Coordenação e Seletividade Religador – Fusível

A coordenação entre um religador e um elo fusível acontece quando o fusível não fundir enquanto o religador realiza suas operações pela curva rápida, mas fundir antes que o religador opere pela curva lenta, evitando que este se bloqueie (CPFL, 2006). Ou seja, a curva temporizada do religador funciona como proteção de retaguarda.

Esta coordenação acontece para uma determinada faixa de corrente, chamado intervalo de coordenação. O ponto mínimo é obtido pela interseção do tempo máximo de fusão do elo com a curva lenta do religador. Já o ponto máximo é obtido pela interseção do tempo mínimo de fusão do elo com a curva rápida do religador, multiplicada por um fator K apropriado (ELETROBRAS, 1982). O fator K é um fator de segurança para prevenir contra alterações térmicas relacionadas aos aquecimentos e resfriamentos sucessivos dos elos fusíveis, devido

aos religamentos advindos do ciclo de operações do religador. Desta forma, o fator K depende do número de operações na curva rápida e do intervalo de religamento do religador (CEMIG, 2002). Os valores normalmente utilizados para K são mostrados na Tabela 3.2 (CEPEL, 2006), sendo que geralmente são utilizados valores médios.

Tabela 3.2 – Valores de K Associados às Operações Rápidas do Religador (CEPEL, 2006).

Tempo de Religamento (Ciclos)

Uma Operação Rápida

Duas Operações Rápidas Máximo Média Máximo Média

25 – 30 1,3 1,2 2,0 1,8

60 1,3 1,2 1,5 1,35

90 1,3 1,2 1,5 1,35

120 1,3 1,2 1,5 1,35

Quando o fator K não for conhecido, o ponto máximo será a interseção da curva mínima de fusão do elo multiplicada por 0,75, com a curva rápida do religador multiplicada pelo número de operações rápidas ajustadas no religador. Já o ponto mínimo será a interseção da curva lenta do religador com a curva de tempo máxima de interrupção do elo. Caso esta interseção não ocorra, o ponto mínimo será a corrente de pick up do religador (CEPEL, 2006) e (ELETROBRAS, 1992).

Na Figura 3.12 (GODINHO, 2010), é mostrado um exemplo da coordenação entre religador – fusível, com o fator K conhecido.

Figura 3.12 - Coordenação Religador - Fusível. Onde:

1-Curva de operação rápida do religador; 2- Curva de operação lenta do religador; 3-Curva de tempo mínimo do elo;

4- Curva de tempo total de interrupção do elo;

O intervalo de tempo observado na Figura 3.12 entre a curva lenta do religador e a curva de tempo total de interrupção do elo fusível deve ser de no mínimo 0,2 segundos, sendo que nos pontos extremos (pontos mínimos e máximos) isso não ocorre (GUIGUER, 1988). Pela análise da Figura 3.12, no intervalo entre o ponto mínimo e máximo haverá coordenação. Para correntes menores que o ponto mínimo, não haverá nem coordenação e nem seletividade. Para correntes maiores que o ponto máximo, haverá apenas seletividade.

A verificação da coordenação deve ser feita levando-se em consideração tanto as faltas entre fases quanto as faltas fase-terra. Para faltas entre fases, consideram-se as curvas de fase do religador, sendo que para faltas fase-terra, considera-se tanto as curvas de fase como as curvas de terra. Quando não se conseguir coordenação para toda faixa de corrente, deve-se buscar pelo menos a coordenação para o defeito fase-terra mínimo.

3.5.2.2 Seletividade Religador – Fusível

Nas situações que se desejar obter seletividade entre religador-fusível deve-se deixar o religador operando apenas pela curva lenta e, para este caso, pode-se ter mais de três fusíveis em série com o religador (ALBINI, 2003).

Há seletividade caso não exista interseção da curva de atuação total do elo com a curva lenta do religador, com esta última com tempos maiores de atuação que a primeira.

Como já mencionado na seção anterior, existem valores de corrente de defeito que levam a perda de seletividade ou até mesmo uma descoordenação entre os dispositivos de proteção. Cabe ao responsável pelo estudo se atentar para os valores máximos e mínimos de corrente obtidos do intervalo de coordenação entre o religador e o fusível.

3.5.2.3 Seletividade Fusível - Religador

Esse tipo de configuração, por vezes existente em subestações rurais, onde normalmente o fusível encarrega-se pela proteção primária de um transformador abaixador. Pela diferença existente entre os níveis de tensão torna-se necessário “rebater” a curva de atuação do elo para o nível de tensão do secundário, antes de analisar os critérios de seletividade. Em outras palavras, as curvas dos elementos de proteção primária e secundária do transformador devem ser plotadas na mesma tensão base (tensão secundária ou primária do transformador).

Para este tipo de configuração, o intervalo de seletividade é formado pelo ponto mínimo, que é a corrente mínima de atuação do elo, e o ponto máximo, que é obtido pela interseção do tempo mínimo de fusão do elo com a curva lenta do religador, multiplicada por um fator K1 apropriado. O fator K1 é um fator de segurança para prevenir contra os efeitos

acumulativos de calor produzido no elo fusível pelas sucessivas operações de religamento a jusante. Os valores normalmente utilizados para K1 são mostrados na Tabela 3.3 (GUIGER, 1988).

Tabela 3.3 – Valores de K1 para a Combinação Fusível – Religador (GUIGER, 1988). Tempo de Religamento (Ciclos) Sequência de Operação

2 Rápidas/2Lentas 1 Rápida/3Lentas 4 Lentas

25 2,7 3,2 3,7 30 2,6 3,1 3,5 60 2,1 2,5 2,7 90 1,85 2,1 2,2 120 1,7 1,8 1,9 240 1,4 1,4 1,45 600 1,35 1,35 1,35

Quando o fator K1 não for conhecido, o ponto máximo será a interseção da curva mínima de fusão do elo multiplicada por 0,75 com a curva lenta do religador multiplicada pelo número de operações lentas do dispositivo e somada ao tempo total de operações rápidas do religador (ELETROBRAS, 1982).

Na Figura 3.13, é mostrado um exemplo do intervalo de seletividade (entre as linhas tracejadas) da combinação fusível – religador, com o fator K1 conhecido.

Figura 3.13 - Seletividade Fusível - Religador.

O intervalo de tempo observado na Figura 3.13, entre a curva lenta do religador multiplicada por K1 e a curva de tempo mínima de interrupção do elo fusível deve ser de no mínimo 0,2 segundos.