Ponta Grossa 2018

ROBSON KULLER

ASPECTOS GERAIS DA PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS

Ponta Grossa 2018

ASPECTOS GERAIS DA PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à UNOPAR, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Elétrica.

Orientador: Carlos Junior

ROBSON KULLER

ROBSON KULLER

ASPECTOS GERAIS DA PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à UNOPAR, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Elétrica.

BANCA EXAMINADORA

Professor Luiz Henrique Domingues

Professor Paulo Abdala

Professor Thiago Mej

Ponta Grossa, 06 de dezembro de 2018

KULLER, Robson. Aspectos gerais da proteção de sistemas elétricos. 2018. 24 folhas. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – UNOPAR, Ponta Grossa, 2018.

RESUMO

O objetivo primário consistiu em descrever as características e os benefícios de um sistema elétrico de proteção moderno. Os objetivos secundários consistiram em apresentar evolução do sistema de proteção elétrico e os aspectos gerais do sistema elétrico de potência; delinear o funcionamento e as propriedades básicas de proteção do sistema elétrico; e descrever os novos sistemas integrados de proteção, controle e monitoração de subestações em dispositivos inteligentes. A abordagem metodológica desta pesquisa foi a revisão de literatura, portanto, se caracteriza por ser uma pesquisa qualitativa e descritiva. Foram pesquisados em banco de dados da internet, mais especificamente, no Google Acadêmico monografias, dissertações, teses e artigos com as seguintes palavras chave: segurança, proteção e controle no sistema elétrico de potência. Um sistema elétrico de potência, que corresponde a grandes sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. No entanto, estes sistemas têm risco de apresentar faltas ou falhas, o que exige um sistema de proteção elétrico. O sistema de proteção pode interromper parte do sistema elétrico de potencia que encontra com defeito ou que esteja operando de maneira anormal, consequentemente, eles atuam para reduzir riscos as pessoas e aos equipamentos. Estes sistemas possuem dispositivos que se desenvolveram ao longo dos anos, dentre eles tem-se destacado os dispositivos eletrônicos inteligentes (relés digitais) que são equipamentos que processam as operações com base em software.

Palavras-chave: Sistema elétrico de potência; Sistema de proteção elétrico; Relés

digitais.

KULLER, Robson. General aspects the protection’s electrical systems. 2018. 24. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – UNOPAR, Ponta Grossa, 2018.

ABSTRACT

The primary purpose was to describe the characteristics and benefits of a modern electrical protection system. The secondary objectives consisted in presenting evolution of the electric protection system and the general aspects of the electric power system; outline the operation and basic protection properties of the electrical system; and describe the new integrated systems for protection, control and monitoring of substations in intelligent devices. The methodological approach of this research was the literature review, therefore, it is characterized by being a qualitative and descriptive research. Were searched in Internet database, more specifically in Google Scholar monographs, dissertations, theses and articles with the following keywords: security, protection and control in the power system. An electrical power system, which corresponds to large systems of generation, transmission and distribution of electric energy. However, these systems are at risk of faults or faults, which requires an electrical protection system. The protection system can interrupt part of the electrical power system that is defective or that is operating abnormally, therefore they act to reduce risks to people and equipment. These systems have devices that have developed over the years, among them we have highlighted the intelligent electronic devices (digital relays) that are equipment that process the operations based on software. Key-words: Electrical power system; Electrical protection system; Digital relays.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1- Diagrama Resumido de um Sistema Elétrico de Potência ........................ 11

Figura 2 - Estrutura Básica de um Sistema Elétrico de Potência ............................. 13

Figura 3 - IEDs operando com redes de comunicação ............................................. 17

LISTA DE QUADROS Quadro 1- Funções específicas dos dispositivos de proteção .................................. 15

Quadro 2- Dispositivos de proteção nos sistemas de proteção ................................ 16

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 9

2. PROTEÇÃO DO SISTEMA ELÉTRICO............................................................. 11

3. PROPRIEDADES BÁSICAS DO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA .......... 15

4. EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS INTEGRADOS DE PROTEÇÃO ....................... 18

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................... 22

REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 23

9

1. INTRODUÇÃO

A energia, especialmente a energia elétrica, é um recurso indispensável para

todos os setores da sociedade, visto que ela é fundamental para realizar as diversas

atividades cotidianas, tais como: se comunicar, informar, seu uso para o lazer,

trabalho, estudo, entre outras tarefas.

