CAP02 - Principios_Fundamentais_Reles_2016_07_11

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PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DOS RELÉS
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Sistema de Proteção
Sistema 
de 
Potência
Transformadores de 
Instrumentação
Relé
Disjuntor
Condiciona os níveis de tensão e corrente para níveis mais baixos.
Compara e decide operar ou não referenciado aos ajustes.
Recebe ou não e executa o comando do rele referente a abertura ou fechamento.
SENSOR
CÉREBRO
MÚSCULO
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Características gerais sobre TP’s e TC’s:
São instrumentos necessários para adequar as grandezas (tensão e corrente) com elevada magnitude para valores onde o sistema de proteção e medição possa realizar seus objetivos.
Transformadores de Corrente:
O enrolamento primário desse instrumento é conectado em série com sistema de potência e a sua impedância é desprezível perante a do sistema.
O valor de corrente secundário padrão no Brasil é 5 A.
As precisões para TC’s de proteção são 2,5%, 5% ou 10%.
TC’s de proteção devem manter uma boa precisão até 20 vezes a corrente nominal. Esse limiar é conhecido como limite de corrente de precisão.
O circuito secundário não pode ser interrompido enquanto o primário esta energizado pois a força eletromotriz induzida no secundário sob essas condições é alta o suficiente para causar danos físicos e materiais. (Risco de explosão)
A componente assimétrica ou DC de uma corrente de falta é um dos fatores que levam o TC a saturar.
Quando a componente assimétrica conduz o TC a saturação, a indutância de magnetização diminui aumentado a corrente de magnetização. Isso altera a corrente do burden, conforme figura a seguir:
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ATERRAMENTO DOS SECUNDÁRIOS
É de suma importância que os TCs sejam aterrados:
 No caso de haver ruptura do isolamento entre primário e secundário, o aterramento propicia conexão sólida à malha de terra da instalação, minimizando a tensão de toque para assegurar a segurança dos operadores. 
Somente um ponto do circuito secundário deve ser aterrado, qualquer que seja a ligação dos TC’s, evitando o risco de BY-PASS (contorno) da carga secundária:
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Símbolo e Marca de Polaridade do TC
Por simplicidade utiliza-se o símbolo a seguir para representar um TC. Nesse desenho não há a necessidade de desenhar o núcleo,o enrolamento primário e o enrolamento secundário.
Para representar identificar as polaridades podem ser usadas buchas de cores diferentes ou marcas permanente em baixo relevo.
As marcas de polaridade significam que:
A corrente que entra pela marca de polaridade (Ip) e a corrente que sai pela marca de polaridade (Is) estão em FASE.
Representação de acordo com as Normas:
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EFEITO DA CARGA NO DESEMPENHO
A condição de melhor desempenho de um TC (erro mínimo), corresponde à minimização da carga secundária (em inglês: BURDEN), a qual reduzirá a corrente de excitação, uma vez que não se tem controle sobre a corrente primária. 
Logo, o curto-circuito dos terminais do secundário é benéfico para o TC, pois representa a carga mínima.
TIPOS DE TC’s:
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TC de bucha
TC de barra
TC de Pedestal
Esquema detalhado de um TC
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TRANSFORMADORES DE POTENCIAL INDUTIVO:
A tensão secundária de saída do TP deve ser uma cópia precisa da tensão do primário, no Brasil esse valor é padronizado em 115 V pela ABNT;
Para tanto, a queda de tensão interna é pequena e a densidade de fluxo no núcleo é projetada bem abaixo do ponto de saturação fazendo com que a corrente de excitação seja pequena e a impedância de excitação constante com a variação de tensão aplicada no primário, inclusive para algumas sobretensões;
A saída de um TP raramente excede algumas centenas de VA fazendo com que o calor não seja problema;
O tamanho de um TP geralmente definido pelo nível de tensão do sistema e o volume da parte isolante geralmente excede o próprio enrolamento.
Todos os conhecimentos relativos a transformadores de força (polaridade, circuito equivalente , isolamento , etc.) se aplicam diretamente ao TP. 
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Em um transformador de força a principal preocupação consiste em maximizar o rendimento,
Em um TP os cuidados se concentram na otimização da exatidão da tensão transformada.
Tratando-se de transformador para instrumentos, um ponto do circuito secundário deve ser obrigatoriamente aterrado independente do tipo de ligação, por questões de segurança.
TP’s de média tensão possuem isolação seca (papel ou verniz) mas os de alta tensão já possuem isolação a óleo;
Quando ocorre uma falta a terra, surge uma tensão de sequência zero chamada de tensão residual. Sua medição é feita através da ligação DELTA ABERTO.
Os TP’s são geralmente fornecidos com uma ligação estrela no secundário e no terciário com um delta aberto.
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TRANSFORMADORES DE POTENCIAL CAPACITIVO:
O tamanho do TP indutivo é proporcional ao nível de tensão do sistema fazendo com que o custo aumente, a solução é o TP capacitivo. Para valores acima de 230 kV somente TP’s capacitivos são utilizados;
O princípio de funcionamento é baseado em um divisor de tensão capacitivo, sendo utilizado um banco de capacitores ligados em série com o ponto a ser medido;
O divisor de capacitância difere no fato de que a impedância equivalente da fonte é capacitiva e pode, portanto, ser compensada por um reator ligado em série com o ponto de derivação.
Com um reator ideal, tal arranjo não teria nenhuma regulação e poderia fornecer qualquer valor de saída, porém o reator possui alguma impedância em seus enrolamentos limitando a tensão que pode ser obtida na saída.
Para uma saída de 115 V, os capacitores teriam de ser muito grandes para proporcionar um nível de tensão útil, mantendo erros dentro dos limites usuais.
A solução é a utilização de uma tensão secundária alta e finalmente transformar esse nível de tensão alto para o valor normal, utilizando um transformador magnético relativamente barato. Porém essa solução pode apresentar problemas como a ferroressonância.
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Esquema detalhado do TP indutivo
TP indutivo
Esquema detalhado do TP capacitivo
TP capacitivo
Esquema TP capacitivo com reator e um auto-trafo com secundário e terciário
Esquema TP capacitivo com reator e um transformador somente com secundário
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Definição pela ABNT
Relé é um dispositivo por meio do qual um equipamento elétrico é operado quando se produzem variações nas condições deste equipamento (ou no circuito ou equipamento a ele associado) .
Classificação dos Relés
Os relés podem ser classificados de várias formas:
 Quanto às grandezas físicas de atuação: Elétricas, mecânicas, térmicas, ópticas, etc.
 Quanto à natureza das grandezas a que respondem: Corrente, tensão, frequência, potência, pressão, temperatura, etc.
 Quanto ao tipo construtivo: Eletromecânicos (indução), estáticos, microprocessados, numéricos.
 Quanto à função: Sobrecorrente, subtensão, direcional, diferencial, distância, etc.
 Etc.
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Nomenclatura ANSI (American National Standarts Institute)
02 – Relé de partida ou fechamento temporizado (time-delay starting, or closing-relay)
03 – Relé de verificação ou interbloqueio (checking ou interlocking relay)
21 – Relé de distância (distance relay)
27 – Relé de subtensão (under voltage relay)
30 – Relé anunciador (annunciador relay)
32 – Relé direcional de potência (direcional power device)
37 – Relé de subcorrente ou subpotência (undercurrent ou under power relay)
40 – Relé de campo (field relay)
44 – Relé de sequência de partida das unidades (unit sequence starting relay)
46 – Relé de reversão ou balanceamento de corrente de fase (reversephase or phase-balance, current relay)
47 – Relé de sequência de fase de tensão (phase-sequence voltage relay)
48 – Relé de sequência incompleta (incomplete sequencerelay)
49 – Relé térmico para máquina ou transformador (machine, or transformer, thermal relay)
50 – Relé de sobrecorrente instantâneo (instantaneous over current relay)
51 – Relé de sobrecorrente-tempo CA (a-c time over current relay)
53 – Relé para excitatriz ou gerador CC (exciter or d-c generator relay)
55 – Relé de fator de potência (power factor relay)
56 – Relé de aplicação de campo (field application relay)
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58 – Relé de falha de retificação (power rectifier misfire relay)
59 – Relé de sobretensão (overvoltage relay)
60 – Relé de balanço de tensão (voltage balance relay)
61 – Relé de balanço de corrente (current balance relay)
62 – Relé de interrupção ou abertura temporizada 
63 – Relé de pressão de nível ou de fluxo, de líquido ou gás 
64 – Relé de proteção de terra (ground protective relay)
67 – Relé direcional de sobrecorrente CA (a-c directional overcurrent delay)
68 – Relé de bloqueio (blocking relay) ou oscilação do sistema
74 – Relé de alarme (alarm relay)
76 – Relé de sobrecorrente CC (d-c overcurrent relay)
78 – Relé de medição de ângulo de fase, ou de proteção contra falta de sincronismo (phase angle measuring, por out-of-step protective relay)
79 – Relé de religamento CA (a-c reclosing relay)
81 – Relé de frequência (frequency relay)
82 – Relé de religamento CC (d-c reclosing relay)
83 – Relé de seleção de controle ou de transferência automática 
85 – Relé receptor de onda portadora ou fio-piloto (carrier)
86 – Relé de bloqueio (locking-out relay)
87 – Relé de proteção diferencial (differential protective relay)
91 – Relé direcional de tensão (voltage directional relay)
92 – Relé direcional de tensão e potência (voltage and power directional relay)
94 – Relé de desligamento, ou de disparo livre (tripping, or trip-free)
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Definição pela IEC 61850-7-4
Uma nomenclatura mais intuitiva e que adota letras no lugar de números:
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	FUNÇÃO	ANSI	IEC 61850-7-4
	DIFERENCIAL	87	PDIF
	COMPARAÇÃO DIRECIONAL	87B	PDIR
	DISTÂNCIA	21	PDIS
	SOBREPOTÊNCIA DIRECIONAL	32	PDOP
	SUBPOTÊNCIA DIRECIONAL	32	PDUP
	TAXA DE MUDANÇA DE FREQUÊNCIA	81	PFRC
	RESTRIÇÃO HARMÔNICA	87T	PHAR
	PROTEÇÃO DE TERRA	64	PHIZ
	SOBRECORRENTE INSTANTÂNEO	50	PIOC
	INIBIÇÃO DE REPARTIDA DE MOTOR	49R, 66, 48, 51LR	PMRI
	SUPERVISÃO DE TEMPO DE PARTIDA DE MOTOR		PMSS
	FATOR DE POTÊNCIA ELEVADO	55	POPF
