1_Introducao a Protecao de Sistemas Eletricos

8/14/2019 1_Introducao a Protecao de Sistemas Eletricos

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_____________ Prof. Ghendy Cardoso Junior_____________________

QUANDOUMCB ESTI#EREMMANUTENOOANELQUEBRADOEPERDESEAFLE%IBILIDADE.............................> PROPORCIONAAMESMAFLE%IBILIDADEDOARRAN"ODUPLABARRA$ DUPLOCB$ AOCUSTODE1$K CBLT......... ..>1.K ANATUREZADAPROTEO....................................................................................................................................> RETIRAMOCOMPONENTEDEFEITUOSODOSISTEMA;..................................................................................................>

AUMENTAM

A

INTEGRIDADE

EESTABILIDADE

DO

RESTO

DO

SISTEMA

;.......................................................................> A"UDAMACONFIGURAROSISTEMANUMPONTODEOPERAOACEIT#EL(ASPECTODECONTROLE).....................>1.5.1 Confiabilidade = disponibilidade se!uran"a....................................................................................... ......2#

NOCONFI#ELPORPERDADEDEPENDABILIT;.......................................................................................................> NOCONFI#ELPORPERDADESEGURANA;.............................................................................................................K

1.5.2 Seletividade.....................................................................................................................................................251.5.3 $elo%idade......................................................................................................................................................25

RELOPERATOLOGOUMADECISOSEGURASE"AALCANADA(1 CICLOS).....................................................K1.5.# &rote"o prim'ria e de reta!uarda................................................................................................................2

DE#EMOPERARABERTURADEBK EB1;................................................................................................................ ADUPLICAODAPROTEOPRIMRIA(R1) OPERACOMOMESMOTEMPOQUER1 EPODERUTILIZAROSMESMOSELEMENTOSDACADEIADEPROTEO............................................................................................................ NA EAT.......................................................................................................................................................................

Cs separados*.......................................................................................................................................................27 +esmo dispositivo de poten%ial %om enrolamentos separados*.............................................................................27 C, no dupli%ado*.......................................................................................................................................... .....27 limenta"o d% (baterias) dupli%ada......................................................................................................................27

EMN#EISDEE MAISBAI%OSCOMUMCOMPARTIL&AROSTRANSDUTORESECIRCUITOSDC;................................. +ais lento /ue 1 e 2*..........................................................................................................................................27 ner!a defeitos mais lon!e*..................................................................................................................................27 enta o trip de ,1 e a%iona o rel ,4...................................................................................................................27 o %aso de fal6a do ,1o rel , manda abrir ,5 , ,7 ,8........................................................................27

NO&MODOSCOMUNSDEFAL&AENTRER1 EESTES;............................................................................................. MAISLENTOQUER1$ R$ R';...................................................................................................................................... TIRAASLIN&ASBC$ BD$ BE.......................................................................................................................................1. ESTATSTICADOSDEFEITOS....................................................................................................................................

1. DESLIGAMENTOMONOFSICO$ TRIFSICOERELIGAMENTO................................................................................... DESE"#ELQUEOTRANSFORMADORSE"AENERGIZADOPELOLADODEAT. PORTANTO$ OCB DOLADOBT SDE#ERSERFEC&ADODEPOISDAENERGIZAODOTRANSFORMADOR....................................................................... SEOSDOISSISTEMASESTOEMSINCRONISMO...........................................................................................................

