RELIGADORES TELECOMANDADOS
Érica Helena de Lima1,Suéllen Celeste de Sousa²;
Luiz Roberto Nogueira³;
1,2,³
FEAU/UNIVAP, Estrada do Limoeiro 250, Jacareí-SP
[email protected];²[email protected]
1
Palavras-chave: Automação, celulose, depurador, separação de nós, segurança e meio ambiente.
Área do Conhecimento: III Engenharias
Resumo - Este trabalho apresenta os critérios para a aplicação de uma Religadora e o cálculo de ajuste
para uma aplicação especifica, distribuição aérea 13,8kV, 60Hz, visando descriminar esse equipamento
vastamente utilizado pelas concessionárias distribuidoras de energia elétrica, com o intuito de diminuição de
tempo nos desligamentos dos circuitos e melhoria na qualidade do serviço oferecido.
Introdução
A definição do esquema de proteção
(Religador) para um sistema elétrico deve ser
efetuado com base em um estudo cuidadoso,
fazendo os cálculos da potência e corrente de
carga do circuito, alimentado por 13.8KV (tensão
da distribuição área de energia). Com base
nesses dados se calcula o tempo de operação do
sistema de proteção, que segue desde a
identificação do problema (se há um efetivo curtocircuito) até o bloqueio ou não, do circuito afetado
(parte do sistema de distribuição de energia
elétrica).
Religador Automático
É um dispositivo interruptor automático que
abre e fecha seus contatos repetidas vezes na
eventualidade de uma falha do circuito por ele
protegido.
Principio de Funcionamento
O religador é um equipamento de proteção a
sobre correntes utilizado em circuitos aéreos de
distribuição, que opera quando detecta correntes
de curto-circuito, desligando e religando
automaticamente o circuito um número pré
determinado de vezes. Quando um religador
sente uma condição de sobre-corrente, a
circulação desse é interrompida pela abertura de
seus contatos. Os contatos são mantidos abertos
durante determinado tempo, chamado tempo de
religamento,
após
o
qual
se
fecham
automaticamente para reenergização da linha.
Se, no momento do fechamento dos contatos, a
corrente
persistir,
a
seqüência
abertura/fechamento é repetida até três vezes
consecutivas, após a quarta abertura, os contatos
se mantém travados.
As operações de um religador podem ser
combinadas nas seguintes seqüências:
•
•
•
•
•
Uma rápida e três retardadas;
Duas rápidas e duas retardadas;
Três rápidas e uma retardada;
Todas rápidas
Todas retardadas.
Classificação dos Religadores
Os religadores automáticos classificam-se de
acordo com as seguintes características:
•
•
•
Monofásicos ou trifásicos;
Controle hidráulico ou eletrônico
Interruptos a óleo ou a vácuo
Religadores Monofásicos
São utilizados para proteção de linhas
monofásicas ou ramais monofásicos de
alimentadores trifásicos.
Tais religadores podem ser utilizados também em
circuitos trifásicos onde as cargas forem
predominantemente monofásicas.
Religadores Trifásicos
Os religadores trifásicos são utilizados onde é
necessário o bloqueio das três fases
simultaneamente, para qualquer tipo de defeito
permanente, evitando-se que cargas trifásicas
sejam alimentadas com apenas uma ou duas
fases.
Controle Hidráulico
Nos religadores com este tipo de controle, as
correntes são detectadas pelas bobinas de
disparo que estão ligadas em série com o circuito
de distribuição.
Controle Eletrônico
Com este tipo de controle, o religamento
apresenta maior flexibilidade e facilidade para
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ajustes e ensaios, além de maior precisão
comparativamente ao religador de controle
hidráulico.
Interruptores a óleo
Neste ripo de interruptor, o óleo é utilizado para
as seguintes finalidades:
- isolação;
- meio dielétrico para a interrupção do arco.
No caso específico de religadores hidráulicos o
óleo é utilizado, além das finalidades acima
descritas, para:
- temporização;
- contagem de operações.
Interruptores a vácuo
Neste tipo de interruptor, o vácuo é utilizado
como meio elétrico, apresentando como
vantagem principal a necessidade mínima de
manutenção
em
comparação
com
os
interruptores à óleo.
