RELÉS MICROPROCESSADOS

Relés microprocessados são equipamentos que monitoram sinais de grandezas elétricas provenientes de TCs e TPs e sensores posicionados em pontos estratégicos de um sistema elétrico. Os mesmos possuem uma programação com equações lógicas e valores limites envolvendo as grandezas elétricas monitoradas.

Quando suas equações lógicas são satisfeitas, os relés emitem sinais para outros equipamentos como disjuntores e controladores lógicos programáveis (CLPs ou PLCs), de modo a proteger o sistema, abrindo um disjuntor ou desligando equipamentos, de modo a isolar a causa do problema.

O sistema da planta em estudo utiliza relés microprocessados para coordenação de sua proteção, que possuem em sua programação as funções dos subitens a seguir.

6.2.3.6.1. FUNÇÃO SOBRECARGA TÉRMICA (49)

Diversos sensores de temperatura estão localizados em pontos dos motogeradores tais como mancais e enrolamentos. Esses pontos possuem elementos que sofrem com aquecimento, seja ele devido a atrito, ou a passagem de energia elétrica por efeito Joule. De modo a evitar a perda das características dos materiais destes elementos, os sensores de temperatura previamente mencionados emitem sinais analógicos (saída 4 a 20mA) para o relé de proteção que atuará caso haja a ultrapassagem dos limites de sua programação.

6.2.3.6.2. FUNÇÃO DE SOBRECORRENTE (50/51 E 50N/51N)

Como o próprio nome diz, a função de sobrecorrente fará o relé microprocessado atuar quando o sinal de corrente proveniente de TCs for maior que o valor programado.

O aumento brusco da corrente de um sistema pode estar associado ao ligamento de um grande motor ou a um curto-circuito, dentre outros. Porém, como grandes equipamentos ou motores possuem dispositivos que amenizam seus picos de corrente na partida, o relé que possui a função de sobrecorrente caracteriza este aumento brusco como um curto-circuito, comandando a abertura de disjuntores predefinidos com intenção de acabar com a falha. Existem dois tipos de função de sobrecorrente, as sobrecorrentes instantânea e temporizada.

57 A função instantânea (50) atua assim que o valor do sinal de corrente proveniente de TCs atingir o valor programado. Seu tempo de atuação desde a identificação da anormalidade compreende somente o tempo de movimento das partes moveis no momento da abertura, podendo este ser de menos de 1 ciclo, ou seja, cerca de 17ms.

A função temporizada (51) atua após certo tempo programado para valores de correntes menores que os programados na função instantânea. Os relés com função temporizada podem ser de tempo definido (onde é definido seu tempo de atuação) ou de tempo inverso (onde é escolhida a curva de tempo e não o tempo propriamente dito).

Existe ainda um relé que combina ambas as funções 50 e 51. O mesmo é chamado de relé temporizado com função instantânea (50/51).

A monitoração da corrente pode tanto ser realizada em condutores alimentadores dos sistemas elétricos como também em neutros de ligações em estrela a 4 fios.

A corrente de neutro é monitorada de modo a identificar correntes fuga para a terra. A função de sobrecorrente de neutro (50N/51N) também pode ser temporizada ou instantânea.

As funções de sobrecorrente instantânea e temporizada de neutro ou não, são utilizadas para proteção de todos os disjuntores da planta, sejam eles de despachos em alta tensão para as lojas, quanto na proteção dos disjuntores das unidades geradoras.

6.2.3.6.3. FUNÇÃO SUBTENSÃO (27)

Equipamentos e seus elementos são construídos para operar em um determinado nível de tensão. A função de subtensão atua quando o sinal de tensão do TP conectado ao GCP ultrapassar um valor inferior ao limite parametrizado. Este limite é dado por uma porcentagem admissível de diferença entre a tensão real e a tensão nominal do circuito.

Na planta em estudo a tensão real do circuito não pode ser menor que 80% do valor nominal durante 5 segundos. Se ultrapassarmos este limite o relé atuará na abertura do disjuntor.

6.2.3.6.4. FUNÇÃO DE DESBALANCEAMENTO DE CORRENTE DE FASE (46)

Circuitos elétricos trifásicos devem ter suas cargas devidamente balanceadas em suas três fases. Desta forma, obtêm-se correntes balanceadas que possibilitam o melhor

58 dimensionamento de elementos do sistema assim como uma melhor operação e controle do mesmo.

Cargas trifásicas são balanceadas, porém, cargas monofásicas devem ser bem alocadas evitando este desbalanceamento.

Em uma situação normal de operação, as correntes de cada fase devem ser semelhantes em valor, com uma diferença entre si tolerável. Em condições anormais dos sistemas, quando da existência de um curto monofásico, por exemplo, pode ser que a corrente da fase em curto se eleve, mas não o suficiente para caracterizar uma sobrecorrente. Quando isto acontece, o relé que possui a função de desbalanceamento de corrente de fase identifica esta anormalidade e comanda a abertura de disjuntores predefinidos.

O relé microprocessado da planta em estudo atua quando uma diferença de 15% da corrente base é verificada por 30ms ou 10% por 100ms é identificada por meio dos sinais dos TCs. Esta proteção só é utilizada em relés que protegem os motogeradores. Os mesmos comandam a abertura dos disjuntores das máquinas.

6.2.3.6.5. FUNÇÃO SOBRETENSÃO (59)

A função de sobretensão é justamente o oposto da função de subtensão (27). Quando a tensão do sistema atinge os valores de 112% da tensão nominal do circuito por 5 segundos, ou 120% durante 1 segundo, é caracterizada a sobretensão e o GCP da máquina comandará a abertura de disjuntores.

6.2.3.6.6. FUNÇÃO AUXILIAR DE BLOQUEIO (86)

Esta função é sempre controlada por outras funções, e no caso da planta em estudo, os diferentes relés de proteção existentes e todas as suas funções exercem este controle. A função auxiliar de bloqueio impede que o disjuntor seja rearmado, ou seja, fechado novamente quando alguma das funções ainda está ativa.

Ela serve para evitar fechamentos e aberturas intermitentes sob falha que possam danificar os disjuntores e seus contatos.

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6.2.3.6.7. FUNÇÃO DIRECIONAL DE SOBRECORRENTE (67)

O mesmo atua somente quando houver uma corrente acima daquela em sua programação para uma determinada direção durante um determinado tempo. No caso desta planta, esta função está presente no relé de proteção da entrada da concessionária e se certifica de que não haja exportação de energia. Por contrato, a concessionária obriga uma importação mínima.

Existe também o relé direcional de sobrecorrente de neutro (67N), de terra (67G) e de seqüência negativa (67Q).