Com as novas tecnologias houve um aumento da demanda de eletricidade, o

que consequentemente se exige um investimento na infraestrutura do sistema

elétrico, mais especificamente, na implantação de sistemas de proteção que sejam

eficazes para garantir a segurança, a continuidade e a qualidade do sistema elétrico.

Desse modo, a funcionalidade básica de um sistema elétrico de potência é

fornecer e distribuir energia elétrica com qualidade adequada para uma multiplicidade

de consumidores. Todavia, é preciso levar em consideração que podem ocorrer

falhas, por isso, os esquemas de proteção funcionam para controlarem a ocorrência

de condições anormais no sistema elétrico. Diante disso, este trabalho buscou

descrever as características de um sistema elétrico de proteção, o qual vem se

modernizando e trazendo muitos benefícios nas suas funções de proteção, controle

e monitoramento da eletricidade, assim, diminuindo e evitando riscos ou danos

materiais.

Os esquemas de proteção do sistema elétrico devem ser bem planejados com

base nas medidas de segurança, proteção, bem como na qualidade de energia de

forma a atuarem sempre que ocorra alguma condição anormal no sistema. Com as

novas tecnologias, os equipamentos de proteção se modernizaram e vem trazendo

muitas vantagens, como por exemplo, a integração de funções de proteção, controle

e monitoração de subestações em dispositivos inteligentes.

Diante da necessidade de sistemas de proteção mais eficientes para garantir

a continuidade do fornecimento de energia, quais são as características e benefícios

de um sistema elétrico de proteção moderno?

O objetivo primário consistiu em descrever as características e os benefícios

de um sistema elétrico de proteção moderno. Os objetivos secundários consistiram

em apresentar evolução do sistema de proteção elétrico e os aspectos gerais do

sistema elétrico de potência; delinear o funcionamento e as propriedades básicas de

proteção do sistema elétrico; e descrever os novos sistemas integrados de proteção,

controle e monitoração de subestações em dispositivos inteligentes.

10

A abordagem metodológica desta pesquisa foi a revisão de literatura, portanto,

se caracteriza por ser uma pesquisa qualitativa e descritiva. Foram pesquisados em

banco de dados da internet, mais especificamente, no Google Acadêmico

monografias, dissertações, teses e artigos com as seguintes palavras chave:

segurança, proteção e controle no sistema elétrico de potência. Com isso, foram

selecionados estudos de autores como Cotosck (2007), Raul (2012),Volpe (2015),

Goes (2013),Junior (2013), etc.

11

2. PROTEÇÃO DO SISTEMA ELÉTRICO

A energia elétrica é a fonte energética mais utilizada e explorada

mundialmente. Um sistema elétrico possui como finalidade a distribuição de energia

elétrica de maneira segura e com qualidade. Os sistemas elétricos de potência podem

ser definidos como sistemas de energia que abrangem desde a geração até a

distribuição de energia elétrica, passando por sua transmissão, os sistemas elétricos

de potência têm como intento a transferência de energia elétrica obtida através de

fontes primárias dos produtores aos consumidores (GEBRAN, 2014).

Um sistema elétrico de potência é composto, basicamente, por usinas

geradoras, linhas de transmissão e subestações. Desse modo, ele pode ser

classificado em: geração, transmissão, subtransmissão e distribuição (SOUZA, 2008).

