÇO 
 
Segundo o manual da CPFL, para religadores com bobina série, deve-se 
considerar para o ajuste do disparo de fase apenas: 
 
CARGAN IKFI 
 ou 
CARGAPF IKFI  2
 
 
 Onde: 
IN – corrente nominal da bobina série 
0.01
0.1
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000
T
e
m
p
o
 (
s
) 
Corrente (A) 
Curvas dos Elos 
Mínima
15 K
Máxima
15 K
Mínima
25 K
Máxima
25 K
Mínima
40 K
Máxima
40 K
KF – fator de crescimento da carga no horizonte de estudo (=FC) 
ICARGA – corrente de carga passante no ponto de instalação 
IPF – corrente de pick-up do religador 
 Para estes religadores 
NPF II  2
. 
 Assim: 
401,1NI
 ou 
401,12 PFI
 
44ANI
 ou 
88APFI
 
 Utilizando um religador tipo OYT da REYROLLE (corrente nominal 250 A 
ou 400 A, tensão nominal 14,4 kV), temos as seguintes possibilidades: 
 
 
 
Da tabela acima, escolheu-se o religador com bobina série de corrente 
nominal 50 A e corrente de pick-up 100 A. 
 Neste religador, o sensor para defeitos à terra é eletrônico e pode ser 
ajustado em 5 A, 10 A e 20 A. Como a corrente de desbalanço é desconhecida, 
a corrente de disparo de neutro deve ser pelo menos menor do que a IccFT 
mínima dividida pelo fator de segurança. Considerando um fator de segurança 
igual a 2, temos: 
 
FS
I
I
MÍNCCFT
NPICKUP 
 
2
120
NPICKUPI
 
AI NPICKUP 60
 
 
 Logo, qualquer um dos valores possíveis pode ser usado para ajuste do 
sensor de terra. O ajuste do sensor de terra escolhido foi de 10 A. 
 Os religadores OYT apresentam apenas uma curva rápida de fase, a 
curva H e duas curvas temporizadas, Kl e Ks, sendo que alguns religadores 
apresentam uma terceira curva, D. 
 No presente trabalho, foi escolhida a curva Ks, mais rápida das três 
curvas possíveis. 
 Para operação de terra, os religadores OYT apresentam uma curva de 
operação rápida e várias curvastemporizadas (0,5 s; 1 s; 2 s; 5 s; 9 s e 13 s). 
Neste caso foi escolhida a curva temporizada de 5 s, para garantir que as 
correntes de falta fase-terra mínimas estivessem no intervalo de coordenação 
com os elos 25 K, garantindo assim a seletividade para defeitos entre fases. 
Abaixo, está o gráfico com as curvas do religador. 
 
Quanto ao número de operações, os religadores OYT permitem o ajuste 
do número total de operações para o bloqueio em 1, 2, 3 ou 4 operações. O 
0.01
0.1
1
10
1 10 100 1000 10000
T
e
m
p
o
 (
s
) 
Corrente (A) 
Curvas do Religador 
Rápida F
Religador (H)
Rápida N
Religador
Temporizada F
Religador (Ks)
Temporizada N
Religador
número de operações para bloqueio é o mesmo para fase, terra ou mesmo 
para uma combinação de operações de fase e terra. 
 A seqüência de operações é a mesma para fase e terra. 
 No ponto de instalação do religador, a corrente de Inrush é: 
 
A 237,2157
8,133
)5,1126751453154(
6min 


 alInoFMInrush
 
 
 Como as curvas rápidas possuem tempos inferiores a 0,1 s, então elas 
podem ser sensíveis às correntes de Inrush, já que o pick-up de fase é menor 
do que a Inrush esperada. A simples retirada da curva rápida evitaria a 
operação do religador, mas isso o impediria de realizar a sua função principal. 
Uma forma de se diminuir o número de operações, devido às correntes de 
Inrush, é usar uma única operação rápida para o religador. 
 Assim, a seqüência de operação do religador terá uma operação rápida 
e três operações lentas. 
 