	MEDIDA DE ÂNGULO DE FASE/PROTEÇÃO CONTRA FALTA DE SINCRONISMO	78	PPAM
	REGIME DE PROTEÇÃO	21	PSCH
	DIRECIONAL SENSITIVA À TERRA	 	PSDE
	FALTA TRANSITÓRIA À TERRA	 	PTEF
	PROTEÇÃO DE TIRISTOR	 	PTHF
	SOBRECORRENTE TEMPORIZADO	51	PTOC
	SOBREFREQUÊNCIA	81	PTOF
	SOBRETENSÃO	59	PTOV
	PROTEÇÃO DE CONDICIONAMENTO DE TRIP	81	PTRC
	SOBRECARGA TÉRMICA	49	PTTR
	SUBCORRENTE	37	PTUC
	SUBFREQUÊNCIA	81	PTUF
	SUBTENSÃO	27	PTUV
	FATOR DE POTÊNCIA BAIXO	55	PUPF
	SOBRECORRENTE CONTROLADO POR TENSÃO	51V	PVOC
	SOBREEXCITAÇÃO OU VOLTS/HERTZ	24	PVPH
	VELOCIDADE ZERO OU SUBVELOCIDADE	14	PZSU
	PROTEÇÃO DE ROTOR	 	PRTR
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Relés de Sobrecorrente Temporizados (Função 51)
Os relés de Sobrecorrente operam baseando-se na corrente que é suprida pelo secundário do transformador de corrente do sistema.
Num relé de sobrecorrente de indução a corrente injetada na bobina de indução produz dois fluxos magnéticos defasados entre si. O projeto deve otimizar o ângulo em 90o para proporcionar torque máximo (uso do anel de defasagem).
O torque varia com o quadrado da corrente aplicada na bobina. Junto com o disco (no mesmo eixo) há um elemento (contato móvel) que irá fechar o contato de operação do relé (contato fixo) .
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Hoje, em um relé numérico, toda a parte mecânica descrita anteriormente se resume ao seguinte diagrama:
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CURVAS DE TEMPO X CORRENTE NOS RELÉS ELETROMECÂNICOS (t x I):
Quanto mais alta a corrente mais rápido o disco gira e consequentemente menor o tempo de operação do relé, ou seja, o relé apresenta uma característica que varia inversamente com o quadrado da corrente. 
No entanto, as curvas TxI idealizadas devem atender a diferentes necessidades do sistema. A coordenação com alguns tipos de fusíveis, por exemplo, exige curvas quase verticais. Assim surgiram vários tipos de relés de sobrecorrente cujas curvas tem aspectos padronizados internacionalmente. 
Curvas diferentes são obtidas por um estudo no diâmetro do disco, fazendo-o ligeiramente irregular, bem como pela introdução da saturação da bobina, fazendo com que a partir de um determinado valor de corrente o tempo de operação do relé não se altere.
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TAP
Na figura a seguir supõem-se que a força mínima para deixar o relé no limiar de operação é de 100 A.e. Para manter o mesmo fluxo magnético ao alterarmos os valores de corrente deve-se alterar o TAP e as bobinas magnetizante do relé.
TAP 1 A > 1 A x 100 espiras = 100 A. e. 
TAP 2 A > 2 A x 50 espiras = 100 A. e. 
TAP 4 A > 4 A x 25 espiras = 100 A. e. 
Desse modo os taps geram a mesma força magnetomotriz que geram o mesmo fluxo magnético que cria na alavanca a mesma força de atração.
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TAP
Para que as características da curva do relé sejam as mesmas, deve-se manter os mesmos níveis de fluxo (mesmos níveis de corrente na bobina). No entanto, cada aplicação requer normalmente níveis de corrente diferentes. Para se manter o fluxo com diferentes níveis de corrente, há dentro do relé uma bobina, com vários taps que mantêm os mesmos níveis de fluxos para diferentes correntes do sistema (primário). (Deslocamento da curva na horizontal)
PICK UP
O disco deve iniciar o movimento acima de um determinado valor de corrente (pick up). Considerando-se que quando a corrente é pequena o torque é pequeno, esse pick up é conseguido utilizando um imã permanente e molas que só permitam que o disco gire quando o torque motor superar o torque resistente. O torque do imã permanente pode ser controlado deslocando-o com relação à parte mais externa ou mais interna do disco e desta maneira pode-se controlar o pick up do relé (Deslocamento mais fino da curva na horizontal)
DROP-OUT
Termo genérico que se refere a desoperação do relé.
MÚLTIPLO
Múltiplo do relé indica quantas vezes a corrente de defeito é maior que seu TAP. 
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DIAL DE TEMPO
É necessário também uma forma de deslocar a curva verticalmente, sem alterar suas características (aumentar o tempo de operação para uma determinada corrente) . 
Lembrando que o tempo de operação do relé depende do percurso do contato móvel (preso ao eixo de rotação do disco) que tem que se deslocar até que ele atinja o contato fixo, o deslocamento vertical da curva pode ser conseguido através de um dispositivo que aumente ou diminua o espaço a ser percorrido pelo contato. (Deslocamento da curva na vertical)
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CURVAS DE TEMPO X CORRENTE NOS RELÉS NUMÉRICOS (t x I):
Aqui permanece somente o conceito de quanto mais alto for a corrente menor será o tempo de operação do relé.
TAP
Nessa tecnologia não existe mais esse conceito. A corrente calculada no projeto poderá ser aplicada no relé, mesmo que ela possua valores fracionados.
PICKUP
Como o relé aceita uma gama muito grande de corrente, esse parâmetro está totalmente desvinculado com o TAP (que só existe nos relés eletromecânicos/estáticos). Agora existe o conceito de um fator que é multiplicado, dependendo do relé, pela corrente nominal ou pela corrente secundária do TC. Nos relés numéricos o pickup pode ser sinalizado com um led ou direcionado para alguma saída.
DROP-OUT
Termo genérico que se refere a desoperação do relé.
MÚLTIPLO
Continua com o mesmo conceito, porém agora é com base no pickup.
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DIAL DE TEMPO
Contínua com o mesmo conceito de deslocamento da curva no sentido vertical, porém, no relé numérico existe uma faixa infinita de curvas, basta somente o projetista determinar o dial de tempo no estudo e parametrizar o esse valor no software do relé.
FAMÍLIADE CURVAS:
Na tecnologia dos relés eletromecânicos cada relé possui uma curva, já nos relés numéricos existem diversas famílias armazenadas na memória, isso é possível pois uma família nada mais é do que uma equação e que depende dos parâmetros que existem nela, a seguir as curvas ou equações que existem em um relé numérico da GE (G60):
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CURVAS IEEE: AS FORMAS DE CURVAS TEMPORIZADAS DE SOBRECORRENTE DA IEEE(IEEE C37.112 - 1996) SÃO CLASSIFICADAS EM: MODERADAMENTE, MUITO E EXTRAMAMENTE INVERSA. AS TRÊS OBEDECEM A SEGUINTE LEI:
ONDE:
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CURVAS IEC: O RELÉ OFERECE TRÊS TIPOS DE CURVAS PADRÃO DEFINIDAS PELA IEC 255-4/BS - 142 E CLASSIFICADAS COMO: IEC CURVA A, IEC CURVA B E IEC CURVA C. A FÓRMULA PARA ESTAS TRÊS CURVAS É:
ONDE:
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CURVAS IAC: AS CURVAS DO TIPO IAC DA GE SÃO DERIVADAS DA SEGUINTE FÓRMULA:
ONDE:
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CURVAS I2T: AS CURVAS I2T SÃO DERIVDAS DA SEGUINTE FÓRMULA:
ONDE: 
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PARAMETRIZAÇÃO
Nos relés eletromecânicos a parametrização é feita diretamente no próprio painel do relé, nos relés numéricos existe um software que comunica com relé e passa os parâmetros setados pelo usuário (possibilidade de ajuste remoto). Abaixo, por exemplo, uma tela de parametrização da função 51 do relé numérico G60, note que são setados, principalmente: pickup, família de curva utilizada e dial de tempo :
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Relés de Sobrecorrente Instantâneos (Função 50):
RELÉS ELETROMECÂNICOS
Além da atuação com base em curvas TxI (curvas temporizadas, função 51). Há relés de sobrecorrente que atuam instantaneamente (função 50) (tempos entre 15 a 30ms tipicamente) a partir de um valor de corrente ajustável.
Na verdade, a maioria dos relés de sobrecorrente possuem as duas funções 50 e 51, trabalhando com a curva temporizada até um determinado valor de corrente a partir do qual a atuação é instantânea.
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RELÉS NUMÉRICOS:
O conceito aqui de pickup é o mesmo citado anteriormente, nesse caso pode-se optar por uma função de tempo definido ou instantâneo e lembrando que em um relé numérico é comum vir duas ou mais unidades 50. É importante ressaltar que cada fabricante utilizará um nome específico para pickup e tempo de atuação. Abaixo uma parametrização da função 50.
OBS: Quando se trata de uma função instantânea, o usuário deve ter em mente que não existe um tempo de atuação em 0, pois o relé precisa aquisitar a corrente, processar a informação, tomar uma decisão e enviar o sinal de atuação, isso tudo demanda tempo e nos mais modernos relés ele está em torno de 20 a 50 milisegundos.
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0.5	0.60000000000000064	0.70000000000000062	0.8	0.9	1	1.1000000000000001	1.2	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7000000000000037	1.8	1.9	2	2.1	2.2000000000000002	2.2999999999999998	2.4	2.5	2.6	2.7	2.8	2.9	3	3.1	3.2	3.3	3.4	3.5	3.6	3.7	3.8	3.9	4	4.0999999999999996	4.2	4.3	4.4000000000000004	4.5	4.5999999999999996	4.7	4.8	4.9000000000000004	5	5.0999999999999996	5.2	5.3	5.4	5.5	5.6	5.7	5.8	5.9	6	6.1	6.2	6.3	6.4	6.5	6.6	6.7	6.8	6.9	7	7.1	7.2	7.3	7.4	7.5	7.6	7.7	7.8	7.9	8	8.1	8.2000000000000011	8.3000000000000007	8.4	8.5	8.6	8.7000000000000011	8.8000000000000007	8.9	9	9.1	9.2000000000000011	9.3000000000000007	9.4	9.5	9.6	9.7000000000000011	9.8000000000000007	9.9	10	10.1	10.20000000000000	1	10.3	10.4	10.5	10.6	10.7	10.8	10.9	11	11.1	11.2	11.3	11.4	11.5	11.6	11.7	11.8	11.9	12	12.1	12.2	12.3	12.4	12.5	12.6	12.7	12.8	12.9	13	13.1	13.2	13.3	13.4	13.5	13.6	13.7	13.8	13.9	14	14.1	14.2	14.3	14.4	14.5	14.6	14.7	14.8	14.9	15	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.00000	00000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	4.0000000000000112E-2	MÚLTIPLO DE PICKUP
TEMPO
OUTRAS APLICAÇÕES PARA A FUNÇÃO DE SOBRECORRENTE:
Sobrecorrente de Neutro 50N/51N: No relé eletromecânico essa função mede a sobrecorrente de sequência zero que circula pelo neutro, a medição é feita através de um transformador de corrente conectado entre o ponto de neutro e terra. Já para a maioria dos relés numéricos essa função é calculada através das três correntes de fase.
Sobrecorrente de Terra 50G/51G: Essa função é exclusiva dos relés numéricos e ela mede a sobrecorrente de sequência zero que circula pelo neutro, a medição é feita através de um transformador de corrente conectado entre o ponto de neutro e terra. 
Sobrecorrente de Terra sensitivo 50GS/51GS: Essa função é exclusiva dos relés numéricos e ela mede a sobrecorrente de sequência zero que circula pelo neutro, a medição é feita através de um transformador de corrente conectado entre o ponto de neutro e terra. O relé possui um ajuste sensível entre 0,01 a 1 A para medir correntes de sequência zero muito baixas.
