2b Protecao de Sistema Aereo de Distribuicao

8/16/2019 2b Protecao de Sistema Aereo de Distribuicao

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D E E – DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA – PROTEÇÃO DE SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO 2 1

DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICAPROTEÇÃO DE SISTEMA AÉREO DE DISTRIBUIÇÃO 2B

CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO

Durante um curto-circuito, surge uma corrente de elevada intensidade que

pode trazer efeitos mecânicos e térmicos aos equipamentos ligados ao circuito sobfalha. Os efeitos mecânicos, cujas forças são proporcionais ao quadrado da correnteinstantânea, podem deformar condutores e romper materiais isolantes. Já os efeitostérmicos estão ligados ao tempo de permanência da falha e ao valor eficaz dacorrente e podem produzir um aquecimento excessivo dos materiais condutores eisolantes, com sua conseqüente deterioração.Por outro lado, correntes de curto-circuito de pequeno valor podem causar danospermanentes e / ou temporários a pessoas e animais, se essas correntes não foreminterrompidas em intervalo de tempo adequado.

Para minimizar os efeitos produzidos pelas correntes de falhas, é comum ouso dos seguintes equipamentos:

- corta-circuitos ou chaves-fusíveis;- religadores automáticos;- seccionadores automáticos;- relês com disjuntores

CHAVES-FUSÍVEISChave-Fusível ou Corta-Circuito – é o dispositivo constituído de um porta-fusível edemais partes destinadas a receber um elo-fusível.Elo-Fusível – é uma peça facilmente substituível, composta de um elemento sensívele demais partes, que completa o circuito entre os contatos de um corta-circuito.Sobrecorrentes – é a intensidade de corrente superior à máxima corrente permitida

para um sistema, equipamento ou para um componente elétrico qualquer.Corrente Nominal do Fusível – é o valor de corrente que o fusível pode suportar continuamente sem deteriorar-se ou exceder os limites de temperaturaespecificados, satisfazendo as características de tempo/corrente dessaespecificação.Elo-Fusível Protegido – é aquele que está sendo instalado do lado da fonte.Elo-Fusível Protetor – é aquele que está instalado do lado da carga.

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DA CHAVE-FUSÍVEL DO TIPO EXPULSÃOPor ocasião da circulação de sobrecorrente em uma chave-fusível, devida ao

efeito térmico, o elemento fusível se funde, interrompendo o circuito. A alta

temperatura do arco provoca a queima e a decomposição parcial do revestimentointerno do cartucho, gerando gases que interrompem o arco no instante de correntenula. A pressão dentro do cartucho aumenta em função dos incrementos detemperatura e a geração dos gases cria condições dentro do tubo que ajudam adesionizar o caminho do arco. A pressão exercida também ajuda a manter acondição de circuito aberto, uma vez que as partículas ionizadas forçam a aberturadas extremidades do cartucho, sendo expelidas em seguida.

RELIGADOR AUTOMÁTICOReligador – é um dispositivo interruptor automático, que abre e fecha seus contatosrepetidas vezes na eventualidade de uma falha por ele protegido.


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Gráfico 2 – Corrente de curto-circuito em por cento do disparo

CLASSIFICAÇÃO DOS RELIGADORES

Quanto ao número de fasesMonofásicos. São utilizados para proteção de linhas monofásicas ou ramais dealimentadores trifásicos (uma para cada fase), onde as cargas sãopredominantemente monofásicas, pois, na eventualidade de ocorrer uma falhapermanente para terra, será bloqueada somente a fase com falha, enquanto émantido o serviço aos consumidores ligados às outras duas fases. Normalmente, asaída de um ramal sob essas condições não deverá introduzir suficientedesequilíbrio no alimentador para abrir um equipamento de proteção de retaguarda.

Trifásicos. São utilizados onde é necessário o bloqueio das três fasessimultaneamente, para qualquer tipo de falha permanente, a fim de evitar que cargastrifásicas sejam alimentadas com apenas duas fases. Podem ser:- Trifásicos com Operação Monofásica e Bloqueio Trifásico. São constituídos de

três religadores monofásicos, montados num único tanque, com os mecanismosinterligados apenas para ser processado o bloqueio trifásico. Cada fase operaindependentemente em relação às correntes de defeito. Se qualquer das fasesoperar o número pré-ajustado para bloqueio, as duas outras fases são abertas ebloqueadas através do mecanismo que as interliga.

- Trifásicos com Operação Trifásica e Bloqueio Trifásico. São constituídos de umúnico religador, que opera e bloqueia sempre trifasicamente, independentementedo tipo de falha ocorrida, isto é, mesmo que a falha afete uma das fases, todosos contatos realizam a operação de abertura e religamento.

