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Ponta Grossa 2018
ASPECTOS GERAIS DA PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à UNOPAR, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Elétrica.
Orientador: Carlos Junior
ROBSON KULLER
ROBSON KULLER
ASPECTOS GERAIS DA PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à UNOPAR, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Elétrica.
BANCA EXAMINADORA
Professor Luiz Henrique Domingues
Professor Paulo Abdala
Professor Thiago Mej
Ponta Grossa, 06 de dezembro de 2018
KULLER, Robson. Aspectos gerais da proteção de sistemas elétricos. 2018. 24 folhas. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – UNOPAR, Ponta Grossa, 2018.
RESUMO
O objetivo primário consistiu em descrever as características e os benefícios de um sistema elétrico de proteção moderno. Os objetivos secundários consistiram em apresentar evolução do sistema de proteção elétrico e os aspectos gerais do sistema elétrico de potência; delinear o funcionamento e as propriedades básicas de proteção do sistema elétrico; e descrever os novos sistemas integrados de proteção, controle e monitoração de subestações em dispositivos inteligentes. A abordagem metodológica desta pesquisa foi a revisão de literatura, portanto, se caracteriza por ser uma pesquisa qualitativa e descritiva. Foram pesquisados em banco de dados da internet, mais especificamente, no Google Acadêmico monografias, dissertações, teses e artigos com as seguintes palavras chave: segurança, proteção e controle no sistema elétrico de potência. Um sistema elétrico de potência, que corresponde a grandes sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. No entanto, estes sistemas têm risco de apresentar faltas ou falhas, o que exige um sistema de proteção elétrico. O sistema de proteção pode interromper parte do sistema elétrico de potencia que encontra com defeito ou que esteja operando de maneira anormal, consequentemente, eles atuam para reduzir riscos as pessoas e aos equipamentos. Estes sistemas possuem dispositivos que se desenvolveram ao longo dos anos, dentre eles tem-se destacado os dispositivos eletrônicos inteligentes (relés digitais) que são equipamentos que processam as operações com base em software.
Palavras-chave: Sistema elétrico de potência; Sistema de proteção elétrico; Relés
digitais.
KULLER, Robson. General aspects the protection’s electrical systems. 2018. 24. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – UNOPAR, Ponta Grossa, 2018.
ABSTRACT
The primary purpose was to describe the characteristics and benefits of a modern electrical protection system. The secondary objectives consisted in presenting evolution of the electric protection system and the general aspects of the electric power system; outline the operation and basic protection properties of the electrical system; and describe the new integrated systems for protection, control and monitoring of substations in intelligent devices. The methodological approach of this research was the literature review, therefore, it is characterized by being a qualitative and descriptive research. Were searched in Internet database, more specifically in Google Scholar monographs, dissertations, theses and articles with the following keywords: security, protection and control in the power system. An electrical power system, which corresponds to large systems of generation, transmission and distribution of electric energy. However, these systems are at risk of faults or faults, which requires an electrical protection system. The protection system can interrupt part of the electrical power system that is defective or that is operating abnormally, therefore they act to reduce risks to people and equipment. These systems have devices that have developed over the years, among them we have highlighted the intelligent electronic devices (digital relays) that are equipment that process the operations based on software. Key-words: Electrical power system; Electrical protection system; Digital relays.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1- Diagrama Resumido de um Sistema Elétrico de Potência ........................ 11
Figura 2 - Estrutura Básica de um Sistema Elétrico de Potência ............................. 13
Figura 3 - IEDs operando com redes de comunicação ............................................. 17
LISTA DE QUADROS Quadro 1- Funções específicas dos dispositivos de proteção .................................. 15
Quadro 2- Dispositivos de proteção nos sistemas de proteção ................................ 16
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 9
2. PROTEÇÃO DO SISTEMA ELÉTRICO............................................................. 11
3. PROPRIEDADES BÁSICAS DO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA .......... 15
4. EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS INTEGRADOS DE PROTEÇÃO ....................... 18
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................... 22
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 23
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1. INTRODUÇÃO
A energia, especialmente a energia elétrica, é um recurso indispensável para
todos os setores da sociedade, visto que ela é fundamental para realizar as diversas
atividades cotidianas, tais como: se comunicar, informar, seu uso para o lazer,
trabalho, estudo, entre outras tarefas.
