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Proteo e Automao de RedesConceito e Aplicao

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Proteo e Automao de Redes Conceito e Aplicao Coordenao da traduo JOS ANTONIO JARDINI Livre Docente em Engenharia Eltrica pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Professor Titular

Diogo Luiz Tom Alves Graduado em engenharia eletrnica Escola de Engenharia Mau Pesquisador Traduo dos captulos 1, 2 e 3 Bruno Luis Soares de Lima Mestrado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo dos captulos 4 e 5 Sidnei Nicoli Mestrado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo do captulo 6 Paula Suemi Dantas Kayano Mestrado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo dos captulos 7 e 8 Ricardo Leon Vasquez Arnez Doutorado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo dos captulos 9 e 10 Ferdinando Crispino Mestrado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo dos captulos 11 e 12 Alex Lopes de Oliveira Mestrado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo dos captulos 13 e 14 Luiz Carlos Magrini Doutorado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo dos captulos 15 e 16 Thales Sousa Doutorado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo dos captulos 17 e 18

Gerson Yukio Saiki Mestrado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo dos captulos 19, 20 e apndice 2 Csar Alberto Bravo Pariente Doutorado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo do captulo 21 Luciano Ogiboski Mestrado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo do captulo 22 Eduardo Luiz Ferrari Mestrado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo do captulo 23 Luciano Ogiboski Mestrado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo do captulo 24 Mauricio George Miguel Jardini Doutorado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo do captulo 25 e apndice 3 Ronaldo Pedro Casolari Mestrado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo do apndice 1 Ricardo Leon Vasquez Arnez Doutorado pela EPUSP (Escola Politcnica da Universidade de So Paulo) Pesquisador Traduo do ndice Remissivo

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Proteo e Automao de Redes Conceito e AplicaoProteo e Automao de Redes 2010 Peter Rush 1 edio - 2011 Editora Edgard Blcher Ltda.

FICHA CATALOGRFICA Rua Pedroso Alvarenga, 1245, 4 andar 04531-012 - So Paulo - SP - Brasil Tel.: 55 11 3078-5366 editora@blucher.com.br www.blucher.com.br Rush, Peter Proteo e automao de redes: conceito e aplicao / Peter Rush; coordenao da traduo Jos Antonio Jardini - - So Paulo: Editora Blucher: Schneider, 2011. Ttulo original: Network protection & automation guide. ISBN 978-85-212-0528-9 Segundo Novo Acordo Ortogrfico, conforme 5. ed. do Vocabulrio Ortogrfico da Lngua Portuguesa, Academia Brasileira de Letras, maro de 2009. proibida a reproduo total ou parcial por quaisquer meios sem autorizao escrita da editora. Todos os direitos reservados pela Editora Edgard Blcher Ltda.

1. Energia eltrica - Sistemas 2. Redes eltricas 3. Sistemas de energia eltrica I. Ttulo. 10-01508 CDD-621.3192

ndices para catlogo sistemtico: 1. Proteo e automao de redes : Sistema eltrico : Engenharia 621.3192

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Contedo

Contedo1 Introduo ...................................................................................................................... 2 Fundamentos da Tecnologia de Proteo ...................................................................2.1 2.2 2.3 2.4 Introduo.............................................................................................................................. Equipamentos de Proteo.................................................................................................. Zonas de Proteo ................................................................................................................ Confiabilidade ........................................................................................................................ 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 2.4.6 2.5 2.5.1 2.5.2 2.6 2.7 2.8 2.9 Dimensionamento ................................................................................................... Configuraes .......................................................................................................... Instalao .................................................................................................................. Testes ......................................................................................................................... Desgaste de Utilizao............................................................................................ Desempenho da Proteo ...................................................................................... Coordenao no Tempo.......................................................................................... Sistemas Unitrios ...................................................................................................

V

1 34 6 6 7 7 8 8 8 8 8 9 9 9 9 9

Seletividade............................................................................................................................

Estabilidade............................................................................................................................ Velocidade ..............................................................................................................................

Sensibilidade .......................................................................................................................... 10 Proteo Principal e de Retaguarda................................................................................... 10 2.10.1 Sistemas de Contato ................................................................................................ 11 2.10.2 Indicadores Operacionais ....................................................................................... 12

2.10 Dispositivo de Sada do Rel ................................................................................................. 11

2.11 Circuitos de Disparo do Rel ................................................................................................. 12 2.11.1 Selo em Srie ............................................................................................................ 13 2.11.2 Reforo de Derivao .............................................................................................. 13 2.11.3 Reforo de Derivao com Selo............................................................................. 13 2.12 Superviso do Circuito de Disparo ..................................................................................... 13

3 Teoria Fundamental ........................................................................................................ 153.1 3.2 3.3 Introduo.............................................................................................................................. 16 lgebra Vetorial ..................................................................................................................... 16 Manipulao de Grandezas Complexas ............................................................................. 17 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.5 Variveis Complexas ................................................................................................ 17 Nmeros Complexos ............................................................................................... 17 Operadores Matemticos........................................................................................ 18 Variveis de Circuito ............................................................................................... 18 Convenes de Sinais .............................................................................................. 19 Potncia .................................................................................................................... 20 Sistemas Monofsicos e Multifsicos ................................................................... 21

Grandezas de Circuito e Convenes ................................................................................. 18

Notao de Impedncia ....................................................................................................... 21

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Proteo e Automao de Redes Conceito e Aplicao3.6 Princpios Bsicos de Circuitos, Teoremas e Reduo de Rede...................................... 22 3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.7 Leis dos Circuitos ..................................................................................................... 23 Teoremas de Circuitos ............................................................................................. 23 Reduo de Rede ..................................................................................................... 23

Referncias ............................................................................................................................. 26

4 Clculo de Faltas ............................................................................................................. 274.1 4.2 4.3 Introduo.............................................................................................................................. 28 Clculo de Curto-circuito Trifsico .................................................................................... 28 Anlise de Componentes Simtricas de Rede Trifsica ................................................... 30 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.4.6 4.5 4.5.1 4.5.2 4.6 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.7 Rede de Sequncia Positiva da Rede .................................................................... 30 Rede de Sequncia Negativa ................................................................................. 31 Rede de sequncia Zero.......................................................................................... 31 Falta Fase-Terra (A-E) ............................................................................................. 32 Falta Fase-Fase ........................................................................................................ 32 Falta Fase-Fase-Terra (B-C-E) ............................................................................... 33 Falta Trifsica (A-B-C ou A-B-C-E) ...................................................................... 33 Abertura Monopolar ............................................................................................... 34 Defeito Multipolo .................................................................................................... 34 Distribuio de Corrente ........................................................................................ 36 Distribuio de Tenses.......................................................................................... 37 Corrente e Tenso Residual .................................................................................... 37 Relao Z 0 /Z 1 do Sistema ...................................................................................... 38 Variao de Grandezas Residuais .......................................................................... 39

Equaes e Conexes de Redes para Diversos Tipos de Curto-circuitos ..................... 32

Distribuio de Correntes e Tenses no Sistema Devido Falta................................... 34

