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RELÉS DO TIPO IMPEDÂNCIA -RELÉS DE IMPEDÂNCIA -RELÉS DE REATÂNCIA -RELÉS MHO OU DE ADMITÂNCIA.

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1 RELÉS DO TIPO IMPEDÂNCIA -RELÉS DE IMPEDÂNCIA -RELÉS DE REATÂNCIA -RELÉS MHO OU DE ADMITÂNCIA

2 A EQUAÇÃO DO CONJUGADO ESTÁ INDICADA A SEGUIR : C = K 1.I 2 - K 2 V 2 - K 3 NA CONDIÇÃO DE EQUILÍBRIO : C = 0 SE DESPREZARMOS O EFEITODA MOLA K 3 = 0, TEREMOS : O = K 1.I 2 - K 2 V 2 RELÉ DE IMPEDÂNCIA UM RELÉ DE SOBRECORRENTE, COM RESTRIÇÃO DE TENSÃO V/I = Z = ( K 1 /K 2 ) 1/2 = K, LEMBRANDO QUE Z 2 = R 2 + X 2 = K 2, É A EQUACÃO DE UM CIRCULO COM CENTRO NA ORIGEM, A CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO DO RELÉ ESTÁ INDICADA NA FIGURA A SEGUIR : 2

3 O RELÉ OPERA TODA VEZ QUE A IMPEDÂNCIA FOR MENOR QUE O VALOR AJUSTADO DE Z R X REGIÃO DE BLOQUEIO RELÉ COM CARACTERÍSTICA FECHADA 100% 85 % 3

4 RELÉ MHO OU DE ADMITÂNCIA TRATA-SE DE UM RELÉ DIRECIONAL COM RESTRIÇÃO DE TENSÃO A EQUAÇÃO DO CONJUGADO É A INDICADA A SEGUIR : C = K 1 VI COS ( O -T ) -K 2 V 2 - K 3 NA CONDIÇÃO DE EQUILÍBRIO C = 0 SE DESPREZARMOS O EFEITO DA MOLA K 3 = 0, TEREMOS : K 1 VI COS ( O - T ) - K 2 V 2 = 0 DIVIDINDO POR K 2 VI TEREMOS : (K 1 /K 2 ).COS ( O - T ) = V/I = Z ESTA É A EQUAÇÃO DE UM CIRCULO QUE TANGENCIA A ORIGEM DOS EIXOS COORDENADOS E POSSUE UM DIÂMETRO IGUAL A K 1 /K 2. A FIGURA A SEGUIR MOSTRA A CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO DO RELÉ. 4

5 X R ESTE RELÉ TEM UMA CARACTERÍSTICA DIRECIONAL INTRÍNSECA (K 1 /K 2 ) Z T O CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO DO RELÉ DE ADMITÂNCIA 5

6 RELÉ DE REATÂNCIA É UM RELÉ DE SOBRE CORRENTE COM RESTRIÇÃO DIRECIONAL A EQUAÇÃO CARACTERÍSTICA ESTÁ INDICADA A SEGUIR : C = K 1.I 2 -K 2.VI COS ( O - T )-K 3 VAMOS CONSIDERAR T = 0 º E DESPREZAR O EFEITO DE MOLA ( K 3 =0), ASSIM NA CONDIÇÃO DE EQUILÍBRIO : K 1.I 2 =K 2.VI SEN O DIVIDINDO POR (K 2.I 2 ) TEREMOS : K 1 /K 2 =(V/I). SEN O =Z SEN O =X A CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO É REPRESENTADA POR UMA RETA PARALELA AO AO EIXO R, C0NFORME MOSTRADO NA FIGURA A SEGUIR. 6

7 ESTE RELÉ NÃO SOFRE INFLUÊNCIA DA RESISTÊNCIA DE ARCO DA FALTA CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO DO RELÉ DE REATÂNCIA X R X=K Z Z R arco ESTE RELÉ TEM UMA CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO ABERTA, SENDO PORTANTO SENSÍVEL ÀS OSCILAÇÕES DO SISTEMA ELÉTRICO, QUANDO DA OCORRÊNCIA DE PERTURBAÇÕES. 7

8 O RELÉ OPERA TODA VEZ QUE A IMPEDÂNCIA FOR MENOR QUE O VALOR AJUSTADO DE Z R X REGIÃO DE BLOQUEIO RELÉ COM CARACTERÍSTICA FECHADA 100% 85 % 8

9 X R ESTE RELÉ TEM UMA CARACTERÍSTICA DIRECIONAL INTRÍNSECA (K 1 /K 2 ) Z T O CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO DO RELÉ DE ADMITÂNCIA 9

10 MÉTODO DE MEDIDA USANDO RELÉS DE BOBINA MÓVEL E RETICADORES U TR 1 TR 2 e DrDr K=10 0,5 TRIPBLOQUEIO i AS MEDIDAS DE IMPEDÂNCIA E DIREÇÃO PODEM SER FEITAS COM AUXÍLIO DE UMA PONTE RETIFICADORA E DE UM RELÉ DE BOBINA MÓVEL COMO INDICADO NA FIGURA ACIMA. 10

