Função de Sobrecorrente

7/25/2019 Funo de Sobrecorrente

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UNIVERSIDADE PAULISTA UNIPCAMPUS BRASLIA

Ps-Graduao

Funo de proteo de

sobrecorrente

Disciplina:Proteo de Sistemas Eltricos

Professora:Larissa Marques Peres

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Definio:

Protege o sistema contra correntes acima dasadmissveis para o seu bom funcionamento epreservao dos equipamentos.

Formas de ajuste: tracionamento na mola; variaode entreferro; mudana de taps na bobinamagnetizante; distncia entre contatos; entreoutras.

Funo de sobrecorrente

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Corrente de Pick-up: a corrente que deixa o relno limiar de operao.

Corrente de ajuste do rel: corrente a ser

parametrizada no rel para garantir uma corretaoperao do mesmo.

Corrente de ajuste do rel igual ao TAP do rel.

Termos importantes para parametrizao:

3

TAPI relajuste _


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Mltiplo do rel (M):

Indica quantas vezes a corrente de curto-circuito maior que o valor da corrente de ajuste do rel, ouseja, maior que seu TAP.

Termos importantes para parametrizao:

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TAPRTC

I

TAP

IM

TCprimrioTCundrio

__sec


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Principais funes de um rel de

sobrecorrente:

Sobrecorrente de fase: atua de acordo com ascorrentes medidas diretamente nas fases (A, B e

C). A proteo pode ser instantnea (cdigo ANSI50) ou temporizada (cdigo ANSI 51).

A proteo de sobrecorrente pode ser:

No-direcional (50/51): aplicada a sistemas radiais. Direcional (67): aplicada a sistemas em anel oumalhados.

Funo de sobrecorrente

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Funo de sobrecorrente com elemento

instantneo

No apresentam nenhum atraso intencional no tempode atuao. Qualquer atraso funo de suas

caractersticas construtivas.

Identificado pela norma ANSI pelo nmero 50.

Principal funo: identificar os curtos-circuitos maisseveros e elimin-los instantaneamente.

Atua para qualquer corrente maior que o seu ajuste.

Funo de sobrecorrente instantneo

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Rel de sobrecorrente com elemento

instantneo

Na prtica, este elemento sempre usado nacoordenao da proteo junto a um rel

temporizado.

Ajuste na coordenao da proteo: atua paraqualquer corrente superior a maior corrente de curto-circuito possvel no ponto correspondente a 85% docomprimento da linha, contado a partir do local deinstalao do rel.

Funo de sobrecorrente instantneo

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o rel que tem a atuao parametrizada

para ocorrer aps certo tempo.


Os rels de sobrecorrente temporizado podem ser:

Tempo definido. Tempo inverso.

Funo de sobrecorrente temporizado

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Funo de sobrecorrente com tempo definido

Estes rels so caracterizados por um tempo deatuao constante, independente da intensidade dagrandeza que o sensibiliza.

Atuao: quando a corrente ultrapassa o mltiplo dacorrente nominal ajustado.


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Funo de sobrecorrente com tempo definido


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Funo de sobrecorrente tempo inverso

Temporizao ou retardo de atuao varia inversamentecom a corrente.

Curvas caractersticas: caracterstica de tempoxcorrente Para rels eletromecnicos curva obtida em ensaios

de laboratrio. Para rels digitais (curva de tempo inverso obtida

por meio de equaes fornecidas pelos fabricantesnos catlogos).


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Corrente de ajuste do elemento tempo inverso: Fator que multiplica a corrente nominal de carga: serve para que o

rel no opere em variaes de at 50% na carga do sistema. Estevalor pode variar de 1,2 a 1,5.

Corrente de curto-circuito mnimo no final do circuito protegido:considera-se o curto-circuito bifsico ( o mais brando envolvendoduas fases).

Fator n que divide a corrente de curto-circuito: serve para garantir acorreta operao do rel (Fator de segurana utilizado pela empresa).


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nIIIa

mnimocircuitocurto

relajusteacalno

_

_arg_min)5,12,1(


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Existem vrias famlias de curvas de atuao.

Estas curvas esto associadas ao funcionamento

dos discos de induo presentes nos relseletromecnicos.

por meio das curvas de atuao que se faz oajuste do DT (dial) do rel eletromecnico.