Com as novas tecnologias houve um aumento da demanda de eletricidade, o
que consequentemente se exige um investimento na infraestrutura do sistema
elétrico, mais especificamente, na implantação de sistemas de proteção que sejam
eficazes para garantir a segurança, a continuidade e a qualidade do sistema elétrico.
Desse modo, a funcionalidade básica de um sistema elétrico de potência é
fornecer e distribuir energia elétrica com qualidade adequada para uma multiplicidade
de consumidores. Todavia, é preciso levar em consideração que podem ocorrer
falhas, por isso, os esquemas de proteção funcionam para controlarem a ocorrência
de condições anormais no sistema elétrico. Diante disso, este trabalho buscou
descrever as características de um sistema elétrico de proteção, o qual vem se
modernizando e trazendo muitos benefícios nas suas funções de proteção, controle
e monitoramento da eletricidade, assim, diminuindo e evitando riscos ou danos
materiais.
Os esquemas de proteção do sistema elétrico devem ser bem planejados com
base nas medidas de segurança, proteção, bem como na qualidade de energia de
forma a atuarem sempre que ocorra alguma condição anormal no sistema. Com as
novas tecnologias, os equipamentos de proteção se modernizaram e vem trazendo
muitas vantagens, como por exemplo, a integração de funções de proteção, controle
e monitoração de subestações em dispositivos inteligentes.
Diante da necessidade de sistemas de proteção mais eficientes para garantir
a continuidade do fornecimento de energia, quais são as características e benefícios
de um sistema elétrico de proteção moderno?
O objetivo primário consistiu em descrever as características e os benefícios
de um sistema elétrico de proteção moderno. Os objetivos secundários consistiram
em apresentar evolução do sistema de proteção elétrico e os aspectos gerais do
sistema elétrico de potência; delinear o funcionamento e as propriedades básicas de
proteção do sistema elétrico; e descrever os novos sistemas integrados de proteção,
controle e monitoração de subestações em dispositivos inteligentes.
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A abordagem metodológica desta pesquisa foi a revisão de literatura, portanto,
se caracteriza por ser uma pesquisa qualitativa e descritiva. Foram pesquisados em
banco de dados da internet, mais especificamente, no Google Acadêmico
monografias, dissertações, teses e artigos com as seguintes palavras chave:
segurança, proteção e controle no sistema elétrico de potência. Com isso, foram
selecionados estudos de autores como Cotosck (2007), Raul (2012),Volpe (2015),
Goes (2013),Junior (2013), etc.
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2. PROTEÇÃO DO SISTEMA ELÉTRICO
A energia elétrica é a fonte energética mais utilizada e explorada
mundialmente. Um sistema elétrico possui como finalidade a distribuição de energia
elétrica de maneira segura e com qualidade. Os sistemas elétricos de potência podem
ser definidos como sistemas de energia que abrangem desde a geração até a
distribuição de energia elétrica, passando por sua transmissão, os sistemas elétricos
de potência têm como intento a transferência de energia elétrica obtida através de
fontes primárias dos produtores aos consumidores (GEBRAN, 2014).
Um sistema elétrico de potência é composto, basicamente, por usinas
geradoras, linhas de transmissão e subestações. Desse modo, ele pode ser
classificado em: geração, transmissão, subtransmissão e distribuição (SOUZA, 2008).
Figura 1- Diagrama Resumido de um Sistema Elétrico de Potência
Fonte: Adaptado de Sampaio (2002) apud Souza (2008)
O sistema elétrico de potência exige a instalação de um complexo sistema que
propicie gerar, transmitir e distribuir a energia. Por isso que as subestações de energia
elétrica tem a função de interconectar de modo seguro o sistema elétrico levanto em
conta os vários níveis de tensão ao longo de seu percurso. No entanto, pode haver
intercorrências na rede de energia o que exige, sobretudo, a implementação de um
sistema de proteção de modo a evitar falhas elétricas ou danos (JUNIOR, 2013).
Nesse sentido, a proteção dos sistemas elétricos podem prevenir falhas nos
sistemas (como, por exemplo, o curto-circuito), e assim, evitar danos nos
equipamentos e materiais deste sistema; além disso, pode promover imediato
restabelecimento energético, o que possibilita uma maior qualidade no fornecimento
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de energia. A proteção dos sistemas é realizada através de um conjunto de
equipamentos e dispositivos, que detectam e protegem as instalações elétricas contra
anomalias ou qualquer outra falha. Os principais equipamentos são: os relés de
proteção, os transformadores de correntes e potenciais, disjuntores, fusíveis, chaves
seccionadora, alimentadores, etc. (COTOSCK, 2007).
