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Revisao dealgunsconceitos

ENE095 - Protecao de sistemas eletricos de potencia

Prof. Alexandre Haruiti Anzaialexandre.anzai@engenharia.ufjf.brBaseado no material do Prof.Luıs Henrique Lopes Limaluishenrique.lima@ufjf.edu.br

11 de marco de 2019

Prof. Alexandre H. Anzai (UFJF) ENE095 11 de marco de 2019 1 / 26

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Apresentacao da Disciplina

1 Apresentacao da Disciplina

2 Descricao da DisciplinaSobre a DisciplinaEmenta da Disciplina

3 Programa da Disciplina

4 Bibliografia Basica

5 Atendimento

6 Criterio de avaliacao

7 Calendario de Aulas

8 Sistema Eletrico de potencia - SEP

9 Revisao de alguns conceitos

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Ementa

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Descricao da Disciplina

5 Atendimento

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Ementa

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Descricao da Disciplina Sobre a Disciplina

Descricao da disciplina

Nome da Disciplina: Protecao de sistemaseletricos de potencia

Codigo ENE095

Numero de creditos: 4

Objetivo da Disciplina

Conhecer conceitos basicos e a filosofia da protecao de sistemas de geracao etransmissao;

Conhecer os principais dispositivos do sistema de protecao;

Conhecer estrategias de protecao dos dispositivos e dos sistemas de geracao etransmissao;

Conhecer sobre metodos de ajuste de dispositivos de protecao.

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Descricao da Disciplina Ementa da Disciplina

Ementa do Disciplina

Ementa:

Conceituacao basica da protecao;

Transformadores de Corrente (TC) e Potencial (TP);

Conceitos basicos de sistemas de protecao;

Dispositivos basicos dos sistemas de protecao:

Trafos. de Potencial (TP) e Trafos. de Corrente (TC)Disjuntores;Fusıveis;Reles de protecao;

Protecao de sobrecorrente;

Introducao a protecao de transformadores, reatores, linhas de transmissao e de geradores;

Seletividade e coordenacao da protecao;

Reles numericos.

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Programa da Disciplina

5 Atendimento

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Programa:

1 Conceitos e elementos basicos do sistema de protecao

1 Estrutura;

2 Classificacao de faltas e suas consequencias;

3 Interrupcoes;

4 Requisitos basicos de um sistema de protecao;

2 Introducao a dispositivos basicos de medida e atuacao direta

3 Reles de protecao

4 Tipos de Protecao de sistemas eletricos

5 Rele de sobre corrente

6 Rele de sobre tensao e Rele auxiliar

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Bibliografia

Atendimento

Avaliacao

Calendario

Programa:

1 Conceitos e elementos basicos do sistema de protecao2 Introducao a dispositivos basicos de medida e atuacao direta

1 Transformador de Corrente (TC)

2 Transformador de Potencial (TP)

3 Disjuntores de potencia

3 Reles de protecao

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Avaliacao

Calendario

Programa:

2 Introducao a dispositivos basicos de medida e atuacao direta3 Reles de protecao

1 Classificacao;

2 Parametros de desempenho;

3 Tipos de reles;

4 Funcoes de protecao;

5 Configuracao;

6 Operacao.

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Calendario

Programa:

2 Introducao a dispositivos basicos de medida e atuacao direta

3 Reles de protecao

4 Tipos de Protecao de sistemas eletricos5 Rele de sobre corrente

1 Tipos de reles

2 Reles nao direcionais

3 Primarios e secundarios

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Programa:

7 Coordenacao de reles de sobre corrente

8 Reles direcionais

9 Reles diferenciais de sobre corrente10 Protecao de transformadores de potencia

1 Protecoes intrınsecas de transformadores

11 Reles diferenciais de sobre corrente digitais (funcao 87)

12 Protecao de redes aereas de distribuicao

13 Protecao de barramento

14 Reles de distancia

15 Protecao de linhas de transmissao

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Bibliografia Basica

5 Atendimento

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Bibliografia Basica

Bibliografia

Introducao a Protecao dos Sistemas Eletricos - Prof. Amadeu C. Caminha - Ed. EdgardBlucher;

Protecao de Sistemas Eletricos de Potencia - Joao Mamede Filho - Editora LTC;

Manual de Equipamentos Eletricos - Joao Mamede Filho - Editora LTC;

Protecao de Sistemas Eletricos de Potencia - Vol. 1, 2 e 3 - Prof. Geraldo Kindermann -UFSC;

Protective Relaying Principles and Applications - J. Lewis Blackburn, Thomas J. Domin -Third Edition.

Analise de curto-circuitos e princıpios de protecao de sistemas de energia eletrica - Sato e

Freitas - Editora Campus.

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Atendimento

5 Atendimento

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Atendimento

Local: Predio novo do departamento de energia eletrica, em frente ao RU,segundo andar.

Email: alexandre.anzai@engenharia.ufjf.br

Horario: Segunda a Sexta 10:00hs as 22:00hs.

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Criterio de avaliacao

5 Atendimento

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1 Nota 1: Nota 1: Teste de verificacao de conceitos (TVC1) Data: 15/04/2019.

3 Nota 3: Nota 3: Teste de validacao de conceitos (TVC3) Data: 01/07/2019

Nota Final=Nota 1+Nota 2+Nota 3

Se a Nota Final≥60 e a presenca for ≥ 75% entao o aluno esta aprovado.