QUANTO AO TIPO DE CONTROLE.Controle Hidráulico. Nos religadores com este tipo de controle, as correntes sãodetectadas pelas bobinas de disparo que estão ligadas em série com a linha.Quando, através da bobina, flui uma corrente igual ou superior à corrente mínima dedisparo do religador (pick-up), o núcleo da bobina é atraído para o seu interior,provocando a abertura dos contatos principais do religador. O mecanismo defechamento dos religadores com controle hidráulico pode ser de dois tipos:- nos religadores com corrente nominal de até 200 A, são empregadas molas de

fechamento, que são carregadas pelo movimento do núcleo da bobina-série;


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- nos religadores de correntes nominais de 250, 280, 400 e 560 A, o fechamento érealizado pela bobina de fechamento, que é energizada pela tensão da linha. Osistema de controle hidráulico é econômico e simples, eficiente e de grande vidaútil. Essas características são extremamente importantes para áreas de baixadensidade de carga ou para outras áreas que não requeiram níveis de precisãoacentuados na operação do equipamento, corrente de disparo muito pequenas,

tanto para fase, como para neutro, ou grande velocidade na interrupção.

Controle Eletrônico. Com este tipo de controle, o religamento apresenta maior flexibilidade e mais facilidade para ajustes e ensaios, além de ser mais preciso,comparativamente ao de controle hidráulico. Contudo, essas vantagens devem ser economicamente avaliadas antes de ser procedida a escolha entre um religador comcontrole hidráulico e um com controle eletrônico.

O controle eletrônico é abrigado numa caixa separada do religador e permiteas seguintes modificações de ajustes no equipamento, sem que seja necessário suaabertura:- característica tempo x corrente;

- níveis de corrente de disparo;- seqüência de operação.

Para que estas alterações sejam efetuadas, não é preciso desenergizar oreligador nem retirar o seu mecanismo do interior do tanque.

Quanto ao meio de interrupçãoQuanto ao meio de interrupção, os religadores se classificam em:

- religadores com interrupção a óleo;- religadores com interrupção a vácuo.

Os religadores do segundo tipo apresentam possibilidade de período detrabalho de cerca de 3 a 4 vezes o do primeiro tipo, entre manutenções. Contudo, asgarrafas de vácuo que substituem o óleo são importadas e seu uso deve ser economicamente avaliado.

SECCIONADOR AUTOMÁTICO

Seccionador automático - é um equipamento utilizado para interrupção automáticade circuitos, que abre seus contatos quando o circuito é desenergizado por umequipamento de proteção situado à sua retaguarda e equipado com dispositivo parareligamento automático.

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTOO seccionador é um equipamento basicamente construído de um elemento

sensor de sobrecorrentes e de um mecanismo para contagem de desligamentos doequipamento de retaguarda, além de contatos e de dispositivos para travamento naposição "aberto".

Quando ocorre uma sobrecorrente no circuito passando através doseccionador, cujo valor seja maior ou igual à corrente de acionamento, oequipamento é armado e preparado para a contagem. A contagem se inicia quandoa corrente que circula por ele é interrompida pelo equipamento de retaguarda ou caiabaixo de determinado valor. Após um certo número dessas ocorrências, que


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corresponde ao ajuste do equipamento, ele abre os contatos e permanece travadona posição "aberto", isolando o trecho com falha.

CLASSIFICAÇÃOQuanto ao número de fasesMonofásicos. São utilizados exclusivamente para seccionamento automático de

sistemas monofásicos primários de distribuição.Trifásicos. São utilizados exclusivamente para seccionamento automático desistemas trifásicos primários de distribuição.

Quanto ao tipo de ControleControle Hidráulico: Esse mecanismo compõe-se de uma bobina-série e dorespectivo êmbolo, um pistão de disparo, uma mola e duas válvula de retenção. Umseccionador hidráulico opera, quando sua bobina-série é percorrida por um fluxo decorrente que exceda 160% de sua corrente nominal.

A operação de contagem de um seccionador típico se faz quando o religador deretaguarda interrompe uma sobrecorrente.

O equipamento pode ser ajustado para mais de uma contagem e caso o númeroprogramado seja completado dentro do período de memória, o dispositivo abriráseus contatos e só poderá ser fechado manualmente.O tempo de rearme dos seccionadores com controle hidráulico é de 1 a 1,5 minutospor contagem.Como a corrente mínima de acionamento é 160% da corrente nominal da bobina,podem-se obter determinadas correntes mínimas de atuação através da simplestroca da bobina série do equipamento.

Controle Eletrônico: As unidades controladas eletronicamente preparam-se paracontar quando ocorre uma sobrecorrente e completam a contagem quando o circuito

for desenergizado. A diferença está no fato de que os seccionadores com controleeletrônico têm suas operações supervisionadas por circuitos de estado sólido.Ocorrendo uma falta permanente, o seccionador irá disparar após o númeroprefixado de contagens. Caso a falta seja temporária, o circuito armazena acontagem em uma memória eletrônica até o tempo preestabelecido, para depois,gradativamente, esquecê-la.