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Rels eletromecnicos normalmente noapresentam equaes para determinar os temposde operao e sim curvas fornecidas pelos

fabricantes dos equipamentos.

Estas curvas so disponveis em funo do tempo edo mltiplo da corrente de ajuste (mltiplo do TAP).

Nos rels digitais desenvolveram-se modelosanalticos para representar essas curvas.


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Fonte: Manual IAC Time-overcurrent Relay General Eletric

COMPARAO DAS CARACTERSTICAS DOS RELS DESOBRECORRENTE IAC


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Exemplo

numrico


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Uma corrente de falta de valor 8000 A detectada pelo

rel de sobrecorrente do Tipo IAC 51. Para esta falta,qual ser o tempo de atuao do rel sobre ocorrespondente disjuntor? Sabe-se que:

RTC de 1000-5;TAP = 8 A;DT = 2.


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Exemplo numrico


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Soluo:

Para 8000 A no primrio a corrente no rel ser:

O mltiplo do TAP (da corrente de ajuste):


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ATAP

II

TCundrio

TCundrioCC 40

5

1000

8000_sec_sec_

58

40_sec TAP

IM

TCundrio

Exemplo numrico


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Soluo:

Considerando DT = 2 e M=5,analisando estes valores nafigura ao lado, que mostraas curvas caractersticas deoperao deste rel, otempo de atuao deaproximadamente 0,72 s.


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Exemplo numrico Curvas de operao dos rels

IAC-51 e IAC-52


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Agora com vocs!!!

Exerccio


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Seja um rel de sobrecorrente (IAC 77 GE), que

aciona um disjuntor que deve desligar para:I = 450 [A]Icc =3360[A], em 0,3 sRTC = 300-5TAPS disponveis: 1,0 a 8,0 com intervalos de 1,0 A.


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Exerccio


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Soluo:

Do catlogo do fabricante tem-se que acaracterstica deste rel extremamente inversa.

Para atender a condio de disparo para I = 450 [A],o valor dotapdeve ser:


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RTC

ITAPI

ajuste

relajuste _

Exerccio


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Soluo:

Do catlogo do fabricante tem-se que acaracterstica deste rel extremamente inversa.

Para atender a condio de disparo para I = 450 [A],o valor dotapdeve ser:


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ARTC

TAPI relajuste 5,7

5

300

450450_ ATAP prximomais 8

Exerccio


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Soluo:

Para determinar a diviso do DT (dial ajustador detempo) a ser usado, determina-se o mltiplo dacorrente de ajuste, considerando a corrente decurto-circuito que circular no rel:


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7

85

3003360__sec

TAPRTCI

TAPIM TCprimrioTCundrio TAPdoajusteovezes7

Exerccio


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Soluo:

Da curva do rel, conclui-se que

para obter um tempo de disparode 0,3 s, para M = 7 vezes oajuste do TAP, deve-se escolherDT = 3. Se quiser aumentar asegurana da proteo, pode-seescolher o mais prximo acima

do valor encontrado.


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Exerccio


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Estas curvas diferem nas equaes e nosparmetros que as constroem.

Modelos mais usados pelos rels digitais usam ascurvas de acordo com as normas: norma IEEEC37.112 curvas ANSI (American NationalStandarts Institute) e norma IEC 60255-3(International Electrotechnical Comission) curvasIEC.


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Curvas Padro IEC 60255-3


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Caracterstica

Inversa 0,02 0,14

Muito inversa 1,0 13,5

Extremamente inversa 2,0 80,0

Tempo longo inversa 1,0 120,0

p

p

T

I

I

t

1

t = tempo de trip (s)Tp = ajuste multiplicador de tempo (dial)I = corrente de faltaIp = corrente de ajuste = TAP

e = constantes especficas de cadatipo de curvaI/Ip = M = mltiplo da corrente de ajustedo rel


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Fonte:Manual Proteo Diferencial 7UT612 SIPROTEC (SIEMENS), 2008


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Curvas Padro ANSI/IEEE


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Caracterstica A B P

Extremamente

Inversa 5,64 0,02434 2

Muito inversa 3,922 0,0982 2

Moderadamente

inversa 0,0103 0,0228 0,02

Inversa 8,9341 0,17966 2,0938

Longa inversa 5,6143 2,18592 1

DB

I

I

A

t P

p

1

t = tempo de trip (s)D = ajuste de dial de tempoI = corrente de falta

Ip = corrente de ajuste = TAPA, B e P = constantes especficas de cadatipo de curvaI/Ip = M = mltiplo da corrente de ajustedo rel


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Funo de sobrecorrente tempo inverso com

elemento instantneo (50/51)


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Agora com vocs!!!

