AULA 08
RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO (27/59)
RELÉ AUXILIAR (86)
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Introdução
 São denominados de tensão os relés dotados das
unidades de sub e sobretensão (funções 27 e 59);
 Estes tipos de relés são destinados à proteção de
sistemas elétricos submetidos a níveis de tensão
inferiores ou superiores aos valores mínimos que
garantam a integridade dos equipamentos em operação;
 Estes equipamentos são fornecidos para a proteção
monofásica e trifásica. Também podem ter a tecnologia
eletromecânica, eletrônica ou digital.
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Introdução
 Como vimos, os níveis mínimos de tensão admitidos em
um sistema são de 80 a 120% do valor nominal.
 Devendo admitir como ajuste do relé valores não
inferiores a 90% para unidades temporizadas e 80% para
unidades instantâneas – unidades de subtensão;
 Devendo admitir como ajuste do relé valores não
inferiores a 115% para unidades temporizadas e 120%
para unidades instantâneas – unidades de sobretensão;
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Sobretensão (59)
 A sobretensão no sistema elétrico pode provocar:
 Arcos elétricos entre condutores de uma LT;
 Arcos elétricos nos isoladores;
 Aumento da corrente de fuga nos para-raios;
 Esforços maiores na isolação dos transformadores;
 Esforços maiores na isolação dos geradores síncronos;
 Aumento dos esforços na isolação dos equipamentos.
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Sobretensão (59)
 Relé de sobretensão eletromecânico
 São dispositivos simples constituídos de bobinas, contatos
e peças móveis e bastante robustos.
 Não são mais fabricados hoje em dia, porém, ainda
existem
em
grande
quantidade,
instalados
em
subestações industriais e de potência.
 São
constituídos
tanto
de
unidades
monofásicas
temporizadas quanto unidades instantâneas.
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Sobretensão (59)
 Unidade de Sobretensão – Unidade Temporizada
 São utilizados tanto em instalações industriais quanto em
sistemas de potencia e apresentam um disco de indução
em unidades monofásicas extraíveis;

Protegem o circuito para um excesso de tensão em
condições operacionais ou em defeitos fase-terra;
 Uma das principais aplicações é na proteção de sistemas
isolados ou aterrados com alta impedância, quando da
ocorrência de um defeito para a terra;
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Sobretensão Monofásico (59)
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Sobretensão (59)
 Unidade de Sobretensão – Unidade Temporizada
 São ajustados para operar somente com a elevação da
tensão, fechando os seus contatos
para a tensão
determinada por uma percentagem do valor do tape.
 Atuam de acordo com uma curva tempo × tensão;
 Esse ajuste do seletor de tempo permite que se afaste o
contato fixo do contato móvel a certa distância, que
determina o tempo de atuação do relé.
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Sobretensão (59)
 Unidade de Sobretensão – Unidade Instantânea
 É constituída de uma armadura articulada e atua quando
a tensão aumenta de um valor determinado na regulagem
 Quando ocorre uma sobretensão, por meio do seu TP, as
bobinas das unidades temporizada (BT) e instantânea (BI)
são acionadas. BT fechará seu contato permitindo o
fechamento do disjuntor. Se a sobretensão for em uma
das fases, BI fechará o contato da fase defeituosa, porém
a bobina do disjuntor não é energizada pois os outros dois
contatos não fecharam.
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Sobretensão (59)
 Exemplo de aplicação:
 Calcular o ajuste do relé de sobretensão instalado no lado
secundário de uma subestação de 69/13,8 kV, sabendo
que o tempo de disparo não deve superar 9,3 segundos
quando a tensão subir além de 25% da tensão nominal.
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Sobretensão (59)
 Valor da sobretensão:
𝑉𝑠𝑡 = 1,25 × 𝑉𝑛 = 1,25 × 13.800 = 17.250𝑉
𝑉𝑛 : tensão nominal no ponto onde está instalado o dispositivo;
 Relação de Transformação do TP (RTP):
𝑉𝑛 13.800
𝑅𝑇𝑃 = =
= 120
𝑉𝑠
115
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Sobretensão (59)
 Valor da Sobretensão no Secundário do TP:
𝑉𝑠𝑡
17.250
𝑉𝑠 =
=
= 143,7𝑉
𝑅𝑇𝑃
120
 Tape adotado:
𝑉𝑡 = 120𝑉
 Percentagem da tensão em relação ao valor do tape:
𝑉𝑝𝑒𝑟
143,7
=
× 100 = 119,7%
120
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 Ajuste da Curva de Temporização
Pela curva de temporização
adotada, obtemos:
•
O tempo de disparo do relé
não deve superar 9,3 s;
•
Valor do tape: 119,7%;
•
Ajuste do Dial nº 3.