Sobrecorrente com restrição de tensão 51V: Sobrecorrente de fase com restrição de tensão. Essa função altera o seu valor de pickup dependendo do valor de tensão que é medido pelo relé. 
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Relés de Tensão (Funções 59 e 27):
Os relés de tensão reagem em função à tensão do circuito elétrico que eles guardam. Geralmente utilizada para lógicas de rejeição de carga, transferência de barra e como proteção para rejeição de cargas em geradores (59) e partidas longas de motores (27). Sua equação de conjugado é da forma:
C = K1U2 - K2
Tendo portanto um funcionamento muito semelhante aos relés de corrente. Durante muito tempo essas funções foram utilizadas com características de tempo inverso, porém nos relés numéricos essa característica está desaparecendo e sobrando somente atuações por tempo definido.
Relé de Sobretensão (função 59), efetuando a abertura do disjuntor quando a tensão no circuito (V) for maior que um valor de regulagem (Vr);
 Relé de Subtensão (função 27), abrem quando, por exemplo, quando V <0,65 Vr;
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SUBTENSÃO E SOBRETENSÃO DE TEMPO DEFINIDO – TÍPICO DE RELÉS NUMÉRICOSSUBTENSÃO E SOBRETENSÃO DE TEMPO INVERSO – TÍPICO DE RELÉS ELÉTROMECÂNICOS E ESTÁTICOS
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SUBTENSÃO	0	0.1	0.2	0.30000000000000032	0.4	0.45	0.5	0.55000000000000004	0.60000000000000064	0.65000000000000424	0.70000000000000062	0.75000000000000377	0.8	0.85000000000000064	0.9	0.95000000000000062	4.34	4.8	5.3	5.85	6.4700000000000024	6.81	7.18	7.57	8	8.4600000000000026	8.98	9.5400000000000009	10.18	10.91	11.77	12.79	SOBRETENSÃO	1.05	1.1000000000000001	1.1499999999999917	1.2	1.25	1.3	1.35	1.4	1.45	1.5	1.55	1.6	1.7	1.8	12.6	11.25	10.130000000000001	9.5400000000000009	8.6399999999999988	7.9	7.2700000000000014	6.72	6.23	5.79	5.39	5.0199999999999996	4.37	3.8	MÚLTIPLO DE PICKUP DE TENSÃO
TRMPO
SUBTENSÃO	0	5.0000000000000114E-3	1.0000000000000005E-2	1.4999999999999998E-2	2.0000000000000011E-2	2.5000000000000001E-2	3.0000000000000002E-2	3.500000000000001E-2	4.0000000000000022E-2	4.5000000000000012E-2	0.05	5.5000000000000014E-2	6.0000000000000032E-2	6.5000000000000002E-2	7.0000000000000021E-2	7.5000000000000011E-2	8.0000000000000043E-2	8.5000000000000006E-2	9.0000000000000024E-2	9.5000000000000043E-2	0.1	0.10500000000000002	0.11	0.115	0.12000000000000002	0.125	0.13	0.13500000000000001	0.14000000000000001	0.14500000000000021	0.15000000000000024	0.15500000000000042	0.16	0.16500000000000001	0.17	0.17500000000000004	0.18000000000000024	0.18500000000000039	0.19	0.19500000000000001	0.2	0.20500000000000004	0.21000000000000021	0.21500000000000039	0.22	0.22500000000000001	0.23	0.23500000000000001	0.24000000000000021	0.24500000000000038	0.25	0.255	0.26	0.26500000000000001	0.27	0.27500000000000002	0.28000000000000008	0.28500000000000031	0.29000000000000031	0.29500000000000032	0.30000000000000032	0.30500000000000038	0.31000000000000077	0.31500000000000078	0.32000000000000089	0.3250000000000009	0.33000000000000101	0.33500000000000102	0.34	0.34500000000000008	0.35000000000000031	0.35500000000000032	0.36000000000000032	0.36500000000000032	0.37000000000000038	0.37500000000000078	0.38000000000000089	0.3850000000000009	0.3900000000000009	0.39500000000000102	0.4	0.40500000000000008	0.41000000000000031	0.41500000000000031	0.42000000000000032	0.42500000000000032	0.43000000000000038	0.43500000000000077	0.44	0.44500000000000001	0.45	0.45500000000000002	0.46	0.46500000000000002	0.47000000000000008	0.47500000000000031	0.48000000000000032	0.48500000000000032	0.49000000000000032	0.49500000000000038	0.5	0.505	0.51	0.51500000000000001	0.52	0.52500000000000002	0.53	0.53500000000000003	0.54	0.54500000000000004	0.55000000000000004	0.55500000000000005	0.56000000000000005	0.56499999999999995	0.56999999999999995	0.57500000000000062	0.58000000000000007	0.58499999999999996	0.59	0.59499999999999997	0.60000000000000064	0.60500000000000065	0.61000000000000065	0.61500000000000155	0.62000000000000155	0.62500000000000167	0.63000000000000178	0.63500000000000179	0.64000000000000179	0.64500000000000179	0.65000000000000191	0.65500000000000203	0.66000000000000203	0.66500000000000203	0.67000000000000204	0.67500000000000204	0.68	0.68500000000000005	0.69000000000000061	0.69499999999999995	0.70000000000000062	0.70500000000000063	0.71000000000000063	0.71500000000000064	0.	72000000000000064	0.72500000000000064	0.73000000000000065	0.73500000000000065	0.74000000000000155	0.74500000000000155	0.75000000000000167	0.75500000000000178	0.76000000000000179	0.76500000000000179	0.77000000000000179	0.77500000000000191	0.78	0.78500000000000003	0.79	0.79500000000000004	0.8	0.80500000000000005	0.81	0.81499999999999995	0.82000000000000062	0.82500000000000062	0.83000000000000063	0.83500000000000063	0.84000000000000064	0.84500000000000064	0.85000000000000064	0.85500000000000065	0.86000000000000065	0.86500000000000155	0.87000000000000155	0.87500000000000167	0.88	0.88500000000000001	0.89	0.89500000000000002	0.9	0.90500000000000003	0.91	0.91500000000000004	0.92	0.925000000000	00004	0.93	0.93500000000000005	0.94000000000000061	0.94499999999999995	0.95000000000000062	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.3000000	0000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.300000000	00000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	SOBRETENSÃO	1.05	1.0549999999999968	1.06	1.0649999999999968	1.07	1.075	1.08	1.085	1.0900000000000001	1.095	1.1000000000000001	1.105	1.1100000000000001	1.115	1.1200000000000001	1.125	1.1299999999999966	1.135	1.1399999999999966	1.145	1.1499999999999966	1.155	1.1599999999999966	1.165	1.1700000000000021	1.175	1.180000000000003	1.1850000000000001	1.1900000000000031	1.1950000000000001	1.2	1.2049999999999963	1.21	1.2149999999999963	1.22	1.2249999999999965	1.23	1.2349999999999965	1.24	1.2449999999999968	1.25	1.2549999999999966	1.26	1.2649999999999966	1.27	1.2749999999999966	1.2799999999999854	1.2849999999999966	1.29	1.2949999999999968	1.2999999999999854	1.3049999999999968	1.3099999999999858	1.3149999999999868	1.3199999999999859	1.3249999999999869	1.3299999999999859	1.3349999999999898	1.3399999999999861	1.3	449999999999898	1.3499999999999861	1.3549999999999898	1.3599999999999866	1.3649999999999898	1.3699999999999866	1.3749999999999898	1.3799999999999866	1.3849999999999898	1.3899999999999866	1.3949999999999898	1.3999999999999866	1.4049999999999854	1.4099999999999837	1.4149999999999854	1.4199999999999837	1.4249999999999854	1.4299999999999837	1.4349999999999858	1.4399999999999837	1.4449999999999859	1.4499999999999837	1.4549999999999859	1.4599999999999842	1.4649999999999861	1.4699999999999842	1.4749999999999861	1.4799999999999842	1.4849999999999866	1.4899999999999844	1.4949999999999866	1.4999999999999845	1.5049999999999866	1.5099999999999854	1.5149999999999866	1.5199999999999854	1.5249999999999866	1.5299999999999854	1.5349999999999868	1.5399999999999854	1.544999999	9999868	1.5499999999999854	1.5549999999999868	1.5599999999999858	1.5649999999999868	1.5699999999999859	1.5749999999999869	1.5799999999999859	1.5849999999999898	1.5899999999999861	1.5949999999999898	1.5999999999999861	1.6049999999999898	1.6099999999999866	1.6149999999999898	1.61999999999998661.6249999999999898	1.6299999999999866	1.6349999999999898	1.6399999999999866	1.6449999999999898	1.6499999999999866	1.6549999999999898	1.6599999999999868	1.6649999999999898	1.6699999999999868	1.6749999999999898	1.6799999999999868	1.6849999999999898	1.6899999999999868	1.6949999999999898	1.6999999999999869	1.7049999999999859	1.7099999999999842	1.7149999999999861	1.7199999999999842	1.7249999999999861	1.7299999999999842	1.7349999999999766	1.7399999999999844	1.7449999999999866	1.7499999999999751	1.7549999999999866	1.7599999999999854	1.7649999999999866	1.7699999999999754	1.7749999999999866	1.7799999999999754	1.7849999999999768	1.7899999999999754	1.7949999999999768	1.7999999999999758	1.8049999999999768	1.8099999999999759	1.8149999999999769	1.8199999999999759	1.8249999999999778	1.8299999999999761	1.8349999999999798	1.8399999999999761	1.8449999999999798	1.8499999999999766	1.8549999999999798	1.8599999999999766	1.8649999999999798	1.86999999	99999766	1.8749999999999798	1.8799999999999766	1.8849999999999798	1.8899999999999766	1.8949999999999798	1.8999999999999768	1.9049999999999798	1.9099999999999768	1.9149999999999798	1.9199999999999768	1.9249999999999798	1.9299999999999768	1.9349999999999798	1.9399999999999769	1.9449999999999799	1.9499999999999778	1.9549999999999799	1.9599999999999798	1.9649999999999799	1.9699999999999798	1.9749999999999799	1.9799999999999798	1.9849999999999799	1.9899999999999798	1.9949999999999799	1.9999999999999798	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	0.30000000000000032	MÚLTIPLO DE PICKUP DE TENSÃO
TEMPO
Relés de Reversão ou Desbalanço de Corrente de Fase (Função 46)
Estes relés são usados na proteção contra desbalanço de corrente no estator de motores e geradores, detectando através de filtros a componente de corrente de sequência negativa.
Quando há o desbalanço, que pode ocorrer por exemplo:
 Por uma fase aberta em uma linha, ou um contato aberto de um disjuntor;
 Por falha desbalanceada próxima da máquina e que não tenha sido eliminada pelos relés de proteção indicados;
 Ou ainda por falha no enrolamento do estator. 
Há consequentemente fluxo de corrente negativa no estator da máquina. Gerando nas ranhuras do rotor, correntes de frequência dupla, que sobreaquecem o rotor e produzem vibrações.
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O Filtro de Sequência Negativa
A figura abaixo é montada com base em duas impedâncias Z/60o (por exemplo, um resistor em série com um capacitor) e Z/0o, tem-se  ZI=0 na malha do relé, resultando
(Ia - I) . Z /60 + (Ib - I) . Z /0 = 0
(Ib - I) Z = h2 (Ia - I) Z
Ib - I = h2 Ia - h2 I
Ib - h2 Ia = I - h2 I
(Ib1 + Ib2) - (Ia1 + Ia2) h2 = I(I - h2)
Ia2 . h(I - h2) = I(I - h2)
Ia2 = I / h = I/-120
I  Ia2 
Ou seja, nessa conexão o relé, conectado entre m e n, recebe corrente I proporcional à componente de sequência negativa Ia2.
OBS.: ESSA LIGAÇÃO É PARA RELÉS ELETROMECÂNICOS E ESTÁTICOS. NA TECNOLOGIA DOS NUMÉRICOS, O PRÓPRIO RELÉ FAZ A FILTRAGEM DA SEQUÊNCIA NEGATIVA.
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Nas Aplicações de Proteção de Geradores
O tempo o qual o rotor/enrolamento amortecedor pode suportar este desbalanço é inversamente proporcional ao quadrado da corrente de seqüência negativa, ou seja:
Se:	K < (I2)2 t < 2K 	 o gerador poderá ser danificado
	(I2)2 t > 2K 	 o gerador ficará seriamente danificado.
 
