RELÉ DE IMPEDÂNCIA

(1)

A EQUAÇÃO DO CONJUGADO

ESTÁ INDICADA A SEGUIR :

C = K

₁

.I

2

- K

2

V

2

- K

3

NA CONDIÇÃO DE EQUILÍBRIO : C = 0

SE DESPREZARMOS O EFEITODA MOLA K₃ = 0 ,

TEREMOS :

O = K

₁

.I

2

- K

2

V

2 RELÉ DE IMPEDÂNCIA

“UM RELÉ DE SOBRECORRENTE,

COM RESTRIÇÃO DE TENSÃO”

V/I = Z = ( K

₁

/K

₂

)

1/2

= K

,

_{LEMBRANDO QUE}

Z

2

= R

2

+ X

2

= K

2

,

_{É A EQUACÃO DE UM CIRCULO}

COM CENTRO NA ORIGEM, A CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO DO RELÉ ESTÁ INDICADA NA FIGURA

(2)

O RELÉ OPERA TODA VEZ QUE A IMPEDÂNCIA FOR MENOR QUE O VALOR AJUSTADO DE “Z”

R

X

REGIÃO

DE BLOQUEIO

RELÉ COM CARACTERÍSTICA FECHADA

100% 85 %

(3)

RELÉ MHO OU DE ADMITÂNCIA

“TRATA-SE DE UM RELÉ

DIRECIONAL COM RESTRIÇÃO DE

TENSÃO”

A EQUAÇÃO DO CONJUGADO É A

INDICADA A SEGUIR :

C = K

₁

VI

COS

(

O -T) -K

₂

V

2

- K

₃

NA CONDIÇÃO DE EQUILÍBRIO C = 0

SE DESPREZARMOS O EFEITO DA MOLA K₃ = 0,

TEREMOS :

K

₁

VI

COS

(

O - T) - K

₂

V

2

= 0

DIVIDINDO POR K₂VI TEREMOS :

(K

₁

/K

₂

)

.COS

(

O - T) = V/I = Z

ESTA É A EQUAÇÃO DE UM CIRCULO QUE TANGENCIA A ORIGEM DOS EIXOS COORDENADOS E POSSUE UM DIÂMETRO IGUAL A K₁/K_2.

A FIGURA A SEGUIR MOSTRA A CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO DO RELÉ.

(4)

X

R

ESTE RELÉ TEM UMA CARACTERÍSTICA

DIRECIONAL INTRÍNSECA

(K

₁

/K

₂

)

Z

T O

CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO

DO RELÉ DE ADMITÂNCIA

(5)

RELÉ DE REATÂNCIA

“É UM RELÉ DE SOBRE CORRENTE

COM RESTRIÇÃO DIRECIONAL”

A EQUAÇÃO CARACTERÍSTICA ESTÁ

INDICADA A SEGUIR :

C = K

₁

.I

2

-K

2

.VI

COS

(

O - T)-K

3

VAMOS CONSIDERAR T = 0º E DESPREZAR O EFEITO DE

MOLA ( K₃=0), ASSIM NA CONDIÇÃO DE EQUILÍBRIO :

K

₁

.I

2

=K

2

.VI

SEN

O

DIVIDINDO POR (K₂.I2_{) TEREMOS :}

K

₁

/K

₂

=(V/I).

SEN

O=Z

SEN

O=X

A CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO É REPRESENTADA POR UMA RETA PARALELA AO AO EIXO ‘R’, C0NFORME MOSTRADO NA FIGURA A SEGUIR.

(6)

ESTE RELÉ NÃO SOFRE INFLUÊNCIA DA RESISTÊNCIA DE ARCO DA FALTA

CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO

DO RELÉ DE REATÂNCIA

X

R

X

=

K

Z

Z’

R arco

ESTE RELÉ TEM UMA CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO ABERTA, SENDO PORTANTO SENSÍVEL ÀS OSCILAÇÕES DO SISTEMA ELÉTRICO, QUANDO DA OCORRÊNCIA DE PERTURBAÇÕES.

(7)

O RELÉ OPERA TODA VEZ QUE A IMPEDÂNCIA FOR MENOR QUE O VALOR AJUSTADO DE “Z”

R

X

REGIÃO

DE BLOQUEIO

RELÉ COM CARACTERÍSTICA FECHADA

100% 85 %

(8)

X

R

ESTE RELÉ TEM UMA CARACTERÍSTICA

DIRECIONAL INTRÍNSECA

(K

₁

/K

₂

)

Z

T O

CARACTERÍSTICA DE OPERAÇÃO

DO RELÉ DE ADMITÂNCIA

(9)

MÉTODO DE MEDIDA USANDO

RELÉS DE BOBINA MÓVEL E

RETICADORES

U

TR

₁

_TR

₂

e

D

_r K=1 0 0,5 TRIP BLOQUEIO

i

AS MEDIDAS DE IMPEDÂNCIA E DIREÇÃO PODEM SER FEITAS COM AUXÍLIO DE UMA PONTE RETIFICADORA E DE UM RELÉ DE BOBINA MÓVEL COMO INDICADO NA FIGURA ACIMA.

