Consultoria e Projetos Elétricos
1 – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos
1 - INTRODUÇO
I T1
L4
4
L3 F
~
T2
3
L2
2
L1
1
a r o d i m u s n o c a r r a B
!i"# 1$#%& – Indicação de 'roteção direcional em ()atro lin*as de transmissão Os relés direcionais são construídos em unidades eletromecânicas, eletrônicas ou estáticas e digitais . Há três três tipos tipos de relés relés direci direciona onais, is, que serão serão estuda estudados dos detalh detalhada adamen mente, te, cujo cujo empreg emprego o depende da grandeza elétrica que se quer controlar, ou seja relé direcional de sobrecorrente de fase; •
•
relé direcional de sobrecorrente de terra;
•
relé direcional de potência.
+ – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos
1 - INTRODUÇO
I T1
L4
4
L3 F
~
T2
3
L2
2
L1
1
a r o d i m u s n o c a r r a B
!i"# 1$#%& – Indicação de 'roteção direcional em ()atro lin*as de transmissão Os relés direcionais são construídos em unidades eletromecânicas, eletrônicas ou estáticas e digitais . Há três três tipos tipos de relés relés direci direciona onais, is, que serão serão estuda estudados dos detalh detalhada adamen mente, te, cujo cujo empreg emprego o depende da grandeza elétrica que se quer controlar, ou seja relé direcional de sobrecorrente de fase; •
•
relé direcional de sobrecorrente de terra;
•
relé direcional de potência.
+ – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
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A
B LT
a g r a C
T2
Icc
2
1
T3 LT
3 II
Icc
9
I
4
T4
a g r a C
LT 8
7 T7
Carga T6 6
Carga
C
D
8
LT ou
Carga
- Dis$un"or !%"ra&'!(
- Lina d! "ransmiss#o - )!(* dir!ciona( d! corr!n"!
T5
5
- )!(* d! so+r!corr!n"! LT
!i"# 1$#%, – Dia"rama )niilar de )m circ)ito em anel ec*ado 1#1 - Relé de so.recorrente de ind)ção 1.1.1 - Relé direcional de sobrecorrent sobrecorrente e de fase •
Esses relés são utilizados essencialmente na proteção de linhas de transmissão da classe de tensão, normalmente igual ou superior a 69 k.
/ – Relés Direcionais de Corrente
Consultoria e Projetos Elétricos •
•
•
•
Proteção de Sistemas Elétricos
!s relés direcionais de sobrecorrente reconhecem o sentido de flu"o da corrente elétrica #ue circula no ponto de sua instalação. $ importante obser%ar #ue a saturação dos transformadores de corrente utilizados nesse tipo de proteção não é normalmente cr&tica, #uando se trata na realidade de comparar o sentido da corrente, em %ez da magnitude da corrente, como acontece numa proteção de sobrecorrente con%encional. !s relés direcionais de sobrecorrente de fase somente de%em ser aplicados em sistemas fechados em anel ou na#ueles dotados de dois ou mais circuitos alimentadores operando em paralelo. 'ão h( sentido em aplic()los em sistemas radiais. !s relés direcionais de indução são constru&dos em unidades monof(sicas e trif(sicas. *s unidades trif(sicas são na realidades três unidades monof(sicas.
1#1#1#1 - Caracter0sticas constr)tias
Os relés direcionais de so!recorrente de "ase são constituídos !asicamente das seguintes unidades a# $nidade temporizada de so!recorrente %onsiste em uma !o!ina de opera&ão de corrente enrolada em uma estrutura de "erro magnético, na "orma de $, pro'ida de 'árias 'árias deri'a&(es ou tapes. O ei)o ei)o do disco possui um contato m*'el solidário que se desloca no sentido de tocar o contato "i)o. O deslocamento rotacional do ei)o é controlado por uma mola do tipo espiral que "ornece um torque antagônico. O mo'imento do ei)o é tam!ém retardado por um ímã permanente que que age so!re o disco. O ímã permite que se o!tenham as cur'as características de tempo ) corrente do relé. Ta.# Ta.# 1$#1/ – !ai2as de a3)ste dos relés direcionais UTS 4 – Relés Direcionais de Corrente
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Faixa (A)
Tapes disponíveis (A)
0, 5 - 4
0, 5-0 ,6 -0 ,7 -0,8 -1, 0-1, 2-1 ,5- 2, 0- 2, 5- 3, 0-4 ,0
1,5 - 12
1,5-2,0-2,5-3,0-4,0-5,0-6,0-7,0--8,0-10,0-12,0
2,0 - 16
2,0-2,5-3,0-4,0-5,0-6,0-7,0--8,0-10,0-12,0-16,0
!# $nidade direcional de potência + constituída de um cilindro de indu&ão com estator laminado. O rotor, semelhante a um copo, é "eito em alumínio. unidade "unciona igual a um motor de indu&ão de "ase di'idida. s impedâncias dadas na -a!. /.0 re"erem1se 2 condi&ão de liga&ão do relé no tape mínimo. 3uando o relé é ligado em qualquer outro tape, o que é muito comum, a impedância 'aria com o in'erso e com o quadrado da corrente do tape admitido de acordo com a 4qua&ão 5/.6#. 7or e)emplo, se um relé de característica de tempo muito in'erso esti'er ligado no tape 8,/ , de acordo com a -a!. /.0, o 'alor da sua impedância 'alerá 2
Z 2
= Z
1
I × I 1
2
•
+ara a resistência 2
R 2
•
2 I 1,5 = 0,107 Ω = R1 × 1 = × 0 , 43 3 I 2
+ara a reatncia 2
X 2
1,5 = X × I = 1,01× = 0,252 Ω 3 I 2
1
1
2
Ta.# 1$#14 – Car"as do circ)ito de corrente a %$ 56 do relé I7C – 8E 9 – Relés Direcionais de Corrente
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Carga no pick-up de mínima impedância - Ohm Característica do tempo
Faixa
3X
10X
VA ! 5A
pu
pu
-
mín
mín
5,0 A -
8,00
0,28
1,80
0,80
50,00
2,47
0,39
1,00
0,90
27,00
1,55
0,41
0,70
0,70
17,00
#esis"e)etiv!
#e!t"
Impe$"
%ot&n'i!