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Sobretensão (59)
 Relé de Sobretensão Digital
 Apresentam os mesmos princípios fundamentais dos relés
eletromecânicos (indução) e eletrônicos (estáticos);
 Devido a tecnologia digital, apresentam características
adicionais de proteção para trafos, motores e geradores;
 Possuem função de autoverificação (autocheck), ou seja, o
próprio relé reconhece qualquer deficiência operacional
informando à sala de controle essa anormalidade, ao
mesmo tempo em que bloqueia sua operação em campo.
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Subtensão (27)
 Relé de Subtensão Eletromecânico
 Existem nas versões temporizada e instantânea.
 Seu campo de aplicação compreende, entre outros, a
atuação em casos de subtensão por afundamento da
tensão de serviço, transferências de carga, etc.
 São aplicados ao sistema que não deve funcionar em
condições de tensão inferior a um dado valor. É comum a
sua aplicação no caso de motores de grande porte,
quando quer impedir seu funcionamento a partir de uma
queda de tensão.
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Subtensão (27)
 Relé de Subtensão Eletromecânico
 O ajuste da tensão de disparo é feito pela determinação
da posição do tape na régua de tapes do dispositivo.
 Em geral, a faixa de ajuste dos relés é a seguinte:
i.
55 a 140 V: para relés de modelo 115 V;
ii.
70 a 140 V: para relés de modelo 199 V;
iii. 110 a 280 V: para relés de modelo 208, 230 e 240 V;
iv. 220 a 560 V: para relés de modelo 460 V;
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Subtensão (27)
 Relé de Subtensão Digital
 Os relés digitais de subtensão recebem o sinal analógico
de subtensão e os convertem para valores digitais;
 Autoverificação e ajuste da relação de transformação;
 Em geral, na sua parte frontal existe um display para
indicação automática de tensão secundária e primária;
 Podem ser conectados a um canal de comunicação serial,
permitindo sua monitoração e telecomando, através de
conexão em redes de dados supervisionados
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Subtensão (27)
 Unidade Instantânea (<<< Velocidade)
 Essa unidade dá a partida quando o valor da tensão
presente no sistema for inferior a tensão ajustada fazendo
fechar instantaneamente os seus contatos de saída, que
permanecem fechados até a tensão atingir o valor de
rearme ou tensão de dropout.
 A atuação do relé é anunciada pela unidade de sinalização
localizada no painel frontal através de leds. A faixa de
ajuste está compreendida entre 14 e 250 Vca.
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Subtensão (27)
 Unidade Temporizada (< Velocidade)
 Essa unidade dá a partida quando a tensão presente no
sistema for inferior à tensão ajustada, fazendo fechar
temporizadamente os seus contatos de saída, que
permanecem fechados até a tensão atingir o valor de
rearme ou tensão de dropout.
 A atuação do relé é anunciada pela unidade de sinalização
localizada no painel frontal através de leds. A faixa de
ajuste está compreendida entre 40 e 600 Vca.
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Subtensão (27)
 Equação das Curvas de Operação
 Tempo de atuação depende do valor da tensão do sistema
𝑘
𝑇=
𝑉𝑠𝑢
2−
𝑉𝑎𝑗
× 𝑇𝑚𝑠
𝛼
−1
𝑉𝑠𝑢 – subtensão mínima admitida
𝑉𝑎𝑗 – tensão ajustada no relé
𝑘 – constante que caracteriza o relé (varia entre 0,1 e 100)
𝛼 – constante de formação da curva (varia entre 0,01 e 20)
𝑇𝑚𝑠 – multiplicador de tempo (varia entre 0,01 e 2,0)
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RELÉ DE PROTEÇÃO DE TENSÃO
Relé de Subtensão (27)
 Equação das Curvas de Operação
 Curva normalmente inversa
Resolução da equação anterior com α = 0,02 e k = 0,14;
 Curva muito inversa
Resolução da equação anterior com α = 1 e k = 13,5;
 Curva extremamente inversa
Resolução da equação anterior com α = 2 e k = 80;
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Curva normalmente inversa
Curva muito inversa
Curva extremamente inversa
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RELÉ DE PROTEÇÃO AUXILIAR
Relé Auxiliar de Bloqueio (86)
 São equipamentos auxiliares, que operam de forma
extremamente rápidas (≈ 17ms), com a finalidade de:
 Acionar a abertura ou fechamento de disjuntores;
 Provocar alarme visual e/ou sonoro;
 Intertravar ou habilitar os equipamentos de proteção,
medição, comunicação, manobra ou de controle;
 Entre outras funções.