Em geral o fabricante fornece a curva K = (I2)2 t do gerador, permitindo ajustar a característica do relé de tempo inverso (alimentado por filtro de seqüência negativa imediatamente abaixo daquela curva. 
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Relés de Frequência (Função 81)
Os relés de frequência são usados na proteção de geradores e no religamento de linhas.
Na proteção de geradores eles são usados para detectar:
 Subfrequência que ocorre na entrada de carga ou na perda parcial da geração (saída de outro gerador em paralelo). Neste caso pode agir no sentido de eliminar cargas não prioritárias (rejeição de carga), na tentativa de recuperar as condições do sistema.
Geradores acionados por Turbinas a vapor, se a frequência cai abaixo de 5 a 6% da nominal, corre-se o risco de quebra das palhetas devido a rotação na faixa de ressonância mecânica.
 Sobrefrequência que acontece na perda de carga. 
Em Turbinas Hidráulicas o relé é ajustado tipicamente para operar entre 145 a 148% da frequência nominal. Em Turbinas a vapor o ajuste é de cerca de 110%
No religamento de linha, ele pode ser usado para bloquear o religamento caso as frequências das linhas estejam fora de limites toleráveis. 
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Para que se compreenda o funcionamento desses relés de frequência, analisaremos um tipo eletrodinâmico (RF2 da ASEA), de mais fácil compreensão.
Ele é constituído por duas bobinas (indutor fixo e quadro móvel); o indutor é alimentado a partir do circuito de tensão através do resistor R e forma um circuito oscilante paralelo (logo na freqüência de ressonância ajustada, oferece máxima impedância à circulação de corrente), no qual um dos braços tem capacitor C e, no outro, além do enrolamento indutivo bipartido, há uma bobina ou indutor ajustável. O quadro móvel é percorrido pela soma Ie das correntes Ic (no capacitor C) e Is (no indutor L).
 O indutor variável permite ajustar convenientemente o circuito oscilante, tal que o comparador tem conjugado nulo, quando Is e Ie são defasadas de 90o, isto ocorre para uma freqüência de regulagem nominal FN.
Para uma freqüência (F< FN), a corrente Is > Ic; Ie estará defasada de Is de um ângulo menor que 90o, resultando em um conjugado que deslocará a bobina em um certo sentido. Ao contrário (F > FN), Is < Ic, o ângulo entre Ie e Is é maior que 90o deslocando a bobina no sentido contrário.
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Nos relés numéricos basta configurar um valor de pickup e um tempo de atuação para que se parametrize uma função de sobrefrequência ou subfrequência, geralmente os relés mais modernosvem com 5 ajustes para sobrefrequência e 5 ajustes para subfrequência Abaixo um exemplo de parametrização com 3 patamares para valores acima de 60 Hertz e 3 patamares para valores abaixo de 60 Hz
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CONPROVE INDÚSTRIA & COMÉRCIO
SUBFREQUÊNCIA E SOBREFREQUÊNCIA	58	58.01	58.02	58.03	58.04	58.05	58.06	58.07	58.08	58.09	58.1	58.11	58.120000000000012	58.13	58.14	58.15	58.160000000000011	58.17	58.18	58.190000000000012	58.2	58.21	58.220000000000013	58.230000000000011	58.24	58.25	58.259999999999913	58.27000000000001	58.280000000000008	58.290000000000013	58.300000000000004	58.309999999999903	58.319999999999901	58.329999999999913	58.339999999999911	58.349999999999902	58.3599999999999	58.369999999999912	58.379999999999903	58.389999999999901	58.399999999999913	58.409999999999911	58.419999999999902	58.43	58.439999999999912	58.449999999999903	58.459999999999901	58.469999999999963	58.479999999999912	58.489999999999903	58.5	58.509999999999913	58.519999999999911	58.530000000000008	58.54	58.549999999999912	58.559999999999903	58.57	58.579999999999913	58.589999999999911	58.600000000000009	58.61	58.619999999999912	58.63000000000001	58.64	58.649999999999913	58.659999999999911	58.670000000000009	58.68	58.689999999999912	58.70000000000001	58.710000000000008	58.719999999999963	58.730000000000011	58.740000000000009	58.75	58.759999999999813	58.77000000000001	58.780000000000008	58.790000000000013	58.800000000000004	58.809999999999803	58.819999999999801	58.829999999999863	58.839999999999812	58.849999999999802	58.8599999999998	58.869999999999813	58.879999999999811	58.889999999999802	58.899999999999913	58.909999999999812	58.919999999999803	58.93	58.939999999999813	58.949999999999811	58.959999999999802	58.969999999999963	58.979999999999812	58.989999999999803	59	59.009999999999813	59.019999999999811	59.030000000000008	59.04	59.049999999999812	59.059999999999803	59.07	59.079999999999863	59.089999999999812	59.100000000000009	59.11	59.119999999999813	59.13000000000001	59.14	59.149999999999913	59.159999999999812	59.170000000000009	59.18	59.189999999999813	59.20000000000001	59.210000000000008	59.219999999999963	59.230000000000011	59.240000000000009	59.25	59.259999999999813	59.27000000000001	59.280000000000008	59.28999999999993	5	59.300000000000004	59.309999999999697	59.319999999999702	59.329999999999863	59.339999999999698	59.349999999999703	59.359999999999701	59.369999999999699	59.379999999999697	59.389999999999702	59.399999999999913	59.409999999999698	59.419999999999703	59.42999999999995	59.439999999999699	59.449999999999697	59.459999999999702	59.469999999999935	59.479999999999698	59.489999999999696	59.499999999999957	59.509999999999813	59.519999999999698	59.529999999999994	59.539999999999935	59.549999999999699	59.559999999999697	59.569999999999965	59.579999999999863	59.589999999999698	59.600000000000009	59.609999999999943	59.619999999999699	59.63000000000001	59.639999999999972	59.649999999999913	59.659999999999698	59.670000000000009	59.67999999999995	59.689999999999699	59.70000000000001	59.70999999999998	59.719999999999935	59.730000000000011	59.739999999999611	59.749999999999957	59.7599999999996	59.769999999999612	59.779999999999994	59.789999999999601	59.799999999999613	59.809999999999597	59.819999999999595	59.8299999999996	59.839999999999598	59.849999999999604	59.859999999999594	59.8699999999996	59.879999999999598	59.889999999999596	59.899999999999601	59	.909999999999599	59.919999999999597	59.929999999999602	59.9399999999996	59.949999999999598	59.959999999999596	59.969999999999601	59.979999999999599	59.989999999999597	59.999999999999602	60.0099999999996	60.019999999999598	60.029999999999603	60.039999999999601	60.049999999999599	60.059999999999597	60.069999999999602	60.0799999999996	60.089999999999598	60.099999999999611	60.109999999999602	60.1199999999996	60.129999999999612	60.139999999999603	60.149999999999601	60.159999999999599	60.169999999999611	60.179999999999602	60.1899999999996	60.199999999999612	60.209999999999603	60.219999999999601	60.229999999999613	60.239999999999512	60.249999999999602	60.2599999999996	60.269999999999513	60.279999999999511	60.289999999999502	60.299999999999613	60.309999999999498	60.319999999999496	60.329999999999501	60.339999999999499	60.349999999999497	60.359999999999495	60.3699999999995	60.379999999999498	60.389999999999496	60.399999999999501	60.409999999999499	60.419999999999497	60.429999999999502	60.4399999999995	60.449999999999498	60.459999999999496	60.469999999999501	60.479999999999499	60.489999999999498	60.499999999999503	60.509999999999	501	60.519999999999499	60.529999999999511	60.539999999999502	60.5499999999995	60.559999999999498	60.569999999999503	60.579999999999501	60.589999999999499	60.599999999999511	60.609999999999502	60.6199999999995	60.629999999999512	60.639999999999503	60.649999999999501	60.659999999999499	60.669999999999511	60.679999999999502	60.6899999999995	60.699999999999513	60.709999999999503	60.719999999999501	60.729999999999563	60.739999999999412	60.749999999999503	60.759999999999501	60.769999999999413	60.779999999999411	60.789999999999402	60.799999999999613	60.809999999999398	60.819999999999396	60.829999999999401	60.839999999999399	60.849999999999397	60.859999999999395	60.869999999999401	60.879999999999399	60.889999999999397	60.899999999999402	60.9099999999994	60.919999999999398	60.929999999999403	60.939999999999401	60.949999999999399	60.959999999999397	60.969999999999402	60.9799999999994	60.989999999999398	60.999999999999403	61.009999999999401	61.019999999999399	61.029999999999411	61.039999999999402	61.0499999999994	61.059999999999398	61.069999999999403	61.079999999999401	61.089999999999399	61.099999999999412	61.109999999999403	61.119999999999401	61.129999999999413	61.139999999999411	61.149999999999402	61.1599999999994	61.169999999999412	61.179999999999403	61.189999999999401	61.199999999999413	61.209999999999411	61.219999999999402	61.229999999999563	61.239999999999412	61.249999999999311	61.259999999999401	61.269999999999413	61.279999999999312	61.289999999999402	61.299999999999535	61.309999999999299	61.319999999999297	61.329999999999302	61.3399999999993	61.349999999999298	61.359999999999296	61.369999999999301	61.379999999999299	61.389999999999297	61.399999999999302	61.4099999999993	61.419999999999298	61.429999999999303	61.439999999999301	61.449999999999299	61.459999999999297	61.469999999999303	61.479999999999301	61.489999999999299	61.499999999999311	61.509999999999302	61.5199999999993	61.529999999999312	61.539999999999303	61.549999999999301	61.559999999999299	61.569999999999311	61.579999999999302	61.5899999999993	61.599999999999312	61.609999999999303	61.619999999999301	61.629999999999313	61.639999999999311	61.649999999999302	61.6599999999993	61.669999999999312	61.679999999999303	61.689999999999301	61.699999999999363	61.709999999999312	61.719999999999303	61.729999999999535	61.739999999999313	61.749999999999211	61.	759999999999302	61.769999999999413	61.779999999999212	61.789999999999303	61.79999999999945	61.809999999999199	61.819999999999197	61.829999999999202	61.8399999999992	61.849999999999199	61.859999999999197	61.869999999999202	61.8799999999992	61.889999999999198	61.899999999999203	61.909999999999201	61.919999999999199	61.929999999999211	61.939999999999202	61.9499999999992	61.959999999999198	61.969999999999203	61.979999999999201	61.989999999999199	61.999999999999211	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	FREQUÊNCIA
TEMPO
Relés de Variação de Frequência (Função 81R)
Taxa de variação de Frequência, ou derivada da frequênciaou decaimento de frequência. A operação do relé ocorre quando a taxa de variação de frequência do sistema elétrico ultrapassar um valor pré-ajustado. Em relés microprocessados a variação de frequência é feita através da lógica Df/Dt. Situações onde ocorrem variações de frequência:
 