(!t
tape
Ω
Ω
Ω
VA
Inverso
2,0-16
0,57
1,92
2,00
Muito inverso
1,5-12
0,43
1,01
1,09
Etrem!m" Inverso 1,5-12
0,29
0,63
0,69
de
c# $nidade instantânea + do tipo arma&ão articulada. Ta.# 1$#19 – Car"a da )nidade instant:nea Unidade instatânea
Faixa
Faixa
Pick-up Carga no pick-up mínimo Carga ( mínimo
) x pick-up
A
-
A
A
#
X
*
3
10
6 - 150
60
+
6,0 - 30,0
0,110
0,078
0,135
0,090
0,080
0,080
20
30,0-150,0
0,022
0,005
0,023
0,020
0,020
0,020
d# $nidade de !andeirola e selagem 9emelhantemente ao relé de so!recorrente já estudado, essa unidade tem a sua !o!ina em série e os seus contatos em paralelo com os contatos da unidade de so!recorrente de "ase. 3uando opera, "az surgir uma !andeirola 'ermelha, que somente é des"eita por desarme manual atra'és do mesmo mecanismo que destra'a a !andeirola da unidade instantânea. Ta.# 1$#1% – Caracter0sticas da )nidade de sela"em
% – Relés Direcionais de Corrente
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!escri"#o #esist&n'i! , 10. /Ω per!o mínim! /A 0 - 25. %!ss!em 'ontínu! /A %!ss!em p!r! 30 As %!ss!em p!r! 10 As Impe$n'i!, 60 /Ω
Tapes 0,2 7,00 0,20 0,30 0,03 0,25 52,00
2 0,13 2,00 3,00 4,00 30,00 0,53
1#1#1#+ - Caracter0sticas de tem'o
a# %aracterística de tempo in'erso 4ssa característica é notadamente indicada para sistemas onde a corrente de curto1circuito depende principalmente da capacidade de gera&ão no instante do de"eito. !# %aracterística de tempo muito in'erso 4ssa característica de tempo é normalmente indicada para sistemas onde a corrente de curto1 circuito depende da distância entre o local onde ocorre o de"eito e o ponto de instala&ão do relé. :ndepende da capacidade de gera&ão do sistema e está associada, em síntese, 2 impedância de "alta. c# %aracterística e)tremamente in'ersa 7ode ser aplicada em sistemas com características semelhantes ao sistema de tempo muito in'erso. presenta, no entanto, tempo de atua&ão signi"icati'amente mais rápido.
& – Relés Direcionais de Corrente
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Fai%a 0nid. T!mo .5 - 4. 1.5 - 12. 2-16
Fai%a d! Am(ia#o *ri! 8 0nid.
A$us"! 0nid. Ins".
Ta!s 0nid. T!mo
Ins".
.5 - .6 - .7 - .8 - 1. - 1.2 - 1.5 - 2. - 2.5 - 3. - 4. 1.5 - 2. - 2.5 - 3. - 4. - 5. - 6. - 7. - 8. - 1 - 12 2. - 2.5 - 3. - 4. - 5. - 8. - 7. - 8. - 1 - 12 - 18
.5 - 4. 2-18 1-8 2-18
A$us"! Con"&nuo
1 s o d n u g ! 4 ! o m ! T
1 9 8 7 6 5 4
11
3 2
/1
T ! m 1 o ! 4 ! g u n d o s
o m ! T ! d ! " s u $ A
1 1 2
/1 1
1
1
1.
1.
("i(os d! Ca(i+ra#o do Ta!
!i"# 1$#%; – C)ra de tem'ori6ação do relé direcional I7C 1#1#1#/ - Tor()e
unidade direcional do relé de so!recorrente de "ase é percorrida pela corrente da "ase correspondente 2 liga&ão do relé, enquanto a tensão aplicada 2 !o!ina de potencial é re"erente 2s outras duas "ases. :sto é, o relé da "ase é sensi!ilizado pela corrente que "lui na "ase , enquanto a !o!ina de potencial é ligada entre as "ases ;1%. , – Relés Direcionais de Corrente
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4qua&ão 5/.<#, de caracter geral, "ornece o torque produzido por uma unidade direcional de so!recorrente, ou seja T
K 1 1 K 2 I 1
1
1
2
2
constante do relé que depende do projeto=
1 constante que representa o torque resistente da mola=
1 corrente da !o!ina de potencial da unidade direcional=
I 2 1 φ
= K × I × I × sen φ − K
corrente da !o!ina de corrente da unidade direcional=
1 ângulo de de"asagem entre as correntes
I 1 e I 2 .
%on"orme se o!ser'a na 4qua&ão 5/.<#, o 'alor má)imo de torque se dá para φ = 90 con"orme >ig. /.6/ 5a#. 7orém, muitas 'ezes se deseja que o conjugado má)imo seja alcan&ado para um ângulo φ di"erente de 90 , como ocorre durante os e'entos de curto circuito. 7ara isso, !asta que atra'és de uma resistência ou capacitor se e"etue a decomposi&ão de I 5corrente tomada como re"erência#, de tal "orma que apenas uma de suas componentes I atue na !o!ina da unidade direcional. ?essa "orma, o!têm1se a 4qua&ão 5/.@#.
0
0
1
1
T
= K × I × I × sen( φ − β ) − K
T
= K × I × I × 'os( φ − θ ) − K
3
1
2
2
Ou ainda
; – Relés Direcionais de Corrente
3
1
2
2
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I2
=osi#o d! I 2 ara con$ugado m>%imo
I2 I1
θ φ 9:
φ 9
I1 )!;!r
β I1
T? T@
T
I1
<.=
!i"# 1$#&$ – Dia"rama etorial do relé 'olari6ado 'or corrente 9
I 1
1 componente de
I 1
, aplicada 2 !o!ina de corrente da unidade direcional=
1 ângulo que de"ine neste caso o conjugado má)imo que é uma característica particular
θ
de cada relé. nalisando a 4qua&ão 5/.A/# pode1se constatar que os conjugados má)imos, nulos e negati'os são o!tidos para as seguintes condi&(es, admitindo1se K desprezí'el. 2
'os( φ − θ )
=1
→
φ = θ
→
1$ – Relés Direcionais de Corrente
T = T m!
