Proteção de Sistema Elétricos de Potência Vol 1 Geraldo Kinderman

4 Marcas permanentes em alto ou baixo relevo. Capítulo I - Transformador de Corrente Figura 1.4.2 - Marcas de Polaridade e Sentido das Correntes Is e Ie REGR.A: A corrente primaria 11 entra pela marca de polaridade e a corrente secundária Is sai pela marca de polaridade; assim 11 e Is estão em FASE. Nosso a Norma NBR-6856, estabelece que os TCs para os serviços de medição e proteção , devem ser construídos com as polaridades iguais as da figura 1.4.2. Marcação de outros países utilizam as marcas de polaridade de acordo com o representado na figura 1.4.3. sendo Fig ura 1.4.3 - Representação de TCs 1.5 Relação de Transformação do TC Dentro da precisão requerida, considera-se que um transformador opera dentro das características ideais. Dest e modo, vale dizer, vale ai a lei similar à Lei de Ohm, aplicado a circuitos eletromagnéticos. Tende (1.5.1) onde: fl Força magnetomotriz da aplhóla primária do TC fe,- Força magnetornot oriz da bobina secundária do TC R, (j) Relutância do circuito magnético do núcleo do TC t)O P P Fluxo magnético no núcleo do TC Desenv olvendo a equacão 1.5.1, temos: N,j,,=, R,O Supon do o transformador id eal, a sua relutância magnética vale zero. IN (1.5.2) N, · I, N, · I, I _ N, N, Relutância Relutância RT C = A 1, (1.5.3) (1.5.4) (1.5.3) Como os equipamentos de proteção são padronizados para relações de transformação de TC comumente denominadas por w, utiliza-se as faixas 600:5, 400:5, 300:5, 200:5, 100: 5, 1200.250, 1200.5, etc., rango desde 10, 25, 15, 50, 260, 30, 600: 800, \000, 1200, 1200, 1600, 2500, 4000, 5000, até valores Os valores estabilizados são os verci ffs segu virkelig com a norrna ANSt. CAPÍTULO III-RELÉ DE SOBRECORRENTE Introdução .................................................................................................... 55 Tipos de Sobrecorrente............................................................................... 57 Princípios Básicos de Funcionamento da Proteção de Sobrecorrente. 57 Esquema Funcional em CA e em Sistemas de Proteção...................... 57 Esquema Funcional em Equipamento em DC ......................................... 61 Características Ideais de Sobrecorrente................................................. 68 Tipos de Relé de Sobrecorrente em Rede ............................................. 70 Relés de Atração Eletromagnética.......................................................... 72 Relés de Indução Eletromagnética ........................................................ 74 Relé de Sobrecorrente de 30° RP (Bobina de Sombra)...................... 76 Método Impedância de Watts ................................................................ 78 Relé Tipo Cilíndro de Indução................................................................ 83 Relé Tipo Disco Cheio e Vasado ............................................................. 84 Relés Tipo Chapéu Limpa....................................................................... 85 Relés Intermitentes ou Estáticos .......................................................... 85 Relés Dipolares ........................................................................................ 87 Relés Numéricos ..................................................................................... 94 Relés com Percussora .............................................................................. 96 Relé Surtido de Relé Quanta e Alimentação de Circuito a Proteger 99 Relé ao A2 modos ................................................................................... 107 O Relé da Infinita ..................................................................................... 108 Ajuste da Tempore ao Relé de Sobrecorrente de Tempos Inversos 109 Ajuste da Corrente à Ajuste de Relé de Sobrecorrente de Tempo 115 5.23 ) Relé de Sobrecorrente ......................................................................................... 126 5.24 ) Relé de Sobrecorrente Temporizado ......................................................... 127 5.25 ) Relé de Sobrecorrente Temporizado com Elemento Instantâneo ...... 130 5.26 ) Relé de Sobrecorrente em Y ............................................................................ 131 5.27 ) Função Ordem de Ajuste de Relé de Sobrecorrente ................................. 132 5.28 ) Mecanismo Interno ............................................................................................ 136 5.29 ) Coordenando o Relé ............................................................................................ 139 5.31 ) Relé de Reengenharia ...................................................................................... 140 5.32 ) Monitor Deriv em Aux 140 5.33) Sistemo Estérico em Aval .................................................................................. 143 5.34 ) Conexão do Relé de Sobrecorrente................................................................ 145 3.24 ) Tempo de Coordenação.................................................................... 148 3.34 ) Coordenação de Relé de Sobrecorrente de Tempo Definitivo ....... 152 3.35 ) Configuração de Relés de Sobrecorrente de Tempo Definivo com ... 152 3.37 ) Conferência de Relações................................................................... 