Figura 1- Diagrama Resumido de um Sistema Elétrico de Potência

Fonte: Adaptado de Sampaio (2002) apud Souza (2008)

O sistema elétrico de potência exige a instalação de um complexo sistema que

propicie gerar, transmitir e distribuir a energia. Por isso que as subestações de energia

elétrica tem a função de interconectar de modo seguro o sistema elétrico levanto em

conta os vários níveis de tensão ao longo de seu percurso. No entanto, pode haver

intercorrências na rede de energia o que exige, sobretudo, a implementação de um

sistema de proteção de modo a evitar falhas elétricas ou danos (JUNIOR, 2013).

Nesse sentido, a proteção dos sistemas elétricos podem prevenir falhas nos

sistemas (como, por exemplo, o curto-circuito), e assim, evitar danos nos

equipamentos e materiais deste sistema; além disso, pode promover imediato

restabelecimento energético, o que possibilita uma maior qualidade no fornecimento

12

de energia. A proteção dos sistemas é realizada através de um conjunto de

equipamentos e dispositivos, que detectam e protegem as instalações elétricas contra

anomalias ou qualquer outra falha. Os principais equipamentos são: os relés de

proteção, os transformadores de correntes e potenciais, disjuntores, fusíveis, chaves

seccionadora, alimentadores, etc. (COTOSCK, 2007).

Os relés de proteção tem como tarefa a identificação, localização, informação

sobre a existência de alguma falha, além de comandar a abertura de disjuntores. Os

disjuntores possuem a tarefa de interromper ou reestabelecer as correntes elétricas,

eles são a parte atuante física do relé. Os transformadores servem para isolar os

instrumentos de alta tensão, fornecendo segurança de operadores e de

equipamentos. Quanto aos transformadores de potencial, estes são sensores que

realizam (VOLPE, 2015).

O principal objetivo do sistema de proteção é a proteção do sistema elétrico

contra possíveis faltas, permanentes ou temporárias. Para que isso ocorra, um

sistema de proteção deve apresentar: seletividade, ou seja, a proteção deve somente

isolar a parte do sistema atingida pelo defeito/falta, mantendo a continuidade do

serviço das demais partes do sistema; rapidez e velocidade, que consiste na

capacidade de resposta no menor tempo possível; sensibilidade, que é a capacidade

do sistema identificar uma condição anormal que excede um valor limite ou de pickup;

confiabilidade, isto é, a probabilidade de um componente, equipamento ou sistema

funcionar corretamente quando sua atuação for requerida; e economia, refere-se a

implantação viável economicamente, evitando-se um número excessivo de

dispositivos de proteção (SOUZA, 2008).

Os sistemas de proteção possuem algumas propriedades, em outros termos,

eles precisam adotar alguns princípios ou requisitos fundamentais. Podem-se citar os

seguintes princípios: confiabilidade e segurança da proteção que se refere a

probabilidade de funcionamento do sistema; seletividade ou coordenação, a qual isola

somente o trecho defeituoso; sensibilidade na proteção, refere-se a identificação de

uma situação de funcionamento anormal ou detectar o limiar em que a proteção deve

atuar; velocidade de atuação que está relacionado com a capacidade do Sistema de

Proteção de isolar a parte faltosa do Sistema de Potência no menor tempo possível,

para que não haja riscos com relação à integridade do Sistema (COTOSCK, 2007).

Os requisitos para o funcionamento dos sistemas elétricos de potência se

configuram sob alguns aspectos, tais como: Continuidade, que garante o acesso

13

permanente do consumidor à energia; a Conformidade, que mantém os padrões no

fornecimento; a Flexibilidade, que prevê a adaptação às alterações topológicas; a

Segurança, que requer um fornecimento sem riscos aos consumidores e a

Manutenção, pelo qual os fornecedores se comprometem à rápida devolução do

serviço em caso de falhas (GOMES, 2012).

