PROTEÇÃO DE BARRAMENTOS

Proteção de barramentos João Paulo Joel Joice Kelly Luis Antônio Márcio Medeiros Marcos Araújo Marcos Jesus Paulo Henrique

Proteção de barramentos Referências Este trabalho foi baseado nas seguintes Bibliografias: CAMINHA, Amadeu Casal. Introdução à proteção dos sistemas elétricos. São Paulo, Edgard Blucher, 1977 http://meusite.mackenzie.com.br/jfalleiros/042resumo1prot.pdf http:// www.sel.eesc.sc.usp.br/protecao/capitulo2.ppt http:// www.sel.eesc.sc.usp.br/protecao/Apostila-protecao-SEL354-2003.pdf http://www.nei.com.br/ http://www.abb.com.br/

Proteção de barramentos Introdução O comportamento dos sistemas de proteção durante diferentes condições de falha é crítico para a estabilidade e segurança do sistema elétrico de potência. É necessário evitar o desligamento indevido das linhas múltiplas e transformadores conectados ao barramento.

Proteção de barramentos Introdução A rápida atuação da proteção de barra para as falhas no barramento é muito importante, mas ao mesmo tempo a operação da mesma para falhas externas deve ser evitada a fim de reduzir a probabilidade de uma perturbação do sistema. Assim sendo apresentaremos alguns tipos de sistemas de proteções de barras tais como: Proteção diferencial de barras, proteção de retaguarda, proteção de massa ou dispersão pela carcaça e proteção por comparação direcional.

Proteção de barramentos Sistemas de proteção de barras Fundamentalmente, pode dizer que os relés para detecção de todos os tipos de falta se baseiam na lei de Kirchhoff: a soma das correntes entrando e saindo de uma barra deverá ser zero, caso contrário existe um defeito.

Proteção de barramentos Sistemas de proteção de barras Desta forma, a proteção diferencial é a mais utilizada. Além desta, existem as seguintes formas de proteção: Proteção de retaguarda; Proteção de massa ou dispersão pela carcaça; Proteção por comparação direcional.

Proteção de barramentos Proteção diferencial de barras Releamento diferencial com relés de sobrecorrente A proteção diferencial é representada pela função 87B Zonas de proteção delimitadas por TC’s na entrada e saída Tem por objetivo eliminar a falta instantaneamente, dentro da zona de proteção A proteção utiliza o princípio da LEI DE KIRCHOFF das correntes

Proteção de barramentos Proteção diferencial de barras Releamento diferencial com relés de sobrecorrente

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Proteção de barramentos Proteção diferencial de barras Releamento diferencial com relés de sobrecorrente

Proteção de barramentos Proteção diferencial de barras Releamento diferencial com relés de sobrecorrente Pontos que podem causar erros na proteção diferencial Casamento imperfeito dos TCs; Existência de componentes de corrente contínua de curto-circuito, não nula, em pelo menos duas das fases; Erro próprio do TC; No caso de transformadores, não considerar a corrente de magnetização inicial e a existência de dispositivos automáticos de tapes.

Proteção de barramentos Proteção diferencial de barras Releamento diferencial percentual É uma antiga solução ao problema da saturação dos TC’s nas faltas externas. É disponível para tempos de operação da ordem de 3-6 ciclos. Não é conveniente para operação em alta velocidade. Múltiplas bobinas de restrição. Evitando paralelismo de TC’s.

Proteção de barramentos

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Proteção de barramentos

Proteção de barramentos Condições de atuação : Se o a% resultante for maior do que o a% ajustado, o relé ATUARÁ; caso contrário NÃO ATUARÁ. Além disso, é necessário que a corrente resultante, que circula no circuito de operação, seja superior a um valor de partida (IS), previamente ajustado.

Proteção de barramentos Proteção diferencial de barras Releamento diferencial com acopladores lineares Em TC com núcleo de ferro, o numero de circuitos permissíveis em uma barra e limitados pelo fato de que o rele recebe a corrente diferencial menos a corrente de excitação de todos os TC de barra. Alem disso as altas constantes de tempo possíveis nos modernos sistemas de potencia prolongam os transitórios, tal que a estabilidade do rele para pesadas faltas externas pode ser difícil de se obter, especialmente nos casos de rele diferencial de terra.