151 3.37 ) Coordenação de Relé de Sobrecorrente de Tempo Inverso ........ 157 3.38 ) Coordenação de Relé de Sobrecorrente de Tempo Inverso com .... 159 3.39 ) Equipamento Geral e Coordenação de Relé de Sobrecorrente ... 176 3.40 ) Componentes Físicos ....................................................................... 178 CAPÍTULO IV - RELÉ DIRECIONAL ............................................................ 179 Introdução .................................................................................................. 179 Relé de Sobrecorrente Direcional ......................................................... 179 Proteção de Funcionamento de Relé Sobrecorrente Direcional ...... 179 Polarização de Relé Direcional................................................................ 181 Coordenação com Relé de Sobrecorrente e Relé de Sobrecorrente Primeira................................................................. 187 2.4.5 ) Relé Direcional de Proteção.......................................................... 189 2.4.6 ) Relé Direcional de Sequência Zero............................................... 192 2.4.7 ) Coordenação de Sistema em Anel com Relés ao Sobrecorrentes e. 196 CAPÍTULO V-RELÉ DE DISTÂNCIA ........................................................... 199 Introdução .................................................................................................. 199 Esquema de Distância .............................................................................. 199 Relés de Impedância ................................................................................. 199 Dimensionamento de Relé de Impedância......................................... 203 Relé de Impedância e Relé Direcionais .................................................. 210 Resumo de Relé com Vista Pla de Relé de Impedância ................... 214 Técnica de Avaliação de Relé de Impedância...................................... 220 Disparo do Temporizador de Proteção ................................................... 224 Diagrama Plano do Relé de Combinação de Relé de Impedância ...227 4.5.3 ) Relé de distância em Anel ............................................................... 239 5.12 ) Relé de Autoindução ........................................................................ 245 5.13 ) Esquema Funcional em DC de Relé de Autoindutância................ 253 1 34 13 2 fluênciai cambiou, o coeficiente e adequado para uso em instrumentos de medição, controle e proteção. Assim, o o transformador de corrente (TC) deve especificar, no seu secundário, a corrente correta (na relação em questão, em função da corrente do primário e osistema que o alimenta). O transformador de corrente tem basicamente três finalidades, que são: • Isolar os equipamentos de medições, controle e relefs do circuito AT (Alta Tensão) (AT); • Fornecer no seu secundário uma corrente proporcional à do primário. • Fornecer no secundário uma corrente de dimensões adequadas para os seus adequados medições e pelos reles. Deste modo, o TC funciona nos seus extremos de tensão relativa especifico como aplicado normal no seu equipamentoe medição ejustição (rele). Na Europa a corrente secundária é normalizada em lA. 1.3 Ligação do Transformador de Corrente A bobina primária do TC é ligada em série com a carga exatamente como cuja apresentação é a figura 1.3.1. Figura 1.3.1 - Ligação do Transformador de Corrente Capítulo I - Transformador de Corrente A corrente de excitação passa pela bobina prismário do TC. Portanto para que o TC de polaridade reducida, significa de que ele que energia sejam especificas; suas polarisa inicial é verso situada é f leve processos, para que seu resultado ai morrer provoca; pois O modo comum ao lado da primeira e secundária são enroladas na parte mausculo, eles_situafio de cu conversão das demostra. polaridade represenada che qu segunda à de AMer cadência qu O fornecedor para fabricação do enrolamento dos TCs ela manom polaridade, pode policiar Ruchas de oferecer (são) . Agradecimentos O autor agradece em especial • Ao Professor Renato Lucas Pacheco, por ter cuidadosamente lido e feito importantíssimas contribuições ao texto. • Aos engenheiros Everton Pizutti Medeiros, e Giovanni Baptista Fuhris da ELETROSUL e Ney Álvares Cabral da CELESC, pelas discussões e contribuições técnicas. • Fabrício Sara Valério Silveira e André Dalfovo, pela elaboração da capa e pelo assessoramento de informática e a Alexsandro Neusa Zuccolotto pela elaboração do livro. • Aos intrépidos alunos, da Graduação e Pós-graduação, que contribuíram com as discussões. Agradecimento em especial ao LABPLAN, principalmente aos professores, técnicos, analistas, estudantes e convidados, que de uma forma ou de outra sempre estiveram presentes na manutenção, contribuição e assessoramento na elaboração do livro. Apresentação O Laboratório de Planejamento de Sistemas de Energia Elétrica (LabPlan) do Departamento de Engenharia Elétrica, da Universidade Federal de Santa Catarina, tem por objetivo contribuir com a capacitação e desenvolvimento de atividades de pesquisa, ensino e extensão na área de Sistemas de Energia Elétrica (SEE) com ênfase nos aspectos de planejamento de estudos associados aos sistemas de geração, transmissão e distribuição. Os professores do Labplan têm oferecido diversas contribuições e incentivos, entre eles a