Figura 2 - Estrutura Básica de um Sistema Elétrico de Potência

Fonte: Leão (2009)

Levando-se em conta que o progresso da sociedade devido, principalmente,

ao avanço da tecnologia, fez como que o uso de energia elétrica tenha se tornado

indispensável na vida das pessoas. Todavia, para garantir e assegurar o suprimento

de energia elétrica faz-se necessário, primeiramente, converter ou transformar de

uma fonte energética para energia elétrica, depois transportar e distribuir esta energia.

Por isso, que o sistema elétrico de potência (SEP) pode ser subdivido em: geração

de energia que é composto pelas centrais elétricas que convertem alguma fonte de

energia em elétrica; transmissão que transporta a energia dos centros de Geração

aos de Consumo; e a distribuição da energia elétrica recebida do sistema de

transmissão aos consumidores finais (MAMEDE; DANIEL, 2011).

Desse modo, pode-se verificar que a gestão de energia e operação de

sistemas elétricos de potência tem como principal finalidade propiciar qualidade e alto

índice de desempenho no suprimento de energia. Para alcançar tal objetivo é preciso

que os níveis de tensão, frequência, fluxos nas interligações, carregamento de linhas

14

e equipamentos, sejam mantidos dentro de faixas ou limites de segurança. A análise

de segurança possibilita, portanto, verificar em que estado o sistema elétrico de

potência está operando e quais são as medidas necessárias para levá-lo a segurança,

caso seja preciso (MAMEDE; DANIEL, 2011).

Nesse cenário, a proteção de subestações elétricas possui um papel

fundamental. Antes da década de 60, a proteção dos sistemas elétricos era realizada

com uso de relés eletromecânicos, onde os princípios de medição eram analógicos.

Foi no final da década de 60 que surgiram as primeiras pesquisas em aplicação de

computadores digitais em sistemas elétricos de potência, e então, foi se introduzindo

a tecnologia digital para proteção de sistemas elétricos de potência e em 2000 houve

a expansão dos relés microprocessados, e consequentemente, diminuição do uso

das tecnologias eletromecânica e estática (RAUL, 2012).

15

3. PROPRIEDADES BÁSICAS DO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA

De acordo com Araújo et al (2015), a proteção dos sistemas elétricos assegura

a possibilidade de isolar e eliminar anomalias do sistema rapidamente, para que o

problema não se alastre para outros segmentos do mesmo. Assim, a proteção

fundamenta-se na seleção, coordenação e ajuste de dispositivos protetores ao

sistema, visando o resguardo de operadores, consumidores e animais, a redução de

danos materiais e interrupções no serviço, a troca de segmentos defeituosos do e o

decrescimento de custos decorrentes da manutenção corretiva. Para garantir a

eficácia de um sistema de proteção, deve-se assegurar que este tenha algumas

propriedades básicas.

As propriedades dos sistemas elétricos de potência podem ser classificadas

por: Confiabilidade, pela qual se quantifica a probabilidade do funcionamento correto

e seguro sob qualquer circunstância; a Seletividade, na qual o sistema consegue fazer

o reconhecimento e a seleção de suas condições de operação, para que não ocorram

procedimentos desnecessários; a Velocidade, para que equipamentos ou trechos

defeituosos sejam desligados e/ ou trocados dentro do menor prazo possível;

Sensibilidade, que determina a menor margem possível de tolerância em situações

de anormalidade e Economia, prevendo uma implantação de sistema viável

economicamente, e portanto, sem excessos (ARAÚJO et al, 2015).

Os sistemas Elétricos de Potência atuam basicamente em três níveis, sendo

eles o Nível de Proteção Principal (primeiro a atuar em falhas na zona protegida), o

Nível de Proteção de Retaguarda (só atua em caso de falha na Proteção Principal) e

o Nível de Proteção Auxiliar, cujas funções são a sinalização, o alarme e a

temporização, auxiliando os dois primeiros níveis de proteção (KINDERMANN, 2012).