Os relés de proteção tem como tarefa a identificação, localização, informação
sobre a existência de alguma falha, além de comandar a abertura de disjuntores. Os
disjuntores possuem a tarefa de interromper ou reestabelecer as correntes elétricas,
eles são a parte atuante física do relé. Os transformadores servem para isolar os
instrumentos de alta tensão, fornecendo segurança de operadores e de
equipamentos. Quanto aos transformadores de potencial, estes são sensores que
realizam (VOLPE, 2015).
O principal objetivo do sistema de proteção é a proteção do sistema elétrico
contra possíveis faltas, permanentes ou temporárias. Para que isso ocorra, um
sistema de proteção deve apresentar: seletividade, ou seja, a proteção deve somente
isolar a parte do sistema atingida pelo defeito/falta, mantendo a continuidade do
serviço das demais partes do sistema; rapidez e velocidade, que consiste na
capacidade de resposta no menor tempo possível; sensibilidade, que é a capacidade
do sistema identificar uma condição anormal que excede um valor limite ou de pickup;
confiabilidade, isto é, a probabilidade de um componente, equipamento ou sistema
funcionar corretamente quando sua atuação for requerida; e economia, refere-se a
implantação viável economicamente, evitando-se um número excessivo de
dispositivos de proteção (SOUZA, 2008).
Os sistemas de proteção possuem algumas propriedades, em outros termos,
eles precisam adotar alguns princípios ou requisitos fundamentais. Podem-se citar os
seguintes princípios: confiabilidade e segurança da proteção que se refere a
probabilidade de funcionamento do sistema; seletividade ou coordenação, a qual isola
somente o trecho defeituoso; sensibilidade na proteção, refere-se a identificação de
uma situação de funcionamento anormal ou detectar o limiar em que a proteção deve
atuar; velocidade de atuação que está relacionado com a capacidade do Sistema de
Proteção de isolar a parte faltosa do Sistema de Potência no menor tempo possível,
para que não haja riscos com relação à integridade do Sistema (COTOSCK, 2007).
Os requisitos para o funcionamento dos sistemas elétricos de potência se
configuram sob alguns aspectos, tais como: Continuidade, que garante o acesso
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permanente do consumidor à energia; a Conformidade, que mantém os padrões no
fornecimento; a Flexibilidade, que prevê a adaptação às alterações topológicas; a
Segurança, que requer um fornecimento sem riscos aos consumidores e a
Manutenção, pelo qual os fornecedores se comprometem à rápida devolução do
serviço em caso de falhas (GOMES, 2012).
Figura 2 - Estrutura Básica de um Sistema Elétrico de Potência
Fonte: Leão (2009)
Levando-se em conta que o progresso da sociedade devido, principalmente,
ao avanço da tecnologia, fez como que o uso de energia elétrica tenha se tornado
indispensável na vida das pessoas. Todavia, para garantir e assegurar o suprimento
de energia elétrica faz-se necessário, primeiramente, converter ou transformar de
uma fonte energética para energia elétrica, depois transportar e distribuir esta energia.
Por isso, que o sistema elétrico de potência (SEP) pode ser subdivido em: geração
de energia que é composto pelas centrais elétricas que convertem alguma fonte de
energia em elétrica; transmissão que transporta a energia dos centros de Geração
aos de Consumo; e a distribuição da energia elétrica recebida do sistema de
transmissão aos consumidores finais (MAMEDE; DANIEL, 2011).
Desse modo, pode-se verificar que a gestão de energia e operação de
sistemas elétricos de potência tem como principal finalidade propiciar qualidade e alto
índice de desempenho no suprimento de energia. Para alcançar tal objetivo é preciso
que os níveis de tensão, frequência, fluxos nas interligações, carregamento de linhas
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e equipamentos, sejam mantidos dentro de faixas ou limites de segurança. A análise
de segurança possibilita, portanto, verificar em que estado o sistema elétrico de
potência está operando e quais são as medidas necessárias para levá-lo a segurança,
caso seja preciso (MAMEDE; DANIEL, 2011).
Nesse cenário, a proteção de subestações elétricas possui um papel
fundamental. Antes da década de 60, a proteção dos sistemas elétricos era realizada
com uso de relés eletromecânicos, onde os princípios de medição eram analógicos.
