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
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
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 curtocircuito, 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
Proteção de barramentos
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.