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7/25/2019 Funo de Sobrecorrente
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UNIVERSIDADE PAULISTA UNIPCAMPUS BRASLIA
Ps-Graduao
Funo de proteo de
sobrecorrente
Disciplina:Proteo de Sistemas Eltricos
Professora:Larissa Marques Peres
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Definio:
Protege o sistema contra correntes acima dasadmissveis para o seu bom funcionamento epreservao dos equipamentos.
Formas de ajuste: tracionamento na mola; variaode entreferro; mudana de taps na bobinamagnetizante; distncia entre contatos; entreoutras.
Funo de sobrecorrente
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Corrente de Pick-up: a corrente que deixa o relno limiar de operao.
Corrente de ajuste do rel: corrente a ser
parametrizada no rel para garantir uma corretaoperao do mesmo.
Corrente de ajuste do rel igual ao TAP do rel.
Termos importantes para parametrizao:
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TAPI relajuste _
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Mltiplo do rel (M):
Indica quantas vezes a corrente de curto-circuito maior que o valor da corrente de ajuste do rel, ouseja, maior que seu TAP.
Termos importantes para parametrizao:
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TAPRTC
I
TAP
IM
TCprimrioTCundrio
__sec
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Principais funes de um rel de
sobrecorrente:
Sobrecorrente de fase: atua de acordo com ascorrentes medidas diretamente nas fases (A, B e
C). A proteo pode ser instantnea (cdigo ANSI50) ou temporizada (cdigo ANSI 51).
A proteo de sobrecorrente pode ser:
No-direcional (50/51): aplicada a sistemas radiais. Direcional (67): aplicada a sistemas em anel oumalhados.
Funo de sobrecorrente
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Funo de sobrecorrente com elemento
instantneo
No apresentam nenhum atraso intencional no tempode atuao. Qualquer atraso funo de suas
caractersticas construtivas.
Identificado pela norma ANSI pelo nmero 50.
Principal funo: identificar os curtos-circuitos maisseveros e elimin-los instantaneamente.
Atua para qualquer corrente maior que o seu ajuste.
Funo de sobrecorrente instantneo
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Rel de sobrecorrente com elemento
instantneo
Na prtica, este elemento sempre usado nacoordenao da proteo junto a um rel
temporizado.
Ajuste na coordenao da proteo: atua paraqualquer corrente superior a maior corrente de curto-circuito possvel no ponto correspondente a 85% docomprimento da linha, contado a partir do local deinstalao do rel.
Funo de sobrecorrente instantneo
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o rel que tem a atuao parametrizada
para ocorrer aps certo tempo.
Identificado pela norma ANSI pelo nmero 51.
Os rels de sobrecorrente temporizado podem ser:
Tempo definido. Tempo inverso.
Funo de sobrecorrente temporizado
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Funo de sobrecorrente com tempo definido
Estes rels so caracterizados por um tempo deatuao constante, independente da intensidade dagrandeza que o sensibiliza.
Atuao: quando a corrente ultrapassa o mltiplo dacorrente nominal ajustado.
Funo de sobrecorrente temporizado
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Funo de sobrecorrente com tempo definido
Funo de sobrecorrente temporizado
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Funo de sobrecorrente tempo inverso
Temporizao ou retardo de atuao varia inversamentecom a corrente.
Curvas caractersticas: caracterstica de tempoxcorrente Para rels eletromecnicos curva obtida em ensaios
de laboratrio. Para rels digitais (curva de tempo inverso obtida
por meio de equaes fornecidas pelos fabricantesnos catlogos).
Funo de sobrecorrente temporizado
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Funo de sobrecorrente tempo inverso
Funo de sobrecorrente temporizado
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Corrente de ajuste do elemento tempo inverso: Fator que multiplica a corrente nominal de carga: serve para que o
rel no opere em variaes de at 50% na carga do sistema. Estevalor pode variar de 1,2 a 1,5.
Corrente de curto-circuito mnimo no final do circuito protegido:considera-se o curto-circuito bifsico ( o mais brando envolvendoduas fases).
Fator n que divide a corrente de curto-circuito: serve para garantir acorreta operao do rel (Fator de segurana utilizado pela empresa).
Funo de sobrecorrente temporizado
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nIIIa
mnimocircuitocurto
relajusteacalno
_
_arg_min)5,12,1(
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Funo de sobrecorrente tempo inverso
Existem vrias famlias de curvas de atuao.
Estas curvas esto associadas ao funcionamento
dos discos de induo presentes nos relseletromecnicos.
por meio das curvas de atuao que se faz oajuste do DT (dial) do rel eletromecnico.
Funo de sobrecorrente temporizado
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Funo de sobrecorrente tempo inverso
Rels eletromecnicos normalmente noapresentam equaes para determinar os temposde operao e sim curvas fornecidas pelos
fabricantes dos equipamentos.
Estas curvas so disponveis em funo do tempo edo mltiplo da corrente de ajuste (mltiplo do TAP).
Nos rels digitais desenvolveram-se modelosanalticos para representar essas curvas.