Quadro 1- Funções específicas dos dispositivos de proteção

16

FUNÇÃO CARACTERÍSTICA Detecção Detectar níveis de correntes anormais e

permitir circulação da corrente nominal do sistema.

Interrupção Interromper correntes de curto-circuito dentro de sua capacidade nominal.

Capacidades de manobras Alguns dispositivos são capazes de manobrar sob correntes de carga, enquanto outros exigem que não haja corrente circulante para que sejam manobrados.

Fonte: Adaptado de Ferreira (2009)

Existem vários dispositivos que atuam no sistema de proteção e cada um deles

executa determinada função nos sistemas de distribuição. Conforme explica Ferreira

(2009) a alocação desses dispositivos depende de decisões heurísticas e de práticas

próprias de cada concessionária.

Quadro 2- Dispositivos de proteção nos sistemas de proteção

NOME DO DISPOSITIVO CARACTERÍSTICAS Chave Fusível – Elo Fusível Dispositivo eletromecânico de custo

baixo que provê a proteção monofásica do circuito.

Chave Fusível Repetidora É um dispositivo de proteção composto por três chaves de fusíveis com dois mecanismos de transferência de carga.

Seccionalizador Dispositivo automático que opera em conjunto com religador.

Religador Equipamento de proteção mais sofisticado e de maior custo empregado ao longo dos alimentadores de distribuição.

Relés de sobrecorrente, disjuntor e relé de religamento

Os relés de sobrecorrente em conjunto com o disjuntor e o relé de religamento são os dispositivos de proteção instalados na subestação, nas saídas dos alimentadores.

Chaves de Manobras São dispositivos utilizados em sistemas de distribuição para isolar trechos da rede, remanejar cargas ou isolar equipamentos, como reguladores de tensão, religadores, entre outros.

Fonte: Adaptado de Ferreira (2009)

17

Os relés de proteção, que registram flutuações de tensão, podem também

monitorar parcialmente a qualidade da energia concedida. Uma monitoração

completa é esperada com a evolução e queda nos custos de componentes de

hardware. Um fator que restringe a utilização de sistemas integrados é a suspeita de

que a transferência dos dados entre os IEDs não se dê em tempo hábil e com

segurança, bem como o desconhecimento das vantagens ofertadas por eles

(PAULINO, 2007).

Figura 3- IEDs operando com redes de comunicação

Fonte: Paulino (2007)

A operação e supervisão dos diferentes IEDs (Intelligent Elecrtronic Devices)

pode ser feita local ou remotamente por programas compatíveis com o sistema

operacional Windows de forma satisfatória, embora não haja uma padronização, o

que dificulta essas ações em caso da utilização de relés de diferentes fabricantes,

tornando a comunicação entre relés digitais e IEDs bastante limitada tanto no Brasil

quanto em outros países. A International Electronic Comission (IEC), tendo isso em

vista, aprovou recentemente o padrão IEC 61850, que pretende facilitar essa

comunicação, tornando-a rápida e confiável (PEREIRA, 2005).

18

EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS INTEGRADOS DE PROTEÇÃO

Os sistemas de distribuição de energia elétrica estão susceptíveis às faltas que

podem ser temporárias, cuja duração é limitada ao período necessário para

restabelecer o serviço através de operação automática do equipamento de proteção

que desligou o circuito ou parte dele; ou faltas permanentes que se referem a todas

as interrupções não classificadas como temporárias ou programadas. Uma das

principais e mais comuns faltas no sistema de energia é o curto-circuito. A causa

dessas faltas pode ser de inúmeras fontes, elas podem ser provocadas pelas ações

atmosféricas, contato com árvores ou objetos no ambiente, falhas nos equipamentos,

entre outros (PAIVA,). Desse modo, um dos aspectos mais fundamentais que deve

ser considerado no planejamento do sistema elétrico de potência é o desempenho do

sistema de proteção.