9eve-se %6e%ar se a diferen"a an!ular dos fasores em ambos os lados limite espe%ifi%ado..............................28 SEOSDOISSISTEMASNOESTOEMSINCRONISMO$ EOFEC&AMENTODOCB IRSINCRONIZLOS.......................H

: ne%ess'rio monitorar os fasores da (m;dulo e : o elemento mais %onfi'vel ............................................................................................................................... ...2> a o ban%o de baterias dupli%ado...............................................................................................................2>

RELSELETROMEC+NICOSPRODUZEMTRANSITRIOSSE#EROSNAFASEDEENERGIZAODESUABOBINA$PODENDOCAUSARFAL&ASNOMODODEOPERAODEOUTROSRELSOUATMESMODANIFICLOS. PORTANTO$RECOMENDASELIGARRELSELETROMEC+NICOSEMBATERIASSEPARADASDAQUELASQUEALIMENTAMOSRELSESTTICOSEDIGITAIS....................................................................................................................................................H O MEIODEINTERRUPOUMDOSPAR+METROSMAISIMPORTANTENAESPECIFICAODOCB............................H

Dleo !'s ar v'%uo................................................................................................................................................2> Dleo o mais barul6ento porm mais barato..................................................................................................... ..2>1.8.1 Eonas de sobreposi"o de Cs (live tan dead tan) .................................................................... ......... ....2>

FALTAEMF1 TRIPLT (B1 ECB REMOTO) EBARRA(TRIPB1 CBSLIGADOSBARRA) TRIPDESNECESSRIO$ MASINE#IT#EL.................................................................................................................................'@ FALTAEMF TRIPCBSDALT; TRIPDESNECESSRIODOSOUTROSCBSDABARRA............................................'@

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FALTAEMF1 PROTEODEBARRA(B1 OUTROSLIGADOSBARRA);...............................................................'@ FALTAEMF TRIPCBSDEBARRANOELIMINAAFALTA(BLINDSPOT);.............................................................'@ FALTAEMF' PROTEODELT EBARRA(TRIPDESNECESSRIO);........................................................................'@ FALTAEMF> PROTEODELT..............................................................................................................................'@

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1 Introduo Proteo de Sistemas Eltricos

1.1 O que proteo?

Projeto e operao de equipamentos que detectam condies anormais dos SPs; Aes corretivas o mais rpido possvel retornar o sistema ao seu estado normal; Resposta de tempo na ordem de ms (interveno humana impossvel; Ao deve ser automtica! rpida! e deve desli"ar o menor n#mero de equipamentos; $%jetivos dos rels&

o 'ia"nosticar corretamente o pro%lema (analisar todos os tipos de alta e condiesanormais;

o Resposta rpida;o )inimi*ar os impactos na rede eltrica+

Rels de proteo podem alharprever protees de reta"uarda+

1.2 Consideraes estruturais dos sistemas de potncia ,quipamentos de pot-ncia "eram! transormam e distri%uem a ener"ia . car"a; ,quipamentos de controle mant-m a tenso! req/-ncia! car"a! economia 0tima! se"urana+

o 1unes de 2ontrole local e centrali*ada;o Ajusta as variveis do sistema (tenso! corrente! lu3o de pot-ncia;o )udam o estado de operao da rede sem me3er na sua topolo"ia+

,quipamentos de proteo&o Atuao mais rpida que os equipamentos de controle;o A%re ou echa 24s! mudando a topolo"ia da rede;

1.3 Aterramento do neutro em sistemas de potncia

Aeta os nveis da 5cc nos deeitos que envolvem a terra; 6o e3iste 5" em sistemas no aterrados;

o Ra*o principal para operar os SPs sem aterramento;o A maioria dos curtos7circuitos para terra diminuindo o n8 de interrupes de servio+o Porm! aumentando o n8 de 9:s! o acoplamento capacitivo dos condutores dos

alimentadores com a terra avorece um caminho para a terra+ ma alta a terra nestessistemas produ* uma 5cc


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de ' ! conorme mostra a 1i"+


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+

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FFX

C 4

'##

' (% % )=

2aso a diviso Mc (a reatBncia capacitiva do sistema por Me (reatBncia de e3citaoindutiva do :P or i"ual a F! ento! teoricamente! %" K + A saturao do :P ir evitar isto!porm possvel que o triBn"ulo de tenso a%c tenha seu ponto de terra (" ora de sua supercie(inverso de neutro! conorme mostra a 1i"ura