Proteção de barramentos Proteção diferencial de barras Releamento diferencial com relé de sobretensão

Proteção de barramentos Proteção de retaguarda Seletividade (temporização) entre duas proteções Proteção de primeira linha ou principal Proteção de segunda linha ou retaguarda Só funciona se a primeira falhar Mais antiga forma de proteção existente

Proteção de barramentos Proteção de retaguarda A, D e H – função de proteção de retaguarda remota B, C e E – sistema local de proteção de retaguarda

Proteção de barramentos Proteção de retaguarda Considerações: Criatividade do Engenheiro Elementos devem ter mais de uma proteção Importância da seletividade(retardo) Seletividade: relés Instantâneo/temporizados e temporizados/temporizados

Proteção de barramentos Proteção de massa ou dispersão pela carcaça

Proteção de barramentos Proteção de massa ou dispersão pela carcaça Estrutura de suporte de barramento e equipamento de manobra isolados da terra Secundário de um TC alimenta relé de sobrecorrente instantâneo no caso de falta à terra Usada especialmente em subestação externa em armários

Proteção de barramentos Proteção de massa ou dispersão pela carcaça Relé atua sobre auxiliar que atua sobre todos os disjuntores

Proteção de barramentos Proteção por comparação direcional A proteção direcional é feita com relés que só "enxergam" as correntes de falta em um determinado sentido previamente ajustado (sentido de atuação do relé) . Se a falta provocar uma corrente no sentido contrário (corrente inversa ou reversa), estes não "vêem" , portanto não atuarão.

Proteção de barramentos Proteção por comparação direcional O modo de funcionamento é segundo a defasagem da corrente em relação a uma referência dada pelo vetor de tensão.

Proteção de barramentos Proteção por comparação direcional Relés 5, 4, 3, 2, 1 (atuam no sentido horário) Relés e, d, c, b, a (atuam no sentido anti-horário)

Proteção de barramentos Proteção por comparação direcional Os relés direcionais caracterizam-se por duas grandezas de entrada, uma de polarização ou e outra de referência operação ou atuação. Unidades direcionais mais comuns:

Proteção de barramentos Proteção para sistemas de barramentos O REF615 é um IED dedicado para alimentadores. Proteção, controle, medição e supervisão de subestações de concessionárias e sistemas industriais de energia. São compactos e removíveis.

Proteção de barramentos Proteção para sistemas de barramentos Aplicações Proteção de linha para linhas aéreas Cabos alimentadores Sistemas de barramentos Subestações de distribuição. Adequa-se às redes com neutro isolado e às redes com neutros aterrados por resistência ou reatância.

Proteção de barramentos Proteção para sistemas de barramentos Proteção e controle Proteção direcional ou não-direcional Proteção contra sobrecorrente e falta à terra Proteção contra sobretensão, subtensão e sobretensão residual Proteção contra sobrecarga térmica Proteção falta à terra de alta sensibilidade

Proteção de barramentos Proteção para sistemas de barramentos Proteção e controle Proteção contra falta à terra com medição de transiente, incluindo detecção de faltas à terra intermitentes em redes de cabos. Religamento automático repetitivo trifásico, para extinção automática de arco em linhas aéreas abertas.

Proteção de barramentos Proteção para sistemas de barramentos Proteção e controle Sistema rápido de três canais de proteção contra arco, para supervisão de arco elétrico no disjuntor, cabos e compartimento do barramento de cubículos de manobra.

Proteção de barramentos Proteção para sistemas de barramentos A comunicação rápida ponto-a-ponto pelo barramento da Subestação formam um sistema de proteção de barramento, estável, confiável e de alta velocidade. A proteção de baixo custo de barramentos, é obtida apenas configurando o equipamento de acordo com a necessidade. Blocos funcionais

Proteção de barramentos Conclusão A importância de um sistema elétrico bem protegido reflete numa maior confiabilidade e segurança, proporcionando o aumento de produtividade da planta e também minimizando os custos de reabilitação do sistema após o acontecimento de alguma falha.