J7
É a +ot2ncia que o T +ode !u+rir continuamente( !em que !eam e0cedido! o! imite! nominai! de tem+eratura/ ara o! T! +ertencente! ao! gru+o! de igação 1 e 5( a +ot2ncia t*rmica nomina não de"e !er in.erior a 1(77 "e$e! a carga nomina mai! ee"ada( reati"amente & ca!!e de e0atidão/ B "aor da +ot2ncia t*rmica de um T +ode !er determinado a +artir da equação a-ai0o3 ?S Pt5 = 171" " ( ?A ! > /n
Bnde( ) X ten!ão !ecund%ria nomina6 Zcn X im+edncia corre!+ondente & carga nomina em o:m!6 > W 1(77 +ara T! do! gru+o! 1 e 56 > W 7( +ara T! do gru+o 7/
Not: A im+edncia Zcn +ode !er o-tida +ea equação3 > /n =
( ?S ! S
6
) X ten!ão !ecund%ria nomina do T ) X +ot2ncia a+arente em A;
III- RELÉS DE PROTEÇÃO III"1- Introu&'o" A +roteção do! )i!tema! E*trico! de ot2ncia * .eita +or e!quema! de +roteção que( +or !ua "e$( !ão -a!icamente comandado! +or re*!/ Entende,!e +or re* de +roteção de !o-recorrente aquee que re!+onde & corrente que .ui no eemento do !i!tema que !e quer +roteger quando o m4duo de!!a corrente !u+era o "aor +re"iamente au!tado/ A .unção +rimordia de!!e! re*! * identi.icar o! de.eito!( ocai$%,o! da maneira mai! e0ata +o!!9"e e aertar a quem o+era o !i!tema( +romo"endo o di!+aro de aarme!( !inai$aç'e! e tam-*m de+endendo do ca!o( comandando a a-ertura do! di!untore! de modo a i!oar o de.eito( mantendo o re!tante do !i!tema em o+eração norma( !em que o! e.eito! de!!e de.eito +reudiquem !ua normaidade/ Todo! o! !egmento! do! !i!tema! e*trico! !ão normamente +rotegido! +or re*! de !o-recorrente( que * a +roteção m9nima a !er +rotegida/ É grande a di"er!idade de re*! que de!em+en:am e!!a .unção de +roteção/
J7
J<
A +roteção com re* de !o-recorrente * a mai! econ8mica de toda! a! +roteç'e! utii$ada! no! !i!tema! de +ot2ncia e * tam-*m a que mai! .requentemente nece!!ita de reau!te quando !ão e.etuada! ateraç'e! na con.iguração do !i!tema/ A! +roteç'e! com re*! de !o-recorrente !ão utii$ada! em aimentadore! de m*dia ten!ão( in:a! de tran!mi!!ão( geradore!( motore!( reatore! e ca+acitore! e( de .orma gera( no! e!quema! de +roteção onde !ão nece!!%rio! tem+o! de o+eração in"er!amente +ro+orcionai! &! corrente! que circuam no !i!tema/ B! +rinci+ai! re*! de !o-recorrente em+regado! no! !i!tema! e*trico! !ão3
Re*! de !o-recorrente não direcionai!/
Re*! de !o-recorrente di.erenciai!/
Re*! de !o-recorrente não direcionai!/
Re*! de !o-recorrente de di!tncia/
E!!e! quatro ti+o! de re*! +odem !er con!tru9do! com tr2! di.erente! tecnoogia!3 , Relés de so/recorrente de indução( cua tecnoogia * o-!oeta e( +ortanto não !ão mai! .a-ricado!/ , Relés de so/recorrente est#ticos( que tam-*m !ua tecnoogia * o-!oeta e não !ão mai! .a-ricado!/ , Relés digitais microprocessados( que !ão o! re*! atuamente mai! utii$ado! em todo! o! e!quema! de +roteção/
III"- T+%o, ) r)l., ) ,o=r)/orr)nt) n'o +r)/+on+," )im+e!mente c:amado! de re*! de !o-recorrente( e!!e! re*! +odem !er con!tru9do! de dua! di.erente! .orma! quanto ao ti+o de acionamento do di!untor( ou !ea( relés prim#rios e relés secund#rios/
B! re*! +rim%rio! atuam mecanicamente !o-re o di!untor +or meio de "areta! i!oante!/ Q% o! re*! !ecund%rio! acionam o! di!untore! .ec:ando um contato interno( in!erindo uma .onte e0terna( normamente um -anco de -ateria! !o-re a -o-ina de a-ertura do di!untor/
J<
JJ