Efeito ao Sistema de Aterramento nos Valores de Quantidades de Sequncia ........... 37

Referncias ............................................................................................................................. 41

5 Circuitos Equivalentes de Instalaes dos Sistemas de Potncia ............................. 435.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 Introduo.............................................................................................................................. 44 Mquinas Sncronas.............................................................................................................. 44 Reao da Armadura ............................................................................................................ 45 Teoria de Regime Permanente ............................................................................................ 45 Rotor de Polo Saliente .......................................................................................................... 46 Anlise Transitria................................................................................................................. 47 Assimetria .............................................................................................................................. 49 Reatncia de Mquinas ........................................................................................................ 50 5.8.1 5.8.2 5.8.3 5.9 Reatncia Sncrona XD = XL + X AD ......................................................................... 50 Reatncia Transitria XD = XL + XF ...................................................................... 50 Reatncia Subtransitria XD = XL + XKD ............................................................. 51

Reatncia de Sequncia Negativa ...................................................................................... 51

5.10 Reatncia de Sequncia Zero .............................................................................................. 51 5.11 Valores de Eixo Direto e Quadratura ................................................................................. 52 5.12 Efeito da Saturao nas Reatncias das Mquinas .......................................................... 52 5.13 Transformadores ................................................................................................................... 52 5.14 Circuito Equivalente de Sequncia Positiva do Transformador .................................... 53 5.14.1 Transformadores de Dois Enrolamentos .............................................................. 53 5.14.2 Transformadores de Trs Enrolamentos ............................................................... 53

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VII

5.15 Circuito Equivalente de Sequncia Zero de Transformadores ....................................... 54 5.16 Autotransformadores............................................................................................................ 56 5.16.1 Circuito Equivalente da Sequncia Positiva ........................................................ 57 5.16.2 Circuito Equivalente de Sequncia Zero .............................................................. 57 5.16.3 Condies Especiais de Aterramento do Neutro ................................................ 57 5.17 Impedncia de Transformadores ........................................................................................ 57 5.18 Linhas Areas e Cabos .......................................................................................................... 59 5.19 Clculo de Impedncia Srie ............................................................................................... 60 5.20 Clculo de Impedncia Paralela .......................................................................................... 60 5.21 Circuitos de Linhas Areas com ou sem Cabos de Guarda ............................................. 61 5.22 Circuitos Equivalentes de Linhas Areas de Transmisso ............................................... 65 5.23 Circuitos com Cabos ............................................................................................................. 66 5.24 Dados de Linha Area e Cabos ............................................................................................ 66 5.25 Referncias ............................................................................................................................. 75

6 Transformadores de Corrente e de Potencial .............................................................. 776.1 6.2 Introduo.............................................................................................................................. 78 6.1.1 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.2.6 6.2.7 6.2.8 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.4 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 6.4.5 6.4.6 6.4.7 6.4.8 6.4.9 Transformadores de Medio ................................................................................ 78 Erros .......................................................................................................................... 79 Fatores de Tenso/Potencial .................................................................................. 79 Conexes Secundrias ............................................................................................ 79 Proteo de Transformadores de Potencial ......................................................... 80 Construo ............................................................................................................... 80 Transformadores de Potencial com Conexo Residual ...................................... 80 Desempenho Transitrio......................................................................................... 81 Transformadores de Potencial em Cascata .......................................................... 81 Proteo de Tenso do Capacitor Auxiliar........................................................... 82 Comportamento Transitrio dos Transformadores de Potencial Capacitivos .................................................................................................................................... 83 Ferrorressonncia .................................................................................................... 83 Erros .......................................................................................................................... 84 Erro Global................................................................................................................ 85 Corrente Limite de Exatido de Transformadores de Corrente de Proteo .. 85 Transformadores de Corrente Classe PX .............................................................. 86 Arranjos de Enrolamento dos TC .......................................................................... 86 TC(s) de Corrente de Linha .................................................................................... 87 Impedncia do Enrolamento Secundrio............................................................. 87 Capacidade da Corrente Secundria..................................................................... 88 Corrente Nominal de Curta Durao .................................................................... 88 Transformadores de Corrente.............................................................................................. 83 Transformadores de Potencial Eletromagnticos ............................................................ 78

Transformadores de Potencial Capacitivos ....................................................................... 82

6.4.10 Resposta Transitria de Um Transformador de Corrente .................................. 88 6.4.11 Harmnicas Durante o Perodo Transitrio ......................................................... 91 6.4.12 Teste de Enrolamentos ............................................................................................ 91 6.5 Novos Transformadores de Instrumento ........................................................................... 92 6.5.1 6.5.2 Transdutores de Instrumentao ticos .............................................................. 92 Outros Sistemas de Deteco ................................................................................ 96

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Proteo e Automao de Redes Conceito e Aplicao 7 Tecnologia de Rels ........................................................................................................ 977.1 7.2 7.3 7.4 7.5 Introduo.............................................................................................................................. 98 Rels Eletromecnicos .......................................................................................................... 98 7.2.1 Rel de Armadura de Atracamento (Contato Mvel) ......................................... 98 Rels Estticos ....................................................................................................................... 99 Rels Digitais ......................................................................................................................... 100 Rels Numricos .................................................................................................................... 100 7.5.1 7.5.2 7.5.3 7.6 7.6.1 7.6.2 7.6.3 7.6.4 7.6.5 7.6.6 7.6.7 7.6.8 7.7 7.7.1 7.7.2 7.7.3 7.8 Arquitetura de Hardware ........................................................................................ 103 Software do Rel...................................................................................................... 105 Software de Aplicao ............................................................................................ 106 Apresentao dos Valores Medidos ...................................................................... 106 Superviso TP/TC .................................................................................................... 106 Controle do Disjuntor/Indicao de Estado/Monitoramento da Condio .... 107 Registro de Perturbaes ....................................................................................... 107 Sincronizao do Tempo ........................................................................................ 107 Lgica Programvel ................................................................................................ 107 Provisionamento dos Grupos de Ajuste ............................................................... 107 Concluso ................................................................................................................. 108 Controle de Verso de Software............................................................................ 108 Gerenciamento dos Dados do Rel ....................................................................... 108 Teste e Comissionamento do Rel ......................................................................... 109

Caractersticas Adicionais dos Rels Numricos............................................................... 106

Aspectos Relativos aos Rels Numricos ........................................................................... 108

Referncias ............................................................................................................................. 109

8 Proteo: Sinal de Comunicao da Proteo e Transferncia de Disparo ............ 1118.1 8.2 8.3 8.4 Introduo.............................................................................................................................. 112 Esquemas de Proteo Unitria .......................................................................................... 112 Comandos de Teleproteo.................................................................................................. 112 Transferncia de Abertura ................................................................................................... 112 8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.5 8.5.1 8.5.2 8.5.3 8.6 8.6.1 8.6.2 8.6.3 8.6.4 8.6.5 8.7 8.7.1 8.7.2 8.7.3 Abertura Direta ........................................................................................................ 113 Abertura Permissiva ................................................................................................ 113 Esquema de Bloqueio ............................................................................................. 113 Requisitos de Desempenho Transferncia de Abertura.................................. 114 Requisitos de Desempenho Abertura Permissiva ............................................ 114 Requisitos de Desempenho Esquema de Bloqueio ......................................... 114 Canais e Fios de Comunicao Privados .............................................................. 115 Canais e Fios Pilotos Alugados .............................................................................. 115 Tcnicas de Comunicao Via Carrier .................................................................. 116 Canais de Rdio........................................................................................................ 118 Canal de Fibra tica................................................................................................ 118 Sinais da Comunicao da Proteo por Tenso C.C. ........................................ 119 Sinais de Tons Contnuos ....................................................................................... 119 Sinais Acionados por Chaveamento de Frequncia............................................ 120