Perda/Entrada de Geração;
Variação de carga;
Mudanças bruscas da topologia de rede (saída de linhas, trafos, etc).
 
Problemas que resultam quando o sistema elétrico opera fora da frequência nominal:
Não há balanço de potência;
As cargas não operam em suas condições de projetos gerando maiores perdas, maior consumo, etc.
Podem ocorrer erros nas medições dos equipamentos de medição, controle, proteção e em alguns casos danos nas pás das turbinas térmicas a vapor.
Para manter a frequência próxima ao valor nominal utiliza-se o Esquema Regional de Alívio de Carga (ERAC). Resumidamente retiram-se sequencialmente cargas "não vitais" de modo a assegurar o equilíbrio de potência entre geração e carga de modo que a frequência esteja o mais próxima possível dos 60Hz.
40
CONPROVE INDÚSTRIA & COMÉRCIO
Função Volts/Hertz ou Sobre-excitação (24)
O fluxo magnético dentro do transformado é proporcional a:
Φmáximo≈Vn/fn
O fluxo magnético no núcleo é proporcional a tensão aplicada no enrolamento e inversamente proporcional à frequência.
Valores acima desse ponto limite, geram as correntes de Focault no núcleo e próximo dos componentes condutores. Essas correntes causam sobreaquecimento que dentro de pouco tempo podem evoluir para danos mais severos.
Durante uma rejeição de carga ou uma retirada de gerador um transformador, por exemplo, pode experimentar uma excessiva taxa de volts/hertz .
Quando o núcleo de um transformador está sobre-excitado ele opera em uma região magnética não linear e cria componentes harmônicas. Uma quantidade significativa de corrente de 5 harmônica será característico de uma sobreexcitação.
 