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RELÉ DE PROTEÇÃO AUXILIAR
Relé Auxiliar de Bloqueio (86)
 O relé auxiliar de bloqueio, uma vez acionado, bloqueia
o fechamento do disjuntor, e o seu rearme só é
possível com a intervenção humana;
 São dispositivos utilizados em esquemas de proteção
de forma a assegurar tanto a integridade dos
equipamentos de energia quanto a segurança dos
operadores do sistema elétrico.
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RELÉ DE PROTEÇÃO AUXILIAR
Relé Auxiliar de Bloqueio (86)
 Quando um sistema sofre um defeito, faz atuar a
unidade de proteção específica e responsável pela
eliminação da falta correspondente.
 O sinal emitido pela unidade de proteção específica
atua inicialmente sobre o relé auxiliar de bloqueio (86)
que, em seguida, fecha os seus contatos sobre a bobina
do elemento de desconexão (disjuntor).
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RELÉ DE PROTEÇÃO AUXILIAR
Relé Auxiliar de Bloqueio (86)
 As funções básicas em que normalmente se empregam
os relés auxiliares de bloqueio são:
 Disparo e bloqueio imediato do disjuntor principal;
 Disparo e bloqueio imediato do disjuntor principal e dos
disjuntores auxiliares em uma instalação;
 Disparo e bloqueio imediato de todos os disjuntores de
um determinado barramento.
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RELÉ DE PROTEÇÃO AUXILIAR
Relé Auxiliar de Bloqueio (86)
 Em geral, numa subestação, o relé de bloqueio recebe
impulso dos seguintes elementos de proteção:
 Relé de Sobrecorrente de Fase e Neutro (50/51 – 50/51N);
 Relé de Sobrecorrente Direcional (67/67N);
 Relé Diferencial de Gerador (87G);
 Relé de Distância (21);
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RELÉ DE PROTEÇÃO AUXILIAR
Relé Auxiliar de Bloqueio (86)
 Em geral, numa subestação, o relé de bloqueio recebe
impulso dos seguintes elementos de proteção:
 Relé Diferencial do Transformador (87T);
 Relé de Sobrecorrente de Terra (50/51G);
 Relé de Gás (63);
 Proteções Térmicas de Máquinas (26 e 49).
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RELÉ DE PROTEÇÃO AUXILIAR
Relé Auxiliar de Bloqueio (86)
 Em suma, o relé auxiliar é indicado para aplicações
nas quais é necessária a execução de um
determinado número de operações simultâneas
sobre um ou mais disjuntores, permitindo que
esses equipamentos estejam bloqueados até que o
operador destrave o dispositivo de bloqueio;
 Encontrado nas versões eletromecânica ou digital.
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RELÉ DE PROTEÇÃO AUXILIAR
Relé Auxiliar de Bloqueio (86)
 Relé auxiliar de bloqueio eletromecânico
 São de comprimento profundo e dispõem de uma grande
quantidade de contatos. A metade está normalmente
fechada para a condição de operação do sistema e a outra
metade aberta para a condição de desenergização.
 O tempo de atuação é muito rápido (ordem de 15 ms). A
condição de operação pode ser identificada pelo sistema
de bandeirolas. Bandeirola na cor preta – relé armado;
bandeirola na cor alaranjada – relé foi acionado.
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RELÉ DE PROTEÇÃO AUXILIAR
Relé Auxiliar de Bloqueio (86)
Relé Auxiliar de fabricação Kraus
& Naimer do tipo motorizado
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RELÉ DE PROTEÇÃO AUXILIAR
Relé Auxiliar de Bloqueio (86)
 Relé auxiliar de bloqueio digital
 Apresenta as características dos relés digitais estudados;
 Suas características técnicas são:
Comunicação serial RS485 com protocolo ModBus;
b) Entradas lógicas de atuação e alarme;
c) Contatos reversíveis (NA e NF) em quantidade
solicitada;
d) Permite tempo de resposta de até 16 ms;
e) Autosupervisão, indicação de qualquer anormalidade.
a)
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