B! r)l., %r+*9r+o,( tam-*m con:ecido! como re*! de ação direta( atuamente não !ão aceito! +ea norma -ra!ieira NR 1<=7 +ara +roteção gera de unidade! con!umidora! !u+rida! em m*dia ten!ão/ No entanto( * utii$ado na +roteção da! demai! +arte! ou com+onente! do !i!tema de m*dia ten!ão interno! a unidade con!umidora/ E0i!tem a+icado! em !u-e!taç'e! de m*dia ten!ão re*! +rim%rio! do! ti+o! .uidodinmico!( eetromagn*tico! e e!t%tico! ou eetr8nico!/ No ca!o do! re*! .uidodinmico! e eetromagn*tico!( o +rinc9+io de atuação re.ere,!e & ação eetromagn*tica de um cam+o .ormado +or uma -o-ina de corrente/ Di.erem( +or*m quanto ao +rinc9+io de retardo ou tem+ori$ação/ B! r)l., ) ,o=r)/orr)nt) ) &'o +n+r)t( tam-*m con:ecido! como r)l.,
,)/un9r+o,( !ão .a-ricado! em unidade! mono.%!ica! e aimentado! +or tran!.ormadore! de corrente! igado! ao circuito que !e quer +roteger/ )ão utii$ado! na +roteção de !u-e!taç'e! indu!triai! de m*dio e grande +orte( na +roteção de motore! e geradore!( -anco de ca+acitore! e( +rinci+amente( na +roteção de !u-e!taç'e! de !i!tema! de +ot2ncia da! conce!!ion%ria! de energia e*trica/ Atuamente( não !e .a-ricam mai! o! re*! de !o-recorrente do ti+o indução( +or*m ainda e0i!tem mi:are! de!!e! re*! a+icado! em di.erente! ti+o! de !u-e!taç'e! de m*dia e ata ten!ão/ B e!quema -%!ico de +roteção de !o-recorrente u!ando re*! !ecund%rio! do ti+o indução * re+re!entado na! .igura! a !eguir3 I
TC Di!untor I)
I
TC J5
I)
I
TC
I) J=VJ1
R
R
R
J=VJ1N R
JJ
J
I
TC Di!untor I I
I)
TC J5
I)
TC
7I= R J=VJ1G)
I) J=VJ1 R
R
R
B! re*! de indução !ão normamente con!titu9do! de tr2! unidade! o+eracionai!( ou !ea3 , Unidade de !o-recorrente tem+ori$ada( .ormada +or uma -o-ina que aciona um di!co de indução/ , Unidade de !o-recorrente in!tantnea/ , Unidade de -andeiroa e !eagem/
III"4- Cur3, ) o%)r&'o" B! re*! de indução( como eemento! de +roteção( !ão dotado! de caracter9!tica! de.inida! a .im de !e au!tar &! "%ria! condiç'e! im+o!ta! +eo !i!tema de +roteção/ Uma de!!a! caracter9!tica! mai! im+ortante! !ão a! cur"a! de tem+ori$ação/ A +artir da deci"idade e do tem+o de o+eração em .unção da grande$a da corrente de atuação( +ode,!e e!+eci.icar o re* adequadamente +ara o e!quema de +roteção de!eado/ )ão "%ria! a! cur"a! tem+o O corrente do! re*! de indução( e dada em +a+e/ No re* digita( não :% nece!!idade de ter a! cur"a! de tem+o no +a+e( +or que o re* o+era a!!ociando a cur"a a uma .unção que re+rodu$ a cur"a normai$ada/ E!ta .unção que re+re!enta a! cur"a! de tem+o O m#ti+o! do! re*! eetromecnico!( e!ta-eecida! +ea IEC( I5t e +ea C7/115,1 IEEE )tandard In"er!e,Time C:aracteri!tic Equation! .or Bnde3 B"ercurrent Rea! * dada +ea e0+re!!ão a !eguir3 → #ti+o T de tem+o da! cur"a! de tem+o do re* /ur3
t o%r
= T/ur3 + L M −
eetromecnico( +or e0em+o( cur"a 1== W T W 1 ou cur"a de tem+o 7= W T/ur3 W =(76 to%r a tem+o de o+eração do re* em !egundo! tem+o de tri+;6 I M= → #ti+o do re*( !endo j 16 /ur3
I Qu,t)
I ` corrente rea que entra no re*6 I Qu,t) → Corrente de au!te do re*6 7 b7 c ) L ` coe.iciente! .ornecido! na ta-ea a-ai0o3
J
J
Nor*
IEC
IEEE Idt To,
T+%o ) /ur3 Cur"a in"er!a oderadamente in"er!a uito in"er!a E0tremamente in"er!a oderadamente in"er!a uito in"er!a E0tremamente in"er!a Cur"a I[ t Tem+o de.inido
=(1<
b =(=5
c 1
L =
=(=J
=(=<
1
=
17(J
1
1
=
?=
5
1
=
=(J1J
=(=5
1
1(1<
1(1
5
1
<(1
5?5
5
1
1(51
1==
5
=
=
A! incinaç'e! da! cur"a! de tem+o do re* +ea IEC( tam-*m( !ão con:ecida! +or3
IEC B! tem+o!