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15CRA

1

1 @ 1 1

' ' @$I55% % % K% %

= = =+ +

a? K 7 M? 5a? a< K ,a 7 M< 5a< aI K 7 MI5aI

7


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5a< K 5aI K 5a? K1

1

I55 @$

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a? K 11

@$'% @$%

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@$1 % @$%

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@$% @$

%

=

A K a? = a< = aI K 7 ?!D = ?!G 7 ?!I K ?4 K a? = aIa< = aaI K 7 ?!D = ?!G7

M< K MI! M? K IM% %

= = =+ +

a? K 7 M? 5a? a< K ,a 7 M< 5a< aI K 7 MI5aI

5a< K 5aI K 5a? K1

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@$K% @$K

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A K a? = a< = aI K 7 ?! = ?!T 7 ?!I K ?4 K a? = aIa< = aaI K 7 ?! = ?!T7

6ote que caso&1 '@

1

%1 I55 I55

% < >

As correntes de alta para terra variam consideravelmente! podendo ser maiores oumenores que a 5cc F+ A ma"nitude ir depender da coni"urao do sistema (parBmetros! local dodeeito e resist-ncia de alta+ Portanto! como a 5 de alta varia com o local do deeito! este pode ser

acilmente discriminado e isolado por meio de rels de so%recorrente de neutro+2# E$EMP%&

2onsidere que o sistema da 1i"ura


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15CRA H$K A 1'$ #

=

=

= =6ote que 5o FT ve*es maior que O?? A (caso a corrente de alta para terra osse limitada

por uma M K '>$ A 1'$ #

Y@$@K'= =

9o"o! a 5cc 5ccF+ ,sta dierena pequena! pois a onte muito orte comparada como transormador de entrada+ 2aso a impedBncia da onte seja aumentada (torna a onte maisraca! as correntes de curto7circuito ( M


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6ote que este #ltimo caso ocorre para altas ao lon"o do alimentador! pois Mo da linha "eralmente i"ual a F 7 F! M


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(a (%

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6ormalmente procura7se instalar um Resistor para diminuir a 5cc


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1'$DUI5 1$OH A L 8204 L1'$DU#

'.>P1H$H= =

Mc em p+u+ na %ase de I? )A e 1H$H)%5 >HK$..1'$= =

6o caso do aterramento de alta resist-ncia! R K Mc (ver 1i"ura


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Para o sistema da 1i"ura


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o Al"umas 9:s li"adas . %arra < e outras . %arra I (transer-ncia evita maiores impactosso%re o sistema durante uma alta na %arra;

o )anuteno do 24 (< por ve* as linhas so transeridas para a %arra < e3ceto a linhaconectada ao 24 em manuteno! que transerida para a %arra I e o 24 de interli"ao

passa a ser o disjuntor da linha+o $ sistema de proteo associado ao disjuntor em manuteno deve ser repassado para o

24 de interli"ao! de modo a acomodar a nova coni"urao+ 4arra dupla! duplo 24 qualquer 24 ou %arra pode ser removida de servio;

o Requer a operao de I 24s para uma alta na linha ;o 1alta numa %arra no aeta a outra! nem as 9:s;o $erece uma maior le3i%ilidade (operao e manuteno! mais caro (n8 24 K In8 9:

Anel le3i%ilidade semelhante ao anterior! enquanto o anel est intacto;o Uuando um 24 estiver em manuteno o anel que%rado e perde7se a le3i%ilidade+

24 e meio mais usado na ,A:;o Proporciona a mesma le3i%ilidade do arranjo dupla %arra! duplo 24! ao custo de

1. A nature!a da proteo

Rels no previnem deeitos minimi*am os danos (materiais e humanos;o Retiram o componente deeituoso do sistema;o Aumentam a inte"ridade e esta%ilidade do resto do sistema;o Ajudam a coni"urar o sistema num ponto de operao aceitvel (aspecto de controle+