(10)

A MEDIDA É EFETUADA PELO MÉTODO DA CORRENTE NULA, NO QUAL O RELÉ DE BOBINA MÓVEL INDICA TÃO SOMENTE O DESVIO DO PONTO DE MEDIDA

DETERMINADO PELAS CONSTANTES DA PONTE.

O CIRCUITO DE MEDIÇÃO CONSISTE DE DOIS PEQUENOS TRANSFORMADORES (IDÊNTICOS) TR₁E TR₂, CADA UM COM TRÊS ENROLAMENTOS, SENDO QUE O 3º

ENROLAMENTO DE CADA UM DELES ESTÁ CONECTADO A UM PEQUENO RETIFICADOR.

AS CORRENTES RETIFICADAS ( VALOR MÉDIO DA CORRENTE CONTÍNUA) SÃO COMPARADAS

DIRETAMENTE EM UM CIRCUITO DIFERENCIAL, O QUAL POSSUI UM RELÉ DE BOBINA MÓVEL LIGADO NA SUA

DIAGONAL (D_r), SE AS CORRENTES SÃO IGUAIS, NÃO

(11)

TR

₁

_TR

₂

_e

D

_r K=1 0 0,5 TRIP BLOQUEIO

i

AS CORRENTES ALTERNADAS, NOS

ENROLAMENTOS DOS TRANSFORMADORES ESTÃO REPRESENTADAS POR “i “E “e “DE TAL

FORMA QUE K₁.i = I E K₂.e = U, SENDO

PORTANTO PROPORCIONAIS À CORRENTE E TENSÃO DO SISTEMA .

VEJAMOS ALGUMAS RELAÇÕESQUE PODEM SER ESTABELECIDAS :

1- TENSÃO :

TR₁ = 0 TR₂= -1 2- CORRENTE :

(12)

NO LADO DE CORRENTE CONTÍNUA HAVERÁ EQUILÍBRIO QUANDO :

i = [ e -* ki ]

( -* operação vetorial)

POR OUTRO LADO PODEMOS ESCREVER :

e = Z.i

1=[Z -*K] ou 1=Z

2

-2.ZK

_COS

(



RESOLVENDO A EQUAÇÃO ACIMA VAMOS ENCONTRAR:

Z=K

COS

(

+

-

[1-K

2

SEN

2

(



DA EQUAÇÃO GENÉRICA PODEMOS ESTABELECER OS SEGUINTES CASOS PARTICULARES :

1- K =0 Z= CONST. CIRCULO DE IMPEDÂNCIA

2- 1>K>0 PERMANECE A EQUAÇÃO CARACTERÍSTICA DE CIRCULO DESLOCADO

3- K=1 Z=2KCOS(CÍRCULO DE CONDUTÂNCIA DESLIGAMENTO OCORRE DE UM ÚNICO LADO

(13)

1- K=0 ; =0 _X R 1 2- 1>K>0 (K=0,5) ;  R 1 0,5 3- K=1 ; 1 1 R X X 4- K>1 ;  45º R X º  

(14)

A FIGURA ABAIXO MOSTRA OUTRA POSSIBILIDADE DE CONEXÃO DOS TRANSFORMADORES.

VEJAMOS ALGUMAS RELAÇÕESQUE PODEM SER ESTABELECIDAS : 1- TENSÃO : TR₁ = +1 TR₂= -1 2- CORRENTE : TR₁ = +K TR₂ = +1

TR

₁

TR

₂

_e

D

_r TRIP BLOQUEIO

i

r U   

NA CONDIÇÃO DE EQUILÍBRIO TEREMOS :

(15)

RESOLVENDO :

2ZCOS((K+1)=(1-K2_{) FINALMENTE}

Z=[(1-K)/2]*[1/COS(

PARA K=1 TEREMOS UMA UNIDADE

DIRECIONAL OU SEJA :

[e+i] = [e-i]

VARIANDO-SE OS VALORES DE K E DO ANGULO 

PODEREMOS OBTER AS CARACTERÍSTICAS INDICADAS A SEGUIR :



 K=0 ; ZCOS COORDENADA POLAR) RESISTÊNCIA 1/2 z

2

- k=0 ; =90º ZCOS(90-)=1/2 DAI

Z

SEN

=1/2

1/2 _z R X R X REATÂNCIA

(16)

3

- K=0 ; º

ZCOS(45-) =1/2

(C. POLAR)

EM COORDENADAS CARTEZIANAS TEREMOS :

COS45.ZCOSSEN45.ZSEN=1/2 (1/2)1/2_{.ZCOS(1/2)}1/2_.ZSEN=1/2 R X Z 45º R=1/ 2

QUANDO K=1 TEMOS A INDICAÇÃO DE DIREÇÃO, DEFINIDA PELO ANGULO 

(17)