Requisitos de Desempenho.................................................................................................. 114

Meio de Transmisso, Interferncia e Rudo..................................................................... 115

Formas de Sinal de Comunicao da Proteo ................................................................ 119

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IX

9 Proteo de Sobrecorrente contra Faltas entre Fases e Faltas a Terra.................... 1239.1 9.2 9.3 Introduo.............................................................................................................................. 124 Procedimento de Coordenao........................................................................................... 124 Princpios da Coordenao Tempo/Corrente.................................................................... 124 9.3.1 9.3.2 9.3.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 Discriminao por Tempo ...................................................................................... 124 Discriminao por Corrente ................................................................................... 125 Discriminao por Tempo e Corrente ................................................................... 126

Rels de Sobrecorrente IDMT Padro ................................................................................ 126 Rels de Sobrecorrente Combinados do Tipo IDMT e Instantneo de Ajuste Alto..... 128 9.5.1 Sobrealcance Transitrio ........................................................................................ 128 Rels de Sobrecorrente Muito Inversos ............................................................................. 129 Rels de Sobrecorrente Extremamente Inversos (EI) ...................................................... 129 Outras Caractersticas do Rel ............................................................................................ 130 Rels de Sobrecorrente de Tempo Independente (Definido) .......................................... 130

9.10 Ajuste de Corrente do Rel .................................................................................................. 131 9.11 Margem de Temporizao do Rel ..................................................................................... 132 9.11.1 Tempo de Interrupo do Disjuntor ..................................................................... 132 9.11.2 Erro de ajuste de Tempo do Rel .......................................................................... 132 9.11.3 Sobreatuao (Overshoot) ...................................................................................... 132 9.11.4 Erros do TC ............................................................................................................... 132 9.11.5 Margem Final ........................................................................................................... 132 9.11.6 Exatido Global........................................................................................................ 132 9.12 Intervalos de Ajuste Recomendados .................................................................................. 132 9.12.1 Coordenao: Rel e Rel ....................................................................................... 132 9.12.2 Coordenao: Fusvel e Fusvel ............................................................................. 134 9.12.3 Coordenao: Fusvel-Rel..................................................................................... 134 9.13 Clculo dos Ajustes do Rel de Sobrecorrente para Faltas entre Fases ........................ 134 9.13.1 Rels de Tempo (Definido) Independente ............................................................ 134 9.13.2 Rels de Tempo Inverso .......................................................................................... 134 9.14 Rels de Sobrecorrente Direcional para Faltas entre Fases ............................................ 135 9.14.1 Conexes do Rel..................................................................................................... 135 9.14.2 Conexo em Quadratura de 90 ............................................................................ 135 9.14.3 Aplicao de Rels Direcionais .............................................................................. 136 9.15 Redes em Anel ....................................................................................................................... 136 9.15.1 Ajuste em Redes em Anel ....................................................................................... 137 9.16 Proteo de Faltas a Terra ................................................................................................... 138 9.16.1 Ajuste Efetivo de Rels para Faltas a Terra ......................................................... 138 9.16.2 Coordenao de Tempo de Rels para Faltas a Terra......................................... 140 9.16.3 Proteo Sensvel de Faltas a Terra ...................................................................... 140 9.17 Proteo de Sobrecorrente a Terra Direcional ................................................................. 140 9.17.1 Conexes do Rel..................................................................................................... 141 9.18 Proteo de Faltas a Terra em Redes Isoladas .................................................................. 142 9.18.1 Tenso Residual ....................................................................................................... 142 9.18.2 Falta a Terra Sensvel .............................................................................................. 143 9.19 Proteo de Faltas a Terra em Redes Aterradas por Meio de Bobinas Petersn ........... 143 9.19.1 Proteo de Falta a Terra Sensvel ........................................................................ 145 9.19.2 Proteo Wattimtrica Sensvel ............................................................................ 145 9.20 Exemplos de Coordenao por Tempo e Corrente ........................................................... 146 9.20.1 Exemplo de Ajuste do Rel para Faltas entre Fases Rels/Fusveis Tipo IDMT....................................................................................... 146

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Proteo e Automao de Redes Conceito e Aplicao9.20.2 Ajustes do Rel de Falta Terra ............................................................................ 151 9.20.3 Proteo de Alimentadores em Paralelo .............................................................. 152 9.20.4 Coordenao de Uma Rede em Anel..................................................................... 153 9.21 Referncias ............................................................................................................................. 155

10 Proteo Unitria de Alimentadores ............................................................................ 15710.1 Introduo.............................................................................................................................. 158 10.2 Conveno da Direo ......................................................................................................... 159 10.3 Condies para a Comparao de Direo........................................................................ 159 10.4 Sistema de Corrente Circulante (Diferencial).................................................................... 159 10.4.1 Instabilidade Transitria ......................................................................................... 160 10.4.2 Operao e Bloqueio (Bias) .................................................................................... 160 10.5 Sistema com Tenses Balanceadas ..................................................................................... 160 10.5.1 Limite de Estabilidade do Sistema com Tenses Balanceadas.......................... 161 10.6 Arranjos Somadores .............................................................................................................. 161 10.7 Exemplos de Sistemas de Proteo Unitria Eletromecnicas e Estticas ................. 161 10.7.1 Sistema Eletromecnico de Tenso Balanceada Translay............................... 161 10.7.2 Sistema de Proteo Esttica Unitria com Corrente Diferencial Translay'S' , ........................................................................................................... 162 10.8 Esquema de Proteo Digital/Numrica com Corrente Diferencial.............................. 163 10.8.1 Sincronizao de Tempo dos Rels ....................................................................... 163 10.8.2 Aplicao a Subestaes em Malha e Disjuntor e Meio .................................... 165 10.9 Esquemas de Proteo Via Carrier ..................................................................................... 165 10.10 Esquema Diferencial de Corrente Tcnicas Analgicas ............................................... 165 10.10.1 Esquema de Comparao de Fase ......................................................................... 166 10.11 Consideraes sobre Esquema de Proteo por Comparao de Fase ......................... 169 10.11.1 Linhas com Efeito Capacitivo Significativo......................................................... 169 10.11.2 ngulos de Atuao do Sistema............................................................................ 169 10.11.3 Efeito da Corrente de Carga................................................................................... 170 10.11.4 Grandeza de Modulao......................................................................................... 170 10.11.5 Deteco de Faltas e Inicializao ........................................................................ 171 10.11.6 Carrier da Linha Normalmente Inativa (Modo de Bloqueio) ............................ 172 10.11.7 Esquema Sem Compensao da Corrente Capacitiva........................................ 172 10.11.8 Esquema Com Compensao da Corrente Capacitiva (Modo de Bloqueio) ... 172 10.11.9 Grandezas de Operao do Detector de Faltas ................................................... 172 10.12 Exemplos ................................................................................................................................ 173 10.12.1 Proteo Unitria de Um Alimentador ................................................................. 173 10.12.2 Proteo Unitria de um Transformador-Alimentador ...................................... 174 10.13 Referncias ............................................................................................................................. 175