A presenca e obrigatoria! Presenca mınima: 75%

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Calendario de Aulas

5 Atendimento

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Calendario

Calendario de Aulas

11/03 13/03 18/03 20/03 25/03 27/0301/04 03/04 08/04 10/04 15/04 17/0422/04 24/04 29/04 06/05 08/05 13/0515/05 20/05 22/05 27/05 29/05 03/0605/06 10/06 12/06 17/06 19/06 24/0626/06 01/07 03/07 08/07

TVC1TVC2TVC3

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Calendario

Sistema Eletrico de potencia - SEP

5 Atendimento

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Figura 1: Tıpico sistema eletrico de potencia.

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Particularidades do Sistema Eletrico Brasileiro

Corrente alternada senoidal.

Frequencia de 60 Hz.

Trifasico

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Trifasico

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Trifasico

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Trifasico

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Dados estatısticos da transmissao

Figura 2:http://www.aneel.gov.br/pt/fiscalizacao-da-transmissao-conteudos/-/asset_publisher/

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Mapa dinamico do Sistema Interligado Nacional (SIN)

Figura 3: http://ons.org.br/pt/paginas/sobre-o-sin/mapas

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Revisao de alguns conceitos

5 Atendimento

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Revisao p.u. e porcentagem

Revisao de p.u. e porcentagem

Valores em p.u.:

valorpu =valorrealvalorbase

Valores em %:

·100%

Valores de base:

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Valores em p.u.:

Valores em %:

·100%

Valores de base:

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Valores em p.u.:

Valores em %:

·100%

Valores de base:

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Valores em p.u.:

Valores em %:

·100%

Valores de base:Os valores de base sao numeros reais que sao iguais as magnitudes dasquantidades complexas que eles representam, assim, por exemplo

Sb = |S| =√

P 2 +Q2. Em geral as bases de potencia e de tensao sao escolhidase as bases de corrente e de impedancia sao calculadas a partir delas.

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Valores em p.u.:

Valores em %:

·100%

Valores de base:Os valores de base sao numeros reais que sao iguais as magnitudes dasquantidades complexas que eles representam, assim, por exemplo

Sb = |S| =√

P 2 +Q2. Em geral as bases de potencia e de tensao sao escolhidase as bases de corrente e de impedancia sao calculadas a partir delas.

Sb , Vb ⇒ Ib ,Sb

Vbe Zb ,

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p.u. no trifasico

Caso a base de potencia escolhida seja igual a potencia aparente por fase Sbase1φ e a

tensao de fase for a base V basef :

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p.u. no trifasico

entao a potencia aparente trifasica de base sera Sbase3φ = 3Sbase

1φ e a tensao de linha

de base (sistema em Y) sera V baseL =

p3V base

f . Consequentemente a corrente eimpedancia de base podem ser obtidos como:

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p.u. no trifasico

entao a potencia aparente trifasica de base sera Sbase3φ = 3Sbase

1φ e a tensao de linha

de base (sistema em Y) sera V baseL =

p3V base

f . Consequentemente a corrente eimpedancia de base podem ser obtidos como:

Ibase =Sbase

V basef

=Sbase

V baseL

=Sbase

3V baseL

Zbase =(V base

Sbase1φ

V baseLp

Sbase3φ

=(V base

Sbase3φ

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Area 1 Area 2Sb

Vb V ′b =?

Z ′b =?

S′b =?

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Area 1 Area 2Sb

Vb V ′b =?

Z ′b =?

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Area 1 Area 2Sb

Vb V ′b =?N1 N2

Z ′b =?

Zb =V 2

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Area 1 Area 2Sb

Vb N1 N2

Z ′b =?

Zb =V 2

Vb =Vb

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Area 1 Area 2Sb

Vb N1 N2

Zb =V 2

Vb =Vb

Zb =Zb

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Area 1 Area 2Sb

Vb N1 N2

Zb =V 2

Vb =Vb

Zb =Zb

Representacao em p.u. de transformadores

= zpu2

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Mudanca de base

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Mudanca de base

Z1 = zantigapu Zbase antiga = znovapu Zbase nova

zantigapu

(Vbase antiga2

Sbase antiga

= znovapu

Vbase nova2

Sbase nova

znovapu =(

Sbase nova

Vbase nova2

zantigapu

(Vbase antiga2

Sbase antiga

znovapu =(Vbase antiga2

Vbase nova2

Sbase nova

Sbase antiga

zantigapu

znovapu =(

Vbase antiga

Vbase nova

Sbase nova

Sbase antiga

zantigapu

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Vantagens do sistema p.u.

A impedancia em valor p.u. de qualquer transformador e a mesma do lado de baixa e de alta;

A impedancia em valor p.u. de um transformador trifasico (ou banco de transformadoresmonofasicos) independe do tipo de conexao;

Utilizando valores em p.u. ou %, as mudancas das magnitudes de tensao e corrente provocadaspelos transformadores nao afetam o resultado em p.u.;

Fabricantes especificam a impedancia dos equipamentos em p.u. ou % considerando como valoresbase os seus dados nominais (potencia em kVA ou MVA e tensao em kV);

Os valores das impedancias em p.u. de equipamentos de capacidades diferentes variam dentro deuma faixa estreita de valores, enquanto seus valores em ohms podem possuir uma variacao bastanteampla. Portanto, quando nao se conhece os valores reais de um determinado equipamento, epossıvel estimar um valor aproximado para o mesmo;

Menor possibilidade de confusao potencias trifasicas com potencias monofasicas ou tensoes de linhae de fase;

O metodo p.u. ou % e usado para simulacao dos comportamentos em regime permanente etransitorio do sistema em computadores.

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