ACESSÓRIOSExistem acessórios que aumentam a flexibilidade de aplicação dos

seccionadores e são normalmente usados onde a coordenação é particularmentedifícil.

a) Acessório restritor de tensão: Este dispositivo faz com que o equipamento sejacapaz de contar somente as operações do dispositivo situado do lado da fonte eisto permitirá que o seccionador conte as interrupções somente quando nãoexistir tensão no mesmo. Este tipo de acessório só foi projetado basicamentepara seccionadores trifásicos hidráulicos.

b) Acessório restritor de corrente: Este acessório, disponível para seccionadoreseletrônicos, desempenha a mesma função que o acessório restritor de tensãoefetua nos seccionadores hidráulicos, embora sua atuação se faça por comparação de correntes.

c) Acessório restritor de corrente de inrush: Em sistemas onde a coordenação éprejudicada por altas correntes de inrush e quando este problema não é


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O relê eletromagnético do tipo armadura axial consiste de uma bobina que,quando energizada, atrai para seu interior um núcleo móvel de ferro. O movimentodesta peça atua direta ou indiretamente, comandando a abertura do disjuntor. Aação de comando pode ser efetuada lenta ou rapidamente, isto é, com ou semamortecimento.

RELÊ ELETROMAGNÉTICO COM ARMADURA EM CHARNEIRAOs relês eletromagnéticos com armadura em charneira consistem de uma

armadura magnética móvel, em torno de um eixo, e de uma peça magnética fixa que

contém uma bobina. Quando a bobina é excitada, se estabelece um fluxo magnéticoque atrai a armadura móvel. O movimento de armadura é utilizado para fechar ouabrir contatos que comandam a abertura do disjuntor.

RELÊ ELETROMAGNÉTICO TIPO DISCO


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Os relês eletromagnéticos do tipo disco consistem de um disco condutor,geralmente de alumínio, que se movimenta por indução dentro do entreferro de umnúcleo magnético excitado pela corrente que circula na bobina do núcleo. Em geral,solidário com o disco, existe um contato móvel para comando da abertura dodisjuntor. É possível modificar o tempo de fechamento dos contatos, modificando otempo de percurso total do contato móvel.

RELÊ ELETROMAGNÉTICO TIPO TAMBOROs relês eletromagnéticos do tipo tambor são uma evolução de disco;

consistem de um tambor condutor, em geral de alumínio, que se movimenta noentreferro de um circuito magnético múltiplo. Tal formato permite que se obtenha umgrande conjugado motor aliado a uma alta rapidez de ação.

RELÊ ELETROMAGNÉTICO DE BOBINA MÓVELOs relês eletromagnéticos de bobina móvel consistem de uma bobina móvel

no interior de um campo magnético. Ao elemento móvel está fixado o contato móvelpara fechamento do circuito de comando do disjuntor.


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TIPO DE RELÊS DE PROTEÇÃO MAIS USADOS EM SISTEMAS ELÉTRICOS

São os seguintes:- relê de sobrecorrente;- relê de sobrecorrente direcional;- relê de sobretensão;

- relê de subtensão;- relê direcional de potência;- relê de distância;- relê diferencial;- relê de religamento.

Para efeito de proteção, em sistemas de distribuição, são mais importantes osrelês de sobrecorrente e os relês de religamento.

Relê de Sob reco rren te . Os relês de sobrecorrente supervisionam a corrente docircuito, comandando a abertura de um ou mais disjuntores, quando esta corrente

ultrapassa um valor prefixado. A bobina do relê pode estar ligada diretamente emsérie no circuito ou através de um transformador de corrente. Os relês desobrecorrente, de acordo com os tempos de atuação, podem ser classificados nosseguintes tipos:- Relê de Sobrecorrente Instantâneo. A operação se completa em um intervalo de

tempo muito curto, após a ocorrência de sobrecorrentes, e, praticamente,independe de suas variações. Não há retardo de tempo propositalmente incluídona seqüência detecção-operação. O tipo construtivo que mais se adapta a estemodo de operação é o de atração magnética.

- Relê de Sobrecorrentes de Tempo Definido. O tempo de atuação, neste caso,independe do valor da corrente.

-

Relê de Sobrecorrente de Tempo Inverso. O tempo de operação é inversamenteproporcional ao valor da corrente.- Relês de Sobrecorrente de Tempo Muito Inverso. São relês que apresentam

variações mais acentuadas das características do tempo de atuação com acorrente de atuação.

Relê de Relig ament o . Os relês de religamento são relês auxiliares, usados paracomandar o religamento dos disjuntores correspondentes, depois de terem sidoabertos por acionamento dos relês de sobrecorrente. Há possibilidade de diversascombinações de ordens instantâneas e temporizadas.

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