11 Proteo de Distncia..................................................................................................... 17711.1 Introduo.............................................................................................................................. 178 11.2 Princpios de Funcionamento do Rel de Distncia ........................................................ 178 11.3 Desempenho do Rel ............................................................................................................ 178 11.3.1 Rels de Distncia Eletromecnicos/Estticos .................................................... 179 11.3.2 Rels Digitais/Numricos ....................................................................................... 179 11.4 Relao entre a Tenso do Rel e a Razo ZS /ZL .............................................................. 180 11.5 Limite de Tenso para a Exatido da Medida do Ponto de Alcance ............................. 181

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Contedo

XI

11.6 Zonas de Proteo ................................................................................................................ 181 11.6.1 Ajustes para a Zona 1 ............................................................................................. 181 11.6.2 Ajustes para a Zona 2 ............................................................................................. 181 11.6.3 Ajustes para a Zona 3 ............................................................................................. 181 11.6.4 Ajustes para Alcance Reverso e Outras Zonas .................................................... 182 11.7 Caractersticas dos Rels de Distncia ............................................................................... 182 11.7.1 Comparao de Amplitude e Fase......................................................................... 182 11.7.2 Impedncia Caracterstica No Direcional........................................................... 182 11.7.3 Rels Tipo Mho de Autopolarizao ..................................................................... 184 11.7.4 Caracterstica Lenticular/Mho Deslocado (Offset) ............................................. 185 11.7.5 Caracterstica Mho com Polarizao em Quadratura Completa ...................... 186 11.7.6 Caracterstica do Rel Tipo Mho com Polarizao em Quadratura Parcial .... 187 11.7.7 Caracterstica Quadrilateral ................................................................................... 188 11.7.8 Proteo Contra Oscilaes de Potncia Uso da Caracterstica Ohm .......... 188 11.7.9 Outras Caractersticas ............................................................................................. 189 11.8 Implementao de Rels de Distncia ............................................................................... 189 11.8.1 Unidade de Partida para Proteo de Distncia Comutvel ............................. 190 11.9 O Efeito da Impedncia da Fonte e dos Mtodos de Aterramento ............................... 191 11.9.1 Medio de Impedncia de Falta .......................................................................... 191 11.9.2 Medio de Impedncia de Falta a Terra ............................................................. 192 11.10 Problemas na Aplicao de Rels de Distncia................................................................. 194 11.10.1 Tenso Mnima nos Terminais do Rel ................................................................. 194 11.10.2 Comprimento Mnimo de Linha ............................................................................ 194 11.10.3 Subalcance Efeito da Alimentao Remota...................................................... 194 11.10.4 Sobrealcance ............................................................................................................ 195 11.10.5 Limitaes do Alcance a Frente ............................................................................ 195 11.10.6 Bloqueio por Oscilaes de Potncia.................................................................... 195 11.10.7 Superviso dos Transformadores de Potencial ................................................... 195 11.11 Outros Recursos dos Rels de Distncia ............................................................................ 196 11.12 Exemplos de Aplicao do Rel de Distncia.................................................................... 196 11.12.1 Impedncia da Linha ............................................................................................... 197 11.12.2 Compensao Residual ........................................................................................... 197 11.12.3 Alcance para Faltas entre Fase para a Zona 1 .................................................... 197 11.12.4 Alcance para Faltas entre Fase para a Zona 2 .................................................... 197 11.12.5 Alcance da Zona 3 ................................................................................................... 198 11.12.6 Ajustes de Temporizao para as Zonas .............................................................. 198 11.12.7 Ajustes de Alcance Resistivo para Faltas entre Fases ........................................ 198 11.12.8 Ajustes de Impedncia de Alcance para Falta Fase-Terra ................................. 198 11.12.9 Ajustes de Alcance Resistivo para Faltas Fase-Terra .......................................... 199 11.13 Referncias ............................................................................................................................. 199

12 Esquemas de Proteo de Distncia............................................................................. 20112.1 Introduo.............................................................................................................................. 202 12.2 Esquema de Extenso de Zona 1 (Esquema Z1X) ............................................................ 202 12.3 Esquema de Transferncia de Disparo ............................................................................... 203 12.3.1 Esquema de Transferncia de Disparo Direto por Subalcance ......................... 203 12.3.2 Esquema de Transferncia de Disparo por Subalcance Permissivo (PUP)...... 204 12.3.3 Esquema de Acelerao de Subalcance Permissivo ........................................... 205 12.3.4 Esquema de Transferncia de Disparo por Sobrealcance Permissivo.............. 205 12.3.5 Condies de Fonte Fraca ...................................................................................... 206

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XII

Proteo e Automao de Redes Conceito e Aplicao12.4 Esquemas de Bloqueio em Sobrealcance .......................................................................... 207 12.4.1 Esquemas Prticos de Bloqueio ............................................................................ 207 12.4.2 Condies de Fonte Fraca ...................................................................................... 209 12.5 Esquema de Desbloqueio por Comparao Direcional ................................................... 209 12.6 Comparao entre os Esquemas de Transferncia de Disparo e de Bloqueio ............. 209

13 Proteo de Circuitos de Transmisso Complexos ..................................................... 21113.1 Introduo.............................................................................................................................. 212 13.2 Alimentadores em Paralelo .................................................................................................. 212 13.2.1 Sistema de Proteo Unitria ................................................................................ 212 13.2.2 Proteo de Distncia ............................................................................................. 212 13.3 Alimentadores Multiterminais Proteo Unitria ......................................................... 216 13.3.1 Proteo em C.A. com Fio Piloto .......................................................................... 216 13.3.2 Esquemas por Tenses Balanceadas para Circuitos com Alimentador T ........ 216 13.3.3 Esquema por Comparao de Fase com Comunicao Via Carrier ................. 217 13.3.4 Rel Diferencial com Comunicao de Sinais por Fibra ptica........................ 218 13.4 Alimentadores Multiterminais - Proteo de Distncia .................................................. 219 13.4.1 Impedncia Aparente Vista pelo Rel de Distncia ............................................ 219 13.4.2 Efeito da Carga Pr-Falta ....................................................................................... 220 13.4.3 Efeito da Circulao da Corrente de Falta para Fora em um dos Terminais .. 221 13.4.4 Operao Indevida com Faltas Reversas .............................................................. 221 13.5 Alimentadores Multiterminais - Aplicao de Esquemas de Proteo de Distncia .. 222 13.5.1 Esquemas de Subalcance de Transferncia de Disparo ..................................... 222 13.5.2 Esquemas de Transferncia de Disparo por Sobrealcance ................................ 222 13.5.3 Esquemas de Bloqueio ............................................................................................ 222 13.5.4 Consideraes Sobre o Canal de Comunicao de Sinais da Proteo ........... 223 13.5.5 Esquemas de Bloqueio por Comparao Direcional .......................................... 223 13.6 Proteo de Linhas com Compensao Srie ................................................................... 223 13.7 Exemplos ................................................................................................................................ 224 13.7.1 Rel de Distncia Aplicado a Circuitos Paralelos ................................................ 224 13.8 Referncias ............................................................................................................................. 227