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Relés numéricos possuem geralmente dois elementos de Volts/Hertz, um elemento pode ser ajustado com uma característica de tempo inverso e a outra com uma característica de tempo definido;
Um elemento de Voltz/Hertz de um relé numérico usa a taxa entre a tensão medida no terminal de um gerador e a frequência medida do sistema.
Por exemplo, uma medição de tensão de linha de 120 V com uma frequência de 60 Hz resultará em uma taxa de 2 V/Hz.
 
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Abaixo uma característica de tempo inverso de uma das famílias de curva de um relé numérico da GE:
Note que deve ser configurado: a família de curvas, o dial de tempo e o pickup que será utilizado.
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Relés Diferenciais Eletromecânicos (Função 87)
O relé diferencial caracteriza-se pela operação por diferença de correntes. A sua atuação é restrita a defeitos compreendidos na região entre os TC’s que envolvem o equipamento protegido.
Proteção Diferencial Amperimétrica:
Trata-se simplesmente de um relé de sobrecorrente instantâneo, conectado diferencialmente, e cuja zona de proteção é limitada pelos TC’s. Nas condições normais, ou em curtos fora da zona, I1=I2. Para curtos internos I1I2, e o relé atua.
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Interferências na proteção diferencial
Existem parâmetros que influenciam diretamente na proteção diferencial sendo:
 Saturação, casamentos imperfeitos (mismatch) e erros dos TC’s.
 Existência de componente contínua da corrente de curto-circuito.
 No caso de transformadores, corrente de magnetização inicial (Inrush), defasamento angular ente as correntes do primário e secundário, mudança automática de tap;
Caso o projetista não considere esses fatores o relé pode operar indevidamente para faltas externas (fora da área de atuação) ou no caso da energização do trafo.
Os erros relacionados ao TC, principalmente devido a saturação, tornam a proteção diferencial amperimétrica, extremamente susceptível a falsas operações. Assim, os relés diferenciais usados na proteção de equipamentos como transformadores e geradores, trabalham com base na proteção diferencial percentual.
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Proteção Diferencial Percentual
A filosofia deste tipo de relé consiste em criar uma grandeza de restrição que seja elevada nas faltas externas e muito mais baixa nas faltas internas. Em relés eletromecânicos isto é feito por bobinas de restrição.
A corrente diferencial na bobina de operação é proporcional a (I1-I2)
e a corrente nas bobinas de restrição é proporcional a
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A condição de pick-up pode ser obtida pelo balanço das força magnetomotrizes:
FO = FR
(I1 - I2). NO = i NO = I1 NR / 2 + I2 NR / 2
 i = NR  Slope = 100 . NR % 
 I1+I2 NO NO
 2
A Característica de operação será uma reta cuja inclinação corresponde à relação entre os números de espira das bobinas de restrição e operação. Na figura ao lado está indicado uma característica de operação
genérica na qual se leva em consideração o efeito da mola, que corresponde a uma restrição adicional.
A inclinação da característica de operação, dada em valor percentual, denomina-se slope. No exemplo, é o valor percentual da relação entre Io/Ir.
Opera
Não Opera
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Métodos Usados na Correção dos Erros da Proteção Diferencial (relé eletromecânico):
Devido aos erros da conexão diferencial, algumas correções são muitas vezes necessárias, segue como exemplo algumas técnicas adotadas:
 Na correção do não perfeito ajuste das relações de transformação dos transformadores (mismatch), recorre-se a transformadores de corrente auxiliares externos.
 Na correção do defasamento angular entre correntes, inerentes a certos tipos construtivos de transformadores, utiliza-se montar os TC’s em ambos os lados de modo a compensar o defasamento.
 No caso de falta-terra externa, deve-se sempre montar conexões de modo que as correntes que circulam no relé venham de duas conexões delta.
 Para correção da corrente de Inrush, os relés diferenciais são dotados de filtros capazes de reconhecer a corrente de Inrush, bloqueando a atuação do relé (restrição por harmônico, visto com mais detalhes adiante)
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Relés Diferenciais Numéricos (Função 87)
A filosofia utilizada nos relés eletromecânicos continua a mesma, porém o que muda agora com os modernos relés são as maneiras de como adequar as correntes no primário e no secundário para comparação e cada fabricante agora passa a criar a sua maneira de calcular a corrente de restrição, criando também a própria curva de operação e não operação. Abaixo, o modo como os o principais fabricantes calculam sua restrição e como é a curva de operação:
ABB RET-670
Irest: Maior entre |Ip| e |Is|
Slopes: 2
Início Slope1: Fim Seção 1
Início Slope2: Fim Seção 2
ABB SPAD-346C
Irest: (Ip + Is) /2
Slopes: 2
Início Slope1: 0.5
Início Slope2: I2tp / In
Obs.: Apenas o valor de Slope1 é ajustado, sendo que o valor do slope2 é sempre 100%.
Areva MiCOM P632
Irest: (Ip + Is) /2
Slopes: 2
Início Slope1: 0.5 * Pickup
Início Slope2: IR,m2
Areva MiCOM P633 e P634
Irest: (|Ip| +| Is|) /2
Slopes: 2
Início Slope1: 0.5 * Pickup
Início Slope2: IR,m2
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GE DTP
Irest: Menor entre |Ip| e |Is|
Slopes: 2
Início Slope1: 0
Início Slope2: Inflexão
GE SR745
Irest: (|Ip| +| Is|) /2
Slopes: 2
Início Slope1: Intersecção da reta do Slope 1 com o Pickup
Início Slope2: Knee point
GE T60
Irest: Maior entre |Ip| e |Is|
Slopes: 2
Início Slope1: Intersecção da reta do Slope 1 com o Pickup
Fim Slope1: Break Point 1
Início Slope2: Break Point 2
Obs.: Entre o slope1 e o slope 2 a característica é dada por uma parábola, cuja equação não é descrita em seu manual.
SEL 387/587
Irest: (|Ip| +| Is|) /2
Slopes: 2
Início Slope1: Intersecção da reta do Slope 1 com o Pickup
Início Slope2: Knee point
SEL 787
Irest: |Ip| +| Is|
Slopes: 2
Início Slope1: Intersecção da reta do Slope 1 com o Pickup
Início Slope2: Knee pointSIEMENS 7UT
Irest: |Ip| +| Is|
Slopes: 2 ou 3
Início Slope1: Intersecção da reta do Slope 1 com o Pickup
Início Slope2: Intersecção da reta do Slope 1 com o Slope 2
Início Slope3: Intersecção da reta do Slope 2 com o Slope 3
Obs: No relé não são parametrizados os pontos de mudança do slope. Os valores ajustados são os pontos de intersecção do slope com o eixo Irest. 
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COMO AS CORREÇÕES SÃO FEITAS NO RELÉS NUMÉRICOS:
Nos modernos relés diferenciais microprocessados, a defasagem e o erro de mismatch podem ser corrigidos internamente pelo próprio relé. Neste caso, independente do tipo de transformador, as conexões dos TC’s podem ser feitas em estrela. No ajuste destes relés é necessário informar dados do transformador e dos TC’s utilizados.
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CORREÇÃO ANGULAR:
Considere o transformador abaixo com a seguinte ligação e defasagem angular:
Segundo a teoria de transformadores, esse tipo de ligação faz com que as correntes que entram no enrolamento 1 estejam adiantadas de 30° das correntes que saem do enrolamento 2 ou as correntes que saem do enrolamento 2 estão atrasadas de 30° das correntes que entram no enrolamento 1. Observe o diagrama fasorial a seguir:
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Em uma proteção diferencial, essas correntes iriam causar um disparo indevido, portanto a compensação angular visa corrigir essa situção. No caso ao lado, o relé enxerga as correntes dos dois lados do transformador sem defasagem alguma. Nos relés eletromecânicos isso era feito ligando os TC’s do lado Delta em estrela e os TC’s do lado estrela em delta. Conforme figura abaixo:
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A idéia dessas ligações de TC’s é fazer com que na entrada do relé ao invés de aparecer somente “ia” atrasada de 30° de “IA-IB” é fazer com que apareça “ia-ib”. Observe os diagramas fasoriais antes e após a compensação física:
Antes da compensação
Após a compensação
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Como foi dito antes, essa compensação nos relés numéricos é feita via software, nesse caso, os TC’s podem ser ligados em estrela dos dois lados, bastando informar para o relé para que lado está as polaridades dos TC’s, barra ou objeto. Observe a figura a seguir:
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Após informado via software qual é a defasagem angular e qual a polaridade dos TC’s o relé irá manter fixo o ângulo das correntes do enrolamento 1 (a maioria dos equipamentos adota esse lado como referência) e os ângulos das correntes do enrolamento 2 sofrerá uma compensação.
A ideia é pegar as correntes ia, ib e ic e transformar em iab, ibc e ica de forma análoga às compensações físicas nos eletromecânicos, porém agora via software, portanto:
As correntes acima são o que queremos obter, colocando tudo em uma matriz teremos:
Note que agora aparece as correntes medidas pelo relé (ia,ib e ic). Por fim, basta dividir por raiz de três para compensar a magnitude. (vamos considerar um trafo 1:1):
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A seguir todas as matrizes para defasamento angular:
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COMPENSAÇÃO DE NÃO CASAMENTO DOS TC’s:
Essa compensação ocorre devido ao fato de que os TC’s são fabricados com certas relações de transformação normatizadas. No caso onde a corrente nominal do transformador fique diferente da corrente nominal do TC é necessário corrigir esse valor no relé. Isso acontece de duas maneiras:
TAP CALCULADO: O relé calcula o TAP (In/RTC) para cada lado do transformador e divide a corrente medida em cada enrolamento pelo valor correspondente.
MISMATCH: Nesse caso pode-se manter a corrente medida de um lado sem alteração e a corrente medida do outro lado é multiplicada por fator de correção. Por exemplo, a corrente no enrolamento 1 é de 2 A e a corrente no enrolamento 2 é de 3 A, mantém-se 2 A de um lado e multiplica-se a corrente do enrolamento 2 por 2/3 resultando em 2 A em um lado e 2 A no outro. Existem relés que aplicam a correção por mismatch nas duas correntes medidas .
OBS.: O relé também pode fazer as correntes corrigidas ficarem em forma de escala (geralmente In), portanto, após corrigir, o relé ainda divide esses valores pela corrente nominal do secundário do TC.
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COMPENSAÇÃO DE SEQUÊNCIA ZERO:
Considere uma falta a terra no lado do enrolamento 2, conforme figura abaixo:
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Note que essa falta a terra no lado de conexão estrela se torna uma falta fase-fase no lado de conexão delta, porém o que importa é no enrolamento de conexão estrela irá aparecer além das componentes positiva e negativa, a sequência zero irá circular. Já no lado de conexão delta essa sequência zero fica presa no delta. Prova matemática:
Sabe-se que: 
Em uma corrente de fase no lado DELTA temos que: 
 
