Proteção em linhas de transmissão

Prof. José Batista

Principais proteções Função 21: proteção de distância.

Função 21N: proteção de distância de neutro.

Função 27: proteção contra subtensão.

Função 32P: direcional de potência ativa.

Função 46: desbalanço de corrente de sequência negativa.

Funções 50: proteção instantânea de fase.

Funções 50N: proteção instantânea de neutro.

Função 50BF: proteção contra falha de disjuntor.

Função 51: proteção temporizada de fase.

Função 51N: proteção temporizada de neutro.

Função 59: proteção contra sobretensão.

Função 67: proteção direcional de fase.

Função 67N: proteção direcional de neutro.

Função 79: religamento

Função 85: proteção auxiliar de carrie (bloqueio de abertura do disjuntor).

Função 86: bloqueio de segurança.

Função 87L: proteção diferencial de linha

Sistema

Classificar as linhas aéreas de transmissão como linhas curtas, médias

ou longas. As linhas de transmissão curtas são aquelas de até 80

quilômetros, as linhas médias são aquelas que possuem de 80 a 240

quilômetros e as linhas longas são as maiores de 240 quilômetros.

DEFEITOS

As linhas de transmissão de grandes extensões são

susceptíveis às incidências de defeitos devido aos

seguintes eventos mais significativos:

Vandalismos.

Descargas atmosféricas.

Defeitos que motivam curtos-circuitos.

Queimadas.

Vendavais.

MINIMIZAR DEFEITOS

Para minimizar os efeitos desses eventos, as linhas de

transmissão são protegidas ao longo do seu percurso e

nas duas extremidades pelos seguintes dispositivos:

Cabos-guarda, posicionados na parte superior das torres.

Para-raios de sobretensão contra ondas incidentes oriundas de

descargas atmosféricas ou surtos de manobras.

Disjuntores associados a relés de proteção contra

sobrecorrente e sobretensões.

Principais proteções

Proteção de sobrecorrente

Proteção direcional de sobrecorrente

Proteção de distância

Proteção diferencial de linha

Falha de disjuntor

Principais proteções

Proteção de sobrecorrente

Principais proteções

Proteção diferencial de linha

Principais proteções

Mais precisamente, para definir a aplicação de um relé

direcional, na proteção de linhas de transmissão, devem-

se utilizar os seguintes critérios básicos:

Proteção instantânea: quando a corrente inversa for

superior a 80% da corrente que deve fluir no sentido

normal.

Proteção temporizada: quando a corrente inversa for

superior a 25% da corrente que flui no sentido normal.

Principais proteções

Proteção diferencial de linha

Principais proteções

Proteção de distância

Por meio de alterações na unidade de operação e restrição

obtêm-se quatro tipos básicos de relés de distância com

características peculiares que os tornam adequados a

aplicações definidas em linhas de transmissão. Esses relés

levam as seguintes denominações:

Relés de reatância

Relés de admitância ou MHO

Relés de impedância

Principais proteções

Relés de reatância - X

São relés mais indicados para aplicação em linhas de

transmissão consideradas curtas, em que a resistência de

arco pode atingir um valor significativo quando comparado

com a impedância da linha de transmissão.

Este tipo de relé é adequado para linhas curtas, e de

tensões não muito altas.

Principais proteções

Relés de impedância - Z

São relés mais indicados para aplicação em linhas de

transmissão consideradas médias, devido à sua característica

operacional ser mais afetada pela resistência de arco do que o

relé de admitância.

Principais proteções

Relés de admitância ou MHO -

Esses relés são mais indicados para aplicação em linhas de

transmissão consideradas longas, já que sua característica

operacional ocupa um espaço menor no diagrama R-X, o que

os torna menos sensíveis às oscilações indesejáveis de

potência. Mesmo para resistência de arco elevada, que não se

acomode adequadamente na característica desse relé, não há

restrição quanto à sua aplicação em linhas de transmissão

longa, pois sua impedância é muito superior à resistência de

arco.

Principais proteções

O sentido do fluxo das potências pode ser visualizado no plano

R-X mostrado. O valor de Zc é superior ao valor da impedância

da linha de transmissão Zt, visto pelo relé.

Principais proteções

Principais proteções

Principais proteções

Principais proteções A forma seletiva de como o relé de distância pode ser ajustado confere

uma proteção de grande utilidade nas linhas de transmissão, permitindo, inclusive, a localização do defeito e consequente agilidade na recuperação do sistema. Essa forma seletiva permite que o sistema constituído de várias linhas e subestações seja alcançado pela proteção de distância, dividindo-o em zonas de atuação cujas características mais utilizadas.

1ª zona: corresponde a 80% do comprimento da linha 1, podendo chegar a 90%. Valores superiores podem fazer a atuação da 1ª zona alcançar indevidamente as proteções da extremidade oposta da linha de transmissão, perdendo a coordenação e seletividade.

2a zona: corresponde a 100% de alcance da linha LT1 e mais 20% a 50% de alcance da linha LT2.

3ª zona: corresponde a 100% de alcance da linha LT1, mais 100% de alcance da linha LT2 e mais 20% da linha LT3.

4º zona: corresponde à zona reversa, quando o alcance do relé está no sentido inverso ao anteriormente adotado, limitando-se ao secundário do transformador.

Principais proteções

FILOSOFIA BÁSICA

Devido às incertezas devem existir três zonas de

proteção:

Zona 1 ⇒ instantânea

Zonas 2 e 3 ⇒ temporizadas

As unidades de zonas 1 e 2 devem dar prioridade à continuidade

de serviço.

Unidade de zona 3 prevenir contra danos ou mesmo destruição

da seção protegida.

Principais proteções

Principais proteções

Subalcance de atuação do relé

Se a impedância vista pelo relé for inferior à impedância da linha de

transmissão, naturalmente o relé atuará, pois a impedância medida

estaria dentro da sua zona de atuação.

Sobrealcance de atuação do relé

Se a impedância vista pelo relé for superior à impedância da-linha de

transmissão, naturalmente o relé não atuará, pois a impedância

medida estaria fora da sua zona de atuação.

Principais proteções

Algumas falhas podem ocorrer na proteção de distância

das linhas de transmissão ocasionadas por:

Defeitos muito próximos da barra da subestação onde está

instalada a proteção de distância devido à tensão muito baixa

aplicada nos terminais do TP.

Resistência de arco.

Impedância de defeito à terra muito elevada.

Impedância mútua entre os condutores das linhas de

transmissão paralelas.

Capacitâncias de compensação.

Grandes oscilações de potência.

Principais proteções

Proteção diferencial de linha

Principais proteções

Falha de disjuntor