14 Religamento Automtico................................................................................................ 22914.1 Introduo.............................................................................................................................. 230 14.2 Aplicaes do Religamento Automtico ............................................................................ 230 14.3 Religamento Automtico em Redes de Distribuio em AT ........................................... 231 14.4 Fatores que Influenciam os Esquemas de Religamento Automtico em AT ................ 232 14.4.1 Tempo Morto............................................................................................................ 232 14.4.2 Tempo de Recuperao .......................................................................................... 233 14.4.3 Nmero de Tentativas............................................................................................. 234 14.5 Religamento Automtico em Linhas de Transmisso de EAT......................................... 234 14.6 Religamento Automtico Rpido em Sistemas de EAT ................................................... 235 14.6.1 Caractersticas dos Equipamentos de Proteo .................................................. 235 14.6.2 Deionizao do Arco da Falta ................................................................................ 235 14.6.3 Caractersticas do Disjuntor ................................................................................... 235 14.6.4 Escolha do Tempo Morto ....................................................................................... 236 14.6.5 Escolha do Tempo de Recuperao ...................................................................... 236 14.6.6 Nmero de Religamentos ....................................................................................... 236 14.7 Religamento Automtico Monopolar ................................................................................. 236

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Contedo14.8 Religamento Automtico Rpido em Linhas Empregando Esquemas

XIII

de Proteo de Distncia ..................................................................................................... 237 14.8.1 Esquemas de Transferncia de Disparo ou de Bloqueio.................................... 238 14.8.2 Extenso da Zona 1 ................................................................................................ 238 14.9 Religamento Automtico Temporizado em Sistemas EAT .............................................. 238 14.9.1 Operao do Esquema ............................................................................................ 238 14.9.2 Rels de Verificao do Sincronismo .................................................................... 239 14.10 Caractersticas Operativas dos Esquemas de Religamento Automtico ....................... 239 14.10.1 Inicializao .............................................................................................................. 239 14.10.2 Tipos de Proteo.................................................................................................... 239 14.10.3 Temporizador do Tempo Morto ............................................................................ 240 14.10.4 Impulso de Religamento ......................................................................................... 240 14.10.5 Dispositivos Antibombeamento ............................................................................ 240 14.10.6 Temporizadores do Tempo de Recuperao........................................................ 240 14.10.7 Bloqueio do Disjuntor ............................................................................................. 240 14.10.8 Fechamento Manual................................................................................................ 240 14.10.9 Esquemas com Vrias Tentativas de Religamento.............................................. 240 14.11 Esquemas com Ligadores Automticos ............................................................................. 240 14.11.1 Transformadores de Prontido .............................................................................. 241 14.11.2 Acoplador de Barra ou Disjuntor de Seo de Barra ......................................... 241 14.12 Exemplos de Aplicaes de Religamento Automtico..................................................... 241 14.12.1 Subestao de Barra Dupla .................................................................................... 241 14.12.2 Subestao com Disjuntor AT nico .................................................................... 242 14.12.3 Subestao em Anel com Quatro Disjuntores ..................................................... 242

15 Proteo de Barra ........................................................................................................... 24515.1 Introduo.............................................................................................................................. 246 15.2 Faltas em Barra...................................................................................................................... 246 15.3 Requisitos da Proteo ....................................................................................................... 246 15.3.1 Velocidade................................................................................................................. 246 15.3.2 Estabilidade .............................................................................................................. 247 15.4 Tipos de Sistema de Proteo ........................................................................................... 248 15.5 Esquemas de Sistema de Proteo ................................................................................... 248 15.6 Proteo Carcaa-Terra ( Proteo de Howard) .............................................................. 248 15.6.1 Proteo de Carcaa-Terra para Barra nica ...................................................... 249 15.6.2 Proteo Carcaa-Terra Barras Seccionadas .................................................... 250 15.6.3 Esquema de Proteo Carcaa-Terra (Frame-Earth) Subestao de Barra Dupla ................................................................................ 251 15.6.4 Proteo Carcaa-Terra Sistema de Verificao .............................................. 251 15.7 Princpios de Proteo Diferencial ..................................................................................... 252 15.7.1 Proteo Diferencial para Barras Seccionadas e Duplicadas ............................ 252 15.7.2 Localizao de Transformadores de Corrente ..................................................... 253 15.8 Proteo Diferencial de Alta Impedncia .......................................................................... 254 15.8.1 Estabilidade .............................................................................................................. 254 15.8.2 Ajuste Efetivo ou Corrente Operacional Primria .............................................. 256 15.8.3 Funo de Verificao ............................................................................................ 257 15.8.4 Superviso dos Circuitos Secundrios do TC ...................................................... 257 15.8.5 Arranjo das Conexes de TC .................................................................................. 259 15.8.6 Resumo dos Detalhes Prticos .............................................................................. 259

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XIV

Proteo e Automao de Redes Conceito e Aplicao15.9 Proteo Diferencial de Baixa Impedncia com Polarizao ......................................... 260 15.9.1 Estabilidade .............................................................................................................. 261 15.9.2 Ajuste Efetivo ou Corrente Operacional Primria .............................................. 261 15.9.3 Funo de Verificao ............................................................................................ 262 15.9.4 Superviso de Circuitos Secundrios de TC ........................................................ 262 15.9.5 Arranjo de Conexes de TC.................................................................................... 262 15.9.6 Proteo Diferencial Esttica de Baixa Impedncia com Polarizao Tipo MBCZ ............................................................................................................ 263 15.10 Esquemas de Proteo Numrica de Barra ....................................................................... 266 15.10.1 Consideraes de Confiabilidade........................................................................... 266 15.11 Referncias ............................................................................................................................. 267

