Topico_4_-_Funcoes_de_Protecao

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Universidade Federal do Ceará - UFC Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Elétrica - DEE Departamento de Engenharia Elétrica DEE Ã PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA - SEP SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA SEP Prof. Raimundo Furtado Sampaio

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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

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Tópico IIIp

F õ d P t ãFunções de Proteção

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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)

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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

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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

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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

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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

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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.

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Tópico IIIp

F ã d S b tFunção de Sobrecorrente

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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

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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

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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.

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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

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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.

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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:

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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

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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

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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

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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 )

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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.

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