Artigo - ESTUDO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO PARA MOTORES

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Resumo— Este artigo consiste em um estudo da eficácia dos 
disjuntores termomagnéticos e o sistema de proteção, utilizando 
transformadores de corrente e tensão, empregados na média 
tensão. 
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Palavras chaves— Motores industriais, Campos magnéticos, 
proteção de motores, transformadores de tensão, transformadores 
de corrente. 
I. INTRODUÇÃO 
ara garantir o andamento e o cuidado dos processos 
indústrias de produção, os motores não podem ser 
danificados com o intuito de sempre manter os mesmos 
funcionando e garantir sua vida útil, o sistema de proteção 
tem como função de minimizar os danos causados aos 
motores, ao processo e aos equipamentos que fazem parte do 
mesmo sistema. 
II. HIPÓTESES 
Eficiência do sistema de proteção apenas com disjuntor 
termomagnético, tem por meio disso funções expecíficas 
como: 
 Manobra – abre e fecha o circuito elétrico de modo 
voluntário. 
 Proteção contra curto-circuito – possui um dispositivo 
magnético que desarma o disjuntor sempre que 
ocorre o aumento repentino e fora do normal na rede. 
 Proteção contra sobrecarga - monitora o sistema de 
eletricidade verificando picos de energia que podem 
ocasionar sobrecarga. 
 
Realizar a proteção do motor para problemas externos e 
internos é fundamental, entre esses problemas mais comuns 
temos: 
Sobrecargas, partidas lentas e rotor bloqueado, partidas 
muito frequentes, retorno de potência, quedas de tensão, 
desequilíbrio, curto-circuito entre fases, faltas à carcaça e 
perda de sincronismo. 
III. OBJETIVOS 
O objetivo deste artigo é enfatizar as proteções usadas em 
motores para minimizar os danos provocados a eles, quando 
estes são submetidos a condições anormais de operação. 
 
 
A origem do problema pode ser interna, como por exemplo um 
curto circuito nos enrolamentos da máquina, ou externa, 
proveniente do sistema elétrico que alimenta o motor. 
IV. JUSTIFICATIVA 
Com o passar dos anos aumentou-se a concorrência entre as 
indústrias levando a necessidade de ter eficiência e baixos 
custos com os processos indústriais para conseguir sobreviver 
no mercado. 
Um dos elementos principais nos processos de produção 
são os motores elétricos, se eles danificam todo o processo fica 
paralisado gerando um prejuízo. 
Por isso se deve ter um sistema de proteção eficaz capaz de 
garantir a vida útil dos equipamentos e o funcionamento em 
condições adequadas. 
V. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
A função básica de um sistema de proteção é garantir a 
ontinuidade do processo de produção da melhor maneira 
possível. Aliado a este conceito, existe a finalidade de 
resguardar os equipamentos, com altos custos nas instalações. 
Para isso, é necessária a constante avaliação da necessidade 
de implementação de dispositivos de proteção, detecção de 
curtos ou eventos anormais que possam danificar os 
elementos. 
Os transformadores para instrumentos são equipamentos 
elétricos projetados e construídos especificamente para 
alimentarem instrumentos elétricos de medição, controle ou 
proteção. Os transformadores para instrumentos, obtem-se 
para medição que devem transformar as tensões ou correntes 
primárias para secundárias, mantendo constantes os 
defasamentos. No entanto, a presença de erros nas relações de 
transformação e de fase, é inevitável (OLIVEIRA, 2001). 
Em um sistema elétrico, a falha mais comum é o curto-
circuito. Um curto produz uma corrente elevada que circula 
por todos os elementos, podendo ser prejudicial para o 
funcionamento dos mesmos. Além deste fator de 
anormalidade, existem outros eventos que podem ter 
consequências não menos graves para o sistema elétrico. São 
eles: sobrecarga, sub e sobre tensões (FERRARO; ARTICO; 
BIANCO, 2013). 
O principal objetivo de um sistema de proteção é assegurar 
que na ocorrência de uma das anormalidades citadas acima, 
seja possível desconectar a parte falha de todo o sistema 
elétrico, de modo a facilitar a detecção e resolução das causas 
ESTUDO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO 
PARA MOTORES. 
Costa, Jefferson de Souza, engenharia elétrica. 
Silva, Guilherme Oliveira, engenharia elétrica. 
 
