vulnerabilidade de linhas de transmissão a desligamentos por ...
PT 08 Linhas de Transmissão
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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