Pela última equação acima, nota-se que a sequência zero foi eliminada. 
 
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Se o transformador acima fosse protegido por uma função diferencial o relé iria atuar para uma falta externa pois existiria uma corrente de sequência zero no lado de conexão estrela e não existiria essa mesma componente no lado de conexão delta. Para evitar esse trip indevido os relés numéricos compensam as correntes vindas do lado de conexão estrela aterrado afim de eliminar a sequência zero:
Essa compensação é a matriz 12 exibida anteriormente. Se a conexão for estrela não aterrado ou delta essa compensação perde o sentido.
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Restrição de Harmônicos
A corrente transitória de magnetização que ocorre no transformador ao serem energizados (Corrente de Inrush), e que pode chegar tipicamente a 8 vezes o valor da corrente nominal, circula apenas por um lado do trafo, desequilibrando o balanço das correntes no relé diferencial. Assim, se não houvesse uma forma de detectar que se trata de uma corrente de Inrush, e não de uma falta, a proteção atuaria sempre que o transformador fosse energizado.
Analisando a forma de onda da corrente de Inrush, verifica-se uma forte presença da componente harmônica de 2a ordem, com cerca de 65% da fundamental. Na ocorrência de falta isto não acontece, pois a corrente é constituída predominantemente pela freqüência fundamental. Assim os relés diferenciais, aproveitando-se desta característica, são dotados de filtros capazes de identificar a presença da componente de 2a ordem, e caso o valor percentual com relação à fundamental desta componente, for maior que um determinado valor ajustado (de 15 a 20 % tipicamente) há um bloqueio da atuação do relé, por considerar que se trata de uma corrente de Inrush .
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A seguir um exemplo de energização de um transformador:
Repare na quantidade de corrente da ordem de segunda harmônica
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Taps do Enr. 01
Taps do Enr. 02
Ajuste do Slope
Ajuste do Instantâneo
Sinalização da Atuação do Instantâneo
Sinalização da Atuação da Prot Diferenc
Reset
12BDD (GE)
Resistor de Calibração do o Slope
Resistor de Calibração da Restrição por Harm.
Resistor de Calibração do Pickup
Ajuste da tensão CC de Trip
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SR745 (GE)
7UT513 (SIEMENS)
SEL-387 (SCHWEITZER)
12BDD (GE)
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Relés Direcionais (67 e 32)
O relé é capaz de distinguir entre o fluxo de corrente em uma direção ou outra, através do ângulo de fase entre a corrente e a grandeza de polarização (ou de referência).
Com relação à grandeza de polarização, há dois tipos de relés direcionais:
 Tipo Corrente-Corrente, onde a grandeza de operação é a corrente de linha e a grandeza de polarização é a corrente de neutro de um transformador ou gerador.
 Tipo Corrente-Tensão, onde a grandeza de operação é a corrente de linha e a grandeza de polarização é a tensão.
Os mais utilizados noentanto são os do tipo Corrente-Tensão, e neste caso podemos destacar:
 Relés Direcionais de Potência (Função 32). 
 Relés Direcionais P/ Proteção Contra Curto-Circuito (Função 67)
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Relés Direcionais de Potência (Função 32)
As conexões de corrente e as características do relé são escolhidas tal que o conjugado máximo do relé ocorra para um fator de potência unitário. Em circuitos trifásicos, outra forma de conexão usual é com conjugado máximo para correntes adiantadas 30o em relação à tensão. Neste caso, as grandezas de atuação mais freqüentemente usadas são:
Elemento		Tensão 		Corrente
 1		 Vac		 Ia
 2		 Vcb		 Ic
 3		 Vba		 Ib
São usados geralmente para responder a certas direções de fluxo de potência sob condições aproximadamente equilibradas, bem como sob magnitudes normais de tensão.
Possuem ajuste de mínima corrente de atuação, podendo ser ajustados para responder a qualquer desejada quantidade de energia suprida em uma dada direção.
Possuem características temporizadas para impedir operações indesejáveis durante momentâneas reversões de energia, como nas sincronizações dos geradores ou das reversões de energia quando ocorrem curto-circuito.
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Uma importante aplicação dessa proteção seria contra a motorização em geradores, esse efeito pode ser causado por:
Defeito na turbina;
Defeitos internos no gerador;
Perda de fluxo d’água injetada na turbina, causado por vazamento na tubulação forçada ou defeito no distribuidor d’água;
Defeito no circuito de excitação;
Defeito nos mancais;
Qualquer perda de força eletromotriz;
A motorização pode causar os seguintes problemas:
Prejudicar a turbina hidráulica, devido, principalmente, ao efeito da cavitação(corrosão e erosão do material da lâmina);
As máquinas a diesel ou gás podem incendiar o material não queimado e explodir;
Nas turbinas térmicas, a perda de velocidade, reduz a refrigeração e em consequência ocorre o superaquecimento nas palhetas;
Indesejável carga para a rede resultante do gerador operando como motor e tracionando o conjunto gerador-turbina, se o fluxo(vapor ou água) paralisar, por qualquer razão, na turbina.
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Do ponto de vista do sistema, uma primeira indicação de motorização é o fluxo de potência ativa para dentro do gerador, que na verdade esta agindo como motor síncrono.
A magnitude dessa potência de motorização varia consideravelmente dependendo do tipo da máquina primária, como mostrado na tabela a seguir:
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Relés Direcionais de Potência nos relés numéricos – Descrição e Aplicação:
O elemento de potência direcional sensível do relé G-60 responde a potências trifásicas direcionais e suas aplicações são para potências reversas e baixas potências de máquinas síncronos ou interconexões envolvendo cogeração.
O elemento tem uma característica de ângulo ajustável e uma potência mínima de operação, como mostrado no diagrama a seguir:
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Relés Direcionais p/ Proteção Contra Curto-Circuito (Função 67)
Como os curtos-circuitos envolvem correntes bastante atrasadas em relação à posição de fator de potência unitário, os relés direcionais para proteção contra curto, são arranjados para se desenvolver conjugado máximo sob tais condições de corrente atrasada. 
Em caso de curto-circuito a instalação passa de uma condição de fator de potência 0,9 a 0,3 tipicamente (ângulos passando de 25o a 75o, por exemplo). Assim pode haver várias conexões possíveis, mas na prática, apenas algumas são usuais, exemplo:
 Conexões 90o (Quadratura);
 Conexões 30o (Adjacente);
 Conexões 60o;
Esses relés muitas vezes são usados para suplementar outros relés (sobrecorrente, distância) que tomam a decisão de que se trata ou não de um curto-circuito.
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Relés de Distância (21)
São usados na proteção de linhas 
de transmissão. 
Quando uma linha é submetida a 
condições de falta, a corrente 
aumenta. O relé de distância traduz isso como uma impedância, dividindo V por I. Com base no valor da impedância medida, que é diretamente proporcional ao comprimento da linha, o relé determina a distância da ocorrência da falta.
Na prática, a medição precisa da distância é prejudicada por vários fatores, tais como:
 Erro na medição (Ex. Saturação dos TC’s);
 Queda de tensão em decorrência da falta;
 Valores de impedância/Km considerada (dados aproximados), e variação da impedância de terra (não homogeneidade do solo);
 Aspectos construtivos da linha (insuficiência de transposição);
Desta forma, os modernos relés de distância precisam ter compensações intrínsecas que permitam uma medição confiável.
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O relé de distância pode ser ajustado para operar somente se a falta ocorrer até um determinado trecho da linha (zona de atuação). Alguns relés possuem várias zonas, que são ajustadas para atuar com tempos diferentes. O ajuste da temporização dessas zonas devem ser feitos de tal forma que: zonas que “enxergam” um trecho maior da linha devem operar com tempos maiores. Assim, de acordo com a zona na qual atuou, é possível identificar em que trecho ocorreu a falta.
A zona de atuação é definida por uma característica de impedância. Há vários tipos de características adotadas, exemplo:
 Impedância ou OHM;
 Admitância ou MHO;
 Offset;
 Quadrilateral;
 Etc.
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Coordenação entre zonas
O desempenho de um relé de distância próximo às suas zonas limites não é muito previsível devido ao fato das imprecisões dos transdutores, dos cálculos do próprio relé, resistência de arco da falta.
Consequentemente torna-se necessário o uso de múltiplas zonas de proteção para cobrir com segurança o total da linha.
Considere na figura ao lado a proteção da linha AB por relés de distância do tipo quadrilateral de três zonas. A linha contínua é referente às zonas do relé A e a linha pontilhada é referente ao relé B.
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Para evitar a presença de erros na entrada, duas zonas (1 e 2) são usadas. A zona 1 do relé opera instantaneamente, enquanto a falta na zona 2 causa a operação do relé com um retardo de tempo intencional.
Desta maneira toda a linha é protegida mesmo quando o limite das zonas não estão precisamente delimitados.
O tempo de atraso da zona 2 é para permitir que outros relés, como os pertencentes às linha BC e BD operem para faltas dentro das suas respectivas zonas, F2 ou F3 que pertencem à zona 2 do relé que esta protegendo a linha AB.
Fica claro que esse esquema de proteção deve prover alta velocidade de proteção para ambos os terminais e para faltas na porção central da linha (F1 na região XY).
Quando a falta cai fora da região XY, porém ainda na linha AB, ela se torna instantânea para a zona 1 do relé B e fica temporizada para a zona 2 do relé A. Isso pode comprometer a segurança da linha, a solução seria teleproteção.
Existe ainda uma terceira zona com um delay da ordem de 1 segundo com o objetivo de se obter uma proteção de retaguarda remota de circuitos vizinhos.
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Os relés de distância possuem, ou podem possuir:
 Unidades de Medição: Referem-se às zonas ajustadas. Os relés microprocessados modernos trifásicos possuem unidades de medição independentes de fase e de terra. 
Unidade de Partida: Sinaliza a ocorrência da falta ao relé, habilitando a atuação das unidades de medição. Pode ser através de uma característica de impedância, ajustada de tal forma a conter todas as zonas, ou por tensão e/ou corrente. Ex. quando a corrente de linha for maior que um determinado valor ajustado.
 Ajuste de Direcionalidade: Alguns relés permitem o ajuste de ângulos de direcionalidade, limitando as características entre dois ângulos ajustados.
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 Compensação de Carga: Delimita as zonas de atuação, cortando a característica de tal forma a permitir variação normal de cargas. 
ConsideraçõesQuanto a Impedância de Terra
Nas faltas para terra, os relés microprocessados usualmente podem adotar duas formas diferentes para o cálculo da impedância de terra:
 Como sendo a multiplicação da impedância na forma fasorial da linha por um fasor, denominado Ko, onde devem ser ajustados o módulo e o ângulo do fasor.
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 Calculada a partir da multiplicação direta da resistência da linha por um fator parametrizado como sendo a relação da resistência da terra pela resistência da linha (Re/RL), e da reatância da linha por um fator parametrizado como sendo a relação da reatância da terra pela reatância da linha (Xe/XL)
Nos curtos envolvendo a terra, o relé calcula a impedância total a partir das medições de tensão e corrente, retira deste valor o correspondente à impedância de terra, sobrando assim a impedância da linha, que é comparada com as características de zona parametrizada.
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 BLOQUEIO POR OSCILAÇÃO DE POTÊNCIA (68):
A função visa identificar oscilações de potência e caracterizá-las entre estável ou instável além de diferenciá-las das faltas. Essas oscilações se originam devido a perturbações no sistema que podem ser perdas de carga, curtos-circuitos, manobras, entre outros.
É importante ressaltar que oscilações de potência são sempre trifásicas e que a taxa de variação da impedância em uma oscilação é bem menor do que se comparado a uma falta que varia brutalmente.
A função de oscilação de potência permite tanto o bloqueio do trip pela proteção de distância durante uma oscilação estável (Power Swing Block) quanto o trip durante uma oscilação instável (Trip Out of Step). 
Seguem abaixo alguns dos critérios utilizados para a identificação e caracterização de uma oscilação de potência:
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PERC. 1 – FALTA
PERC. 2 – BALANÇO DE 	POTÊNCIA
PERC. 3 – BALANÇO DE 	POTÊNCIA
PERC. 4 – PERDA DE 	SINCRONISMO
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Taxa de variação do vetor de impedância (∆Z/∆t): essa variação é considerada após a entrada do vetor de impedância na região mais externa (detecção). A variação deverá ser menor que um valor ajustado. O intervalo de medição varia de acordo com o dispositivo.
 