Exerccio


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Determinar o tempo de trip(operao) de um rel de

sobrecorrente de fase, para um defeito com correntede curto-circuito de 1200 A. Considerar:

curva de operao no Padro IEC 60255-3,caracterstica muito inversa.

ligado a TCs com RTC = 300-5, TAP = 6 A e ajustemultiplicador de tempo (dial) = 0,2.


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Exerccio


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Soluo:

De acordo com a equao do padro IEC e os

parmetros da caracterstica tempo longo inversa,temos:


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Exerccio

Caracterstica

Muito inversa 1,0 13,5

p

p

T

II

t

1

t = tempo de trip (s) =?

Tp = ajuste multiplicador de tempo (dial) =0,2I = corrente de falta =1200 AIp = corrente de ajuste = TAP =6 A =1,0 =13,5


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Soluo:


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Exerccio

2,0

1

5,13

1

1

_

TAPRTC

I

T

I

I

t

TCprimrio

p

p

st 157,12,0

1

65

300

1200

5,131


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Soluo:Exerccio


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Sistema a ser protegido no radial, por exemplo,sistema em anel, o rel de sobrecorrente no capazde distinguir a direo da corrente de falta.

Geralmente deve-se utilizar rels direcionais sempreque o fluxo de corrente possa ocorrer nos dois sentidosde uma linha de transmisso.


Funo de sobrecorrente direcional

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Utiliza-se a funo de sobrecorrente direcional: distinguem se o fluxo de corrente em uma ou outra

direo. verifica o ngulo de fase entre a grandeza de operao

e a grandeza de polarizao. permite tripsomente para o fluxo de corrente em umadeterminada direo.


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Estes geralmente utilizam corrente (grandeza de

operao) e tenso (grandeza de polarizao) para poderreconhecer o sentido de fluxo da corrente.

So empregados transformadores de corrente e tenso.

So utilizados, essencialmente, na proteo de linhas detransmisso da classe de tenso igual ou superior a 69 kV.

Na maioria dos rels, a unidade direcional percorridapela corrente correspondente ligao do rel, enquanto

a tenso aplicada bobina de potencial referente soutras duas fases.


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Exemplo que melhor esclarece a aplicao dos rels desobrecorrente direcionais:

Em cada linha, existem rels de sobrecorrente direcionais,que somente operam para correntes dirigidas conformeindicado.


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Os rels em questo devero ser ajustados com osseguintes tempos de atuao:

De tal forma que: TE < TD < TC < TB < TA < T1. Ta < Tb < Tc < Td < Te < T2.


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Rel Tempo

E TE

D TD

C TC

B TBA TA

1 T1

Rel Tempo

a Ta

b Tb

c Tc

d Tde Te

2 T2


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Falta no ponto P.

Analisando-os sentidos das correntes de defeito, verifica-se quevrios rels sero sensibilizados;

Devido coordenao de tempo, somente os disjuntores e e Dse abriro.


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A aplicao dos rels de sobrecorrente e a sua calibrao,para se obter a necessria seletividade de operao,exige estudos detalhados e precisos das correntes de faltaque podem surgir no sistema.

Outro inconveniente o tempo de operao dos rels, que lento.

A proteo de sobrecorrente usada basicamente paraproteo de falta fase-terra, em circuitos de distribuio de

empresas distribuidoras de energia, sistemas industriais eem circuitos de subtransmisso, onde a proteo dedistncias no se justifica economicamente.


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Em linhas de transmisso, a proteo de fase feita porrels de distncia e, muitas vezes, a proteo de falta terra atravs de rels de sobrecorrente.

A proteo com rels de sobrecorrente tambm muitoempregada em subestaes, para a proteo deretaguarda contra faltas externas.


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Polarizao da funo de sobrecorrente

direcional

Existe praticamente trs tipos de ligao convencional.

Cada uma dessas ligaes corresponde a um ngulomximo de torque diferente.

Nos rels digitais, pode-se ajustar o ngulo conforme anecessidade do projeto.


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Documents

Função de Sobrecorrente