Proteção de Barra de Distribuição
Quando ocorre uma falha nas barras de distribuição, toda a alimentação de energia é interrompida e todos os alimentadores não-falhos são desconectados. A maioria das falhas nas barras de distribuição é de fase única e frequentemente temporária. As falhas na zona da barra podem ocorrer devido a diversos fatores, como a falha de isoladores de suporte, malfuncionamento de disjuntores ou objetos estranhos caindo acidentalmente sobre as barras de distribuição. Para limpar uma falha na barra, todos os circuitos conectados à seção com falha devem ser abertos.
Os esquemas de proteção de zona de barras mais comumente utilizados incluem:
Proteção de Backup para Barras de Distribuição
A proteção de backup representa uma abordagem simples para proteger as barras de distribuição contra falhas. As falhas nas barras de distribuição geralmente originam-se do sistema de alimentação, tornando a proteção de backup para o sistema de alimentação essencial. O diagrama abaixo ilustra uma configuração básica para a proteção de barras de distribuição. Neste caso, a barra A é protegida pelo mecanismo de proteção por distância da barra B. Em caso de falha na barra A, o dispositivo de proteção na barra B será ativado, com o relé operando em 0,4 segundos.
Quando ocorre uma falha nas barras de distribuição, toda a alimentação de energia é interrompida e todos os alimentadores não-falhos são desconectados. A maioria das falhas nas barras de distribuição é de fase única e frequentemente temporária. As falhas na zona da barra podem ocorrer devido a diversos fatores, como a falha de isoladores de suporte, malfuncionamento de disjuntores ou objetos estranhos caindo acidentalmente sobre as barras de distribuição. Para limpar uma falha na barra, todos os circuitos conectados à seção com falha devem ser abertos.
Os esquemas de proteção de zona de barras mais comumente utilizados incluem:
Proteção de Backup para Barras de Distribuição
A proteção de backup representa uma abordagem simples para proteger as barras de distribuição contra falhas. As falhas nas barras de distribuição geralmente originam-se do sistema de alimentação, tornando a proteção de backup para o sistema de alimentação essencial. O diagrama abaixo ilustra uma configuração básica para a proteção de barras de distribuição. Neste caso, a barra A é protegida pelo mecanismo de proteção por distância da barra B. Em caso de falha na barra A, o dispositivo de proteção na barra B será ativado, com o relé operando em 0,4 segundos.
Proteção de Corrente Circulante e Relé de Proteção Diferencial de Tensão
Proteção de Corrente Circulante
No esquema de proteção de corrente circulante, a corrente somada dos transformadores de corrente (TCs) flui através da bobina de operação do relé. Quando a corrente passa pelas bobinas do relé, indica a presença de corrente de curto-circuito nos secundários dos TCs. Consequentemente, o relé envia um sinal aos disjuntores, instruindo-os a abrir seus contatos e isolar a seção com falha do sistema elétrico.
No entanto, uma desvantagem significativa deste esquema de proteção é que os transformadores de corrente com núcleo de ferro podem causar o mau funcionamento do relé durante falhas externas. As características magnéticas dos TCs com núcleo de ferro podem levar a razões de transformação de corrente desiguais em condições anormais, resultando em disparos falsos do relé.
Relé de Proteção Diferencial de Tensão
O esquema de relé de proteção diferencial de tensão utiliza TCs sem núcleo, que oferecem melhor linearidade em comparação com seus equivalentes com núcleo de ferro. Acopladores lineares são utilizados para aumentar o número de voltas nos lados secundários desses TCs, melhorando a sensibilidade e a precisão do sistema de proteção.
Nesta configuração, os relés secundários estão conectados em série por meio de cabos piloto. Além disso, a bobina do relé também está conectada em série com o segundo terminal do circuito relevante. Esta configuração permite uma comparação mais precisa das grandezas elétricas, permitindo que o sistema de proteção detecte e responda com precisão a falhas internas, mantendo-se imune aos efeitos que causam operações falsas em esquemas baseados em TCs com núcleo de ferro tradicionais.
Em um sistema elétrico sem falhas ou quando ocorre uma falha externa, a soma algébrica das correntes secundárias dos transformadores de corrente (TCs) é igual a zero. Este equilíbrio é devido ao fluxo normal de corrente pelos componentes saudáveis do sistema, com os TCs refletindo com precisão a distribuição de corrente. No entanto, quando uma falha interna se desenvolve dentro da zona protegida, o fluxo normal de corrente é interrompido. A corrente de falha então passa pelo relé diferencial, perturbando o estado de corrente anteriormente equilibrado.
Ao detectar este fluxo de corrente anormal, o relé diferencial é ativado. Ele emite prontamente um comando aos disjuntores associados, instruindo-os a abrir seus contatos. Ao isolar rapidamente a seção com falha do sistema, o mecanismo de proteção diferencial previne efetivamente danos adicionais ao equipamento e garante a estabilidade do sistema elétrico como um todo. Esta resposta rápida ajuda a minimizar o tempo de inatividade e os riscos potenciais, protegendo a integridade da rede de energia.