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de falha (MAMEDE, 2011). 
Obtendo um dispositivo elétrico o relé, sendo destinado a 
produzir modificações súbitas e predeterminadas em um ou 
mais circuitos elétricos de saída, quando alcançadas 
determinadas condições no circuito de entrada, que controla o 
dispositivo. Assim, o relé não possui a função de interromper o 
circuito principal, mas sim de fazer atuar o seu sistema de 
manobra (CUNHA, 2009). 
As máquinas CA tradicionais classificam-se em duas 
categorias: síncronas e de indução.Nas máquinas síncronas, as 
correntes do enrolamento do rotor são fornecidas diretamente 
na parte estacionária do motor através de contatos rotativos. 
Nas máquinas de indução, as correntes são induzidas nos 
enrolamentos do rotor por meio da combinação da variação, 
no tempo, das correntes de estator e do movimento do rotor 
em relação ao estator (UMANS, 2014). 
Os dispositivos de proteção deverão ser escolhidos de 
acordo com o seguinte critério (UTFPR, 2020). 
· Condições operacionais; 
· Importância do motor no processo; 
· Custo dos dispositivos de proteção em relação ao motor; 
· Tipo de carga acionada; 
· Distúrbios que poderão ocorrer na rede; 
· Tipo de motor protegido; 
 
O sistema de proteção deve ser projetado para proteger os 
equipamentos das seguintes anormalidades (UTFPR, 2020). 
· Sobrecargas ; 
· Curto-circuitos; 
· Desequilíbrio, ausência ou inversão de fases; 
· Falta de isolação entre espiras; 
· Sub e sobretensão; 
· Partidas incompletas ou frequentes; 
· Rotor bloqueado; 
· Subcorrente. 
Para os motores síncronos devem ainda ser consideradas: 
· Perda de sincronismo; 
· Perda de excitação; 
· Operação de partida prolongada no modo assíncrono; 
 
Os disjuntores termomagnéticos podem ser, variando as 
unidades de proteção incorporadas, incluindo um deles os 
disjuntores termomagnéticos, estes dispõem de um disparador 
térmico com atraso, conhecido como bimetal, o qual depende 
da característica de intensidade de tempo, reagindo a 
sobrecargas moderadas, e dispõe de um disparador 
eletromagnético, que reage sem atraso quando sobrecargas e 
curtos-circuitos ocorrem (DIAS, 2013). 
VI. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Os sistemas de proteção existentes para motores trifásicos 
de grande porte desempenham um papel fundamental para a 
integridade tanto do motor, como também da instalação 
elétrica, protegendo de falhas ou qualquer evento anormal. 
 Um correto dimensionamento das proteções garante não só 
a segurança dos equipamentos e dispositivos instalados, mas 
também é responsável por assegurar o funcionamento 
adequado de um processo industrial. 
A proteção de motores realizada por relés eletrônicos 
multifunção mostra-se muito eficiente, sendo que os relés 
utilizam transformadores de corrente e tensão, possuem uma 
variedade de funções que monitoram diversos parâmetros do 
motor. 
Um relé é capaz de proteger contra sobretensões, 
sobrecorrentes, frequência, variações no torque, perda de 
sincronismo, variação de temperatura, dentre outras 
características. 
 
 
VII. REFERÊNCIAS 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 17094: 
Máquinas elétricas girantes. Rio de Janeiro, 2016. 
 
CUNHA, Lívia. Relê e contatores. Revista: O setor elétrico. Ed, v. 45, p. 32, 
2009. 
 
DIAS, Luiz Felipe. Proteção de motores elétricos de grande porte. 2013. 
 
FERRARO, Alessandro Gugliano; ARTICO, Marcelo; BIANCO, Bráulio 
Augusto, Proteção de sistemas elétricos de potência com ênfase em linhas de 
transmissão. Monografia (Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia 
Elétrica) - Universidade São Francisco, Campus Itatiba, 2013. 
 
MAMEDE FILHO,João, MAMEDE, Daniel Ribeiro. Proteção de sistemas 
elétricos de potência. Rio de Janeiro: LTC Exatas Didático, 2011. 
 
MAMEDE FILHO, João. Instalações Elétricas Industriais. Rio de Janeiro: 
LTC Exatas Didático, 2017. 
 
OLIVEIRA, Patrícia Cals de. Análise de transformadores de corrente para 
medição. Dissertação (Mestrado em Metrologia para a Qualidade Industrial) - 
Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2001. 
 
UMANS, Stephen D. Máquinas Elétricas de Fitzgerald e Kingsley-7. AMGH 
Editora, 2014. 
 
UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Proteção de motores. 
Disponível em: http://paginapessoal.utfpr.edu.br/erley;inst.-
industriais2/Prot_motores_MT.pdf/at_download/file. Acesso em: 8 jul.2020.