Sistema de Proteção no Sistema Elétrico

Esta seção do nosso site abrange quase tudo relacionado ao sistema de proteção em sistemas de energia elétrica, incluindo números padrão de condutores e dispositivos, modos de conexão nas barras terminais, códigos de cores em cabos multicore, O que fazer e o que não fazer na execução. Também abrange os princípios de vários relés e esquemas de proteção de sistemas de energia, incluindo esquemas especiais de proteção de sistemas de energia como relés diferenciais, proteção contra falha restrita à terra, relés direcionais e relés de distância, etc. Os detalhes da proteção de transformadores, proteção de geradores, proteção de linhas de transmissão e proteção de bancos de capacitores também são fornecidos. Aborda quase tudo sobre a proteção de sistemas de energia.
A teste de equipamentos de comutação, transformadores instrumentais como teste de transformador de corrente, tensão ou transformador de potencial e relés de proteção associados são explicados em detalhes.
Os circuitos de fechamento e disparo, indicação e alarme diferentes dos disjuntores também são incluídos e explicados.

Objetivo da Proteção de Sistemas de Energia Elétrica

O objetivo da proteção de sistemas de energia é isolar uma seção com defeito do sistema de energia elétrica do restante do sistema ativo, para que a parte restante possa funcionar satisfatoriamente sem danos graves devido à corrente de defeito.
Na verdade, o disjuntor isola o sistema com defeito do restante do sistema saudável e esses disjuntores abrem automaticamente durante as condições de defeito devido ao sinal de disparo que vem do relé de proteção. A filosofia principal sobre a proteção é que nenhuma proteção de sistemas de energia pode impedir o fluxo de corrente de defeito através do sistema, apenas pode evitar a continuação do fluxo de corrente de defeito desconectando rapidamente o caminho de curto-circuito do sistema. Para atender a essa desconexão rápida, os relés de proteção devem ter os seguintes requisitos funcionais.

Sistema de Proteção em Sistemas de Energia Elétrica

Vamos discutir o conceito básico do sistema de proteção em sistemas de energia e a coordenação de relés de proteção.

Na imagem, a conexão básica do relé de proteção é mostrada. É bastante simples. A secundária do transformador de corrente está conectada à bobina de corrente do relé e a secundária do transformador de tensão está conectada à bobina de tensão do relé. Sempre que ocorre um defeito no circuito alimentador, a corrente secundária proporcional do TC flui pela bobina de corrente do relé, aumentando o mmf dessa bobina. Este aumento de mmf é suficiente para fechar mecanicamente o contato normalmente aberto do relé. Este contato do relé fecha e completa o circuito da bobina de disparo DC, energizando assim a bobina de disparo. O mmf da bobina de disparo inicia o movimento mecânico do mecanismo de disparo do disjuntor, desligando finalmente o disjuntor para isolar o defeito.

Requisitos Funcionais do Relé de Proteção

Confiabilidade

O requisito mais importante do relé de proteção é a confiabilidade. Eles permanecem inoperantes por muito tempo antes que ocorra um defeito, mas se ocorrer um defeito, os relés devem responder instantaneamente e corretamente.

Seletividade

O relé deve ser operado apenas nas condições para as quais os relés foram comissionados no sistema de energia elétrica. Pode haver algumas condições típicas durante o defeito para as quais alguns relés não devem ser operados ou operados após um atraso definido, portanto, o relé de proteção deve ser suficientemente capaz de selecionar a condição apropriada para a qual será operado.

Sensibilidade

O equipamento de relé deve ser suficientemente sensível para que possa ser operado com confiabilidade quando o nível da condição de defeito ultrapassa o limite pré-definido.

Velocidade

Os relés de proteção devem operar com a velocidade necessária. Deve haver uma coordenação correta fornecida em vários relés de proteção de sistemas de energia de tal forma que um defeito em uma parte do sistema não perturbe a outra parte saudável. A corrente de defeito pode fluir por uma parte saudável, pois estão eletricamente conectadas, mas os relés associados a essa parte saudável não devem operar mais rápido do que os relés da parte com defeito, caso contrário, pode ocorrer uma interrupção indesejada do sistema saudável. Novamente, se o relé associado à parte com defeito não for operado no tempo adequado devido a qualquer defeito nele ou por outra razão, então apenas o próximo relé associado à parte saudável do sistema deve ser operado para isolar o defeito. Portanto, não deve ser muito lento, o que pode resultar em danos ao equipamento, nem muito rápido, o que pode resultar em operação indesejada.

Elementos Importantes para a Proteção de Sistemas de Energia Elétrica

Equipamento de Comutação

Consiste principalmente em disjuntores de óleo a granel, disjuntores de óleo mínimo, disjuntores SF6, disjuntores a ar comprimido e disjuntores a vácuo, etc. Diferentes mecanismos de operação, como solenoide, mola, pneumático, hidráulico, etc., são empregados no disjuntor. O disjuntor é a parte principal do sistema de proteção em sistemas de energia e isola automaticamente a parte com defeito do sistema abrindo seus contatos.

Equipamento Protetor

Consiste principalmente em relés de proteção de sistemas de energia, como relés de corrente, relés de tensão, relés de impedância, relés de potência, relés de frequência, etc., com base no parâmetro de operação, relés de tempo definido, relés de tempo inverso, relés escalonados, etc., conforme a característica de operação, logicamente, como relés diferenciais, relés de sobrefluxo, etc. Durante o defeito, o relé de proteção dá o sinal de disparo ao disjuntor associado para abrir seus contatos.

Bateria da Estação

Todos os disjuntores do sistema de energia elétrica são operados por CC (Corrente Contínua). Porque a energia CC pode ser armazenada em baterias e, se a situação ocorrer quando houver falha total na entrada de energia, ainda assim, os disjuntores podem ser operados para restaurar a situação com a energia da bateria de armazenamento da estação. Portanto, a bateria é outro item essencial do sistema de energia. Às vezes, é referida como o coração da subestação elétrica. Uma bateria de subestação elétrica ou simplesmente uma bateria de estação, contendo um número de células, acumula energia durante o período de disponibilidade de energia CA e descarrega no momento em que os relés operam, de modo que o disjuntor relevante seja disparado no momento da falha da energia CA de entrada.

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