Coordenação religador-fusível 
 
 O religador deve estar coordenado com os elos D, E e F. Estes elos são 
todos 25 K. 
 Como o tempo de religamento dos religadores OYT é de 2 segundos 
(120 ciclos) e o religador em questão tem apenas uma operação rápida, o fator 
K que multiplica as curvas rápidas será igual a 1,2. 
 Abaixo, estão as curvas do elo 25 K, as curvas do religador e o intervalo 
de coordenação conseguido em destaque no eixo do gráfico. 
 
 
Nota-se que para os elos E e F, o intervalo de coordenação abrange as 
correntes de falta máximas (Icc3F = 440 A no ponto 5) e mínimas (IccFT 
mínima = 120 A no ponto 7 e 190 A no ponto 6). 
 Para o elo D, o intervalo de coordenação não abrange apenas o valor da 
Icc máxima (Icc3F = 560 A) no ponto 4. Mesmo assim, a coordenação possível 
é satisfatória já que faltas trifásicas são menos comuns e o intervalo de 
coordenação abrange as correntes de curto-circuito para as demais faltas. 
Também vale ressaltar que a corrente de falta fase-terra mínima está dentro do 
intervalo, o que garante seletividade para faltas entre fases. 
 
Relés 
 
 Nesse trabalho serão considerados relés do tipo IEC, com TAP’s 1, 2, 
3... com passos discretos de 1. 
Para as unidades temporizadas, o Time Dial Setting varia de 0,05 até 1 
em passos de 0,01 e fator de início de curva igual a 1,05. 
 A equação para determinação das curvas temporizadas é: 
0.01
0.1
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000
Te
m
p
o
 e
m
 S
e
gu
n
d
o
s 
Corrente em Ampéres 
Estudo da coordenação religador - elos fusíveis 
Mínima Fusível 25 K
Máxima Fusível 25K
Religador Lenta
Religador Rápida
Religador Neutro
Lenta
Religador Neutro
Rápida
Religador Lenta * 0,9
Religador Rápida *
1,2
Religador Neutro
Lenta * 0,9
Religador Neutro
Rápida * 1,2
KDB
QV
DA
T
P


 *
*
 (em segundos) 
 
Tipo de Curva A P Q B K 
Inversa (IEC curva A) 0,14 0,02 1 0 0 
Muito inversa (IEC curva B) 13,5 1 1 0 0 
Extremamente inversa (IEC curva C) 80 2 1 0 0 
 
Onde: 
D = Time Dial Setting (ajustado pelo usuário). 
V = I/IPICKUP > 1,05. 
 Para melhor integração com o religador foram usadas curvas 
extremamente inversas (curvas C). 
 Por falta de informações sobre os relés IEC, considerou-se múltiplo igual 
a 1. 
 
Dimensionamento do TC 
 
 Pelo critério da corrente de carga máxima: 
 Considerando um fator de sobrecarga de 150%, temos: 
AAIFSI CARGA
MÁX
CARGA 2101405,1 
 
5:300RTC
 (ASA) 
 
 Pelo critério do curto-circuito máximo: 
 Considerando que os TC’s tenham fator de sobrecorrente igual a 20, 
temos: 
A
FS
Icc
I
MÁX
NOMINALP 60
20
1200

 
5:75RTC
 (ABNT) 
 Assim, o RTC será 300:5. 
 