publicação de livros. Assim, é uma satisfação que esteja anunciando a edição mais recente do Professor Geraldo Kindermann. Embora seja um assunto clássico para estudantes e engenheiros da área de SEE, a proteção dos sistemas é um assunto complexo e de grande interesse no Brasil e ainda mundial. O presente livro discute os principais problemas influenciando os projetos de SEE atuais. Traz referências ao impacto de distúrbios de curto-circuito e proteção coordenada. Alude aos conceitos de relés de proteção de assistência em aula na palestra do Professor Geraldo Kindermann durante os cursos de nível técnico a nível de graduação. As condições encontradas nas condições encontradas nos sistemas atuais merecem ser discutidas. Chamamos a atenção dos caros leitores aos que Professor Geraldo Kindermann, trata-se não somente de uma apresentação técnico científica direcionada teoricamente, como também para uso profissional. Professor: Edson Luiz da Silva Supervisor do LabPlan Prefácio Tendo recebido nos cursos e palestras várias manifestações de apoio e receptividade de alunos, professores, técnicos e engenheiros, no que diz respeito ao conteúdo do nosso livro, e devido principalmente ao sucesso da bibliografia, foi o que me motivou a escrever esta livro de PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA. Como sei que tive mais um acerto a publicação, principalmente para a graduação de Engenharia Elétrica e de técnicos que trabalham em aprendizados consideráveis para sua prática futura. O livro após foi um sucesso sem precedente, já estou na era da internet, de modo a ser um texto de consulta aos estudantes e aos engenheiros do curso de Engenharia Elétrica. Todo capítulo tem aborgagem que serve de base, especificam aspectos baseados em um conhecimento de casos de proteção de equipamentos, informações técnicas de critérios de aplicações em todos nos capítulo III, IV e V. Deve ser enfatizado que em parte de assistência técnica aos clientes, forneci considerações às diferenças, Proteção de Transformadores e reatores, Proteção de Barras e de Circuitos INtent: Agradecimento em especial ao LABPLAN, principalmente aos professores, técnicos, analistas, estudantes e convidados, que de uma forma ou de outra sempre estiveram presentes na manutenção, contribuição e assessoramento na elaboração do livro. O Autor • Relé Piloto... 225 • Haste de Resistência... 226 • Fator de Oscilação de Carga... 234 • Descarga de Condensador... 239 • Relés de Distância... 225 Réu de Resistência... 226 Corrente de Comassão da Terra aberta... 235 APÊNDICE A... APÊNDICE B... BIBLIOGRAFIA ...239 Índice Geral CAPÍTULO I - TRANSFORMADOR DE CORRENTE 1.1 Introdução ...........................................................1 1.2 Transformador de Corrente (TC) .............................4 1.3 Ligação do Transformador de Corrente ................6 1.4 Sinalização de marca de Polaridade..........................8 1.5 Relação de Transformação do TC ...........................9 1.6 Transformador de Corrente de Alta Relação ..........11 1.7 Transformador de Corrente de Baixa Relação .......12 1.8 Circuito Equivalente do Transformador de Corrente .13 1.9 Fator de Saturamento do TC .................................14 1.10 Fator de Sobrecorrente do TC ...............................17 1.11 Classe de Excitação do TC Pelo ANSI....................19 1.12 Carga de Excitação do TC ...................................21 1.13 Limites de Corrente.............................................22 1.14 Diagram de Circuito Equivalente ANSI e ABNT ...23 1.15 Ensaio do TC em Medição e Proteção .................24 1.16 Ajuste Térmico do Transformador de Correntes ...25 1.17 Efeito da Saturação do Transformador de Corrente ...26 1.18 CTs para Relés de Medição ................................27 1.19 Diagramas Equivalente....................................28 1.20 CTs de Fase para Medição...................................29 1.21 Outros CTs em Aplicação....................................31 1.22 Transformador de Corrente e de Potencial............32 CAPÍTULO II - TRANSFORMADOR DE POTENCIAL 2.1 Transformador de Potencial (TP) .........................37 2.2 Carga Nominal do TP .......................................41 2.3 Divisor de Potencial com Transformadores de Tensão e TP ......42 2.4 Proteção Termica do TP ....................................51 2.5 Divisor Capacitivo de Potencial ...........................53 2.6 Transformador e Receptor Carrier .....................57 2.7 Transmissores...................................................58 Capítulo I TRANSFORMADOR DE CORRENTE 1.1 Introdução A proteção de Sistemas Elétricos de Potência é feita pelos relés. Os relés são sensores que, estrategicamente colocados no sistema, efetuam a proteção do mesmo. Quando há uma perturbação ou defeito no sistema de transmissão e relés do mesmo atuam, isolando o defeito do resto do Sistema. Como os níveis de tensões e correntes em um sistema elétrico são grandes, os relés esperam com relação aos transformadores de forma de corrente. Os transformadores de potencial e de corrente são usados em proteger transformadores e definir o consumo e estabelecer o controle e monitoria. 1.2 Transformador de Corrente (TC) É um transformador destinado a reproduzir proporcionalmente em seu circuito secundário a corrente do seu circuito primário com essa proporção