Foi no final da década de 60 que surgiram as primeiras pesquisas em aplicação de
computadores digitais em sistemas elétricos de potência, e então, foi se introduzindo
a tecnologia digital para proteção de sistemas elétricos de potência e em 2000 houve
a expansão dos relés microprocessados, e consequentemente, diminuição do uso
das tecnologias eletromecânica e estática (RAUL, 2012).
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3. PROPRIEDADES BÁSICAS DO SISTEMA ELÉTRICO DE POTÊNCIA
De acordo com Araújo et al (2015), a proteção dos sistemas elétricos assegura
a possibilidade de isolar e eliminar anomalias do sistema rapidamente, para que o
problema não se alastre para outros segmentos do mesmo. Assim, a proteção
fundamenta-se na seleção, coordenação e ajuste de dispositivos protetores ao
sistema, visando o resguardo de operadores, consumidores e animais, a redução de
danos materiais e interrupções no serviço, a troca de segmentos defeituosos do e o
decrescimento de custos decorrentes da manutenção corretiva. Para garantir a
eficácia de um sistema de proteção, deve-se assegurar que este tenha algumas
propriedades básicas.
As propriedades dos sistemas elétricos de potência podem ser classificadas
por: Confiabilidade, pela qual se quantifica a probabilidade do funcionamento correto
e seguro sob qualquer circunstância; a Seletividade, na qual o sistema consegue fazer
o reconhecimento e a seleção de suas condições de operação, para que não ocorram
procedimentos desnecessários; a Velocidade, para que equipamentos ou trechos
defeituosos sejam desligados e/ ou trocados dentro do menor prazo possível;
Sensibilidade, que determina a menor margem possível de tolerância em situações
de anormalidade e Economia, prevendo uma implantação de sistema viável
economicamente, e portanto, sem excessos (ARAÚJO et al, 2015).
Os sistemas Elétricos de Potência atuam basicamente em três níveis, sendo
eles o Nível de Proteção Principal (primeiro a atuar em falhas na zona protegida), o
Nível de Proteção de Retaguarda (só atua em caso de falha na Proteção Principal) e
o Nível de Proteção Auxiliar, cujas funções são a sinalização, o alarme e a
temporização, auxiliando os dois primeiros níveis de proteção (KINDERMANN, 2012).
Quadro 1- Funções específicas dos dispositivos de proteção
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FUNÇÃO CARACTERÍSTICA Detecção Detectar níveis de correntes anormais e
permitir circulação da corrente nominal do sistema.
Interrupção Interromper correntes de curto-circuito dentro de sua capacidade nominal.
Capacidades de manobras Alguns dispositivos são capazes de manobrar sob correntes de carga, enquanto outros exigem que não haja corrente circulante para que sejam manobrados.
Fonte: Adaptado de Ferreira (2009)
Existem vários dispositivos que atuam no sistema de proteção e cada um deles
executa determinada função nos sistemas de distribuição. Conforme explica Ferreira
(2009) a alocação desses dispositivos depende de decisões heurísticas e de práticas
próprias de cada concessionária.
Quadro 2- Dispositivos de proteção nos sistemas de proteção
NOME DO DISPOSITIVO CARACTERÍSTICAS Chave Fusível – Elo Fusível Dispositivo eletromecânico de custo
baixo que provê a proteção monofásica do circuito.
Chave Fusível Repetidora É um dispositivo de proteção composto por três chaves de fusíveis com dois mecanismos de transferência de carga.
Seccionalizador Dispositivo automático que opera em conjunto com religador.
Religador Equipamento de proteção mais sofisticado e de maior custo empregado ao longo dos alimentadores de distribuição.
Relés de sobrecorrente, disjuntor e relé de religamento
Os relés de sobrecorrente em conjunto com o disjuntor e o relé de religamento são os dispositivos de proteção instalados na subestação, nas saídas dos alimentadores.
Chaves de Manobras São dispositivos utilizados em sistemas de distribuição para isolar trechos da rede, remanejar cargas ou isolar equipamentos, como reguladores de tensão, religadores, entre outros.
Fonte: Adaptado de Ferreira (2009)
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Os relés de proteção, que registram flutuações de tensão, podem também
monitorar parcialmente a qualidade da energia concedida. Uma monitoração
completa é esperada com a evolução e queda nos custos de componentes de
hardware. Um fator que restringe a utilização de sistemas integrados é a suspeita de
que a transferência dos dados entre os IEDs não se dê em tempo hábil e com
segurança, bem como o desconhecimento das vantagens ofertadas por eles
(PAULINO, 2007).