6. A
temporização
deve
possibilitara
coordenação com outros equipamentos
de proteção a jusante e a montante;
7. A corrente nominal da bobina-série, no
caso de religador, deve ser dimensionada
de acordo com a corrente máxima do
alimentador, incluindo manobras usuais,
e com previsão de acréscimo de carga;
8. A bobina de fechamento, no caso de
religador, deve ter tensão nominal igual a
tensão entre fases do circuito;
9. O nível do isolamento deve ser
compatível com o do sistema;
10. Quanto a proteção de falhas fase-terra,
para o caso de sistemas nãoefetivamente-aterrado, com as correntes
de curto-circuito fase-terra apresentam
intensidades
muito
pequenas,
é
recomendado o uso de dispositivos
eletrônicos para disparo do neutro. Esse
dispositivo, normalmente é composto dos
seguintes elementos: transformador de
corrente, bobina de disparo e circuito
eletrônico de disparo.
Critérios para seleção de equipamentos de
Proteção
• Religadores ou Disjuntores:
Para a seleção de religadores ou disjuntores,
devem ser levados em consideração os seguintes
requisitos:
1. Corrente nominal do equipamento deve
ser superior à máxima corrente do
alimentador, convenientemente medida
ou avaliada na situação de maior carga
do circuito, e deve prever futuros
aumentos de carga.
2. A tensão nominal deve compatível com a
do sistema;
3. A capacidade de interrupção deve ser
maior que a máxima corrente de curto
circuito, trifásica ou fase-terra, calculada
no ponto de sua instalação;
4. A corrente de curto-circuito máxima
simétrica no ponto de instalação deve ser
menor que a corrente de interrupção
simétrica do religador correspondente ao
valor X/R no ponto;
5. As correntes de disparo devem ser
menores do que as correntes de curtocircuito na zona de proteção do
equipamento, incluindo sempre que
possível os trechos a serem adicionadas
quando
se
realizarem
manobras
consideradas usuais.
Figura 1 – Tabela de Religadores automáticos.
(Referência n°4)
Para tais religadores os valores das correntes
das bobinas série e terra poderão ser escolhidos
independentemente, por exemplo, ao fixar-se 100
A para bobina série de um religador tipo KF,
pode-se escolher a bobina terra com corrente
nominal de 140 A, 100 A ou 70 A
Métodos e materiais
Aplicação
O religador R da Figura 3 é do tipo KF e
possui as características nominais e ajustes
abaixo descritos:
- bobina série 100A;
- bobina terra 70A;
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- seqüência de operação: 1 (uma) rápida e 3
(três) retardadas;
- graduação da característica de operação
temporizada: curva C (Figura 02);
- tempo de religamento: 2 seg.
Para um curto-circuito entre fases com valor igual
a 600A teremos:
a) Primeira operação rápida num tempo máximo
de 0.080 seg. conforme mostra a Figura 02.
b) Segunda operação: após o tempo de
religamento de 2 seg. admitindo-se que a falta
permaneça no circuito, haverá fechamento e
posterior abertura do religador após o tempo
determinado pela característica temporizada
curva C da Figura 2 para a mesma corrente de
falta.
- Tal tempo corresponde ao valor de 0,9 seg.
com tolerância de 10%, ou seja, entre 0.81s e
0.99s.
c) Admitindo-se que o curto-circuito permaneça, a
terceira e Quarta operações serão realizadas de
forma similar à Segunda operação descrita no
item b, havendo bloqueio após a Quarta abertura
do religador.
Figura 3 – Religador Tipo KF
(Referência n°4)
Tal seqüência de operações é representada na
Figura 3.
O tempo de desligamento do circuito contado a
partir do instante de ocorrência da falta no ponto
1 será:
- TMIN = 0,080 + 2,0 + 0,81 + 2,0 + 0,81 + 2,0 +
0,81 = 8,51seg., admitindo-se tolerância negativa
para t3.
- TMAX = 0,080 + 2,0 + 0,99 + 2,0 + 0,99 + 2 + =
9,05 seg. admitindo-se tolerância positiva para t3.
