aula 3 proteÇÃo de sistemas elÉtricos - relÉs de proteÇÃo

Prof. Aimê Abílio

PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS

ELEMENTOS DE UM SISTEMA DE PROTEÇÃO

Técnico em Eletrotécnica

O que é um relé?Basicamente, um relé é um interruptor atuado eletricamente. Os relés podem ser classificados de acordo com a grandeza com a qual atuam, como por exemplo: tensão, corrente ou freqüência. Podem-se classificar os relés também quanto ao princípio de atuação: eletromecânicos, estáticos ou digitais.

Relé

O que é um relé de proteção?Os relés de proteção são dispositivos compactos que são conectados ao SEP e possuem características de projeto e funcionamento interessadas na detecção de condições anormais de operação que excedam limites toleráveis, e na inicialização de ações corretivas que possibilitem o retorno do SEP a seu estado normal. Tais equipamentos, sejam analógicos e ou digitais, são responsáveis pela análise das grandezas elétricas associadas à rede elétrica e pela lógica necessária à tomada de decisão pelo sistema de proteção, caso algum distúrbio seja encontrado.

Relé de proteção

Tipos de relés de proteção:

• Relé de sequencia de partida (44)• Relés de falta de fase (48)• Falta de fase; sequencia de fase .• Relé térmico (49)• Para máquina ou transformador; por imagem térmica.• Relé de Sobretensão (59)• De terra; sensível de neutro.

Relé de proteção

Tipos de relés de proteção:

• Relés de sobrecorrente instantâneo (50)• Sensível de terra; de neutro;• Relés de sobrecorrente temporizado (51)• Sensível de terra; de neutro; • Relé de falha do disjuntor (62BF)• Relé de alarme (74)• Relé de subcorrente ou subpotência (37)

Relé de proteção

As condições do sistema de potência são monitoradas constantemente pelo sistema de medidas analógicas, transformadores de instrumento, (TC’s e TP’s). As correntes e as tensões transformadas em grandezas secundárias alimentam um sistema de decisões lógicas (relé de proteção), que compara o valor medido com o valor previamente ajustado no relé. A operação do relé ocorrerá sempre que valor medido exceder o valor ajustado, atuando sobre um disjuntor.

Relé de proteção

Relé de proteção

Para um funcionamento correto, é necessário:• Apesar de o tempo de operação dos relés variar

frequentemente numa faixa bastante larga, o relé em relação à velocidade pode ser classificado nas categorias a seguir:

Características funcionais

Para um funcionamento correto, é necessário:

• Confiabilidade- fidedignidade e segurança É o grau de certeza da atuação correta de um dispositivo para a qual ele foi projetado. Os relés de proteção, diferentes de outros dispositivos, tem duas alternativas de desempenho indesejado.

• Recusa de atuação: não atuam quando deveriam;• Atuação incorreta: atuam quando não deveriam;


• Estas duas situações levam a definições complementares: fidedignidade e segurança. A fidedignidade é a medida da certeza de que o relé irá operar corretamente para todos os tipos de faltas para os quais ele foi projetado para operar. A segurança é a medida da certeza de que o relé não irá operar incorretamente para qualquer falta.


Tipos construtivos de relé

Eletromecânico As entradas dos relés eletromecânicos são sinais contínuos (grandezas analógicas). O princípio de operação do relé eletromecânico se baseia na interação eletromagnética entre correntes e fluxos. As forças de atuação são criadas pela combinação de sinais de entrada, energia armazenada em molas, e dispositivos amortecedores. No relé de atração de armadura axial um núcleo cilíndrico é colocado internamente na bobina. Quando a bobina é energizada a armadura que está na posição de repouso (pela ação gravitacional ou pela ação de uma mola) é atraída. A armadura carrega a parte móvel do contato, que fecha o circuito quando encontra o contato fixo.