1..1 0onfia+ilidade disponi+ilidade seurana

)ede o "rau de certe*a com que o equipamento satisa* a uno prevista! ou seja! aha%ilidade do sistema de proteo atuar corretamente quando necessrio (dependability e no

atuar indevidamente (se"urana+ 6ote que ao aumentar a dependability, diminui7se a se"urana!e vice7versa+)uitas ve*es! o trip desnecessrio menos desa"radvel que uma alta sustentada+

Sistemas radiais e SP em estado de operao de emer"-ncia esta ilosoia no muitoapropriada! j que as alternativas para transer-ncia de pot-ncia so limitadas+

,m sistemas maduros (%astante malhados! tende7se a optar pela dependability+ Por outrolado! quando se trata de sistemas novos (pouco malhados! tende7se a optar pela se"urana+

4# E$EMP%&

2onsidere uma alta no ponto 5 da 1i"+


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o 6o conivel por perda de se"urana;6ote que se #nico rel do sistema de proteo perder a conia%ilidade! ento todo o

esquema de proteo ser no conivel+

1..2 Seletiidade

A se"urana deinida em termos de re"ies+ $ sistema de proteo se"uro se houverdisparo para altas dentro de sua *ona de atuao! limitada pelos :2s (os 24s isolam a alta+Portanto! todos os elementos do sistema de pot-ncia devem pertencer a pelo menos uma *ona deproteo+ $s elementos mais importantes devem pertencer a pelo menos I *onas de proteo+

As *onas de proteo devem ser so%repostas de modo a evitar que al"um componente dosistema eltrico no esteja prote"ido+ A re"io de so%reposio deve ser pequena de modo adiminuir a pro%a%ilidade de uma alta nesta re"io! o que implicaria no desli"amento de mais deum componente+ As *onas de atuao de rels podem ser& 1echada! dierencial! ou a%solutamente seletiva (limitada por :2s+ A%erta (no limitada pelos :2s! irrestrita! relativamente seletiva+ $ limite das *onas varia de

acordo com a 5cc (proteo de 9: sem teleproteo

6# E$EMP%&

2onsidere a 1i"+ 15CRA

o Rel opera to lo"o uma deciso se"ura seja alcanada (< J D ciclos+ :empori*ado& introdu*ido um atraso de tempo intencional para incio da ao de trip Alta velocidade& opera em um tempo Z ? ms (F ciclos ltra7alta velocidade& O ms (


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1..* Proteo prim8ria e de retauarda

A proteo primria ou proteo principal opera o mais rpido possvel! desli"a a menorquantidade de equipamentos (seletiva+ 6a ,A: comum o uso de proteo primria duplicada

(muitas ve*es chamadas de alternada+ ,sta deve! de preer-ncia! ser composta por rels dedierentes a%ricantes e princpios de operao+ $ tempo de operao da proteo primria eduplicada i"ual+ Recomenda7se! sempre que possvel! conectar estas protees a :Ps e :2scom a mnima interdepend-ncia entre si+ Porm! comum no se duplicar tudo! pois transdutorese disjuntores so muito caro+

19# E$EMP%&

Para um deeito no transormador da 1i"+


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:A4,9A


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o Se os dois sistemas no esto em sincronismo! e o echamento do 24 ir sincroni*7los X necessrio monitorar os asores da , (m0dulo e Bn"ulo em am%os os

lados do disjuntor e ech7lo assim que os asores se apro3imarem um dooutro+

2heque de equipamento& evita que um equipamento seja ener"i*ado indevidamente+o )anual inspecionar equipamento antes de reli"ar o 24+o Automtico alta velocidade (Z < s "eralmente para altas "+o :empori*ado vrios se"undos at < min+

1.* #'ementos de um sistema de proteoA 1i"+


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