Relé de Proteção de Alimentação

Definição do Relé de Proteção de Alimentação

Um relé de proteção de alimentação é definido como um dispositivo que protege as alimentações do sistema de energia de falhas como curto-circuito e sobrecarga.

Ele mede a impedância (Z) da linha de alimentação usando as entradas de tensão (V) e corrente (I) do transformador de potencial (PT) e do transformador de corrente (CT). A impedância é calculada dividindo a tensão pela corrente: Z = V/I.

O relé compara a impedância medida com um valor pré-definido que representa o máximo permitido para operação normal. Se a impedância medida for menor, há uma falha, e o relé envia um sinal de disparo para o disjuntor para isolar a falha. O relé também pode mostrar parâmetros de falha, como corrente de falha, tensão, resistência, reatância e distância da falha em sua tela.

A distância da falha é a distância do relé até a falha, estimada multiplicando a impedância medida pela impedância da linha por quilômetro. Por exemplo, se a impedância medida for 10 ohms e a impedância da linha por quilômetro for 0,4 ohms/km, a distância da falha é 10 x 0,4 = 4 km. Saber isso ajuda a localizar e reparar a falha rapidamente.

Relé de Proteção de Distância

Mede a impedância para detectar falhas e envia um sinal de disparo para isolar a seção defeituosa.

Característica Quadrilátera

Os relés de proteção de distância podem ter várias características de operação, incluindo circular, mho, quadrilátera ou poligonal. A característica quadrilátera é popular em relés numéricos modernos devido à sua flexibilidade e precisão na configuração de zonas de proteção.

Uma característica quadrilátera é um gráfico em forma de paralelogramo que define a zona de proteção do relé. O gráfico tem quatro eixos: resistência para frente (R F), resistência para trás (R B), reatância para frente (X F) e reatância para trás (X B). O gráfico também tem um ângulo de inclinação chamado de ângulo de característica do relé (RCA), que determina a forma do paralelogramo.

A característica quadrilátera pode ser plotada seguindo os seguintes passos:

• Defina o valor R F no eixo X positivo e o valor R B no eixo X negativo.

• Defina o valor X F no eixo Y positivo e o valor X B no eixo Y negativo.

• Desenhe uma linha de R F para X F com uma inclinação de RCA.

• Desenhe uma linha de R B para X B com uma inclinação de RCA.

• Complete o paralelogramo conectando R F a R B e X F a X B.

A zona de proteção está dentro do paralelogramo, o que significa que, se a impedância medida cair dentro dessa área, o relé irá disparar. A característica quadrilátera pode cobrir quatro quadrantes de operação:

• Primeiro quadrante (valores de R e X são positivos): Este quadrante representa uma carga indutiva e uma falha para frente do relé.

• Segundo quadrante (R é negativo e X é positivo): Este quadrante representa uma carga capacitiva e uma falha reversa do relé.

• Terceiro quadrante (valores de R e X são negativos): Este quadrante representa uma carga indutiva e uma falha reversa do relé.

• Quarto quadrante (R é positivo e X é negativo): Este quadrante representa uma carga capacitiva e uma falha para frente do relé.

Zonas de Operação

Os relés de proteção de distância têm diferentes zonas de operação, definidas por configurações de impedância e atrasos de tempo. Essas zonas coordenam-se com outros relés para fornecer proteção de backup para alimentações adjacentes.

As zonas de operação típicas para um relé de proteção de distância são:

• Zona 1: Esta zona cobre 80% a 90% do comprimento da alimentação e não tem atraso de tempo. Fornece proteção primária para falhas dentro desta zona e dispara instantaneamente.

• Zona 2: Esta zona cobre 100% a 120% do comprimento da alimentação e tem um atraso de tempo curto (geralmente 0,3 a 0,5 segundos). Fornece proteção de backup para falhas além da zona 1 ou em alimentações adjacentes.

• Zona 3: Esta zona cobre 120% a 150% do comprimento da alimentação e tem um atraso de tempo mais longo (geralmente 1 a 2 segundos). Fornece proteção de backup para falhas além da zona 2 ou em alimentações remotas.

• Alguns relés podem ter zonas adicionais, como a Zona 4 para intrusão de carga ou a Zona 5 para falhas de alcance excessivo.

Critérios de Seleção

• Escolha relés numéricos em vez de relés eletromecânicos ou estáticos para melhor desempenho, funcionalidade, flexibilidade e diagnóstico.

• Escolha relés de proteção de distância em vez de relés de proteção contra sobrecorrente ou diferencial para alimentações longas ou complexas.

• Escolha características quadriláteras em vez de características circulares ou mho para maior precisão e adaptabilidade.

• Escolha entradas de sensores analógicos de baixa energia em vez de entradas convencionais de corrente/tensão para reduzir o tamanho, peso e riscos de segurança.

• Escolha relés de detecção de arco-elétrico em vez de relés convencionais para disparo mais rápido e segurança das pessoas.

Conclusão

Os relés de proteção de alimentação são dispositivos vitais que protegem as alimentações do sistema de energia de diversos tipos de falhas. Eles podem melhorar a confiabilidade, segurança e eficiência do sistema de energia, detectando e isolando falhas rapidamente, prevenindo danos ao equipamento e minimizando interrupções de energia.

Um dos tipos mais comuns de relés de proteção de alimentação é o relé de proteção de distância, que mede a impedância da linha de alimentação usando as entradas de tensão e corrente do transformador de potencial e do transformador de corrente correspondentes. Ele compara a impedância medida com um valor de configuração pré-definido, que representa a máxima impedância permitida para operação normal. Se a impedância medida for menor que o valor de configuração, isso significa que há uma falha na linha de alimentação, e o relé enviará um sinal de disparo para o disjuntor para isolar a falha.

O relé de proteção de distância pode ter diferentes características de operação, como circular, mho, quadrilátera ou poligonal. A característica quadrilátera é uma escolha popular para relés numéricos modernos, pois oferece mais flexibilidade e precisão na configuração das zonas de proteção.

A característica quadrilátera é um gráfico em forma de paralelogramo que define a zona de proteção do relé. O gráfico tem quatro eixos: resistência para frente (R F), resistência para trás (R B), reatância para frente (X F) e reatância para trás (X B). O gráfico também tem um ângulo de inclinação chamado de ângulo de característica do relé (RCA), que determina a forma do paralelogramo.