 Continuidade da trajetória: os valores R e X calculados devem criar uma linha constante, ou seja, não deverão existir pulos de um valor medido para o outro. Esta é outra maneira de se referir à taxa de variação.
Limites de Sequência Positiva e Negativa: A corrente de sequência positiva deve exceder um limite I1 e a corrente de sequência negativa dever estar abaixo de um limite I2.
Monotonia da trajetória: a trajetória da impedância não deverá mudar a direção R. Isso caracteriza uma oscilação instável. 
Simetria da trajetória: a trajetória para cada fase é avaliada. Se não existir nenhuma falta nas três trajetórias, elas deverão ser simétricas. Durante uma condição de uma fase aberta, as duas trajetórias restantes deverão ser simétricas. 
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 OUT-OF-STEP (78):
A função Out-of-Step é baseada inicialmente na detecção da oscilação de potência. 
Para que uma condição de Out-Of-Step seja verificada, é necessário que o vetor de impedância entre na característica de detecção da oscilação de potência por um lado passe pelo eixo imaginário da característica e saia do lado oposto, ou seja, que o sinal de R seja trocado ao longo da trajetória.
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PERC. 1 – PERDA DE 	SINCRONISMO
PERC. 2 – PERDA DE 	SINCRONISMO
PERC. 3 – BALANÇO DE 	POTÊNCIA
PERC. 4 – BALANÇO DE 	POTÊNCIA
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RELIGAMENTO (79)
As faltas em linhas de transmissão podem ser classificadas em: transitórias ou permanentes.
80 a 90% de faltas nas linhas são transitórias, o restante entre 10 e 20% das faltas são permanentes.
Faltas transitórias são comumente causadas por descargas atmosféricas ou contato temporário com objetos estranhos. Logo após algum dos acontecimentos citados ocorre um trip imediato de um ou mais disjuntores para eliminar a falta. Logo após esse trip ocorre uma única re-energização da linha com sucesso.
Uma falta permanente não irá ser eliminada em um único religamento.
Nas linhas de transmissão visando não perder a estabilidade do sistema o ciclo de religamento ocorre uma única vez, já em circuitos de distribuição existem relés que possuem até 8 ciclos de religamento. E o ajuste padrão é normalmente 3.
A seguir um esquemático de um religamento do relé 7SA Siemens
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Exemplo de dois ciclos de religamento, sendo o segundo realizado com sucesso. 
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SINCRONISMO (25):
O elemento de sincronismo é usado para monitorar a conexão de duas partes de um circuito através do fechamento do disjuntor;
Esse elemento verifica se a tensão de ambos os lados do disjuntor (da linha e do barramento) possuem a mesma magnitude, ângulo e limites de frequência (setado pelo usuário);
A verificação de sincronismo é definida como a comparação de diferentes tensões de dois circuitos com diferentes fontes para serem conectados através de um elemento de impedância (LT, alimentador etc) ou conectado através de circuitos paralelos;
A comparação de tensão entre ambos os lados do disjuntor é feita antes de fechar os contatos, com o objetivo de minimizar danos internos que podem ocorrer devido à diferença de tensão magnitude e ângulo;
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Em sistemas interconectados, a diferença de ângulo entre os terminais do disjuntor é desprezível, pois suas fontes estão remotamente conectadas através de outros elementos;
No entanto, em um circuito isolado como no caso de um produtor independente, a diferença de ângulo, os níveis de tensão e o escorregamento relativo podem ser muito importantes pois podem ser alterados(reguladores de tensão e velocidade) facilitando a sincronização;
Pode acontecer em um sistema interconectado que o escorregamento relativo e os valores de tensão sejam muito pequenos ou até nulos fazendo com que os dois lados demorem a estar em fase, acarretando tempo para sincronização;
Entretanto, devido às mudanças de condição do sistema de potência(conexão/desconexão de cargas, fontes e novos elementos indutivos/capacitivos) o escorregamento relativo entre os fasores não será nulo e eles podem ser sincronizados;
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FALHA DE DISJUNTOR (50BF):
A falha do disjuntor ocorre devido a uma falha mecânica ou elétrica de modo que uma anomalia permanece no sistema. Nessa situação deve-se enviar um sinal de trip ao disjuntor a montante perdendo seletividade e retirando uma parte maior do sistema, contudo impede que o problema se agrave.
 Pode ocorrer pela verificação da corrente e/ ou pela verificação do contato auxiliar do disjuntor.
No evento de uma falha de disjuntor, o elemento deve gerar um sinal que vai dar o trip no disjuntor a montante da falta.
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Diferença de tempos na eliminação da falta em uma operação normal e com falha do disjuntor.
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7SA513 (SIEMENS)
GCX (GE)
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ï
ï
ï
î
ï
ï
ï
í
ì
=
=
£
)
hidráulica
 
 turbina
(para
 
60
-
40
 
K 
 
 vapor)
a
 
 turbina
(para
 
30
-
7
 
K 
 
:
máquina
 
de
 
 tipo
do
 
depende
 
:
K 
(-)
 
seqüência
 
de
 
corrente
:
I
falha
 
da
 
duração
 
de
 
 tempo
:
t 
 
K
t
.
)
I
(
2
2
2
÷
ø
ö
ç
è
æ
+
2
I
I
2
1