Ajuste dos relés 
 
 Ajuste da corrente de pick-up do relé 51 de fase: 
 
FSFIRTC
FmínIcc
I
RTC
kfI
FPICKUP
MÁX
CARGA


 2
51
 
 
 Para relés IEC, o fator de início de curva é FI = 1,05. Assim temos: 
5,105,1
5
300
484
5
300
1,1041210
51



FPICKUOI
 
A 5,1217A 3,8643 51  FPICKUPI
 
 Para valores de Icc2Fmín menores do que aproximadamente 366 A, o 
lado direito da inequação se torna menor do que o lado esquerdo, significando 
que o relé não dará proteção de retaguarda para os pontos remotos onde Icc2F 
é inferior a 366 A. 
 Se escolhermos o TAP 4, será possível fazer com que o relé dê 
retaguarda até o ponto 5, porém o valor resultante no lado direito da inequação 
se torna muito próximo de 4 quando a Icc2Fmín considerada for 380 A (4,0212 
A). Isso poderia ser um problema se considerarmos os erros de medição do 
TC. 
 Assim, para evitarmos problemas, foi escolhido o TAP 5 para o relé 51 
de fase. Considerando este TAP, garantimos que o relé seja proteção principal 
para os pontos 2 e 3 e que dê retaguarda para os pontos 4 e 9. 
 Abaixo, encontram-se algumas curvas do relé 51 de fase para o TAP 5. 
Lembrando que para coordenação com o religador, foram escolhidas as curvas 
extremamente inversas. 
 
 
 
Ajuste da corrente de pick-up do relé 50 de fase: 
 
 Para ajuste do TAP da unidade instantânea de fase, considerou-se o 
mesmo critério para ajuste do TAP do relé 51 de fase e mais: 
RTC
Inrush
I FPICKUP 50
 
 Onde: 
AInrush 6871,598
8,133
)1543034537515,11218(
6 



 
 Assim: 
5
300
6871,598
50 FPICKUPI
 
AI FPICKUP 9781,950 
 
 Ou seja: 
TAP = 10 para o relé 50 de fase. 
 
 Ajuste da corrente de pick-up do relé 51 de neutro: 
 
 O critério para ajuste do TAP da unidade temporizada de neutro diz: 
0.01
0.1
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000
T
e
m
p
o
 (
s
) 
Corrente (A) 
IEC 51 F 
51 F curva
0,05
51 F curva 0,1
51 F curva 0,2
51 f curva 0,5
51 F curva 0,8
51 F curva 1
FSFIRTC
IccFTmín
I
RTC
knoIdesbalanç
NPICKUP



51
 
 Como a corrente de desbalanço do neutro é desconhecida, considerou-
se apenas o lado direito da desigualdade. 
5,105,1
5
300
120
51

NPICKUPI
 
AI NPICKUP 2698,151 
 
 Assim: 
TAP = 1 para o relé 51 de neutro. 
 Dessa forma, está garantida proteção de retaguarda para todos os 
curtos fase-terra do circuito. 
 A seguir, estão algumas curvas extremamente inversas do relé 51 de 
neutro para o TAP 1 
 
Ajuste da corrente de pick-up do relé 50 de neutro: 
 
 Para determinação do TAP da unidade instantânea de neutro, foi 
considerado o mesmo critério utilizado para determinação do TAP da unidade 
temporizada de neutro. Além disso, também deve ser considerado o seguinte 
critério: 
0.01
0.1
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000
T
e
m
p
o
 (
s
) 
Corrente (A) 
IEC 51 N 
51 N curva
0,05
51 N curva
0,1
51 N curva
0,2
51 N curva
0,5
51 N curva
0,8
51 N curva 1
RTC
monofásitrafosInrush
I NPICKUP
cos)(
50 
 
 Como os transformadores são todos trifásicos, o critério acima foi 
desconsiderado. 
Logo: 
TAP = 1 para orelé 50 de neutro. 
 Para as unidades temporizadas, foram escolhidas as curvas 0,05 para o 
51 de fase e 0,5 para o 51 de neutro. 
Foi considerado que associado ao conjunto de relés 50 e 51, também 
temos o relé para religamento 79. 
 O conjunto relé/disjuntor deve ter uma operação rápida e três operações 
lentas. 
 