In"er!a uito in"er!a E0tremamente in"er!a
Ca!!e A Ca!!e Ca!!e C
o-tido! na! cur"a!
de tem+o do! re*! de +roteção a+re!entam erro!( que +ara o! re*! eetr8nico! e digitai! +odem !er de at* J e no! eetromecnico! em at* (J/ E!!e! erro! % !ão con!iderado! no tem+o de .oga do tem+o de coordenação/
E$)*%lo 1: Determinar o! au!te! do! re*! de !o-recorrente que atuam no! di!untore! J5/1 e J5/5( in!taado! con.orme o diagrama da .igura dada/ B tran!.ormador não di!+'e de "entiação .orçada/ Utii$ar o re* de indução de !o-recorrente da GE cua corrente nomina * de J A/ A .ai0a de au!te da unidade de !o-recorrente tem+ori$ada de .a!e * de 1(= X 15(= A( com ta+e! di!+on9"ei! em am+\re! de 1(= X 1(5 X 1(J X 5(= X 5(J X 7(= X 7(J X <(= X J(= X (= X (= X ?(= X (= X 1=(= X 15(=/ A .ai0a de au!te da unidade de !o-recorrente tem+ori$ada de neutro * de =(J X 5(J A( com ta+e! di!+on9"ei! em am+\re! de =(J X =( X =( X =(? X 1(= X 1(5 X 1(J X 5(= X 5(J A/ A .ai0a de atuação da unidade in!tantnea de .a!e "ai de 5= X 1= A;RTC( e a de neutro de 7(= X ?(=;RTC/ A corrente de curto,circuito tri.%!ica
J
J?
no ado de @ "ae J== A com um nguo de X ?7^( e a de .a!e e terra tem o "aor m%0imo de <== A/ @ , 7k X = H$ C)
J5/1 C) J=VJ1
J=VJ1 N
J=VJ1
J=VJ1 N
TC!
1= A V17( ? @ Z W (J
h
TC!
C)
J5/5 C) 17(? @ , 7k X = H$
J?
J
Cur3 IEC T)*%o Nor*l In3)r,o
J
=
=
1
Cur3 IEC T)*%o Mu+to In3)r,o
1
5
Cur3 IEC T)*%o E$tr)**)nt) In3)r,o
III"8- R)l. D+r)/+onl ) So=r)/orr)nt)" III"8"1- Introu&'o" Num !i!tema de energia e*trica em ane( a +roteção com re*! de !o-recorrente * im+ratic%"e( de"ido a não coordenação entre ee!/ No entanto( a +roteção do !i!tema em ane * +o!!9"e !e re* de !o-recorrente rece-er um au0iio do re* direciona/ Como o nome indica( tem !en!i-iidade direciona em reação ao !entido do .u0o de energia que tra.ega +eo !i!tema/ B re* direciona( que monitora o re* de( con.ere caracter9!tica radia ao !i!tema em ane/ Bu !ea( o !i!tema em ane !e com+orta como doi! !i!tema! radiai! em !entido! o+o!to!/
III"8"- R)l. ) ,o=r)/orr)nt) +r)/+onl" Re* de !o-recorrente direciona ; * um di!+o!iti"o que o+era quando a corrente * maior que o !eu au!te e tem !entido +r*,e!ta-eecido de acordo com !ua re.er2ncia de +oari$ação/ E!!e re* +ara atuar nece!!ita de dua! grande$a! de o+eração/ E!!a! grande$a! geramente !ão3
Uma grande$a de +oari$ação que +ode !er ten!ão ou corrente/ A ten!ão * mai! u!ada/
Uma grande$a de o+eração( !endo e!ta caracter9!tica geramente +ea corrente e*trica/
A direcionaidade * dada +ea com+aração .a!oria da! +o!iç'e! reati"a! da corrente de o+eração e ten!ão de +oari$ação/ E!ta de.a!agem * que +rodu$ o !entido da direção do .u0o de energia da corrente de o+eração ou do curto,circuito/ 5
