Universidade Federal do Ceará - UFCCentro de TecnologiaDepartamento de Engenharia Elétrica - DEEDepartamento de Engenharia Elétrica DEE

ÃPROTEÇÃO DE

SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA - SEPSISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA SEP

Prof. Raimundo Furtado Sampaiop

Tópico IIIp

F õ d P t ãFunções de Proteção

Funções de Proteção

As funções dos dispositivos de controle e proteção são definidas pelas normas internacionais: ANSI (American National Standards Institute) Norma IEC (International Electrotechnical Commission) Norma IEC (International Electrotechnical Commission)

Funções de Proteção

CÓDIGO ANSI FUNÇÃO DE PROTEÇÃO E CONTROLE50/50N S b t i t tâ d f /d t50/50N Sobrecorrente instantânea de fase/de neutro51/51N Sobrecorrente temporizada de fase/de neutro

50/51NS Sobrecorrente neutro sensível50/51NS Sobrecorrente neutro sensível46 Desequilíbrio de corrente (condutor partido)

sobrecorrente seqüência negativa I2 ou I2/I164 S b d ( lé d )64 Sobrecorrente de terra (relé de carcaça)

67/67N Direcional de fase/Direcional de neutro32 Direcional de potência32 Direcional de potência25 Cheque sincronismo (synchrocheck)26 Temperatura do óleo49 Imagem térmica71 Nível de óleo63 R lé d ã (d í l/fl /lí id / á )63 Relé de pressão (de nível/fluxo/líquido/gás)52 Disjuntor

Funções de Proteção

CÓDIGO ANSI FUNÇÃO DE PROTEÇÃO87 Diferencial21 Distância27 S bt ã27 Subtensão59 Sobretensão81 Sub ou sobrefreqüência81 Sub ou sobrefreqüência

51G Sobrecorrente de terra;61 Desequilíbrio de corrente.79 Religamento

62/50BF Falha do disjuntor30 R lé i d30 Relé anunciador37 Subcorrente43 chave de transferência43 chave de transferência47 sobretensão de sequência negativa

Funções de Proteção

CÓDIGO ANSI FUNÇÃO DE PROTEÇÃO81 sub ou sobrefreqüência86 relé de bloqueio90 dispositivo de regulação90 dispositivo de regulação94 relé de desligamento ou disparo livre

Diagrama Unifilar SimplificadoDiagrama Unifilar Simplificado

LEGENDA:Rel

02C5

LEGENDA:Rel ‐ 50/51, 50/51NRta ‐ 50/51, 50/51NRtd ‐ 87, 50/51, 51GRtb ‐ 50/51, 50/51N, 50BF

D12D102B1

D 12C5

02B2

43C5

Rtb 50/51, 50/51N, 50BFRdt ‐ 50/51, 50/51N, 50BFRa1 ‐ 50/51, 50/51N, 50/51NS, 79.Rbc ‐ 50/51, 50/51N, 50/51NS, 27, 61.Rti ‐ 63, 63A, 80, 49, 26, 7143 Função de transferência da proteção

D

Rta

43Ta

02Z2

43 ‐ Função de transferência da proteção86 ‐ Relé de Bloqueio

02T1

Rta

Rtb

Rtd86Rti

11H2

D 11D1

RdtD 11T1

01H2

D

Rbc

Rtb

43Tb01Z1

R

Ral

R

Ra2

R

Ra3

R

Ra4

Rdt11T101B101BA

R 21I1

01I1

R R R21I2 21I3 21I4

01I2 01I3 01I4

Elementos Funcionais de um Relé

Valores de

Referência

Elemento de

Comparação

Elemento de

Medição

Elemento de

Decisão

Elemento de

AtuaçãoComparaçãoMedição Decisão Atuação

Condições para o relé atuar:ç p Valor medido maior do que a corrente ajustada no relé. Duração da falta ultrapassar o valor do tempo pré-definido no

relérelé.

Tópico IIIp

F ã d S b tFunção de Sobrecorrente

Relé de Sobrecorrente O Cálculo e ajustes dos relés envolve os conceitos de:

TAP’s ou faixas de ajuste TAP s ou faixas de ajuste Corrente de pick-up Curvas Dial de tempo ou multiplicador de tempo Múltiplo Margem de coordenação Margem de coordenação

Relé de Sobrecorrente TAPs::

São as derivações da bobina do relé que permite o ajuste do relé São as derivações da bobina do relé que permite o ajuste do relé para diversas correntes de atuação.