11 A MEDIDA É EFETUADA PELO MÉTODO DA CORRENTE NULA, NO QUAL O RELÉ DE BOBINA MÓVEL INDICA TÃO SOMENTE O DESVIO DO PONTO DE MEDIDA DETERMINADO PELAS CONSTANTES DA PONTE. O CIRCUITO DE MEDIÇÃO CONSISTE DE DOIS PEQUENOS TRANSFORMADORES (IDÊNTICOS) TR 1 E TR 2, CADA UM COM TRÊS ENROLAMENTOS, SENDO QUE O 3º ENROLAMENTO DE CADA UM DELES ESTÁ CONECTADO A UM PEQUENO RETIFICADOR. AS CORRENTES RETIFICADAS ( VALOR MÉDIO DA CORRENTE CONTÍNUA) SÃO COMPARADAS DIRETAMENTE EM UM CIRCUITO DIFERENCIAL, O QUAL POSSUI UM RELÉ DE BOBINA MÓVEL LIGADO NA SUA DIAGONAL (D r ), SE AS CORRENTES SÃO IGUAIS, NÃO PASSA CORRENTE ATRAVÉS DE D r. 11

12 TR 1 TR 2 e DrDr K=1 0 0,5 TRIP BLOQUEIO i AS CORRENTES ALTERNADAS, NOS ENROLAMENTOS DOS TRANSFORMADORES ESTÃO REPRESENTADAS POR i E e DE TAL FORMA QUE K 1.i = I E K 2.e = U, SENDO PORTANTO PROPORCIONAIS À CORRENTE E TENSÃO DO SISTEMA. VEJAMOS ALGUMAS RELAÇÕESQUE PODEM SER ESTABELECIDAS : 1- TENSÃO : TR 1 = 0 TR 2 = CORRENTE : TR 1 = 1 TR 2 = K 12

13 NO LADO DE CORRENTE CONTÍNUA HAVERÁ EQUILÍBRIO QUANDO : i = [ e -* ki ] ( -* operação vetorial) POR OUTRO LADO PODEMOS ESCREVER : e = Z.i 1=[Z -*K] ou 1=Z 2 -2.ZK COS ( RESOLVENDO A EQUAÇÃO ACIMA VAMOS ENCONTRAR: Z=K COS ( + - [1-K 2 SEN 2 ( DA EQUAÇÃO GENÉRICA PODEMOS ESTABELECER OS SEGUINTES CASOS PARTICULARES : 1- K =0 Z= CONST. CIRCULO DE IMPEDÂNCIA 2- 1>K>0 PERMANECE A EQUAÇÃO CARACTERÍSTICA DE CIRCULO DESLOCADO 3- K=1 Z=2KCOS( CÍRCULO DE CONDUTÂNCIA DESLIGAMENTO OCORRE DE UM ÚNICO LADO 4- K>1 CÍRCULO DESLOCADO E FORA DA ORIGEM 13

14 1- K=0 ; =0 X R >K>0 (K=0,5) ; R 1 0,5 3- K=1 ; 1 1 R X X 4- K>1 ; 45º R X º 14

15 A FIGURA ABAIXO MOSTRA OUTRA POSSIBILIDADE DE CONEXÃO DOS TRANSFORMADORES. VEJAMOS ALGUMAS RELAÇÕESQUE PODEM SER ESTABELECIDAS : 1- TENSÃO : TR 1 = +1 TR 2 = CORRENTE : TR 1 = +K TR 2 = +1 TR 1 TR 2 e DrDr TRIP BLOQUEIO i r U NA CONDIÇÃO DE EQUILÍBRIO TEREMOS : [K.i +*e]=[e -*i] OU [K+*Z]=[Z-*1] K 2 +2KZCOS( +Z 2 = Z 2 -2ZCOS( 15

16 RESOLVENDO : 2ZCOS( (K+1)=(1-K 2 ) FINALMENTE Z=[(1-K)/2]*[1/COS( PARA K=1 TEREMOS UMA UNIDADE DIRECIONAL OU SEJA : [e+*i] = [e-*i] VARIANDO-SE OS VALORES DE K E DO ANGULO PODEREMOS OBTER AS CARACTERÍSTICAS INDICADAS A SEGUIR : K=0 ; ZCOS COORDENADA POLAR) RESISTÊNCIA 1/2 z 2 - k=0 ; =90º ZCOS(90- )=1/2 DAI Z SEN =1/2 1/2 z R XR X REATÂNCIA 16

17 3 - K=0 ; º ZCOS(45- ) =1/2 (C. POLAR) EM COORDENADAS CARTEZIANAS TEREMOS : COS45.ZCOS SEN45.ZSEN =1/2 (1/2) 1/2.ZCOS (1/2) 1/2.ZSEN =1/2 R X Z 45º R=1/2 QUANDO K=1 TEMOS A INDICAÇÃO DE DIREÇÃO, DEFINIDA PELO ANGULO (ANGULO DE TORQUE MÁXIMO) 17

