31
1 Thales Terrola e Lopes PROTEÇÃO TEE-06090 (10º PERÍODO) 3 RELÉS DIFERENCIAIS (87) UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE Departamento de Engenharia Elétrica

Aula Reles Diferenciais

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Aula Reles Diferenciais

1

Thales Terrola e Lopes

PROTEÇÃO TEE-06090 (10º PERÍODO)

3 – RELÉS DIFERENCIAIS (87)

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE Departamento de Engenharia Elétrica

Page 2: Aula Reles Diferenciais

2

Page 3: Aula Reles Diferenciais

3

Page 4: Aula Reles Diferenciais

4

Localização dos TC´s

Page 5: Aula Reles Diferenciais

5

Relé Diferencial Comum

Relés diferenciais não estabilizados;

Basicamente relés de sobrecorrente utilizados em

ligação diferencial.

Condição Normal ou Defeito fora da zona protegida.

Sistema

em anel.

Relé não atua!

Page 6: Aula Reles Diferenciais

6

Relé Diferencial Comum

Defeito interno a zona protegida.

Sistema

Radial:

Relé atua!

Page 7: Aula Reles Diferenciais

7

Relé não atua!

Relé não atua!

Relé atua!

Relé Diferencial Comum

Sumário

Page 8: Aula Reles Diferenciais

8

Relé Diferencial Comum

Limitação da proteção Diferencial Comum:

Ocorrência de forte Curto-Circuito fora da zona seletiva, mas

muito próximo ao TC.

Casamento dos TC´s não ser ideal;

Saturação dos TC´s.

Ajuste das funções de sobrecorrente inerentes ao 87.

Page 9: Aula Reles Diferenciais

9

Relé Diferencial Percentual (87)

Derivação Central

Relé atua!

Limiar de Operação!

Page 10: Aula Reles Diferenciais

10

Situação de Operação Normal ou defeito fora da zona

protegida.

I1 e I2 produzem campos magnéticos

concordantes!

i1=i2

Bobina de Operação:

Torque Nulo!

Bobina de Restrição:

Duas partes enroladas no

mesmo sentido

Elevado Torque Negativo!

Relé Diferencial Percentual (87)

Page 11: Aula Reles Diferenciais

11

Bobina de Operação:

Elevado Torque Positivo!

Bobina de Restrição:

Torque Nulo!

Supor que:

i1=i2

I1 e I2 produzem campos magnéticos em

sentidos opostos na meia bobina de restrição!

Relé Diferencial Percentual (87)

Curto Circuito dentro da zona protegida.

Page 12: Aula Reles Diferenciais

12

Defeitos externos: relé fortifica a restrição e

enfraquece a operação, não garantindo a operação;

Defeitos internos: relé fortifica a operação e

enfraquece a restrição, garantindo a operação.

Relé Diferencial Percentual (87)

Page 13: Aula Reles Diferenciais

13

Relé Diferencial Percentual (87)

Curva de Operação do Relé 87

A característica percentual (slope) é utilizada para compensar do

descasamento das relações de TCs, de ajustes de bobinas de restrição, etc.

Curva Percentual

Page 14: Aula Reles Diferenciais

14

Relé Diferencial Percentual (87)

Modelo determinado a partir da situação normal de operação, sem curto.

Bobina de Restrição:

Bobina de Operação:

Determinação da Curva de Operação

Page 15: Aula Reles Diferenciais

15

Relé Diferencial Percentual (87)

Torque no balancim do relé:

No limiar:

Determinação da Curva de Operação

Page 16: Aula Reles Diferenciais

16

Relé Diferencial Percentual (87)

Declividade da reta do limiar de

operação do relé 87.

Determinação da Curva de Operação

Generalizando para

relação do Torque:

Page 17: Aula Reles Diferenciais

17

Relé Diferencial Percentual (87)

Curva de Operação do Relé 87

Curva Percentual

K3 representa o efeito da mola restauradora.

0,1 A ou 0,2 A ou valor fornecido pelo fabricante.

Page 18: Aula Reles Diferenciais

18

Relé Diferencial Percentual (87)

Maior declividade da reta

menor sensibilidade do relé!