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'os( φ − θ )
=0 →
φ = θ + 900
'os( φ − θ )
< 0 → φ > θ + 90 → 0
→
T
T
=0
<0
:sso pode ser melhor entendido atra'és da >ig. /.6/ 5!#. %om a 'aria&ão do ângulo de φ = θ − 90 Ba φ = θ + 90 B, pode1se garantir que o relé produz um torque positi'o. 7ara 'alores di"erentes, o torque resultante será negati'o ou nulo. tra'és desse arti"ício se consegue que o relé seja direcional para um determinado sentido de corrente. 9endo a corrente I tomada como re"erência, os ângulos são contados como positi'o quando estão medidos a partir de I no sentido contrário aos ponteiro do rel*gio. O torque de uma unidade direcional poderá ser calculada de uma outra "orma, quando se considera que o relé é alimentado por um 'etor corrente e um 'etor tensão que é utilizado como polariza&ão. Cessa condi&ão, o torque pode ser "ornecido pela 4qua&ão 5/.A#. 1
1
T = K 1 × I p × I × sen/φ − β − K 2
K 1 1 K 2 I p I
constante do relé que depende do projeto=
1 constante que representa o torque resistente da mola=
1 corrente que circula na !o!ina de tensão, produzindo um "lu)o
φ e =
1 corrente que circula na !o!ina de corrente da unidade direcional=
φ
1 ângulo de de"asagem entre a tensão esta!elecida na !o!ina de potencial e a corrente
circulante na !o!ina de corrente, respecti'amente designadas por 11 – Relés Direcionais de Corrente
V p e I
=
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β
1 ângulo de de"asagem entre a corrente circulante na !o!ina de potencial e a tensão
esta!elecida na !o!ina de potencial do relé 5ângulo negati'o#, respecti'amente designadas por I p e V p
.
>ig. /.6 mostra o diagrama de opera&ão do relé direcional, cuja tensão é tomada como re"erência, enquanto a >ig. /.68 mostra um diagrama !ásico de um relé direcional dotado das unidades direcionais e de so!recorrente com indica&ão da tensão e correntes aplicadas 2s respecti'as !o!inas de tensão e corrente.
T m>%imo
I+
T?
T
φI +
θ =
T@
7 - 9
φ
I
=
β
φ
1+ – Relés Direcionais de Corrente
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!i"# 1$#&1 – Dia"rama etorial do relé 'olari6ado 'or tensão >ig. /.6A mostra sumariamente uma unidade Dattimétrica, cujo ponteiro é su!stituído por um contato m*'el. Há uma di"eren&a a considerar. O torque má)imo do Dattímetro se dá quando a corrente está em "ase com a tensão, enquanto no relé direcional o torque má)imo é o!tido quando a corrente está em atraso da tensão de um determinado ângulo. Os relés direcionais do so!recorrente são constituídos de uma unidade direcional "ormada por uma !o!ina de tensão, conectada aos terminais de um trans"ormador de potencial e uma !o!ina de corrente conectada em série 2 !o!ina de corrente da unidade so!recorrente, de con"ormidade com a >ig. /.68. T!rminais d! "!ns#o 4
Bo+ina d! "!ns#o da unidad! dir!ciona( =ara a +o+ina do dis$un"or
Con"a"o m'!(
Bo+ina d! corr!n"! da unidad! dir!ciona( 67
Ι
1/ – Relés Direcionais de Corrente
T!rminais d! corr!n"!
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!i"# 1$#&+ – Unidade >attimétrica de )m relé direcional 7ara que haja opera&ão do relé direcional, é necessário, portanto, que a unidade de so!recorrente 5!o!ina de corrente# "eche seus contatos, que estão em série com os contatos da unidade direcional, 5!o!inas de corrente e de potencial#, con"orme pode ser o!ser'ado pela >ig.
14 – Relés Direcionais de Corrente
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A B C T=1
T=2
a
1 C T
Bo+ina d! corr!n"! 2 C T
3 C T
c
+
Bo+ina d! o"!ncia( + a
! d s ! r o ! d " a n ! r m r r o o c ; s n a r T
Trans;ormador!s d! o"!ncia(
c
+
I
c I
c
+ I
+ I a
a
c I
c
+ I
a + I
a
0nidad! dir!ciona( d! ;as!
0nidad! d! so+r!corr!n"! d! ;as!
52
!i"# 1$#&/ – Dia"rama de )m relé direcional e s)as )nidades o'eracionais 19 – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
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)!"i;icador
Bo+ina au%i(iar Con"a"o au%i(iar do r!(*
Banco d! Ba"!rias
51 - A
67 - A
51 - B
67 - B
51 - C
67 - C
I
Dis$un"or
Bo+ina d! a+!r"ura
Con"a"o da unidad! dir!ciona( 67 - C
=(o do dis$un"or
Con"a"os da unidad! d! so+r!corr!n"!
!i"# 1$#&4 – ?i"ação dos contatos dos relés direcionais o circular uma corrente no sentido in'erso ao normalmente admitido pelo relé na "ase % a unidade so!recorrente temporizada 5E6%F-O%#, da >ig. /.6E é acionada atra'és do controle da unidade direcional 5E61%F?:G#. ?esta "orma, é "echado o contato correspondente E6 1 %, da >ig. /.66, e energizada a !o!ina de selo E61%F9:, cujo contato em paralelo com o contato da unidade de so!recorrente direcional garante, com seguran&a, a opera&ão da !o!ina de a!ertura do disjuntor AF-% atra'és do seu contato normalmente a!erto Aa 5"echado para o disjuntor "echado#. 1% – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos A
B
C
2 G1 H 52
I+ E1 TC
67 - 3 DI)
67 - 2 DI)
67 -1 DI)
67 - 3 T C
67 - 2 T C
67 -1 TC
G1
E1 TC
A F o r a s a i d D o ! # d ! " ! r i n D ! r r o C
B
E1
67-3 DI)
62-2 DI)
67-1 DI)
67-3 TC
67-2 TC
67-1 TC
TC
C G1
c
67 - 1 DI)
d c
T=s
TC
+
67 - 2 DI)
67 - 3 DI)
F T K F ) ) C A D ) J A = F 4 I ) D ) F D C
E1
G1
67-3 DI) 67-1 DI) 67-2 DI)
a
A B ) T
67 - 3 TC 67 - 3
- Bo+ina d! corr!n"! da unidad! da so+r!corr!n"! "!moriada da ;as! C. -3 - 0nidad! dir!ciona( da ;as! C. 67 D I ) - Bo+ina d! corr!n"! da unidad! dir!ciona( da ;as! C.
