O que é Relé de Proteção por Distância?

O que é um Relé de Proteção por Distância?

Definição de Relé de Impedância

Um relé de impedância, também conhecido como relé de distância, é definido como um dispositivo que aciona com base na impedância elétrica medida do local da falha até o relé.

Princípio de Funcionamento do Relé de Distância ou Impedância

Princípio de Funcionamento do Relé de Impedância: O funcionamento de um relé de impedância é simples. Ele utiliza um elemento de tensão de um transformador de potencial e um elemento de corrente de um transformador de corrente. A ação do relé depende do equilíbrio entre o torque de restituição (da tensão) e o torque de desvio (da corrente).

Condições Normais vs. Condições de Falha: Em condições normais, o torque de restituição (da tensão) excede o torque de desvio (da corrente), mantendo o relé inativo. Durante uma falha, o aumento da corrente e a redução da tensão alteram esse equilíbrio, ativando o relé ao fechar seus contatos. Assim, a função do relé é determinada pela impedância, ou seja, a relação tensão-corrente.

Limiar de Ativação: O relé de impedância ativa quando a relação tensão-corrente, ou impedância, cai abaixo de um valor pré-definido. Isso geralmente indica uma falha dentro de uma distância específica, pré-determinada, ao longo da linha de transmissão, pois a impedância da linha é proporcional ao seu comprimento.

Tipos de Relé de Distância ou Impedância

Existem principalmente dois tipos de relé de distância–

Relé de distância definida

Este é simplesmente uma variedade de relé de balança. Aqui, uma viga é colocada horizontalmente e suportada por uma dobradiça no meio. Uma extremidade da viga é puxada para baixo pela força magnética do bobina de tensão, alimentada pelo transformador de potencial conectado à linha.

A outra extremidade da viga é puxada para baixo pela força magnética do bobina de corrente, alimentada pelo transformador de corrente conectado em série com a linha. Devido ao torque produzido por essas duas forças descendentes, a viga permanece em uma posição de equilíbrio. O torque devido à bobina de tensão serve como torque de restituição e o torque devido à bobina de corrente serve como torque de desvio.

Resposta à Falha: Nas operações normais, o maior torque de restituição mantém os contatos do relé abertos. Uma falha dentro da zona protegida causa uma queda na tensão e um aumento na corrente, reduzindo a impedância abaixo dos níveis definidos. Este desequilíbrio faz com que a bobina de corrente domine, inclinando a viga para fechar os contatos e disparar o disjuntor associado.

Relé de distância temporal

Este atraso ajusta automaticamente seu tempo de operação de acordo com a distância do relé do ponto de falha. O relé de impedância de distância temporal não só será acionado dependendo da relação tensão-corrente, mas seu tempo de operação também depende do valor dessa relação. Isso significa,

Construção do Relé de Impedância de Distância Temporal

Construção do Relé: O relé de impedância de distância temporal inclui um elemento acionado por corrente, como um relé de sobrecorrente de indução de dupla bobina. Seu mecanismo envolve um eixo com um disco, conectado por uma mola espiral a outro eixo que gerencia os contatos do relé. Um eletroímã, energizado pela tensão do circuito, mantém esses contatos abertos em condições normais.

Princípio de Funcionamento do Relé de Impedância de Distância Temporal

Durante as condições normais de operação, a força de atração do âncora alimentada pelo TP é maior que a força gerada pelo elemento de indução, portanto, os contatos do relé permanecem na posição aberta. Quando ocorre uma falha de curto-circuito na linha de transmissão, a corrente no elemento de indução aumenta.

Então, a indução no elemento de indução aumenta. O elemento de indução começa a girar. A velocidade de rotação do elemento de indução depende do nível da falha, ou seja, da quantidade de corrente no elemento de indução. À medida que a rotação do disco prossegue, o acoplamento da mola espiral é tensionado até que a tensão da mola seja suficiente para puxar o âncora longe da face do polo do ímã excitado pela tensão.

O ângulo pelo qual o disco viaja antes que o relé opere depende da força de atração do ímã excitado pela tensão. Quanto maior a força, maior será a rotação do disco. A força deste ímã depende da tensão da linha. Quanto maior a tensão da linha, maior será a força, portanto, maior será a rotação do disco, ou seja, o tempo de operação é proporcional a V.

Além disso, a velocidade de rotação do elemento de indução é aproximadamente proporcional à corrente neste elemento. Portanto, o tempo de operação é inversamente proporcional à corrente.

Portanto, o tempo de operação do relé,