Coordenação com os elos A e C (ambos 40 K): 
 
 
 
Coordenação dos relés com o religador: 
 
0.01
0.1
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000
T
e
m
p
o
 (
s
) 
Corrente (A) 
Coordenação Relés - fusíveis 40 K 
40 K
51 e 50 F
51 N e 50 N
 
 
Curvas de coordenação 
 
Trecho 1: 
 
 
0.01
0.1
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000
T
e
m
p
o
 (
s
) 
Corrente (A) 
Coordenação Relé-Religador 
Religador
51 e 50 F
51 e 50 N
 
 
Trecho 2: 
 
 
 
0.01
0.1
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000
T
e
m
p
o
 (
s
) 
Corrente (A) 
Coordenação Trecho 1 
51 F
50 F
51 F - 0,2
51 N
50 N
51 N - 0,2
40 K mín
40 K máx
 
 
Trecho 3: 
 
 
 
0.01
0.1
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000
T
e
m
p
o
 (
s
) 
Corrente (A) 
Coordenação Trecho 2 
 
51 F
50 F
51 F - 0,2
51 N
50 N
51 N - 0,2
40 K mín
40 K máx
15 K mín
15 K máx
 
 
Trecho 4: 
 
 
 
0.01
0.1
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000
T
e
m
p
o
 (
s
) 
Corrente (A) 
Coordenação Trecho 3 
Religador
51 e 50 F
51 e 50 N
25 K mín
25 K máx
 
 
 
Trecho 5: 
 
 
 
0.01
0.1
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000
T
e
m
p
o
 (
s
) 
Corrente (A) 
Coordenação Trecho 4 
Religador
51 e 50 F
51 e 50 N
25 K mín
25 K máx
 
 
Seccionalizador 
 
 O seccionalizador possui unidades independentes para operações por 
fase e por terra. Ambas as unidades devem ser ajustadas em no máximo 80 % 
dos ajustes dos equipamentos de retaguarda. 
 Para ajuste da unidade de fase, temos: 
FPICKUPFZADORSECCIONALIAJUSTE II  8,0
 
1008,0 FZADORSECCIONALIAJUSTEI
 
AI FZADORSECCIONALIAJUSTE 80
 
 Para ajuste da unidade de terra, temos: 
NPICKUPNZADORSECCIONALIAJUSTE II  8,0
 
108,0 NZADORSECCIONALIAJUSTEI
 
AI NZADORSECCIONALIAJUSTE 8
 
 O seccionalizador do tipo GN3-E da Mcgraw-Edison (corrente nominal 
200 A; corrente nominal de interrupção 400 A; corrente suportável de 
fechamento 9000 A assimétrico; corrente de curta duração: 10 segundos – 
2600 A, 1 segundo – 5700 A; tensão nominal 14,4 kV) possui controle 
0.01
0.1
1
10
100
1000
1 10 100 1000 10000
T
e
m
p
o
 (
s
) 
Corrente (A) 
Coordenação Trecho 5 
Religador
51 e 50 F
51 e 50 N
25 K mín
25 K máx
eletrônico tanto para o ajuste do número de operações, quanto para as 
contagens durante a operação do seccionalizador. 
 Os valores oferecidos para o disparo de fase são: 16, 24, 40, 56, 80, 
112, 160, 224, 256, 296 e 320 A. Assim foi escolhido o valor 80 A para o ajuste 
da unidade de fase. 
 Para disparo de terra, são oferecidos os seguintes valores: 3, 5, 7, 16, 
28, 40, 56, 80, 112, 160, 224 e 320 A. Assim foi escolhido o valor 7 A para o 
ajuste da unidade de terra. 
 O seccionalizador deve ser ajustado para abrir após 3 operações do 
religador. 
 Para evitar que o seccionalizador opere para defeitos que farão operar 
dispositivos de proteção à sua frente, o seccionalizador GN3-E vem equipado 
com um restritor de corrente.

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