Eletromecânico


EstáticoApesar de terem o princípio de operação diferente do eletromecânico, também tem como entradas sinais contínuos. Estes sinais são processados de tal forma que produz na saída um sinal decisório binário. Esta classe de equipamentos opera com base em circuitos lógicos eletrônicos. O desenvolvimento dos reles estáticos é aplicado da mesma maneira que aos relés eletromecânicos, entretanto, apresentam-se como equipamentos de uma maior operacionalidade, permitindo não somente uma melhor atuação dos sistemas de proteção tradicionais, mas também desenvolver esquemas de proteção mais avançados e sofisticados.


EstáticoEste tipo de relé é composto por:

• Circuito de saída: adequa o sinal de saída do optoacoplador às condições da carga que se pretende chavear. Normalmente contém: Amplificador de corrente para aumentar a capacidade de potência do optoacoplador. Este pode ser via transistor (saída DC) ou triac (saída AC); Filtro contra sobretensões (varistor ou um RC); Detector de passagem por zero (saída AC).


EstáticoEste tipo de relé é composto por:

• Circuito de entrada: Adequa o sinal de entrada do relé ás condições de funcionamento do optoacoplador. Contém: Resistor de limitação de corrente; Led de sinalização; Diodo para impedir a inversão de polaridade; Filtro para eliminar transientes; Redutor de tensão, retificador e capacitor caso a entrada seja AC.

• Optoacoplador: é o responsável pela isolação galvânica entre entrada e saída.


Estático


DigitalOs relés microprocessados ou numéricos também usam correntes e tensões do SEP como sinais de entrada. Contudo, estes necessitam da representação digital dos mesmos, ou seja, que os sinais analógicos sejam amostrados e condicionados para o início do processamento do relé. Estes relés são compostos por diversos subcomponentes de hardware cada qual com uma função específica. Os relés são configuráveis quanto ao seu hardware dependendo da aplicação específica que se deseja, no entanto alguns componentes básicos estão sempre presentes no equipamento, como CPU, conversor AD, filtro, cartões de entrada e saída e etc.


Digital Os relés digitais na distribuição contribuem para a

confiabilidade melhorada e custos reduzidos nos sistemas elétricos de potência. Possuem um registro histórico comprovado de confiabilidade, com mais de 100.000 relés/ano de experiência no campo. Os relés usam lógica programável para reduzir e simplificar a fiação, fornecem proteção para faltas na barra, falha de disjuntor e detecção de rompimento de fusível no lado de alta do transformador, sem nenhum ou com um custo mínimo adicional.

Tipos de relé

Digital• Auto-checagem e confiabilidade: o relé computadorizado pode

monitorar continuamente os subsistemas de hardware e software, detectando possíveis falhas na operação e o consequente disparo de alertas, possibilitando sua retirada sem o comprometimento da proteção que o equipamento fornece.

• Integração de sistemas e ambiente digital: os sistemas digitais possibilitam uma maior integração entre seus componentes, o que permite uma maior flexibilidade e velocidade na obtenção das informações registradas pelos equipamentos, além da possibilidade de troca de informações entre os dispositivos para a melhor tomada de decisão, por exemplo, a coordenação lógica.


Digital• Flexibilidade funcional e adaptabilidade: Capacidade de alteração dos

seus parâmetros de configuração de acordo com a topologia atual da rede, ou seja, se o relé está programado para uma determinada característica de operação do sistema elétrico, e esta muda, o relé pode adotar parâmetros que melhor se adaptem àquela nova condição.

• Considerações de custo-benefício: o avanço da microeletrônica e a disseminação desta na aplicação de relés de proteção têm orientado uma redução substancial nos custos dos circuitos digitais, embora, as despesas associadas com os softwares tenha aumentado. É importante observar que os relés numéricos executam diversas funções em uma mesma plataforma, o que diminui a razão do custo/benefício, diferentemente dos tradicionais relés eletromecânicos.


Relé de proteção

Pré requisitos

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