ESTE RELÉ OPERA POLARIZAÇÃO equiv. 1 equiv. 2 sentido de trip sentido de trip F1 ESTE RELÉ BLOQUEIA ESTE RELÉ OPERA POLARIZAÇÃO equiv. 1 equiv. 2 sentido de trip sentido de trip F2 ESTE RELÉ

RELÉ DIRECIONAL DE TERRA POLARIZADO POR CORRENTE

(18)

DEFINIÇÃO

condições perigosas ou indesejáveis do sistema, e iniciar manobras convenientes de chaveamento ou dar aviso Segundo a ABNT, o relé é um dispositivo pôr meio do qual um equipamento elétrico é operado quando se produzem variações nas condições deste equipamento ou do circuito em que ele está ligado, ou. em outro equipamento ou circuito associado.

Outras normas definem o relé como um dispositivo cuja função é detectar nas linhas ou aparelhos faltosos, adequado.

CLASSIFICAÇÃO DOS RELÉS

a) quanto às grandezasfísicas de atuação: elétricas, meccânicas, térmicas,óticas, etc.;

b) quanto á natureza da grandeza a que respondem: corrente, tensão, potência, freqüência, pressão, temperatura, etc.;

c) quanto ao tipo construtivo: eletromecanicos (indução), mecânicos

(cen-trífugo), eletrónicos (fotoelétrico), estáticos (efeito Hall etc. ) quanto A função: sobre e subcorrente, tensão ou potência, direcional de corrente ou potência, diferencial distância, etc.;

e) quanto á forma de conexão do elemento sensor. direto no circuito primário ou através de redutores de medida;

f)quanto ao tipo de fonte para atuação do elemento de controle: corrente alternada ou continua;

g) quanto ao grau de importância: principal (51 ASA) ou, intermediário (86 ASA);

h) quanto ao posicionamento dos contatos (com circuito desenergizado): normalmente aberto ou fechado;

i) quanto à aplicação : máquinas rotativas ( gerador ) ou estáticas ( transformadores), linhas aéreas ou subterrâneas, aparelhos em geral ;

j) quanto à temporização: instantâneo ( sem retardo proposital ) e temporizado( mecânica, elétrica e eletronicamente, por exemplo ).

(19)

RELÉ INSTANTÂNEO BOBINA DE OPERAÇÃO ARMADURAAXIAL CONTATO FIXO CONTATO MOVÉL ARMADURA PIVOTANTE CHARMEIRA BOBINA DE OPERAÇÃO CONTATO MOVÉL CONTATO FIXO

(20)

RELÉ DE INDUÇÃO

 1 F1 iO2 O O2 F2 F1 IO2 IO1 IO2 IO2 IO1 ANEL DE DEFASAGEM BOBINA DISCO CONTATO MÓVEL CONTATO MÓVEL

(21)

EXEMPLO DE APLICAÇÃO DE UNIDADES DIRECIONAIS sentido de trip 32 geração própria cargas prioritárias

(22)

DEFINIÇÃO

RELÉS

Segundo ABNT, o relé é um dispositivo pôr meio do qual um equipamento elétrico é operado quando se

produzem variações nas condições deste ou do circuito em que ele está ligado, ou em outro equipamento ou circuito associado.

Outras normas definem o relé como um dispositivo cuja função é detectar nas linhas ou aparelhos faltosos,

condições perigosas ou indesejáveis do sistema, e iniciar manobras convenientes de chaveamento ou dar aviso adequado.

(23)

CLASSIFICAÇÃO DOS RELÉS

RELÉS

1- Quanto às grandezas físicas de atuação : elétricas, mecânicas, térmicas,ópticas, etc..

2- Quanto a natureza da grandeza a que respondem : corrente, tensão, potência, freqüência, pressão, temperatura, etc..

3- Quanto ao tipo construtivo :

eletromecânicos(indução), mecânicos(centrífugos), eletrônicos(fotoelétricos), estáticos(efeito hall, etc..).

4- Quanto à função :

sobre ou sub-corrente, sobre ou sub-tensão, potência, direcional de corrente, diferencial, distância, etc..

(24)

CLASSIFICAÇÃO DOS RELÉS

RELÉS

5- Quanto à forma de conexão do elemento sensor : direto no circuito primário

no secundário de transformadores de medida.

6- Quanto ao tipo da fonte para atuação do elemento sensor :

corrente alternada corrente contínua

7- Quanto ao seu grau de importância : principal (21 ANSI)

intermediário (86 ANSI)

8- Quanto ao posicionamento dos seus contatos normalmente aberto (NA)

(25)

CLASSIFICAÇÃO DOS RELÉS

RELÉS

9- Quanto à aplicação :

máquinas rotativas (geradores, motores, etc..), estáticas ( transformadores),

linhas aéreas ou subterrâneas, aparelhos em geral.

10- Quanto à temporização :

instantâneos ( sem retetardo proposital), temporizados