Ex: Declividade de 25%; a = 25%

Ajuste da inclinação da curva:

Curva de Operação do Relé 87

Page 19: Aula Reles Diferenciais

19

Relé Diferencial Percentual (87)

Alternativa Gráfica para a Curva de Operação

do Relé 87

Modelo baseado nas correntes na bobina de retenção: I1 e I2

Percentagem da corrente diferencial p ( I1 - I2) em relação

a menor corrente, I1 ou I2

Page 20: Aula Reles Diferenciais

20

Relé Diferencial Percentual (87)

I1 I2

Aumento do ângulo: Aumento da zona de

não atuação!

Aumento da faixa de

correntes onde I1 = I2.

Page 21: Aula Reles Diferenciais

21

Relé Diferencial Percentual (87)

86 – Relé auxiliar de bloqueio

Obs: Os TC´s utilizados na proteção diferencial devem ter uma classe

de precisão superiores aos TC´s para as funções 50, 51, 21, 67. 32.

Erros dos TC’s influenciam no ajuste do relé 87.

Clsses de precisão: 2.5%, 5% ou de 10%.

Conexão ao SEP

Page 22: Aula Reles Diferenciais

22

Relé Diferencial Percentual (87) Compensação da diferença angular estrela – triangulo

dos transformadores pela conexão dos TCs.

A corrente no enrolamento 1, IA-IB, está adiantada em 30° da

corrente do enrolamento 2.

Page 23: Aula Reles Diferenciais

23

Relé Diferencial Percentual (87)

Compensação da diferença angular estrela - triangulo pela

conexão dos TCs.

Page 24: Aula Reles Diferenciais

24

Relé Diferencial Percentual (87)

Proteção Diferencial por Tele Proteção

Fio Piloto

Page 25: Aula Reles Diferenciais

25

Relé Diferencial Percentual (87)

Proteção Diferencial por Tele Proteção

Fio Piloto

Operação Normal

Curto-Circuito na Linha

Page 26: Aula Reles Diferenciais

26

Relé Diferencial Percentual (87)

Proteção Diferencial por Tele Proteção

Fibra Óptica

Cabo OPGW (Optical Ground Wires) – condutor metálico

onde coaxialmente estão instalados os cabos de fibra óptica.

Page 27: Aula Reles Diferenciais

27

Relé Diferencial Percentual (87)

Proteção Diferencial por Tele Proteção

Fibra Óptica - Cabo OPGW (Optical Ground Wires)

Page 28: Aula Reles Diferenciais

28

Relé Diferencial Percentual (87) Proteção Diferencial por Tele Proteção

Onda Portadora (Carrier)

OPLAT – Onda Portadora sob Linha de Alta Tensão (20 a 400 kHz)

Demodulação Modulação

Page 29: Aula Reles Diferenciais

29

Relé Diferencial

Exercícios

1) Determinar os parâmetros principais dos transformadores

de corrente e os ajustes necessários do relé de

sobrecorrente diferencial para a proteção de um

transformador de potência de 56 MW, na tensão de

138/13,8 kV, ligado em triângulo-estrela. A corrente de

curto-circuito monopolar próximas as buchas do

transformador é de 3700 A. A corrente de curto-circuito

trifásica na mesmo ponto vale 17.000A. A corrente de curto-

circuito no lado primário vale 2800A.

a) Relações nominais dos TCs (RTC);

b) Erro percentual na relação;

c) Ajuste da declividade percentual.

Page 30: Aula Reles Diferenciais

30

Relé Diferencial 2) A figura abaixo mostra um relé diferencial aplicado para proteção

do enrolamento do estator de um gerador. O relé tem um valor de

picape mínimo (corrente de atuação) de 0.1 A e está regulado para

uma declividade de 10%. Uma falta à terra ocorreu no enrolamento

do gerador, próxima ao extremo correspondente ao neutro aterrado

solidamente, quando o gerador alimentava uma certa carga,

resultando na circulação das correntes dada na figura. Admitindo-

se que os TC´s têm relação 400/5A e sem imprecisão, pergunta-se:

a) O relé operará para atuar o disjuntor do gerador, nas condições

dadas?

b) Poderia o relé operar sob dado valor de corrente de defeito, se

o gerador não estivesse fornecendo corrente à carga (disjuntor

aberto)?

c) Representar em um mesmo diagrama, a característica de

operação do relé e os pontos que representam as correntes de

operação e restrição no relé, nas duas condições acima.

Page 31: Aula Reles Diferenciais

31

Relé Diferencial

2) Figura do exercício.