RTC = 100/5 = 20TAP = 1,5x Icarga/RTCTAP = (1,4x100)/20 = 7ATAP disponível no relé = 7,5

O ajuste do TAP define a corrente de pick-up do relé O ajuste do TAP define a corrente de pick up do relé. Se Icc < Ipick-up, o relé não fechará seu contato NA. Ipick-up = RTCxTAP

Relé de Sobrecorrente Corrente de Pick-up:

É o termo genérico designado para a menor corrente de operação g g p p çajustada no relé que proporciona o fechamento dos seus contatos e o comando de abertura do disjuntor.

Ipick-up = RTCxTAPp p

RTC = 100/5 = 20TAP = 1,5x Ica ga/RTCTAP 1,5x Icarga/RTCTAP = (1,4x100)/20 = 7ATAP disponível no relé = 7,5Ipick-up = RTCxTAPIpick-up = 7,5x20Ipick-up = 150 A

Também denominada corrente de atuação ou corrente de acionamento ou corrente de operação

p p

acionamento ou corrente de operação.

Relé de Sobrecorrente Múltiplo (M):

Relação entre a corrente de curto circuito e a corrente de Relação entre a corrente de curto-circuito e a corrente de pick-up.

O múltiplo do relé indica o quanto a corrente de curto-circuito é maior do que sua corrente de ajusteé maior do que sua corrente de ajuste.

IccIccTAPRTC

IccupIpick

IccM*_

Onde:úM – Múltiplo

Ipick-up – Corrente de atuação do reléIp – Corrente de curto-circuito no primário.p pTAP – Corrente de ajuste do relés

Relé de Sobrecorrente Curva:

As normas IEC 255 e BS 142 define o tempo de operação As normas IEC 255 e BS 142 define o tempo de operação matematicamente pela fórmula:

kxt

1

upIpickIcc

t

ppEsta relação corresponde ao Múltiplo

Onde:t – tempo de operação do relé em segundos;k Dial ou tempo multiplicadork – Dial ou tempo multiplicadorIcc - Corrente de curto-circuito;Ipick-up – Corrente de atuação do relé.

Relé de Sobrecorrente Curva:

As constantes e determinam a inclinação da curva As constantes e determinam a inclinação da curva característica do relé. Para os três tipos de relés de sobrecorrentepadrão seus valores são dados na tabela a seguir:

Relé de Sobrecorrente DIAL de tempo ou tempo multiplicador

O ajuste do dial ou multiplicador defini o tempo exato da O ajuste do dial ou multiplicador defini o tempo exato da operação do relé.

Aj d di l d t

Ajuste do dial de tempo

3

1

2

I

Sistema de Proteçãoç Margem de Coordenação

Ao determinar os ajustes dos relés de sobrecorrente e demais dispositivos de proteção em série, deve-se manter uma margem de tempo adequada entre suas curvas características a fim de se obter uma operação coordenada.

T

t4

t2t1

t3

MM1 M2 M3 M4

1

Relé de Sobrecorrente Margem de Coordenação (∆t):

é a mínima diferença de tempo em que dois relés próximos é a mínima diferença de tempo em que dois relés próximos devem ter para garantir a coordenação.

ttt

Ex.: Relé de tempo inverso

jusantearelétemonarelé ttt tan

pT

TR

R1

t2Margem de cordenação

D1

R1

R2 R3 R4

M

t1

AL1 AL2 AL3

D2 D3 D4

MmaAL1 AL2 AL3

Falta

Sistema de Proteçãoç Coordenograma:

COORDENOGRAMA DE NEUTRO - (QXD 21P4-11B1) E (12L1 JTM)

62,5

2100,00 RELIGADOR 21P4 IPK=30,40ADISJ. GERAL 11B1 IPK= 84ADISJ. 12L1-(JTM) *(IPKF=140A (69kV))

(100

A-1,

17)

23,7

6

8,60

3,15

9

1,35

5,317,

02

1,76

1 00

10,00

( seg

. )

(126

A-0,

85)

(200

A-0,

48)

00A-

0,22

)

0,14

)

-0,1

4)

0,14

)

A-0,

14)

-0,1

4)

-0,1

4)

1,3 9

1,03

0,62

0,62

0,62

0,62

0,10

1,00

TEM

PO (

(40

(800

A-0

(105

0A-

(200

0A-

(181

0 A-

(361

0A-

(433

2A-

0,01100 1000 10000

CURTOS-CIRCUITOS MONOFÁSICOS ( A )

Diagrama Funcional Simplificado Trip:

Ponto em que o relé fecha o contato de saída na ocorrência da

g p

qmanutenção do valor da corrente ou tensão de pick-up por um período ou curva pré-determinada pelo usuário.

Condições para o relé atuar:l did i d j d lé• Valor medido maior do que a corrente ajustada no relé.

• Duração da falta ultrapassar o valor do tempo pré-definido no relé.

Próxima Aula

Tópico 4: Evolução dos Relés de Tópico 4: Evolução dos Relés de Proteção