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Sistema
Elétrico de
Potência - SEP
Inst. Pablo Bosco SUBESTAÇÕES
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Sistema de proteção em subestações
As proteções são realizadas com o objetivo de diminuir ou evitar os riscos ou danos causados, nos casos de anormalidades durante a operação do sistema.
SUBESTAÇÃO
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A proteção dos sistemas é contra sobrecorrentes (curto circuitos) e sobretensões (internas e descargas atmosférica).
Em subestações a proteção contra sobretensões é, fundamentalmente, os para raios.
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
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Um sistema de proteção deve:
✓ Salvaguardar a integridade física de operadores e usuários do sistema;
✓ Evitar ou minimizar danos materiais;✓ Retirar de serviço um equipamento ou parte do sistema
que se apresente defeituoso;
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
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Um sistema de proteção deve:
✓ Melhorar a continuidade do serviço;✓ Diminuir despesas com manutenção corretiva;
✓ Melhorar indicadores.
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
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Um sistema de proteção também deve ter:
✓ Confiabilidade - proteger o sistema com segurança e corretamente;
✓ Seletividade – reconhecer e selecionar as condições que deve operar;
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
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Um sistema de proteção também deve ter:
✓ Velocidade - desligar o trecho ou equipamento defeituoso no menor tempo possível.
✓ Sensibilidade - responder a anormalidades com menor margem possível de tolerância.
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
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O sistema de proteção atua em três níveis: principal, de retaguarda e auxiliar.
✓ Proteção Principal - em caso de uma falha é quem atua primeiro;
✓ Proteção de retaguarda - atua quando há uma falha no sistema de Proteção Principal;
✓ Proteção Auxiliar - são funções auxiliares dos sistemas de Proteção principal e de retaguarda, como sinalização, alarme.
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
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Níveis do sistema de proteção.
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
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A proteção dos sistemas é realizada através de Relés que comandam a abertura de disjuntores.
Os disjuntores são responsáveis por interromper a circulação de corrente e fazer a extinção do arco elétrico.
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
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Arco elétrico é passagem da corrente elétrica por um dielétrico, material isolante. A intensidade do arco depende
do valor da corrente que está percorrendo o circuito no momento da interrupção.
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O modo como o disjuntor faz a extinção do arco elétrico é que define suas características construtivas.
As mais empregadas são:✓ Grande volume de óleo,✓ Pequeno volume de óleo,
✓ Gás,✓ Vácuo.
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Disjuntores a óleo
Esses disjuntores empregam óleo mineral como elemento para extinção do arco, o óleo atua como isolante e é capaz
de suportar altas temperaturas.
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Disjuntores a gás
O gás empregado é o SF6 - hexafluoreto de enxofre, que em condições normais é altamente dielétrico, não inflamável e
não tóxico.O SF6 pode ser usado em isolação de sistemas de 13,8KV a
500KV.
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Disjuntor a gás
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Disjuntores a vácuo
O vácuo é usado para a extinção do arco elétrico, é considerado o sistema mais eficiente.
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
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Os disjuntores podem ser acionados por três tipos de comando:
✓ Manual - realizado no próprio disjuntor, através de botões.
✓ Elétrico - realizado por painéis de comando, que podem ser instalados dentro ou fora das subestações.
✓ Automático - através de relés de proteção parametrizados, sem nenhuma intervenção humana.
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
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RELÉS DE PROTEÇÃO
São equipamentos de proteção, que detecta falhas e outras condições perigosas e intoleráveis para o sistema. Eles dão
comando para abertura de disjuntores.
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O relé recebe informações permanentemente do sistema que protege, essas informações são corrente, tensão,
frequência, impedância, ângulo de fase.
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
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Principais relés
SISTEMAS DE PROTEÇÃO
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RELÉ DE SOBRECORRENTE (50 - 51)
Atua em caso de aumento da corrente nominal de operação do sistema.
Dentro de subestações são ligados indiretamente através de transformadores de corrente.
Relé de Sobrecorrente
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Os relés de sobrecorrente atuam conforme uma corrente pré estabelecida e seu tempo de atuação é programado conforme Curva Característica de atuação do relé, que podem ser de tempo definido ou tempo dependente.
Relé de Sobrecorrente
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Relé de tempo definido
Uma vez definido o tempo de atuação e a corrente mínima de atuação, o relé irá atuar neste tempo para valores iguais
ou maiores que a corrente mínima.
Relé de Sobrecorrente
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Relé de tempo dependente
O tempo de atuação do relé é inversamente proporcional ao valor da corrente. Quando maior a corrente, menor o tempo
de atuação do relé.
Relé de Sobrecorrente
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As curvas de atuação por tempo dependente pode ser: Normalmente inversa (NI), Muito inversa (MI) e
Extremamente inversa (EI).
Relé de Sobrecorrente
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Os relés são compostos por unidades instantâneas e temporizadas. A unidade instantânea (função 50) atua
imediatamente ou por um tempo previamente definido, a unidade temporizada (função 51) atua por tempo
dependente ou tempo definido.
Relé de Sobrecorrente
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A unidade instantânea possui ajustes para: corrente mínima de atuação e tempo de atuação.
A unidade temporizada possui ajustes para: corrente mínima de atuação e curva de atuação.
Relé de Sobrecorrente
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Esquema de ligação dos relés
Relé de Sobrecorrente
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Representação em diagrama unifilar
Relé de Sobrecorrente
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RELÉ DE SOBRECORRENTE DIRECIONAL (67)
Em sistemas em anel, ou dois pontos de tensão em extremidades, somente o relé de sobrecorrente não é suficiente, pois em caso de falhas o relé terá que atuar montante e jusante. Para esse tipo de falha usa o relé
direcional.
Relé de Sobrecorrente Direcional
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O relé direcional possui sensibilidade para atuar apenas em direção a um sentido em relação ao fluxo de corrente pela
circula pelo sistema.
Relé de Sobrecorrente Direcional
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O relé usa duas grandezas de referência: uma de polarização, caracterizado por sinal de tensão;
outra de atuação, medida por uma relação de referência, caracterizado por um sinal de corrente.
Relé de Sobrecorrente Direcional
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Relé direcional para proteção entre fases
Relé de Sobrecorrente Direcional
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RELÉ DE DISTÂNCIA (21)
O relé de distância atua em função de uma falha, seu monitoramento é realizado em função da impedância entre
o ponto de instalação do relé e o comprimento de linha protegida.
Relé de Distância
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Esquema unifilar
Relé de Distância
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O relé de distância pode atuar em zonas de alcance, que são pre ajustadas conforme valores de tempo de atuação
Relé de Distância
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RELÉ DIFERENCIAL (87)
Este relé atua exatamente como os disjuntores
diferencial (DR) aplicados na proteção elétrica predial.
Relé Diferencial
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Esquema elétrico
Relé Diferencial
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Os relés de proteção contra subtensão (27) e sobretensão
(59) atuam quando a tensão fica abaixo ou acima dos valores de
tensão aceitáveis para a operação do sistema.
Relé de Sub e Sobtensão
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Perguntas