Funo de sobrecorrente temporizado
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Funo de sobrecorrente temporizado
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Fonte: Manual IAC Time-overcurrent Relay General Eletric
COMPARAO DAS CARACTERSTICAS DOS RELS DESOBRECORRENTE IAC
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Funo de sobrecorrente temporizado
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Exemplo
numrico
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Uma corrente de falta de valor 8000 A detectada pelo
rel de sobrecorrente do Tipo IAC 51. Para esta falta,qual ser o tempo de atuao do rel sobre ocorrespondente disjuntor? Sabe-se que:
RTC de 1000-5;TAP = 8 A;DT = 2.
Funo de sobrecorrente temporizado
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Exemplo numrico
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Soluo:
Para 8000 A no primrio a corrente no rel ser:
O mltiplo do TAP (da corrente de ajuste):
Funo de sobrecorrente temporizado
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ATAP
II
TCundrio
TCundrioCC 40
5
1000
8000_sec_sec_
58
40_sec TAP
IM
TCundrio
Exemplo numrico
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Soluo:
Considerando DT = 2 e M=5,analisando estes valores nafigura ao lado, que mostraas curvas caractersticas deoperao deste rel, otempo de atuao deaproximadamente 0,72 s.
Funo de sobrecorrente temporizado
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Exemplo numrico Curvas de operao dos rels
IAC-51 e IAC-52
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Funo de sobrecorrente temporizado
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Agora com vocs!!!
Exerccio
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Seja um rel de sobrecorrente (IAC 77 GE), que
aciona um disjuntor que deve desligar para:I = 450 [A]Icc =3360[A], em 0,3 sRTC = 300-5TAPS disponveis: 1,0 a 8,0 com intervalos de 1,0 A.
Funo de sobrecorrente temporizado
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Exerccio
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Soluo:
Do catlogo do fabricante tem-se que acaracterstica deste rel extremamente inversa.
Para atender a condio de disparo para I = 450 [A],o valor dotapdeve ser:
Funo de sobrecorrente temporizado
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RTC
ITAPI
ajuste
relajuste _
Exerccio
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Soluo:
Do catlogo do fabricante tem-se que acaracterstica deste rel extremamente inversa.
Para atender a condio de disparo para I = 450 [A],o valor dotapdeve ser:
Funo de sobrecorrente temporizado
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ARTC
TAPI relajuste 5,7
5
300
450450_ ATAP prximomais 8
Exerccio
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Soluo:
Para determinar a diviso do DT (dial ajustador detempo) a ser usado, determina-se o mltiplo dacorrente de ajuste, considerando a corrente decurto-circuito que circular no rel:
Funo de sobrecorrente temporizado
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7
85
3003360__sec
TAPRTCI
TAPIM TCprimrioTCundrio TAPdoajusteovezes7
Exerccio
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Soluo:
Da curva do rel, conclui-se que
para obter um tempo de disparode 0,3 s, para M = 7 vezes oajuste do TAP, deve-se escolherDT = 3. Se quiser aumentar asegurana da proteo, pode-seescolher o mais prximo acima
do valor encontrado.
Funo de sobrecorrente temporizado
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Exerccio
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Funo de sobrecorrente tempo inverso
Estas curvas diferem nas equaes e nosparmetros que as constroem.
Modelos mais usados pelos rels digitais usam ascurvas de acordo com as normas: norma IEEEC37.112 curvas ANSI (American NationalStandarts Institute) e norma IEC 60255-3(International Electrotechnical Comission) curvasIEC.
Funo de sobrecorrente temporizado
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Curvas Padro IEC 60255-3
Funo de sobrecorrente tempo inverso
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Caracterstica
Inversa 0,02 0,14
Muito inversa 1,0 13,5
Extremamente inversa 2,0 80,0
Tempo longo inversa 1,0 120,0
p
p
T
I
I
t
1
t = tempo de trip (s)Tp = ajuste multiplicador de tempo (dial)I = corrente de faltaIp = corrente de ajuste = TAP
e = constantes especficas de cadatipo de curvaI/Ip = M = mltiplo da corrente de ajustedo rel
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Fonte:Manual Proteo Diferencial 7UT612 SIPROTEC (SIEMENS), 2008
Curvas Padro IEC 60255-3
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Fonte:Manual Proteo Diferencial 7UT612 SIPROTEC (SIEMENS), 2008
Curvas Padro IEC 60255-3
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Curvas Padro ANSI/IEEE
Funo de sobrecorrente tempo inverso
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Caracterstica A B P
Extremamente
Inversa 5,64 0,02434 2
Muito inversa 3,922 0,0982 2
Moderadamente
inversa 0,0103 0,0228 0,02
Inversa 8,9341 0,17966 2,0938
Longa inversa 5,6143 2,18592 1
DB
I
I
A
t P
p
1
t = tempo de trip (s)D = ajuste de dial de tempoI = corrente de falta
Ip = corrente de ajuste = TAPA, B e P = constantes especficas de cadatipo de curvaI/Ip = M = mltiplo da corrente de ajustedo rel
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Fonte:Manual Proteo Diferencial 7UT612 SIPROTEC (SIEMENS), 2008
Curvas Padro ANSI/IEEE
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Fonte:Manual Proteo Diferencial 7UT612 SIPROTEC (SIEMENS), 2008
Curvas Padro ANSI/IEEE
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Fonte:Manual Proteo Diferencial 7UT612 SIPROTEC (SIEMENS), 2008
Curvas Padro ANSI/IEEE
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Funo de sobrecorrente tempo inverso com
elemento instantneo (50/51)
Funo de sobrecorrente temporizado
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Funo de sobrecorrente temporizado
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Agora com vocs!!!