Segundo Pereira (2005), o histórico da evolução dos sistemas de proteção e

controle tem três fases: a primeira chamada de Fase de Uso da Tecnologia

Convencional, caracterizada pelo uso majoritário de tecnologia eletromecânica,

principalmente do tipo unifunção, além de chaves seletoras e de controle, lâmpadas

indicadoras e instrumentos de medição indicativa, um ou mais anunciadores de

alarme e barramento mímico.

A distribuição de dispositivos de controle se dava por painéis de controle e

painéis de proteção para os relés, um de cada por saída de linha ou transformador

para tensões de 138 a 345 kV, e para funções comuns, um ou mais painéis. Em

subestações de até 765 kV, a quantia de relés e dispositivos exigia muitas vezes dois

painéis de cada em uma casa de controle que muitas vezes precisava ser ampliada

de acordo com o aumento da demanda de painéis e cabos, o que fazia necessário

um grande espaço para a acomodação de todo o equipamento, aumentando o custo

das edificações e a probabilidade de complicações, devido ao fato de as várias lógicas

em circuitos e intertravamentos se realizarem através de ligação física dos contatos

(hardwired), em série ou em paralelo (PEREIRA, 2005).

A segunda fase, a Fase do Surgimento da Tecnologia Digital, começou a partir

de pesquisas com aplicação de computadores no fim dos anos 60, visando a

possibilidade da concentração das operações de controle e proteção apenas em um

computador de grande porte. A evolução nas pesquisas trouxe a possibilidade de uma

instalação experimental para a proteção de linha, realizada em 1972, entretanto, essa

19

tecnologia só passou a ser usada amplamente a partir da década de 1980. Os relés

de proteção se tornavam mais e mais intrincados de acordo com o crescimento e

encadeamento cada vez maior dos sistemas elétricos, que precisavam atender a

demanda dos também cada vez maiores centros populacionais. Assim, foi concebida

a noção de um hardware padronizado, compacto e mais flexível, multifuncional e de

manutenção muito mais fácil (PEREIRA, 2005).

A partir desta fase, a tecnologia digital para proteção de sistemas elétricos de

potência foi sendo introduzida, e a partir do ano 2000 houve a expansão dos relés

microprocessados, e consequentemente, diminuição do uso das tecnologias

eletromecânica e estática (RAUL, 2012).

Ressalta-se que o uso de relés de proteção digitais trazem benefícios em todos

os aspectos dos sistemas de potência, como por exemplo, o fato deles permanecem

permanentemente ligados dispensando a necessidade da aquisição de equipamentos

adicionais para análise de energia, contribuindo assim, para a localização rápida dos

eventos como interrupções momentâneas do fornecimento de energia, curtos

circuitos, sub e sobre tensões, e então, realizar um diagnóstico do sistema elétrico

de forma rápida e confiável (PCO, 2005).

Em conformidade com Pereira (2005), a terceira fase começa com a

elaboração e evolução de microcomputadores, que viabilizaram um maior controle

sobre interferências eletromagnéticas e um conhecimento mais profundo sobre elas,

bem como a substituição dos sistemas antigos de supervisão e controle, dando lugar

a sistemas digitais de controle.

Percebe-se que o relé – um dos dispositivos que configuram o sistema de

proteção elétrica – evoluiu ao longo do tempo. Nesse sentido, existem novos sistemas

integrados de proteção elétrica que também têm, cada vez mais, se sofisticado para

satisfazer as necessidades do sistema elétrico. A mudança para uma rede inteligente

tem como vantagem o fato de que os dispositivos eletrônicos inteligentes

multifuncionais podem ser instalados não apenas em uma empresa de energia

elétrica, mas também nas instalações de energia distribuída, industriais, comerciais,

residências e na automação (PERES; CAMPOS; LIANG, 2014).