!i"# 1$#&9 – Relé dir# c@ + TPAs e / TCAs
1& – Relés Direcionais de Corrente
!i"# 1$#&% – Relé dir# c@ / TPAs e / TCAs
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Lina 1 )!d! d! surim!n"o C
B
Lina 2 )!d! d! surim!n"o
A
C
B
A
T=s
T=s a
a
a
%
a
3 67.A
+
4
+
4
+
3 c
67.A
+ 67-C
67.B
o " i ! ; ! D
3
4
3
3
67.B c
4
c
3
4
c
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( a m r o K
4 67-C
( a m r o K
F
TCs
67 - C I c c 2 2
67 - B 67 - C
67 - A
51-A
7
8
5
6
7
8
5
6
51 - C
67 - C I
u o 5 2 1
67-AMDI)
7
TCs
6 =ara d!;!i"o no on"o G
52 Korma(
67-AMDI)
51-A 5
6
5
6
5
6
67 - CMDI) 5
8
52
Korma(
52a
52 TC
I - Bo+ina d! s!(o 52MTC - Bo+ina d! disaro do dis$un"or 52a - Con"a"o au%i(iar do dis$un"or !s"! con"a"o !s"> a+!r"o Nuando do dis$un"or !s"> d!s(igado
!i"# 1$#&& – Dia"rama de comando
Carga
!i"# 1$#&, – Dia"rama triilar
Ca prote&ão direcional e)istem praticamente três tipos de liga&ão con'encional quando são utilizados relés direcionais polarizados por tensão1corrente. %ada uma dessas liga&(es 1, – Relés Direcionais de Corrente
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corresponde um relé direcional especí"ico, com ângulo má)imo de torque di"erente. Cos relés digitais, pode1se ajustar o ângulo con"orme a necessidade do projeto. 9ão esses os tipos de liga&ão a# %one)ão 8// %orresponde 2 liga&ão 'ista na >ig. /.6@. Cesse caso, a corrente de opera&ão I está adiantada da tensão de polariza&ão V de um ângulo de 8/ / elétricos. a
ac
TC
A
Ia 3 - 9
B C
A
T=
T=
Ia a a ac c
+
C
B
!i"# 1$#&; – Cone2ão a /$$
!# %one)ão E// %orresponde 2 liga&ão 'ista na >ig. /.
bc
1; – Relés Direcionais de Corrente
ac
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos
TC
A
Ia
B
A +c ac
C
T=
T=
Ia
6 - 9
a
+
a +c ac c
C
B
!i"# 1$#,$ - Cone2ão a %$$
c# %one)ão @// %orresponde 2 liga&ão 'ista na >ig. /.<. Cesse caso, a corrente de opera&ão adiantada da tensão de polariza&ão V de um ângulo de @/ / elétricos. bc
TC
A
Ia
B C
A
T=
T=
Ia a a +
+c c
9 C
!i"# 1$#,1 - Cone2ão a ;$$ +$ – Relés Direcionais de Corrente
B
I a
está
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%omo a cone)ão em quadratura é a mais empregada em projetos de prote&ão de so!recorrente direcional, será melhor detalhada a sua aplica&ão. %onsiderar a >ig. /.ig./.<8 e /.<0. >oi considerada tam!ém uma corrente mínima ajustada de I . Ceste caso, tem1se para cada "ase min
A O1
TC
φ I+
C
T
52
I + ara F 1
T= 67
=osi#o d! I + ara con$ugado m>%imo
Carga Corr!n"! &nima I min
B O2
TC
o(
52
T= T?
67
T@
!i"# 1$#,+ – Cone2ão em 'aralelo •
-elé da fase *
-ensão de polariza&ão V = V
+1 – Relés Direcionais de Corrente
pol
cb
!i"# 1$#,/ – Cone2ão em ()adrat)ra
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•
•
%orrente de opera&ão I op = I a
-elé da fase = V ac
-ensão de polariza&ão V
%orrente de opera&ão I op = I b
pol
-elé da fase /
-ensão de polariza&ão V = V
%orrente de opera&ão
pol
I op
ba
= I
c
?enomina1se ângulo característico do relé ou ângulo de projeto 5 β # que se ajusta no equipamento, aquele "ormado entre a grandeza de opera&ão, normalmente a corrente, e a grandeza de polariza&ão, normalmente a tensão. ?ecompondo o diagrama 'etorial da >ig. /.<0 5a#, em que a corrente I está em adiantado de 90 em rela&ão 2 tensão de polariza&ão V 5liga&ão do relé chamada em #uadratura#, o!tém1 se o diagrama desagregado da >ig. /.<0 5!#, que melhor 'isualiza os componentes 'etoriais. b
0
ac
++ – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos
A
Ia
+a
+a
Ia
c+
;as!ara F1
I+
Ic
C ac
Ic
I+
B c+
ac
<.= !i"# 1$#,4 – Cone2ão em ()adrat)ra <;$B=
•
/onsiderar agora os %alores numéricos de um relé ligado em #uadratura, conforme diagrama da 0ig. 12.34. ! ngulo β pode ser alterado pela simples aplicação de resistores e capacitores no circuito das bobinas do relé e, por isso, é denominado ngulo de pro5eto. 'a pr(tica, esse ngulo est( compreendido entre − 45 ! − 70 . *dmitindo inicialmente um relé a5ustado de f(brica com um ngulo β = −45 , conforme se pode obser%ar na 0ig. 12.34, o relé desen%ol%er( o seu con5ugado m("imo para uma corrente I , defasada de 47 em relação a V . 'este caso, a corrente I estar( atrasada de 47 em relação 8 sua posição para fator de potência igual a 1. e considerar agora um relé #ue %em a5ustado de f(brica para um ngulo de pro5eto β = −70 . *ssim, o relé desen%ol%er( um con5ugado m("imo #uando a corrente I esti%er defasada da tensão V de um ngulo φ = 20 , conforme 0ig.12.36. :essa forma, a corrente I fica em atraso de um ngulo de 70 em relação 8 sua posição para fator de potência unit(rio. 0
•
0
b
•
0
b
ac
0
b
0
b
ac
0
+/ – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos
φI
φ I+ I+
=osi#o ara I+ ara con$ugado m>%imo 45
+
I + ara ;a"or o"!ncia igua( a 1
=osi#o d! I + ara con$ugado m>%imo
T?
T@
7 - 9
φ = 45
ac
φ 2 ac
= 45 = β
T@
T
!i"# 1$#,9 – )adrat)ra 'ara - 49B
T?