Figura 3- IEDs operando com redes de comunicação
Fonte: Paulino (2007)
A operação e supervisão dos diferentes IEDs (Intelligent Elecrtronic Devices)
pode ser feita local ou remotamente por programas compatíveis com o sistema
operacional Windows de forma satisfatória, embora não haja uma padronização, o
que dificulta essas ações em caso da utilização de relés de diferentes fabricantes,
tornando a comunicação entre relés digitais e IEDs bastante limitada tanto no Brasil
quanto em outros países. A International Electronic Comission (IEC), tendo isso em
vista, aprovou recentemente o padrão IEC 61850, que pretende facilitar essa
comunicação, tornando-a rápida e confiável (PEREIRA, 2005).
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EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS INTEGRADOS DE PROTEÇÃO
Os sistemas de distribuição de energia elétrica estão susceptíveis às faltas que
podem ser temporárias, cuja duração é limitada ao período necessário para
restabelecer o serviço através de operação automática do equipamento de proteção
que desligou o circuito ou parte dele; ou faltas permanentes que se referem a todas
as interrupções não classificadas como temporárias ou programadas. Uma das
principais e mais comuns faltas no sistema de energia é o curto-circuito. A causa
dessas faltas pode ser de inúmeras fontes, elas podem ser provocadas pelas ações
atmosféricas, contato com árvores ou objetos no ambiente, falhas nos equipamentos,
entre outros (PAIVA,). Desse modo, um dos aspectos mais fundamentais que deve
ser considerado no planejamento do sistema elétrico de potência é o desempenho do
sistema de proteção.
Segundo Pereira (2005), o histórico da evolução dos sistemas de proteção e
controle tem três fases: a primeira chamada de Fase de Uso da Tecnologia
Convencional, caracterizada pelo uso majoritário de tecnologia eletromecânica,
principalmente do tipo unifunção, além de chaves seletoras e de controle, lâmpadas
indicadoras e instrumentos de medição indicativa, um ou mais anunciadores de
alarme e barramento mímico.
A distribuição de dispositivos de controle se dava por painéis de controle e
painéis de proteção para os relés, um de cada por saída de linha ou transformador
para tensões de 138 a 345 kV, e para funções comuns, um ou mais painéis. Em
subestações de até 765 kV, a quantia de relés e dispositivos exigia muitas vezes dois
painéis de cada em uma casa de controle que muitas vezes precisava ser ampliada
de acordo com o aumento da demanda de painéis e cabos, o que fazia necessário
um grande espaço para a acomodação de todo o equipamento, aumentando o custo
das edificações e a probabilidade de complicações, devido ao fato de as várias lógicas
em circuitos e intertravamentos se realizarem através de ligação física dos contatos
(hardwired), em série ou em paralelo (PEREIRA, 2005).
A segunda fase, a Fase do Surgimento da Tecnologia Digital, começou a partir
de pesquisas com aplicação de computadores no fim dos anos 60, visando a
possibilidade da concentração das operações de controle e proteção apenas em um
computador de grande porte. A evolução nas pesquisas trouxe a possibilidade de uma
instalação experimental para a proteção de linha, realizada em 1972, entretanto, essa
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tecnologia só passou a ser usada amplamente a partir da década de 1980. Os relés
de proteção se tornavam mais e mais intrincados de acordo com o crescimento e
encadeamento cada vez maior dos sistemas elétricos, que precisavam atender a
demanda dos também cada vez maiores centros populacionais. Assim, foi concebida
a noção de um hardware padronizado, compacto e mais flexível, multifuncional e de
manutenção muito mais fácil (PEREIRA, 2005).
A partir desta fase, a tecnologia digital para proteção de sistemas elétricos de
potência foi sendo introduzida, e a partir do ano 2000 houve a expansão dos relés
microprocessados, e consequentemente, diminuição do uso das tecnologias
eletromecânica e estática (RAUL, 2012).
Ressalta-se que o uso de relés de proteção digitais trazem benefícios em todos
os aspectos dos sistemas de potência, como por exemplo, o fato deles permanecem
permanentemente ligados dispensando a necessidade da aquisição de equipamentos
adicionais para análise de energia, contribuindo assim, para a localização rápida dos
eventos como interrupções momentâneas do fornecimento de energia, curtos
circuitos, sub e sobre tensões, e então, realizar um diagnóstico do sistema elétrico
de forma rápida e confiável (PCO, 2005).