7
III"8"4- Pr+n/%+o ) 2un/+on*)nto o R)l. ) ,o=r)/orr)nt) +r)/+onl" B diagrama uni.iar da .igura re+re!enta !im-oicamente o re* de !o-recorrente direciona3
TC
Fa!e A
Ia
o-ina de corrente
Circuito +rotegido
IA
T
I +oari$ação
o-ina de ten!ão
B re* direciona tem doi! conunto! de -o-ina! em quadratura( aimentado! +ea corrente e*trica e +ea ten!ão de +oari$ação/ A corrente de o+eração da .a!e A( "ia !ecund%rio do TC( entra na marca de +oaridade da -o-ina de corrente do re!+ecti"o re*( e a ten!ão de +oari$ação( "ia !ecund%rio do T( * re.erenciada na marca de +oaridade da -o-ina de ten!ão do re*/ )egue a-ai0o( o diagrama .a!oria da! grande$a! en"o"ida! no re* direciona( con!iderando uma .a:a curto,circuito; na .a!e A3 an
Norma
l IA r
kIa
Ia
I +oari$ação
+oari$ação W -c
k +oari$ação
B diagrama acima re+re!enta o re* di.erencia da .a!e AM do !i!tema e*trico em an%i!e( no qua identi.icamo!3 Ia ` * a corrente !ecund%ria da .a!e AM( durante o curto,circuito/ k Ia ` * o .u0o magn*tico criado +ea corrente Ia na -o-ina de corrente do re* direciona/ E!te .u0o e!t% em .a!e com a corrente Ia/ an ` Ten!ão !ecund%ria da .a!e AM em reação ao neutro do !i!tema/ +oari$ação ` Ten!ão de +oari$ação que ne!!e ca!o * a ten!ão -c/ 7
<
I +oari$ação ` Corrente e*trica que +a!!a +ea -o-ina de +otencia/ E!ta corrente * decorrente da ten!ão de +oari$ação a+icada na -o-ina de ten!ão do re* direciona/ k +oari$ação ` Fu0o magn*tico na -o-ina de ten!ão decorrente da corrente de +oari$ação/ E!te .u0o e!t% em .a!e com a corrente de +oari$ação/ ` nguo entre o! .u0o!( k Ia e k +oari$ação/ p ` nguo entre Ia e ten!ão de +oari$ação/ r ` É o nguo de m%0imo torque motor do re*/ E!te nguo * uma caracter9!tica do re* de acordo com !ua .a-ricação/ l ` É o nguo da carga/ IA ` É a corrente de carga na .a!e AM/ Durante o curto,circuito( +or !er ain:a de tran!mi!!ão .ortemente induti"a( a corrente I a .ica -a!tante de.a!ada da ten!ão an/ A de.a!agem entre a corrente Ia e a ten!ão an * o nguo =^ , / B torque motor do re* direciona * o-tido +ea conugação do! .u0o! magn*tico! da .igura anterior e * dado +ea e0+re!!ão3 *otor o r)l. = I %olr+&'o ,)n
)endo W =^ , r W =^ , r X ;( "em3
*otor o r)l.
*otor o r)l.
= 1 I ?=/ ,)nYD0 º −(r − !Z
=
I
%olr+&'o
/o,(r − !
)e con!iderarmo! o e.eito re!taurador da moa( o torque e.eti"o re!utante que atua no re* !er%3 =
*otor o r)l.
−
r),turor
= 1I ?=/ /o,(r − ! −
r),turor
No imiar de o+eração do re*( tem,!e e W =( ogo3 0 = 1 I ?=/ /o,(r − ! −
r),turo r
Durante o curto,circuito( a ten!ão de +oari$ação .ica +raticamente con!tante( i!to *( -cWcon!tante( +ortanto6 <