18 ESTE RELÉ OPERA POLARIZAÇÃO equiv. 1 equiv. 2 sentido de trip F1 ESTE RELÉ BLOQUEIA ESTE RELÉ OPERA POLARIZAÇÃO equiv. 1 equiv. 2 sentido de trip F2 ESTE RELÉ BLOQUEIA RELÉ DIRECIONAL DE TERRA POLARIZADO POR CORRENTE

19 DEFINIÇÃO condições perigosas ou indesejáveis do sistema, e iniciar manobras convenientes de chaveamento ou dar aviso Segundo aABNT,o relé é um dispositivo pôr meio do qual um equipamento elétrico é operado quando se produzem variações nas condições deste equipamento ou do circuito em que ele está ligado, ou. em outro equipamento ou circuito associado. Outras normas definem o relé como um dispositivo cuja função é detectar nas linhas ou aparelhos faltosos, adequado. CLASSIFICAÇÃO DOS RELÉS a) quanto às grandezas físicas de atuação: elétricas, mec cânicas, térmicas, óticas,etc.; b)quanto á natureza da grandeza a que respondem: corrente, tensão, potência, freqüência, pressão, temperatura, etc.; c)quanto ao tipo construtivo: eletromecanicos (indução), mecânicos (cen- trífugo), eletrónicos (fotoelétrico), estáticos (efeito Hall etc. ) quanto A função: sobre e subcorrente, tensão ou potência, direcional de corrente ou potência, diferencial distância, etc.; e)quanto á forma de conexão do elemento sensor. direto no circuito primário ou através de redutores de medida; f)quanto ao tipo de fonte para atuação do elemento de controle: corrente alternada ou continua; g) quanto ao grau de importância: principal (51 ASA) ou, intermediário (86 ASA); h) quanto ao posicionamento dos contatos (com circuito desenergizado): normalmente aberto ou fechado; i) quanto à aplicação : máquinas rotativas ( gerador ) ou estáticas ( transformadores), linhas aéreas ou subterrâneas, aparelhos em geral ; j) quanto à temporização: instantâneo ( sem retardo proposital ) e temporizado( mecânica, elétrica e eletronicamente, por exemplo ). RELÉS

20 RELÉ INSTANTÂNEO BOBINA DE OPERAÇÃO ARMADURA AXIAL CONTATO FIXO CONTATO MOVÉL ARMADURA PIVOTANTE CHARMEIRA BOBINA DE OPERAÇÃO CONTATO MOVÉL CONTATO FIXO

21 RELÉ DE INDUÇÃO 1 F1 iO2 O O2 O1 F2 F1 IO2 IO1 IO2 IO1 ANEL DE DEFASAGEM BOBINA DISCO CONTATO MÓVEL CONTATO MÓVEL

22 EXEMPLO DE APLICAÇÃO DE UNIDADES DIRECIONAIS sentido de trip 32 geração própria cargas prioritárias cargas não prioritárias 67

23 DEFINIÇÃO RELÉS Segundo ABNT, o relé é um dispositivo pôr meio do qual um equipamento elétrico é operado quando se produzem variações nas condições deste ou do circuito em que ele está ligado, ou em outro equipamento ou circuito associado. Outras normas definem o relé como um dispositivo cuja função é detectar nas linhas ou aparelhos faltosos, condições perigosas ou indesejáveis do sistema, e iniciar manobras convenientes de chaveamento ou dar aviso adequado.

24 CLASSIFICAÇÃO DOS RELÉS RELÉS 1- Quanto às grandezas físicas de atuação : elétricas, mecânicas, térmicas,ópticas, etc.. 2- Quanto a natureza da grandeza a que respondem : corrente, tensão, potência, freqüência, pressão, temperatura, etc.. 3- Quanto ao tipo construtivo : eletromecânicos(indução), mecânicos(centrífugos), eletrônicos(fotoelétricos), estáticos(efeito hall, etc..). 4- Quanto à função : sobre ou sub-corrente, sobre ou sub-tensão, potência, direcional de corrente, diferencial, distância, etc..

25 CLASSIFICAÇÃO DOS RELÉS RELÉS 5- Quanto à forma de conexão do elemento sensor : direto no circuito primário no secundário de transformadores de medida. 6- Quanto ao tipo da fonte para atuação do elemento sensor : corrente alternada corrente contínua 7- Quanto ao seu grau de importância : principal (21 ANSI) intermediário (86 ANSI) 8- Quanto ao posicionamento dos seus contatos normalmente aberto (NA) normalmente fechado (NF)

26 CLASSIFICAÇÃO DOS RELÉS RELÉS 9- Quanto à aplicação : máquinas rotativas (geradores, motores, etc..), estáticas ( transformadores), linhas aéreas ou subterrâneas, aparelhos em geral. 10- Quanto à temporização : instantâneos ( sem retetardo proposital), temporizados


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