Em conformidade com Pereira (2005), a terceira fase começa com a
elaboração e evolução de microcomputadores, que viabilizaram um maior controle
sobre interferências eletromagnéticas e um conhecimento mais profundo sobre elas,
bem como a substituição dos sistemas antigos de supervisão e controle, dando lugar
a sistemas digitais de controle.
Percebe-se que o relé – um dos dispositivos que configuram o sistema de
proteção elétrica – evoluiu ao longo do tempo. Nesse sentido, existem novos sistemas
integrados de proteção elétrica que também têm, cada vez mais, se sofisticado para
satisfazer as necessidades do sistema elétrico. A mudança para uma rede inteligente
tem como vantagem o fato de que os dispositivos eletrônicos inteligentes
multifuncionais podem ser instalados não apenas em uma empresa de energia
elétrica, mas também nas instalações de energia distribuída, industriais, comerciais,
residências e na automação (PERES; CAMPOS; LIANG, 2014).
Por outro lado, há inúmeros desafios para a implantação do smart grid
(dispositivos inteligentes): “(i) grande capital de investimento, especialmente em
medidores inteligentes, (ii) a necessidade do projeto de um sistema de comunicação
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que permita robustez, expansão e segurança e (iii) a falta de consenso na
padronização de interfaces e protocolos ” (PERES; CAMPOS; LIANG, 2014, p.112).
Os relés digitais são conhecidos como Dispositivos Eletrônicos Inteligentes e
sua utilização propicia redução no custo de implantação e manutenção, pois há uma
redução no número de cabos e equipamentos. Além disso, a troca de informações é
muito mais rápida por meio de redes Intranet, as quais simplificam o projeto, permitem
sincronização temporal dos dispositivos e expansão do sistema, além de fornecer
maior confiabilidade. O progresso tecnológico concernente ao aumento da
capacidade dos microprocessadores e seu preço menor parecem apontar para a
expansão do uso e do desempenho dos relés digitais (GOES, 2013).
Figura 3 – Modelo Relé proteção Digital
Fonte: Gomes (2012)
Ressalta-se que o uso de relés de proteção digitais trazem benefícios em todos
os aspectos dos sistemas de potência, como por exemplo, o fato deles permanecem
permanentemente ligados dispensando a necessidade da aquisição de equipamentos
adicionais para análise de energia, contribuindo assim, para a localização rápida dos
eventos como interrupções momentâneas do fornecimento de energia, curtos
circuitos, sub e sobre-tensões, e então, realizar um diagnóstico do sistema elétrico
de forma rápida e confiável (PCO, 2005).
As proteções de sistemas digitais propiciam um novo horizonte de ajustes e
métodos que asseguram uma melhor segurança. Além dos relés digitais, ressalta-se
21
o uso de ferramentas inteligentes tais como a Rede Neural Artificial (RNA), Lógica
Fuzzy e Transformada Wavelet (TV), cujos métodos promovem uma melhoria na
seletividade, sensibilidade e na operação dos relés diferenciais. Estes métodos
permitem analisar a condição operativa dos transformadores de potencias e detectar
a ocorrência de falhas e defeitos que se diferenciam de outras situações como a
energização ou saturação de transformadores de corrente (BARBOSA, 2010).
22
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Esta pesquisa teve como principal finalidade a descrição das características e
os benefícios de um sistema elétrico de proteção. Portanto, foi visto como se configura
um sistema elétrico de potência, que corresponde a grandes sistemas de geração,
transmissão e distribuição de energia elétrica. No entanto, estes sistemas têm risco
de apresentar faltas ou falhas, o que exige um sistema de proteção elétrico.
Desse modo, foram apresentadas as principais características de um sistema
de proteção, que contribui para evitar a ocorrência de alguma falta ou para acelerar a
recomposição em caso de contingências elétricas. O sistema de proteção pode
interromper parte do sistema elétrico de potencia que encontra com defeito ou que
esteja operando de maneira anormal, consequentemente, eles atuam para reduzir
riscos as pessoas e aos equipamentos. Estes sistemas possuem dispositivos que se
desenvolveram ao longo dos anos, dentre eles tem-se destacado os dispositivos
eletrônicos inteligentes (relés digitais) que são equipamentos que processam as
operações com base em software.