Por outro lado, há inúmeros desafios para a implantação do smart grid

(dispositivos inteligentes): “(i) grande capital de investimento, especialmente em

medidores inteligentes, (ii) a necessidade do projeto de um sistema de comunicação

20

que permita robustez, expansão e segurança e (iii) a falta de consenso na

padronização de interfaces e protocolos ” (PERES; CAMPOS; LIANG, 2014, p.112).

Os relés digitais são conhecidos como Dispositivos Eletrônicos Inteligentes e

sua utilização propicia redução no custo de implantação e manutenção, pois há uma

redução no número de cabos e equipamentos. Além disso, a troca de informações é

muito mais rápida por meio de redes Intranet, as quais simplificam o projeto, permitem

sincronização temporal dos dispositivos e expansão do sistema, além de fornecer

maior confiabilidade. O progresso tecnológico concernente ao aumento da

capacidade dos microprocessadores e seu preço menor parecem apontar para a

expansão do uso e do desempenho dos relés digitais (GOES, 2013).

Figura 3 – Modelo Relé proteção Digital

Fonte: Gomes (2012)

Ressalta-se que o uso de relés de proteção digitais trazem benefícios em todos

os aspectos dos sistemas de potência, como por exemplo, o fato deles permanecem

permanentemente ligados dispensando a necessidade da aquisição de equipamentos

adicionais para análise de energia, contribuindo assim, para a localização rápida dos

eventos como interrupções momentâneas do fornecimento de energia, curtos

circuitos, sub e sobre-tensões, e então, realizar um diagnóstico do sistema elétrico

de forma rápida e confiável (PCO, 2005).

As proteções de sistemas digitais propiciam um novo horizonte de ajustes e

métodos que asseguram uma melhor segurança. Além dos relés digitais, ressalta-se

21

o uso de ferramentas inteligentes tais como a Rede Neural Artificial (RNA), Lógica

Fuzzy e Transformada Wavelet (TV), cujos métodos promovem uma melhoria na

seletividade, sensibilidade e na operação dos relés diferenciais. Estes métodos

permitem analisar a condição operativa dos transformadores de potencias e detectar

a ocorrência de falhas e defeitos que se diferenciam de outras situações como a

energização ou saturação de transformadores de corrente (BARBOSA, 2010).

22

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Esta pesquisa teve como principal finalidade a descrição das características e

os benefícios de um sistema elétrico de proteção. Portanto, foi visto como se configura

um sistema elétrico de potência, que corresponde a grandes sistemas de geração,

transmissão e distribuição de energia elétrica. No entanto, estes sistemas têm risco

de apresentar faltas ou falhas, o que exige um sistema de proteção elétrico.

Desse modo, foram apresentadas as principais características de um sistema

de proteção, que contribui para evitar a ocorrência de alguma falta ou para acelerar a

recomposição em caso de contingências elétricas. O sistema de proteção pode

interromper parte do sistema elétrico de potencia que encontra com defeito ou que

esteja operando de maneira anormal, consequentemente, eles atuam para reduzir

riscos as pessoas e aos equipamentos. Estes sistemas possuem dispositivos que se

desenvolveram ao longo dos anos, dentre eles tem-se destacado os dispositivos

eletrônicos inteligentes (relés digitais) que são equipamentos que processam as

operações com base em software.

Os relés digitais tem como vantagem o fato de terem várias funções de

proteção compartilhando o mesmo hardware, possuírem monitoração contínua de

seus próprios circuitos e funções, além de oferecerem um conjunto de funções

adicionais de lógica, monitoração e controle. Para estudos futuros poderia se analisar

o desempenho do sistema de proteção com uso de relés digitais.