16 Proteo de Transformadores e Proteo de Conjuntos Transformador-Alimentador ....................................................................... 26916.1 Introduo.............................................................................................................................. 270 16.2 Faltas no Enrolamento ......................................................................................................... 270 16.2.1 Enrolamento Ligado em Estrela com Ponto de Neutro Aterrado Por Uma Impedncia ............................................................................................... 270 16.2.2 Enrolamento Ligado em Estrela com Ponto Neutro Solidamente Aterrado... 271 16.2.3 Enrolamento Conectado em Delta ........................................................................ 271 16.2.4 Faltas Bifsicas ......................................................................................................... 271 16.2.5 Faltas entre Espiras ................................................................................................. 271 16.2.6 Faltas no Ncleo ...................................................................................................... 272 16.2.7 Faltas no Tanque ..................................................................................................... 272 16.2.8 Condies Externas Aplicadas ............................................................................... 272 16.3 Sobrecorrente (Inrush) de Magnetizao .......................................................................... 273 16.3.1 Contedo Harmnico da Forma de Onda de Sobrecorrente de Energizao (Magnetizao)............................................................................ 274 16.4 Sobreaquecimento de Transformador................................................................................ 274 16.5 Proteo de Transformador VISO GERAL.................................................................... 275 16.6 Fusvel de Proteo de Sobrecorrente em Transformador ............................................. 275 16.6.1 Fusveis...................................................................................................................... 275 16.6.2 Rels de Sobrecorrente ........................................................................................... 275 16.7 Proteo de Falta a Terra Restrita ...................................................................................... 276 16.8 Proteo Diferencial ............................................................................................................. 276 16.8.1 Consideraes Bsicas para Proteo Diferencial de Transformador .............. 277 16.8.2 Capacidade de Corrente Primria de TCs de Linha ............................................ 277 16.8.3 Correo de Fase ..................................................................................................... 277 16.8.4 Filtragem de Correntes de Sequncia de Zero .................................................... 278 16.8.5 Correo de Relao de Transformao ............................................................... 278 16.8.6 Ajuste de Restrio.................................................................................................. 279 16.8.7 Transformadores com Mltiplos Enrolamentos .................................................. 279 16.9 Estabilizao da Proteo Diferencial Durante a Condio de Sobrecorrente de Energizao (Magnetizao) ......................................................................................... 280 16.9.1 Temporizao ........................................................................................................... 280 16.9.2 Restrio Harmnica ............................................................................................... 280 16.9.3 Bloqueio por Deteco de Energizao Tcnica de Deteco de Gap (Intervalo).................................................................................................... 280

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XV

16.10 Esquemas Combinados Diferencial e de Falta a Terra Restrita...................................... 281 16.10.1 Aplicao Quando um Transformador de Aterramento Conectado Dentro da Zona Protegida ..................................................................................... 282 16.11 Proteo de Transformador de Aterramento .................................................................... 283 16.12 Proteo de Autotransformador ......................................................................................... 284 16.13 Proteo de Sobrefluxo ........................................................................................................ 285 16.14 Proteo Tanque-Terra ......................................................................................................... 285 16.15 Dispositivos de leo e Gs .................................................................................................. 285 16.15.1 Dispositivos de Alvio de Presso de leo........................................................... 286 16.15.2 Rel de Elevao Rpida de Presso ..................................................................... 286 16.15.3 Proteo de Buchholz ............................................................................................. 286 16.16 Proteo de Conjunto Transformador-Alimentador ........................................................ 287 16.16.1 Esquemas No Unitrios ........................................................................................ 287 16.16.2 Esquema Unitrio .................................................................................................... 289 16.17 Transferncia de Abertura ................................................................................................... 292 16.17.1 Deslocamento de Neutro ........................................................................................ 292 16.18 Monitoramento da Condio de Transformadores .......................................................... 292 16.19 Exemplos de Proteo de Transformador ......................................................................... 293 16.19.1 Incluso de Filtro de Sequncia Zero ................................................................... 294 16.19.2 A Proteo Unitria de Transformador Delta-Estrela ........................................ 294 16.19.3 Proteo Unitria de Transformador com Comutador de Tapes sob Carga ... 296

17 Proteo do Gerador e Transformador do Gerador .................................................... 29917.1 Introduo.............................................................................................................................. 300 17.2 Aterramento do Gerador ...................................................................................................... 301 17.3 Faltas no Enrolamento do Estator ...................................................................................... 301 17.3.1 Faltas a Terra ............................................................................................................ 302 17.3.2 Faltas Fase-Fase ....................................................................................................... 302 17.3.3 Faltas entre Espiras ................................................................................................. 302 17.4 Proteo do Enrolamento do Estator................................................................................. 302 17.5 Proteo Diferencial de Gerador Diretamente Conectados Rede ............................... 302 17.5.1 Proteo Diferencial Porcentual com Restrio ................................................. 303 17.5.2 Proteo Diferencial de Alta Impedncia ............................................................ 303 17.5.3 Requisitos do TC ...................................................................................................... 304 17.6 Proteo Diferencial de Unidades Gerador/Transformador............................................ 304 17.6.1 Proteo Diferencial do Gerador/Transformador Elevador ............................... 304 17.6.2 Proteo Diferencial Unitria do Transformador ............................................... 305 17.7 Proteo de Sobrecorrente .................................................................................................. 305 17.7.1 Proteo de Sobrecorrente Simples ...................................................................... 305 17.7.2 Proteo de Sobrecorrente Dependente da Tenso ........................................... 306 17.8 Proteo de Falta Terra no Estator ................................................................................. 307 17.8.1 Geradores Diretamente Conectados ..................................................................... 307 17.8.2 Geradores Indiretamente Conectados .................................................................. 308 17.8.3 Proteo de Falta Terra Restrita (REF).............................................................. 310 17.8.4 Proteo de Falta Terra de 100% do Enrolamento do Estator ..................... 310 17.9 Proteo de Sobretenso ..................................................................................................... 311 17.10 Proteo de Subtenso......................................................................................................... 312 17.11 Proteo contra Baixa Potncia Direta/Reverso de Potncia ...................................... 312 17.11.1 Proteo contra baixa Potncia Direta ................................................................ 312 17.11.2 Proteo contra Reverso de Potncia ................................................................ 312

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Proteo e Automao de Redes Conceito e Aplicao17.12 Carga Desbalanceada............................................................................................................ 313 17.12.1 Efeito de Corrente de Sequncia Negativa .......................................................... 313 17.12.2 Proteo da Sequncia Negativa .......................................................................... 313 17.13 Proteo Contra Energizao Acidental............................................................................ 314 17.14 Proteo Contra Sobrefluxo/Subfrequncia/Sobrefrequncia ...................................... 315 17.14.1 Sobrefluxo................................................................................................................. 315 17.14.2 Sub/sobrefrequncia ............................................................................................... 315 17.15 Faltas no Rotor ...................................................................................................................... 315 17.15.1 Proteo Contra Falta a Terra do Rotor ............................................................... 316 17.15.2 Proteo Contra Falta a Terra do Rotor de Geradores sem Escovas................ 317 17.15.3 Proteo Contra Curto Entre Espiras do Rotor ................................................... 317 17.15.4 Proteo Contra Falha de Diodo ........................................................................... 317 17.15.5 Supresso de Campo ............................................................................................... 318 17.16 Proteo Contra Perda de Excitao ................................................................................. 318 17.16.1 Proteo Contra Perda de Excitao .................................................................... 318 17.16.2 Caractersticas da Proteo Baseada em Impedncia ........................................ 320 17.16.3 Ajustes da Proteo................................................................................................. 321 17.17 Proteo de Escorregamento dos Polos ............................................................................ 321 17.17.1 Proteo Usando o Elemento de Reverso de Potncia .................................... 321 17.17.2 Proteo Usando um Elemento de Subimpedncia ........................................... 322 17.17.3 Proteo Dedicada Contra Escorregamento dos Polos ..................................... 322 17.18 Sobreaquecimento do Estator ............................................................................................. 324 17.19 Faltas Mecnicas ................................................................................................................... 324 17.19.1 Falha do Acionador Primrio ................................................................................. 324 17.19.2 Sobrevelocidade ....................................................................................................... 324 17.19.3 Perda de Vcuo ........................................................................................................ 324 17.20 Esquemas Completos de Proteo de Geradores ............................................................. 325 17.20.1 Gerador Conectado Diretamente........................................................................... 325 17.20.2 Unidades Gerador-Transformador ......................................................................... 325 17.21 Gerao Distribuda .............................................................................................................. 326 17.21.1 Proteo Contra Perda da Concessionria........................................................... 327 17.21.2 Descrio do Rel Rocof ......................................................................................... 328 17.21.3 Descrio do Rel de Defasamento do Vetor de Tenso ................................... 328 17.21.4 Diretrizes de Ajuste ................................................................................................. 328 17.22 Exemplos de Ajustes de Proteo de Geradores .............................................................. 329 17.22.1 Ajustes de Proteo de um Gerador Industrial de Pequeno Porte .................. 329 17.22.2 Proteo do Conjunto Gerador-Tranformador de Grande Porte ...................... 332 17.23 Referncias ............................................................................................................................. 335