Os relés digitais tem como vantagem o fato de terem várias funções de
proteção compartilhando o mesmo hardware, possuírem monitoração contínua de
seus próprios circuitos e funções, além de oferecerem um conjunto de funções
adicionais de lógica, monitoração e controle. Para estudos futuros poderia se analisar
o desempenho do sistema de proteção com uso de relés digitais.
23
REFERÊNCIAS
ARAUJO, C.A.S., et al., Proteção de sistemas elétricos, 2nd ed. Rio de Janeiro. Editora Interciência, 2015. BARBOSA, D. Sistema Híbrido inteligente para o monitoramento e proteção de transformadores de potência. Tese de doutorado em Engenharia Elétrica. Universidade de São Paulo. São Paulo, 2010. COTOSCK, K.R. Proteção de sistemas elétricos: uma abordagem técnico-pedagógica. Dissertação de mestrado. UFMG – Belo Horizonte, 2007. FERREIRA, G.D. Otimização da confiabilidade de sistemas de distribuição de energia elétrica: uma abordagem considerando a seleção e alocação de dispositivos de proteção e manobras. Dissertação de Mestrado em Engenharia Elétrica. Universidade de Santa Maria. Santa Maria, 2009. GEBRAN, Amaury Pessoa. Manutenção e Operação de Equipamentos de Subestações: Série Tekne. Bookman Editora, 2014. GOMES, Flávio Vanderson. Aula 02: Visão Geral dos Sistemas Elétricos de Potência.2012. Universidade Federal de Juiz de Fora. Análise de Sistemas Elétricos de Potência 1. Juiz de Fora, 2012. JUNIOR, G.M. Dispositivos de proteção: conceitos básicos e aplicações. São Paulo: EPUSP, 2013. KINDERMANN, G. Proteção de sistemas elétricos de potência. 3. ed. Florianópolis: Edição do autor, 2012. LEÃO, Ruth. GTD–Geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Dissertação de mestrado. Universidade Federal do Ceará, 2009. LIMA, Delberis Araújo. Aula 10: Introdução à proteção de sistemas elétricos. 2015. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. Sistemas de distribuição de Energia Elétrica e introdução à Smart Grid. Rio de Janeiro, 2015. MAMEDE, João Filho; DANIEL, R., Proteção de sistemas elétricos de potência. Rio de Janeiro: LTC, 2011.
24
MATTEDE, Henrique, 2018. Como funcionam os disjuntores? Disponível em <https://www.mundodaeletrica.com.br/como-funcionam-os-disjuntores/>. Acesso em 23 out. 18 PAULINO, M. E. C. Testes de IEDs operando com redes de comunicação baseados na IEC 61850. CEPEL, Foz do Iguaçu, 2007. PAIVA, S.C. Proteção em sistemas elétricos com geração distribuída utilizando a transformada Wavelet. Dissertação de mestrado em Engenharia Elétrica. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Natal, 2015. PCO. PROGRAMA DE CERTIFICAÇÃO OPERACIONAL. Sistemas de proteção em equipamentos e instalações elétricas. CST. Brasil, 2005. PEREIRA, Allan Cascaes et al. INTEGRAÇÃO DOS SISTEMAS DE PROTEÇÃO, CONTROLE E AUTOMAÇÃO DE SUBESTAÇÕES E USINAS-ESTADO DA ARTE E TENDÊNCIAS. In: XVIII SNPTEE GPC-152, Curitiba, 2005. PERES,V.B.; CAMPOS, M.V.B.; LIANG, T.L.S.Smart Grid: uma possibilidade para distribuição elétrica brasileira. Revista INNOVER, volume 1, número 4, 2014. RAUL, I.D.S. Proteção em sistemas elétricos industriais: relés e suas aplicações em subestações. Trabalho de conclusão de curso (Graduação). UNESP - Guaratinguetá, 2012. SAMPAIO, R. F. Sistema de diagnóstico de faltas para subestações baseados em redes de petri coloridas. 2004. Dissertação em Engenharia Elétrica., Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2002. SOUZA, F. A. Detecção de falhas em sistema de distribuição de energia elétrica usando dispositivos programáveis. Dissertação em Engenharia Elétrica. UNESP, São Paulo, 2008. VOLPE, T.M. Coordenação e seletividade em uma rede elétrica de distribuição. Trabalho de Conclusão de Curso (Especialização) – Instituto Nacional de Telecomunicações, Minas Gerais, 2015.