T
!i"# 1$#,% – )adrat)ra 'ara - &$B
uitas %ezes é con%eniente a5ustar o relé para o seu con5ugado m("imo relati%o a uma corrente em atraso da tensão de um ngulo de 70 para a posição de fator de potência unit(rio, em %irtude de sua atuação se dar, em geral, durante ocorrências de curtos)circuitos, #uando o fator de potência é muito bai"o, cerca de 2,<2. =sso corresponde a uma corrente em atraso da tensão de um ngulo de 72,5 , obtendo)se, assim, o %alor m("imo do con5ugado dese5ado. ssim, para um relé, cujo ângulo entre a tensão de polariza&ão e a corrente de opera&ão para a condi&ão de "ator de potência unitário, é φ = 40 , operando num circuito cuja corrente de carga •
0
0
0
+4 – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos
'ale I = F18,6/ 5"ator de potência igual a /,<#, pode1se analisar a condi&ão de opera&ão e !loqueio do relé da seguinte "orma, !aseada na >ig. /.<6. 65
a+ 34
T? 3 - 9
-2
9 4
Tm>%
a Ia
T@ I 65 M-31/7 In'!r"ida
2 -9
1 1 / 79
7 2 / 5 9
I 56 M-72/5
I 56 M-72/5 In'!r"ida Ic
12-9
c
I+ +
I 65 M-31/7
Corr!n"! d! d!;!i"o Ia
Corr!n"! d! carga
!i"# 1$#,& – Dia"rama etorial 'ara :n")lo do relé de 4$$ :nicialmente, tra&am1se os 'etores de tensão de "ase V ,V e V . 4m seguida, o!tém1se a tensão composta, no caso V = V , que está aplicada 2 !o!ina de potencial do relé E6 1 , con"orme >ig. /.6<. %onstata1se na >ig. /.6< que, durante a opera&ão normal do sistema elétrico, a corrente circula na !o!ina de corrente da unidade direcional E6 J F?:G, ligada em série com a !o!ina J e ligada aos terminais do -%, com polaridade de E para . ?urante os e'entos de curto1circuito a corrente de de"eito circula in'ersamente, isto é, da polaridade de para E. a
ab
+9 – Relés Direcionais de Corrente
34
b
c
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos
c T
Ic Tm>%
I 65 M-31/7 In'!r"ida -+
3 1/7 9
I 56 M-72/5 9 2 1
7 2 / 5 9
4 - 9
a+ 34
I 56 M-72/5 In'!r"ida
a
3 I1 I 65 M-31/7
T? T@
Corr!n"! d! d!;!i"o Corr!n"! d! carga
!i"# 1$#,, – Dia"rama etorial 'ara :n")lo do relé de ;$$ + !om o!ser'ar que a unidade direcional controla direcionalmente a unidade temporizada de so!recorrente. Há certas condi&(es de opera&ão do sistema em que o relé direcional de so!recorrente pode atuar inde'idamente se não "orem tomadas medidas pre'enti'as. 9uponhamos o caso de um sistema mostrado na >ig. /.<@.
+% – Relés Direcionais de Corrente
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Icc O3 Ic O1
1
2
4
F
5
a g r a C
3
O2
!i"# 1$#,; – Dia"rama .sico do sistema 1.1.2 - Relé direcional de sobrecorrente de terra
9ão relés de so!recorrente direcionais usados na prote&ão de linhas de transmissão contra de"eito "ase e terra. ssim, para se o!ter uma prote&ão de terra podem ser instalados os relés de so!recorrente direcionais de acordo com a cone)ão da >ig. /.<@. ?essa "orma, é possí'el operar o relé para a corrente de curto1circuito do sistema mesmo que tenha 'alores pr*)imos ao da corrente de carga. 7ara isso, de'e1se conectar os trans"ormadores de potencial do relé de neutro 'isto na >ig. /.<< em delta a!erto 58K /# que é a tensão de polariza&ão do relé. corrente de opera&ão = op corresponde 2 corrente de neutro, o!tida atra'és da cone)ão dos trans"ormadores de corrente com a polaridade in'ertida.
+& – Relés Direcionais de Corrente
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A
B
C
T=
T=
T=
3
)!(*
3I
!i"# 1$#;$ – Dia"rama de li"ação de )ma 'roteção de ne)tro sens0el a /F$ 4m condi&(es normais de opera&ão o relé não de'e atuar pois o resultado da tensão e da corrente na !o!ina de opera&ão de neutro 5E6C# 'ale 3V 0
= V + V + V = 0
3 I o
= I + I + I = 0
a
a
b
b
c
c
9e o sistema está su!metido a uma "alta monopolar, por e)emplo, na "ase para a terra, ha'erá circula&ão de corrente de seqLência zero 3 I e consequentemente a atua&ão do relé que está polarizado por 3V . o
0
+, – Relés Direcionais de Corrente
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1.1.3 - Relé direcional de potência
prote&ão com o relé direcional de potência tem a "inalidade de reconhecer em que sentido está "luindo a potência do sistema num determinado momento. 4sses relés são empregados em unidades geradoras, quando um "lu)o de potência "lui num sentido não desejado. Ceste caso, o relé é ajustado para atuar se este "lu)o de potência perdurar por um período de tempo além do 'alor de"inido, "azendo operar o disjuntor correspondente. Carga
I cc O1
A
3
1
Carga
LT2 O2
O3
LT1
2
4
O4
)!(* Dis$un"or
!i"# 1$#;1 – G'licação de relés direcionais de 'otHncia Os relés direcionais de potência são utilizados "reqLentemente na prote&ão contra a motoriza&ão dos geradores de energia. %onstruti'amente, os relés direcionais de potência consistem de 1>uma? unidade direcional; •
•
1>uma? unidade de sobrecorrente temporizada;
+; – Relés Direcionais de Corrente
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1>uma? unidade de bandeirola e selagem. Os relés direcionais de potência são normalmente "ornecidos em unidades mono"ásicas. •
52
F
67
G1
4I
E1 o a r i a c n i s < " d o M a o d s o s ! # c % ! ! r i D m !