18 Proteo de Sistemas de Potncia Industrial e Comercial......................................... 33718.1 Introduo.............................................................................................................................. 338 18.2 Arranjo de Barras .................................................................................................................. 338 18.3 Discriminao ........................................................................................................................ 339 18.4 Fusvel HRC ............................................................................................................................ 339 18.4.1 Caractersticas dos Fusveis ................................................................................... 339 18.4.2 Discriminao entre Fusveis ................................................................................. 340 18.4.3 Proteo de Cabos por Fusveis ............................................................................ 340 18.4.4 Efeito da Temperatura Ambiente .......................................................................... 341 18.4.5 Proteo de Motores ............................................................................................... 341

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XVII

18.5 Disjuntores Industriais ......................................................................................................... 341 18.5.1 Disjuntores em Miniatura (Miniature Circuit Breakers MCBs) ....................... 341 18.5.2 Disjuntores Encapsulados (Moulded Case Circuit Breakers MCCBs) ............. 342 18.5.3 Disjuntores a Ar (Air Circuit Breakers ACBs) .................................................... 342 18.5.4 Disjuntores a leo (Oil Circuit Brakers OCBs)................................................... 343 18.5.5 Disjuntores a Vcuo (Vacuum Circuit Brakers VCBs) ....................................... 343 18.5.6 Disjuntores a SF6 ..................................................................................................... 343 18.6 Rels de Proteo .................................................................................................................. 343 18.7 Problemas de Coordenao ................................................................................................. 345 18.7.1 Protees de Falta a Terra com TCs de Conexo Residual................................ 345 18.7.2 Subestaes com Alimentao Dual a Quatro Fios............................................ 345 18.8 Contribuio para Corrente de Falta de Motores de Induo........................................ 347 18.9 Sistemas de Transferncia Automtica .............................................................................. 347 18.10 Proteo de Inverso de Tenso e Fase ............................................................................. 349 18.11 Correo do Fator de Potncia e Proteo de Capacitores ............................................ 349 18.11.1 Controle do Capacitor ............................................................................................. 350 18.11.2 Correo do Fator de Potncia de Motores ......................................................... 350 18.11.3 Proteo do Capacitor ............................................................................................ 350 18.12 Exemplos ................................................................................................................................ 352 18.12.1 Coordenao de Fusveis ........................................................................................ 352 18.12.2 Seletividade de Fusveis/Disjuntores Encapsulados/Rels de Sobrecorrente. 352 18.12.3 Proteo de Uma Subestao com Alimentao Dual ....................................... 354 18.13 Referncias ............................................................................................................................. 357

19 Proteo do Motor C.A. ................................................................................................. 35919.1 Introduo.............................................................................................................................. 360 19.2 Projeto de Rel Numrico .................................................................................................... 360 19.3 Proteo Trmica (Sobrecarga)........................................................................................... 360 19.4 Proteo de Partida/Travamento........................................................................................ 362 19.4.1 Proteo de Tempo de Partida Excessivo/Rotor Bloqueado............................. 362 19.4.2 Proteo para Condio de Bloqueio ................................................................... 363 19.4.3 Limitao do Nmero de Partidas ........................................................................ 363 19.5 Proteo de Curto-circuito.................................................................................................. 364 19.6 Proteo de Falta a Terra ..................................................................................................... 365 19.6.1 Sistema Solidamente Aterrado............................................................................... 365 19.6.2 Sistemas Aterrados com Resistncia ..................................................................... 366 19.6.3 Sistema Isolado da Terra......................................................................................... 367 19.6.4 Sistema Aterrado com Bobina Petersen ............................................................... 368 19.7 Proteo de Sequncia Negativa ........................................................................................ 369 19.8 Faltas nos Enrolamentos do Rotor...................................................................................... 370 19.9 Deteco de Temperatura RTD ........................................................................................... 371 19.10 Falhas em Mancais ................................................................................................................ 371 19.11 Proteo de Subtenso......................................................................................................... 371 19.12 Proteo de Perda de Carga ................................................................................................ 371 19.13 Proteo Adicional para Motores Sncronos ..................................................................... 371 19.13.1 Proteo Contra Perda de Sincronismo ............................................................... 372 19.13.2 Proteo Contra Rpido Restabelecimento da Alimentao ............................ 372 19.14 Exemplos de Proteo de Motor......................................................................................... 372 19.14.1 Proteo de um Motor AT ...................................................................................... 372 19.14.2 Proteo de um Motor BT...................................................................................... 374

