26 Revisão Bibliográfica
(a) Circuito equivalente do TT (b) Circuito simplificado do TT
Figura 2.23: Circuito equivalente e simplificado do transformador de tensão [3]
Onde:
• VPé a tensão no primário do transformador de tensão
• VSé a tensão no secundário do transformador de tensão
• ZBé a impedância de carga do transformador de tensão
• ILé a corrente no secundário do transformador de tensão
• ZLé a impedância do secundário do transformador de tensão
• ZHé a impedância do primário do transformador de tensão
• n é o número de espiras do transformador de tensão
• Rme Xm são as resistências e reatâncias de magnetização
O erro associado a estes transformadores deve ser muito baixo, pois a atuação dos relés é baseada nas medições dos TT. Estes erros devem-se a diferenças na magnitude e fase entre a tensão do primário referida ao secundário (VnP) e a tensão no secundário do TT. Podem ser calculados por [3]:
erroT T=n∗VS−VP VP
∗100% (2.15)
Se o erro é superior a zero, a tensão no secundário do TT é superior ao seu valor nominal.
2.6 Funções de Proteção 27
Para esta dissertação foram selecionadas algumas funções de proteção que são mais pertinentes para o trabalho a realizar.
2.6.1 Função 50 - Máxima Corrente Instantânea
Também chamada de função de máxima intensidade de fase, esta função representa um apa- relho que opera instantaneamente, sem atraso intencional, quando a corrente ultrapassa um valor definido.
É acompanhada por vezes de sufixos:
• N - indica neutro. A função 50N atua na máxima corrente instantânea do neutro. É também definida como máxima intensidade homopolar.
• G - representaground, ou terra. A função 50G atua na máxima corrente instantânea da terra.
• BF - em inglêsbreaker failure, ou falha de disjuntor. Esta função 50BF atua no caso de falha dos disjuntores, ou seja, quando estes não abrem ou não abrem no tempo esperado após receber ordem dos dispositivos de proteção.
Quando representada apenas pelo número, indica fase [14].
A corrente é medida através dos transformadores de intensidade (TI), que transmitem esse valor aos relés correspondentes.
2.6.2 Função 51 - Máxima Corrente de Tempo Inverso
Esta função, também designada por função de máxima corrente de tempo invertido ou função de máxima intensidade não direcional, atua quando a corrente de entrada (em CA, ou AC - corrente alternada) ultrapassa um valor predefinido, que está inversamente relacionada com o tempo de funcionamento do dispositivo. Isto significa que quando o relé recebe essa corrente por um período de tempo que excede o seu tempo de funcionamento, vai atuar.
Tal como a função 50, pode ser acompanhada por sufixos, sendo que os mais comuns são os referidos anteriormente - N para neutro e G para terra [14].
2.6.3 Função 67 - Máxima Intensidade Direcional
A função 67 opera quando deteta sobrecorrentes que chegam ao relé de uma direção definida.
Encontra-se por vezes acompanhada pelos sufixos N e G [14].
Os transformadores de intensidade utilizados para esta função devem indicar a direção da corrente transmitida.
2.6.4 Funções 27 e 59 - Proteção de Tensão Estes números indicam funções de proteção da tensão.
28 Revisão Bibliográfica
A função 27 atua para tensões inferiores aos limites estipulados (subtensão), enquanto que a função 59 atua quando a tensão ultrapassa os limites máximos (sobretensão).
Estas funções são importantes pois quando há defeitos podem ocorrer oscilações da tensão, que afetam o sistema de energia [14].
2.6.5 Função 21 - Distância
Esta função atua quando a admitância, impedância ou reatância do circuito ultrapassa os limi- tes máximos e mínimos estipulados para o mesmo.
Pode-se utilizar esta função para encontrar o local onde ocorreu o defeito. Quando isso acon- tece, a função é acompanhada pelo sufixo FL -fault locator, ou localizador de defeito [14].
2.6.6 Função 81 - Proteção de Frequência
A função 81 faz o relé atuar quando a frequência do sistema após o defeito oscila além dos valores máximos e mínimos estipulados.
Pode aparecer conjugada com o sufixo O -over-, nos casos de sobrefrequência (81O) [14].
2.6.7 Função 87 - Proteção Diferencial
A função diferencial faz o relé atuar quando a diferença de valores recebidos pelo relé é dife- rente da estipulada.
Para esta função, o relé precisa de duas ou mais entradas ligadas a transformadores de intensi- dade, fazendo a diferença entre os valores recebidos. Normalmente essa diferença dá 0.
Quando esse valor difere de 0, o relé atua [14].
2.6.8 Função 25 - Verificação de Sincronismo
O relé que possua a função 25 torna-se num dispositivo sincronizador que produz valores de saída, fechando um disjuntor entre dois circuitos com tensões estão dentro dos limites definidos de magnitude, ângulo de fase, e frequência. Pode ou não incluir o controlo da tensão ou da velocidade.
Um relé de verificação de sincronismo permite colocar dois circuitos, que se encontram dentro dos limites definidos de magnitude de tensão, ângulo de fase, e frequência, em paralelo [14].
2.6.9 Função 79 - Controlo de Religação
Os relés que têm a função 79 religam automaticamente os disjuntores e outros aparelhos de corte que foram abertos para proteger a rede [14].
2.6 Funções de Proteção 29
2.6.10 Função 85 - Teleproteção
Esta função permite aos relés transmitir informação entre eles no caso de defeito. Isto permite a atuação rápida dos mesmos para isolar o defeito.
Os relés de teleproteção funcionam com diversos esquemas [14]:
• POTT (Permissive Overreaching Transfer Trip): é um esquema que permite o disparo rápido de disjuntores na extremidade local e remota de um equipamento protegido. Os esquemas POTT são tipicamente utilizados para proteção de linhas de alta tensão contra falhas em áreas com problemas de coordenação e estabilidade de energia.
• PUTT (Permissive Underreaching Transfer Trip): é um esquema semelhante ao POTT, mas usam-se equipamentos em situação de menor alcance, ou seja, quando a impedância vista pelo relé devido a falha é superior ao valor de ajuste do mesmo, mesmo que o defeito esteja dentro da zona protegida da linha.
• DTT (Direct Transfer Trip): funciona de forma parecida com o POTT, mas o sinal é enviado diretamente pelo relé de comando, não havendo troca de informações entre esse e o relé de atuação.
30 Revisão Bibliográfica
Capítulo 3
Apresentação do Caso de Estudo e Meios de Cálculo Utilizados
O principal objetivo do projeto é a colocação de equipamentos de proteção (relés) numa rede, dimensionando os mesmos para estes serem coordenados e seletivos no caso de um defeito. De modo a melhor entender os resultados deste estudo, inicialmente será abordada a rede explorada e todos os seus componentes. Neste capítulo é ainda realizada uma breve introdução ao ETAP - Electrical Transient Analyzer Program, bem como uma apresentação das funcionalidades que foram utilizadas ao longo da realização do trabalho e as suas particularidades. Algumas especifi- cações do programa serão exploradas com maior detalhe no Capítulo4.