Figura 2 – Curva
Tempo da seqüência de operação X Corrente de
carga
(Referência Bibliográfica n°4)
Na realidade Tmin e Tmax poderão ser
ligeiramente inferiores que os calculados
anteriormente, pois o tempo t3 (curva rápida A)
possui tolerância negativa. Na ocorrência de um
curto-circuito à terra no ponto 1 da Figura 2 com
magnitude de 150 A, o religador desempenhará
da seguinte forma:
a) Primeira operação: rápida num tempo entre
0,09 seg. (+10%) e 0,15 seg. (-10%) pois sendo a
corrente nominal do circuito menor que a corrente
nominal do religador (100 A), os capacitores do
circuito de disparo estarão parcialmente
carregados.
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b) Segunda operação: após o tempo de
religamento de 2 seg., admitindo-se que o curtocircuito permaneça haverá fechamento e abertura
do religador após o tempo determinado pela
característica temporizada 6. Tal tempo
corresponderá a um valor aproximado de 3,4
seg., pois nesta situação os capacitores estariam
totalmente descarregados devido o religamento
do circuito estando o mesmo em curto-circuito. O
tempo de 3,4 seg. inclui uma tolerância negativa
de 10% conforme dados do fabricante.
c) Admitindo-se que o curto-circuito permaneça, a
terceira e a Quarta operação serão realizadas
similarmente à Segunda operação descrita no
item b, havendo bloqueio após a Quarta abertura
do religador.
Tal seqüência de operações é representada na
Figura 4.
O tempo total para o bloqueio a partir da
ocorrência da falta vale:
TMIN = 0,99 + 2,0 + 3,06 + 2,0 + 3,06 + 2,0 +
3,06 = 15,18 seg.
TMAX = 0,135 + 2,0 + 3,4 + 2,0 + 3,4 + 2,0 + 3,4
= 16,33 seg.
Para coordenação de proteção deve-se
considerar o caso mais desfavorável que,
dependendo de cada situação, poderá ser o limite
superior ou limite inferior da característica de
operação, com as respectivas tolerâncias, sejam
elas positivas ou negativas.
corrente carga, entendimento dos gráficos, entre
outros, foi alcançado na visita técnica a
Concessionária de Energia Elétrica da cidade
local (Bandeirante de Energias).
Um dos consideráveis rendimentos para
execução do artigo, foi obtido nas aulas da
Graduação, na matéria de Sistemas de Proteção,
lecionada pelo próprio orientador, dando uma
visão ampla sobre os tipos de sistema de
proteção, a importância deles para sistema de
distribuição de energia elétrica, vinculando a
parte mais importante, os cálculos pra cada
sistema, base do artigo.
Tem-se como vantagem deste sistema, a
identificação rápida do problema e bloqueio do
circuito se constatado após as 3 seqüências de
operação, o curto-circuito, caso contrario, se o
curto é desfeito por alguma circunstância, o
circuito
passa
funcionar
normalmente.
A desvantagem é seu alto custo devido à baixa
concorrência comercial, somente sendo possível
ser instalado em circuitos de grande extensão,
com potência e corrente de carga elevada.
Conclusão
A realização do estudo de proteção de
um sistema de distribuição de energia elétrica é
de extrema importância para evitar acidentes,
todavia seu desenvolvimento vai além de
religadoras, essas mesmas trabalham em
conjunto com chaves tipo base-fusivel, reles de
sobre corrente temporizados, reles instantâneos,
todos visando confiabilidade o sistema de
distribuição.
Agradecimentos
A Bandeirante Energias do Brasil, através de
seus colaboradores, pelas informações cedidas
que foram de suma importância para a
elaboração deste trabalho.
Referências
Figura 4 – Tempo de Atuação no caso de falha
(Referência n°4)
Resultados
Os resultados obtidos tiveram na sua
execução, uma relevante dificuldade, por ser um
equipamento pouco divulgado.
O entendimento efetivo sobre o equipamento, tal
como base (circuito) para calculo de potência e
1 - BANDEIRANTE – (TEDIS) – Manual de
técnicas de distribuição – Secção 02 – Linhas e
Redes Aéreas;
2 - ELETOBRÁS – Proteção de Sistemas Aéreos
de Distribuição – Editora Campus, 1982
3 - N 8.02.01, Modernização de Religadores
Automáticos - Tipo KF - para Circuitos Primários
de Distribuição Classe 15 kV, Norma Setorial
Técnica – Bandeirante Energia S/A, Vigência
11/2005
4 - NTBD 3.01-0, Proteção de Redes de
Distribuição Aérea Primária – Bandeirante
Energia S/A, Vigência 12/1987;
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