Exerccio
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Determinar o tempo de trip(operao) de um rel de
sobrecorrente de fase, para um defeito com correntede curto-circuito de 1200 A. Considerar:
curva de operao no Padro IEC 60255-3,caracterstica muito inversa.
ligado a TCs com RTC = 300-5, TAP = 6 A e ajustemultiplicador de tempo (dial) = 0,2.
Funo de sobrecorrente temporizado
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Exerccio
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Soluo:
De acordo com a equao do padro IEC e os
parmetros da caracterstica tempo longo inversa,temos:
Funo de sobrecorrente temporizado
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Exerccio
Caracterstica
Muito inversa 1,0 13,5
p
p
T
II
t
1
t = tempo de trip (s) =?
Tp = ajuste multiplicador de tempo (dial) =0,2I = corrente de falta =1200 AIp = corrente de ajuste = TAP =6 A =1,0 =13,5
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Soluo:
Funo de sobrecorrente temporizado
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Exerccio
2,0
1
5,13
1
1
_
TAPRTC
I
T
I
I
t
TCprimrio
p
p
st 157,12,0
1
65
300
1200
5,131
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Funo de sobrecorrente temporizado
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Soluo:Exerccio
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Sistema a ser protegido no radial, por exemplo,sistema em anel, o rel de sobrecorrente no capazde distinguir a direo da corrente de falta.
Geralmente deve-se utilizar rels direcionais sempreque o fluxo de corrente possa ocorrer nos dois sentidosde uma linha de transmisso.
Identificado pela norma ANSI pelo nmero 67.
Funo de sobrecorrente direcional
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Utiliza-se a funo de sobrecorrente direcional: distinguem se o fluxo de corrente em uma ou outra
direo. verifica o ngulo de fase entre a grandeza de operao
e a grandeza de polarizao. permite tripsomente para o fluxo de corrente em umadeterminada direo.
Funo de sobrecorrente direcional
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Estes geralmente utilizam corrente (grandeza de
operao) e tenso (grandeza de polarizao) para poderreconhecer o sentido de fluxo da corrente.
So empregados transformadores de corrente e tenso.
So utilizados, essencialmente, na proteo de linhas detransmisso da classe de tenso igual ou superior a 69 kV.
Na maioria dos rels, a unidade direcional percorridapela corrente correspondente ligao do rel, enquanto
a tenso aplicada bobina de potencial referente soutras duas fases.
Funo de sobrecorrente direcional
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Exemplo que melhor esclarece a aplicao dos rels desobrecorrente direcionais:
Em cada linha, existem rels de sobrecorrente direcionais,que somente operam para correntes dirigidas conformeindicado.
Funo de sobrecorrente direcional
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Os rels em questo devero ser ajustados com osseguintes tempos de atuao:
De tal forma que: TE < TD < TC < TB < TA < T1. Ta < Tb < Tc < Td < Te < T2.
Funo de sobrecorrente direcional
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Rel Tempo
E TE
D TD
C TC
B TBA TA
1 T1
Rel Tempo
a Ta
b Tb
c Tc
d Tde Te
2 T2
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Falta no ponto P.
Analisando-os sentidos das correntes de defeito, verifica-se quevrios rels sero sensibilizados;
Devido coordenao de tempo, somente os disjuntores e e Dse abriro.
Funo de sobrecorrente direcional
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7/25/2019 Funo de Sobrecorrente
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A aplicao dos rels de sobrecorrente e a sua calibrao,para se obter a necessria seletividade de operao,exige estudos detalhados e precisos das correntes de faltaque podem surgir no sistema.
Outro inconveniente o tempo de operao dos rels, que lento.
A proteo de sobrecorrente usada basicamente paraproteo de falta fase-terra, em circuitos de distribuio de
empresas distribuidoras de energia, sistemas industriais eem circuitos de subtransmisso, onde a proteo dedistncias no se justifica economicamente.
Funo de sobrecorrente direcional
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7/25/2019 Funo de Sobrecorrente
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Em linhas de transmisso, a proteo de fase feita porrels de distncia e, muitas vezes, a proteo de falta terra atravs de rels de sobrecorrente.
A proteo com rels de sobrecorrente tambm muitoempregada em subestaes, para a proteo deretaguarda contra faltas externas.
Funo de sobrecorrente direcional
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Polarizao da funo de sobrecorrente
direcional
Existe praticamente trs tipos de ligao convencional.
Cada uma dessas ligaes corresponde a um ngulomximo de torque diferente.
Nos rels digitais, pode-se ajustar o ngulo conforme anecessidade do projeto.
Funo de sobrecorrente direcional
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