67 TC
E1
G1
67 TC
67
67
4I
TDC
52a
67 TDC
-
<.= – Dia"rama de li"ação
!i"# 1$#;+ – Es()emas .sicos de relés direcionais de 'otHncia EEJP?O DE GP?ICGÇO <1=
%onsiderar o sistema de E@ MK representado na >ig. /.E6. ?eterminar os ajustes do relés direcional de so!recorrente de "ase da linha 58#, sa!endo1se que a corrente de curto1circuito !arra consumidora é de 6"370 F − 51 . 0
/$ – Relés Direcionais de Corrente
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carga má)ima por linha é de NK. O relé direcional está ligado em quadratura, isto é, a corrente no relé para "ator de potência unitário está adiantada da tensão de polariza&ão de um ângulo de 90 . O ângulo de projeto do relé é de − 45 . @ransformadores de proteção 0
0
•
I t
= 6"370 = 318,5 A 20
RTC : 400
I n
=
− 5 : 80
55"000 3 × 69
= 460,2 A
>inalmente G-% // 1 // /orrente de tape da unidade temporizada •
I t
=
1,5 × 460,2 100
= 6,9
7ela -a!. /.8, tem1se I = 7 A 5"ai)a , a A# t
•
@empo de operação do relé para a condição de curto)circuito I cc
= 6"370 - 51 A
M
=
I cc
×
RTC I t
=
6"370 100 × 7
= 9,1
/1 – Relés Direcionais de Corrente
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7elo grá"ico da >ig. /.E@, tem1se T = 0,6 s 5'alor considerado neste e)emplo# cur'a A. rs
ogo, o ajuste do dial é a cur'a A. %on"orme se o!ser'a na >ig. /.<6, para um corrente de curto1circuito de 6"370 − 51 , o relé atuará pr*)imo ao ângulo do seu conjugado má)imo, que é de 45 em rela&ão 2 corrente e 2 tensão para "ator de potência unitário. Os demais relés direcionais não atuarão de'ido ao auto!loqueio, isto é, o sentido da corrente. O mesmo ajuste de'e ser aplicado aos demais relés. 0
0
EEJP?O DE GP?ICGÇO <+=
?eterminar os ajustes de um relé direcional de potência destinado 2 prote&ão de um gerador de potência nominal de / NPF8, MK. 9ua potência de motoriza&ão é de ./// MP. O "ator de potência do gerador é /, induti'o. /orrente nominal de gerador •
I ng
•
= I =
3 × 13,8 × 0,80
= 2"614,8 A
= 3"000 − 5 = 600
@ransformador de potencial RTP
•
50"000
@ransformador de corrente RTC
•
c
= 13"800 − 120 = 115
/orrente de motorização do gerador
/+ – Relés Direcionais de Corrente
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I mot
•
=
1"000 3 × 13,8 × 0,8
= 52,3 A
/orrente de motorização no secund(rio do @/ I mots
=
I mot RTC
=
52,3 600
= 0,087A ≅ 0,08A
7ara que o relé atue na re'ersão de potência é necessário que disponha de um tap mínimo igual ou in"erior a /,/<, cuja corrente de acionamento seja de I a
= I × RTC = 0,08 × 600 = 48 A < 52,3 A t
+#+ - Relé de so.recorrente direcional di"ital •
•
•
@al como os relés anteriormente estudados, o relé de sobrecorrente direcional digital apresenta os mesmos princ&pios operacionais dos relés de indução. 'os relés digitais, as correntes secund(rias dos transformadores de corrente são con%ertidas em sinais proporcionais de tensão atra%és dos transformadores de entrada do e#uipamento. A( os sinais analBgicos de tensão são conduzidos a um con%ersor *C: >analBgicoCdigital? #ue os con%erte em sinais digitais antes de serem utilizados pelo microprocessador. @odas as operaçDes de atuação do relé são e"ecutadas digitalmente pelo microprocessador. ! programa do relé est( armazenado em memBria E+-! . !s %alores a5ustados, corrente, potência e tempo, são armazenados em memBria EE+-!, e%itando #ue os a5ustes do relé se5am apagados no caso de ausência de tensão em seus terminais.
// – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos •
•
•
! microprocessador do relé é constantemente super%isionado por um circuito denominado Datchdog >cão de guarda? #ue, ao perceber #ual#uer anormalidade operacional do microprocessador, ati%a um alarme no relé de sa&da de auto)super%isão efetuando ao mesmo tempo o blo#ueio do prBprio microprocessador. * unidade direcional impede a operação da unidade de sobrecorrente, a temporização não ser( ati%ada. * unidade direcional necessita de um flu"o m&nimo de corrente, para definir a direção de disparo em geral, 0,02 × I , e um pe#ueno mBdulo de tensão, em geral, 1 . * partir desses %alores a unidade direcional ser( acionada desde #ue conhecidas as condiçDes a5ustadas do flu"o de corrente. !s relés digitais possuem uma caracter&stica direcional baseada na medição do ngulo de fase e no tempo de coincidência das mediçDes entre a corrente e a tensão. /omo se sabe, no momento do defeito, a tensão entre fases nos terminais do relé é praticamente nula, mas #ual#uer #ue se5a o seu %alor é tomada como tensão de referência para a corrente da#uela fase. ! ngulo caracter&stico para o #ual se obtém a maior sensibilidade do relé pode ser a5ustado numa ampla fai"a de %alores, como por e"emplo, 14 a 34 2 . n
•
•
2.2.1 – Unidade direcional de fase
4m geral, os relés apresentam unidades direcionais temporizadas e instantâneas de "ase +#+#1#1 – Unidade direcional tem'ori6ada de ase
Os relés possuem três unidades direcionais, cada uma destinada a uma "ase. 7ara cada uma das "ases, tal como ocorre nos relés eletromecânicos, a grandeza de opera&ão continua sendo /4 – Relés Direcionais de Corrente
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a corrente da "ase correspondente e a polariza&ão é dada pela tensão das outras duas "ases, 5cone)ão em quadratura#. Co relé QiK, o elemento de so!recorrente temporizado realiza sua opera&ão so!re o 'alor e"icaz da corrente de entrada. partida do relé ocorre quando o 'alor da corrente medida supera ,/ 'ezes o 'alor da corrente ajustado. O relé retorna a sua condi&ão de repouso quando a corrente decresce e atinge o 'alor 'ez seu 'alor da corrente ajustado.