23

REFERÊNCIAS

ARAUJO, C.A.S., et al., Proteção de sistemas elétricos, 2nd ed. Rio de Janeiro. Editora Interciência, 2015. BARBOSA, D. Sistema Híbrido inteligente para o monitoramento e proteção de transformadores de potência. Tese de doutorado em Engenharia Elétrica. Universidade de São Paulo. São Paulo, 2010. COTOSCK, K.R. Proteção de sistemas elétricos: uma abordagem técnico-pedagógica. Dissertação de mestrado. UFMG – Belo Horizonte, 2007. FERREIRA, G.D. Otimização da confiabilidade de sistemas de distribuição de energia elétrica: uma abordagem considerando a seleção e alocação de dispositivos de proteção e manobras. Dissertação de Mestrado em Engenharia Elétrica. Universidade de Santa Maria. Santa Maria, 2009. GEBRAN, Amaury Pessoa. Manutenção e Operação de Equipamentos de Subestações: Série Tekne. Bookman Editora, 2014. GOMES, Flávio Vanderson. Aula 02: Visão Geral dos Sistemas Elétricos de Potência.2012. Universidade Federal de Juiz de Fora. Análise de Sistemas Elétricos de Potência 1. Juiz de Fora, 2012. JUNIOR, G.M. Dispositivos de proteção: conceitos básicos e aplicações. São Paulo: EPUSP, 2013. KINDERMANN, G. Proteção de sistemas elétricos de potência. 3. ed. Florianópolis: Edição do autor, 2012. LEÃO, Ruth. GTD–Geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Dissertação de mestrado. Universidade Federal do Ceará, 2009. LIMA, Delberis Araújo. Aula 10: Introdução à proteção de sistemas elétricos. 2015. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. Sistemas de distribuição de Energia Elétrica e introdução à Smart Grid. Rio de Janeiro, 2015. MAMEDE, João Filho; DANIEL, R., Proteção de sistemas elétricos de potência. Rio de Janeiro: LTC, 2011.

24

MATTEDE, Henrique, 2018. Como funcionam os disjuntores? Disponível em <https://www.mundodaeletrica.com.br/como-funcionam-os-disjuntores/>. Acesso em 23 out. 18 PAULINO, M. E. C. Testes de IEDs operando com redes de comunicação baseados na IEC 61850. CEPEL, Foz do Iguaçu, 2007. PAIVA, S.C. Proteção em sistemas elétricos com geração distribuída utilizando a transformada Wavelet. Dissertação de mestrado em Engenharia Elétrica. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Natal, 2015. PCO. PROGRAMA DE CERTIFICAÇÃO OPERACIONAL. Sistemas de proteção em equipamentos e instalações elétricas. CST. Brasil, 2005. PEREIRA, Allan Cascaes et al. INTEGRAÇÃO DOS SISTEMAS DE PROTEÇÃO, CONTROLE E AUTOMAÇÃO DE SUBESTAÇÕES E USINAS-ESTADO DA ARTE E TENDÊNCIAS. In: XVIII SNPTEE GPC-152, Curitiba, 2005. PERES,V.B.; CAMPOS, M.V.B.; LIANG, T.L.S.Smart Grid: uma possibilidade para distribuição elétrica brasileira. Revista INNOVER, volume 1, número 4, 2014. RAUL, I.D.S. Proteção em sistemas elétricos industriais: relés e suas aplicações em subestações. Trabalho de conclusão de curso (Graduação). UNESP - Guaratinguetá, 2012. SAMPAIO, R. F. Sistema de diagnóstico de faltas para subestações baseados em redes de petri coloridas. 2004. Dissertação em Engenharia Elétrica., Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2002. SOUZA, F. A. Detecção de falhas em sistema de distribuição de energia elétrica usando dispositivos programáveis. Dissertação em Engenharia Elétrica. UNESP, São Paulo, 2008. VOLPE, T.M. Coordenação e seletividade em uma rede elétrica de distribuição. Trabalho de Conclusão de Curso (Especialização) – Instituto Nacional de Telecomunicações, Minas Gerais, 2015.