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Proteo e Automao de Redes Conceito e Aplicao 20 Proteo de Ferrovias Eletrificadas em C.A. ............................................................... 37720.1 Introduo.............................................................................................................................. 378 20.2 Filosofia da Proteo ............................................................................................................ 378 20.3 Alimentao Monofsica Clssica ...................................................................................... 378 20.3.1 Sistema Clssico Diagrama de Alimentao .................................................... 379 20.3.2 Sistema Clssico Filosofia da Proteo ............................................................. 380 20.3.3 Alcances da Zona de Proteo de Distncia ....................................................... 381 20.3.4 Carga Evitada ........................................................................................................... 384 20.3.5 Caractersticas Avanadas de Rels Modernos.................................................... 384 20.3.6 Impacto de Trens com Freio Regenerativo .......................................................... 385 20.3.7 Outras Caractersticas do Rel ............................................................................... 385 20.4 Proteo Trmica da Catenria ........................................................................................... 385 20.4.1 Mtodo de Proteo Trmica da Catenria ......................................................... 385 20.5 Proteo de Retaguarda da Catenria ............................................................................... 386 20.5.1 Proteo de Sobrecorrente de Tempo-Definido (DTOC) ................................... 386 20.5.2 Proteo de Sobrecorrente de Retaguarda (BUOC)............................................ 386 20.6 Alimentao com Autotransformador ............................................................................... 386 20.6.1 Descrio de Alimentao com Autotransformador .......................................... 387 20.6.2 Filosofia da Proteo de Sistema com Autotransformador............................... 387 20.6.3 Alcances de Zonas de Proteo de Distncia ...................................................... 389 20.6.4 Ajustes da Temporizao da Zona da Distncia e Carga Evitada .................... 390 20.6.5 Implicaes do Uso de Chaveamento de Dois Polos e Religamento Automtico ........................................................................................ 390 20.6.6 Proteo de Retaguarda ......................................................................................... 390 20.7 Proteo da Subestao Alimentadora .............................................................................. 391 20.8 Exemplo de Sistema de Proteo Clssico ........................................................................ 391 20.8.1 Dados de Impedncia da Seo............................................................................. 391 20.8.2 Clculo da Impedncia da Seo .......................................................................... 392 20.8.3 Clculo do Alcance da Zona 1 para TF-1 ............................................................ 392 20.8.4 Clculo do Alcance da Zona 2 para TF-1 ............................................................ 392 20.8.5 Clculo do Alcance da Zona 3 para TF-1 ............................................................ 393 20.8.6 Temporizaes das Zonas....................................................................................... 393 20.8.7 Proteo de Sobrecorrente..................................................................................... 393 20.8.8 Proteo Trmica..................................................................................................... 394 20.8.9 Sumrio dos Ajustes da Proteo da Catenria .................................................. 395

21 Testes e Comissionamento de Rels.............................................................................. 39721.1 Introduo.............................................................................................................................. 398 21.1.1 Testes de Tipo .......................................................................................................... 398 21.1.2 Testes de Rotina de Produo em Fbrica........................................................... 398 21.1.3 Testes de Comissionamento ................................................................................... 398 21.1.4 Manuteno Peridica ............................................................................................ 398 21.2 Testes Eltricos de Tipo ....................................................................................................... 398 21.2.1 Testes Funcionais..................................................................................................... 398 21.2.2 Testes de Valores Nominais .................................................................................... 399 21.2.3 Suportabilidade Trmica......................................................................................... 399 21.2.4 Carga de Rels .......................................................................................................... 399 21.2.5 Entradas do Rel ...................................................................................................... 399 21.2.6 Contatos de Sada do Rel ...................................................................................... 399

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Contedo

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21.2.7 Resistncia de Isolao ........................................................................................... 399 21.2.8 Alimentao Auxiliar ............................................................................................... 400 21.3 Testes de Compatibilidade Eletromagntica .................................................................... 400 21.3.1 Teste de Interrupo C.C. ....................................................................................... 401 21.3.2 Ondulao C.A. na Alimentao C.C. ................................................................... 401 21.3.3 Variaes de C.C. para Cima e para Baixo ........................................................... 401 21.3.4 Teste de Distrbios de Alta Frequncia................................................................ 401 21.3.5 Testes de Transitrios Rpidos............................................................................... 402 21.3.6 Teste de Imunidade a Surtos.................................................................................. 402 21.3.7 Interferncia na Frequncia do Sistema .............................................................. 402 21.3.8 Teste de Descarga Eletrosttica ............................................................................ 402 21.3.9 Testes de Emisses Conduzidas e Radiadas ......................................................... 403 21.3.10 Testes de Imunidade para Emisses Conduzidas e Radiadas ............................ 403 21.3.11 Testes de Campo Magntico na Frequncia do Sistema ................................... 405 21.4 Testes de Segurana do Produto ........................................................................................ 406 21.4.1 Suportabilidade a Tenso Dieltrica ..................................................................... 406 21.4.2 Suportabilidade do Isolamento a Sobretenso ................................................... 406 21.4.3 Verificao de Condies de Falta nica ............................................................. 407 21.4.4 Impedncia do Aterramento .................................................................................. 407 21.4.5 Logotipo CE.............................................................................................................. 407 21.5 Testes de Tipo Ambientais ................................................................................................... 407 21.5.1 Teste de Temperatura ............................................................................................. 407 21.5.2 Teste de Umidade .................................................................................................... 407 21.5.3 Teste Cclico de Temperatura/Umidade ............................................................... 407 21.5.4 Teste de Proteo do Gabinete .............................................................................. 408 21.5.5 Testes Mecnicos ..................................................................................................... 408 21.6 Testes de Software ................................................................................................................ 409 21.6.1 Teste Esttico ........................................................................................................... 409 21.6.2 Teste Dinmico......................................................................................................... 409 21.6.3 Teste de Ambiente ................................................................................................... 409 21.6.4 Teste de Software/Integrao de Software ......................................................... 409 21.6.5 Teste de Integrao de Software e Hardware ..................................................... 410 21.6.6 Teste de Validao ................................................................................................... 410 21.6.7 Rastreabilidade dos Testes de Validao .............................................................. 410 21.6.8 Modificaes de Software - Teste de Regresso ................................................ 410 21.7 Testes de Tipo de Validao Dinmica .............................................................................. 410 21.7.1 Uso de Modelos Analgicos de Sistemas de Potncia ....................................... 411 21.7.2 Uso de Equipamento de Simulao Baseado em Microprocessadores............ 411 21.8 Testes de Produo ............................................................................................................... 413 21.9 Testes de Comissionamento ................................................................................................ 414 21.9.1 Testes de Isolamento ............................................................................................... 415 21.9.2 Procedimento de Autoteste do Rel ..................................................................... 415 21.9.3 Testes de Transformadores de Corrente ............................................................... 416 21.9.4 Testes de Transformadores de Potencial .............................................................. 417 21.9.5 Verificao do Ajuste do Rel de Proteo .......................................................... 417 21.10 Equipamento de Teste de Injeo no Secundrio............................................................ 418 21.10.1 Blocos/Conexes para Teste de Injeo no Secundrio .................................... 418 21.10.2 Conjuntos de Teste para Injeo no Secundrio ................................................ 418

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Proteo e Automao de Redes Conceito e Aplicao21.11 Teste de Injeo no Secundrio .......................................................................................... 420 21.11.1 Esquemas que Usam Tecnologia Digital ou Numrica de Rel ........................ 421 21.11.2 Esquemas que Utilizam Tecnologia de Rels Eletromecnicos/Estticos ...... 422 21.11.3 Circuitos de Teste para Testes de Injeo no Secundrio ................................. 422 21.12 Testes de Injeo no Primrio ............................................................................................. 422 21.12.1 Facilidades de Teste ................................................................................................ 423 21.12.2 Verificao da Relao de Transformao do TC ............................................... 423 21.12.3 Verificao de Polaridade de TC............................................................................ 424 21.12.4 Teste do Rel por Injeo no Primrio ................................................................. 424 21.13 Teste do Esquema Lgico de Proteo.............................................................................. 424 21.14 Testes de Atuao e de Alarme ........................................................................................... 425 21.15 Testes Peridicos de Manuteno ...................................................................................... 425 21.15.1 Frequncia de Inspeo e Testes........................................................................... 425 21.15.2 Testes de Manuteno ...............................................