/9 – Relés Direcionais de Corrente
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I1 I1 I2 I2 I3 I3 In In 22 1
T K F F 6 D A P L F T F ) I 0 C C D ) ) I = C ) C I 6
23 2 31 3
' (
Comac"ador!s
!i"# 1$#;/ – Dia"rama de .loco de )m relé di"ital trisico /% – Relés Direcionais de Corrente
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ati'a&ão da partida do relé ha!ilita a "un&ão de temporiza&ão que realiza uma integra&ão dos 'alores medidos de corrente. 4sta se realiza aplicando incrementos em "un&ão da corrente de entrada so!re um contador que, ao "im da contagem de tempo ajustado, determina a atua&ão do elemento temporizado do relé. 3uando o 'alor e"icaz da corrente medida decresce a!ai)o do 'alor da corrente de partida ajustado ocorre a reposi&ão rápida do integrador. ati'a&ão do sinal de saída do relé requer que a partida permane&a atuando durante todo o tempo de integra&ão. 3ualquer retorno 2 condi&ão inicial de repouso do relé conduz o integrador 2s suas condi&(es iniciais, de "orma que uma no'a atua&ão inicia a contagem de tempo na posi&ão zero. Co caso do relé QiK 6:K?1, a característica de tempo pode ser selecionada entre E 5seis# alternati'as de "un&(es in'ersas 5in'ersa, muito in'ersa, e)tremamente in'ersa e tempo longo in'ersa, tempo curto in'ersa e uma de tempo "i)o#. estas pode ser acrescentada uma característica de tempo de"inida pelo usuário e introduzida no relé atra'és do seu sistema de comunica&ão. 7ara o relé de "a!rica&ão QiK são os seguintes elementos utilizados na gradua&ão nidade de corrente temporizada de fase direcional >modelo F=:)G? •
ha!ilita&ão da unidade 5permissão# sim ou não=
partida da unidade ( 0,2 ! 2,4 ) × I n , em passos de /,/ =
cur'a de tempo tempo "i)o, cur'a in'ersa, muito in'ersa, e)tremamente in'ersa, etc=
índice de tempo de cur'as in'ersas /,/ a , em passos de /,/=
temporiza&ão da cur'a de tempo "i)o /,/ a // ms, em passos de /,/ s=
/& – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
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•
•
controle de partida 5ha!ilita&ão de !loqueio de partida# sim ou não.
nidade de corrente instantnea de fase direcional >modelo F=:)G?
ha!ilita&ão da unidade 5permissão# sim ou não=
partida da unidade ( 0,1 ! 0,30 ) × I n , em passos de /,/ =
temporiza&ão da unidade instantânea / a // s, em passos de /,/ s=
controle de partida sim ou não.
nidade direcional
Rngulo característico de "ase B a <B, em passos de B=
Rngulo característico de neutro a <B em passos de B=
;loqueio por "alta de polariza&ão simFnão.
temporiza&ão da unidade de so!recorrente pode ser o!tida atra'és das cur'as características × tempo corrente das >igs. /.@0 e /.@. temporiza&ão pode ser o!tida tam!ém atra'és das 4qua&(es /.AA a /.AE, ou seja /aracter&stica de tempo in%ersa •
T
/, – Relés Direcionais de Corrente
=
0,14
× T ms
0,02
I ma I s
−1
5/.AA#
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I ma I s
1 corrente de ajuste no relé=
T ms •
1 so!recorrente má)ima admitida= 1 multiplicador de tempo, ou índice de tempo.
/aracter&stica de tempo muito in%ersa T =
•
13,5
I ma − 1 I s
80
I ma − 1 I s
× T ms
5/.A0#
/aracter&stica de tempo in%ersa longa T
•
5/.A8#
/aracter&stica de tempo e"tremamente in%ersa T =
•
× T ms
=
120
I ma − 1 I s
5/.A#
/aracter&stica de tempo in%ersa curta T
/; – Relés Direcionais de Corrente
=
0,05
I ma − 1 I s
5/.AE#
Proteção de Sistemas Elétricos
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-iempo en 9egundos
-iempo en 9egundos 1000
///
100
//
10
/
:ndices 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
1
:ndices
0,4
1 $K; $K, $K& $K%
0,3
0,2
$K9 $K4 0,1
$K/ $K+
0,05
0,1
/, $K1
$K$9
/,/
0,01 0,1
1
2
3
4
5 6 7 8 9 10
20
Kecesel Kalorde juste
!i"# 1$#;4 – C)ra inersa
/,
A
8
0 E 6 < @/
A/
KeceselKalorde,juste
!i"# 1$#;9 – C)ra m)ito inersa
$%&'&(&$&( ) Unidade direciona* instantânea de +ase
unidade instantânea atua com o 'alor registrado do pico de corrente. 4m geral, os relés disp(em de um temporizador ajustá'el na saída que permite a temporiza&ão opcional das unidades instantâneas. $%&'&(&$&, ) Unidade de contro*e de partida
4$ – Relés Direcionais de Corrente
Consultoria e Projetos Elétricos
Proteção de Sistemas Elétricos
lguns relés possuem um ajuste de controle de partida ou ha!ilita&ão do !loqueio da partida. 4)istem duas "un&(es !em di"erenciadas. $ma está associada 2 unidade direcional, ha!ilitando ou desa!ilitando a direcionalidade do equipamento. outra é a de reposi&ão das "un&(es temporizadas incluídas nas unidades de tempo e instantâneas. 10.6.2.2 – Unidade direcional de neutro
opera&ão da unidade direcional de neutro está "undamentada na utiliza&ão de grandezas de seqLência zero e terra. 9e toma como grandeza de opera&ão a corrente de seqLência zero utilizando1se duas "ontes para o!ter a grandeza de polariza&ão tensão se#Hência zero; •
corrente de circulação pelo aterramento >corrente de se#uência zero?. ssim, há duas características de opera&ão correspondentes a cada um das grandezas acima mencionadas e que representadas so!re um diagrama polar são de"inidas por retas, cada uma das quais di'ide o plano em dois semiplanos. localiza&ão da grandeza de opera&ão determina a saída da unidade direcional e sua a&ão so!re a unidade de so!recorrente. ssim, a polariza&ão pode ocorrer das seguintes "ormas +olarização por tensão O princípio de opera&ão de uma unidade direcional de terra se apoia so!re a determina&ão do ângulo de "ase relati'o entre a corrente de seqLência zero e a tensão de seqLência zero. +olarização por corrente Gealiza1se atra'és da de"asagem e)istente entre a corrente residual e a que circula pelo aterramento. s de"asagens entre as grandezas anteriormente re"eridas estão compreendidas entre /S e
•
•
41 – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos
+olarização por tensão e corrente 4m geral, os relés são dotados de duas polariza&(es na mesma prote&ão. ?essa "orma, de'e1 se e'itar inde"ini&(es na resposta das unidades de so!recorrente. dota1se, por princípio, a prioridade ao !loqueio. O !loqueio da unidade de so!recorrente requer que o critério de polariza&ão por tensão e por corrente detectem a corrente em dire&ão contrária 2 corrente de disparo. 9erá su"iciente que um dos dois critérios detecte a corrente na dire&ão de disparo para permitir a opera&ão da unidade de so!recorrente. •
$%&'&(&(&$ ) Unidade direciona* tempori-ada de neutro
7ara o relé de "a!rica&ão QiK são os seguintes elementos utilizados na gradua&ão. nidade de corrente temporizada de neutro direcional >modelo F=:)G? •
ha!ilita&ão da unidade 5permissão# sim ou não=
partida da unidade ( 0,04 ! 0,48) × I n , em passos de /,/ =
cur'a de tempo tempo "i)o= cur'a in'ersa, muito in'ersa, e)tremamente in'ersa, etc=
índice de tempo de cur'a in'ersa /,/ a , em passos de /,/=
temporiza&ão da cur'a de tempo "i)o /,/ a // s, em passos de /,/ s=
controle de partida sim ou não.
$%&'&(&(&( ) Unidade direciona* instantânea de neutro
4+ – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos
7ara o relé QiK, tem1se nidade de corrente instantnea de neutro direcional >modelo F=:)G? •
•
ha!ilita&ão da unidade 5permissão# sim ou não=
partida da unidade ( 0,1 ! 12) × I n , em passos de /,/ =
temporiza&ão da unidade instantânea / a // s, em passos de /,/ s=
controle de partida sim ou não.
nidade direcional
ângulo característico de "ase / a </, em passos de /=
ângulo característico de neutro / a </, em passos de /=
!loqueio por "alta de polariza&ão sim ou não.
10.6.3 – Relés multifunção
9ão relés que incorporam 'árias "un&(es numa s* unidade. Há di'ersos tipos de relés multi"un&ão, cada um deles incorporando uma certa quantidade de "un&(es, como por e)emplo os relés apresentados na >ig. /.@E, ou seja a# Gelé multi"un&ão 5# •
0unção 42I sobrecorrente instantnea de fase;
•
0unção 41I sobrecorrente temporizada de fase;
4/ – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos •
0unção 41'I sobrecorrente temporizada de neutro;
•
0unção 9I relé térmico de proteção do transformador;
•
0unção 6I relé de re%ersão ou balanceamento de corrente de fase.
C
52 TC
I??
I ?/"
I ! /"
ϕ?
I 2 ?/ "
5
51
51K
49
46
52 TC
)LP 0LTIF0KJ 1
I ??
I ?/"
I ! /"
ϕ?
I 2 ?/"
5
51
51K
49
46
)LP0LTIF0KJ C
∆ Υ 51K
TC
I ?/ "
I ! ?/ "
51
51K
I!
∆ Υ
I! ?
67
67K
I ?/ "
I ! ?/"
51
51K
I! 67
I! ? 67K
C )LP 0LTIF0KJ 2
)LP0LTIF0KJ
C
52
52
C C
T= C
52 TC
C
I??
I ?/"
I ! ?/ "
5
51
51K
52 TC
C
Carga
I ??
I ?/"
I ! ?/"
5
51
51K
C
Carga
!i"# 1$#;% – Dia"rama )niilar com 'roteção atraés de relés m)lti)nção
!# Gelé multi"un&ão 5A# 44 – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos •
0unção 41I sobrecorrente temporizada de fase;
•
0unção 41'I sobrecorrente temporizada de neutro;
•
0unção 6FI relé direcional de sobrecorrente de fase;
•
0unção 6F'I relé direcional de sobrecorrente de neutro. EEJP?O DE GP?ICGÇO
?eterminar os ajustes de um relé direcional de so!recorrente de "ase e neutro, unidades temporizadas e instantâneas do esquema elétrico mostrado na >ig. /.@6 instalado no circuito do trans"ormador. O ponto de cone)ão ou de acoplamento entre o sistema da concessionária e do consumidor é em 7.. O gerador e a rede operam em paralelo. impedância equi'alente do sistema é igual a Z = /2,4 + j1,8 pu . $tilizar o relé QiK, de temporiza&ão in'ersa, mostrada na >ig. /.@0. a# juste da unidade temporizada de so!recorrente direcional de "ase O relé de'e ser ajustado para permitir o suprimento integral da carga do consumidor, quando o gerador T esti'er "ora de opera&ão. @ransformadores de corrente •
I c
=
I t
=
12"500 3 × 13,80
I cc 20
=
= 552,9A
11"000 20
= 550A 5'eja >ig. /.@6#
49 – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos
RTC
− 600 − 5 : 120 =.A.on"o d! aco(am!n"o
52
1M12/5 A 69M13/8 Q
~
52
TC
7/5 A
52
67
I cc 11 QA
TC
67
I ;" 1/7 QA
A 4 Q 4 - M - 8 / - 3 1 1
A Q 1
!i"# 1$#;& – Dia"rama elétrico •
/orrente de tape I ur = 5A 5corrente nominal do relé# I t
=
K × I c
=
1,50 × 552,9
= 6,9A
RTC 120 4% – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos
K = 1,50
=
M nr
5'alor adotado de so!recarga#
I t I nr
=
6,9 5
= 1,38
>ai)a de ajuste 5/,A a A,0# × I juste do relé I = 1,38 × I
nr
am
•
/orrente de acionamentoI I a
•
= I × RTC = 1,38 × 5 × 120 = 828A am
@empo de operação do relé para a condição de curto)circuito T =
M
0,14 0 , 02
I ma − 1 I s
I = I
máx
s
T ms 1
× T ms =
0,14 13,20, 02
−1
× 0,3 = 0,79 s
11"000 = 828 = 13,2
cur'a ajustada /,8 5'alor adotado em "un&ão do tempo de coordena&ão com outros
relés aqui não •
nr
considerados#
*5uste do ngulo caracter&stico do relé X R
=
2, 4 1,8
= 1,33
4& – Relés Direcionais de Corrente
Proteção de Sistemas Elétricos
Consultoria e Projetos Elétricos
arctg
X R
2,4 = arctg = 53° 1,8
7ara que o relé opere no seu torque má)imo, ajustar o ângulo característico do relé em 8B5a "ai)a de ajuste 'aria entre a <B#. !# juste da unidade instantânea de so!recorrente de "ase Ha!ilita&ão da unidade não c# juste da unidade temporizada direcional de neutro •
/orrente de tape I tn
=
K × I c RTC
K = 0,30
M nr
=
I tn I nr
=
0,30 × 552,9 120
= 1,38A
5'alor adotado# =
1,38 5
= 0,27
>ai)a de ajuste 5/,/0 a /,0<# × I
nr
juste do relé I = 0,27 × I am
•
/orrente de acionamento I ac
•
nr
= I × RTC = 0,27 × 120 × 5 = 162A am
@empo de operação do relé para a condição de curto)circuito fase)terra
4, – Relés Direcionais de Corrente