Prof. Me Miguel Angel Dutra Lacroix 1 – FILOSOFIA DA PROTEÇÃO
1.1 - OBJETIVO
O objetivo maior de um Estudo de Seletividade e Coordenação consiste em determinar os ajustes dos dispositivos de Proteção de forma que, na ocorrência de um curto-circuito, opere apenas o dispositivo mais próximo da falta, isolando a menor porção do sistema elétrico, no menor tempo possível e ainda protegendo os equipamentos/sistema.
Além de isolar e interromper a corrente de falha, o ideal seria que o(s) dispositivo(s) fosse utilizado de maneira consciente, para garantir a máxima disponibilidade de energia da instalação, evitando, assim, os prejuízos operacionais.
Historicamente a seletividade e coordenação apareceu no começo da década de 50.
1.2 - SELETIVIDADE AMPERIMÉTRICA
A Seletividade Amperimétrica é aquela que é utilizada quando existe uma impedância muito grande entre os pontos em que se está fazendo a Coordenação.
Enquadram-se neste caso os relés instantâneos instalados no primário de transformadores.
1.3 – SELETIVIDADE CRONOLÓGICA
A Seletividade Cronológica é aquela realizada aplicando intervalos de tempo entre os dispositivos de proteção a jusante e a montante, que garante que os mesmos irão operar de forma Seletiva e Coordenada.
1.4 – SELETIVIDADE LÓGICA
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A Seletividade Lógica é aplicada, através de relés digitais que permitem que as unidades situadas mais próximas da falta possam eliminar a falta num tempo muito pequeno, normalmente da ordem de 50 ms.
Este tempo, em alguns casos não é possível de se aplicar uma vez que podem existir fusíveis a jusante e assim, deve-se permitir que os mesmos operem antes, e o tempo total para extinção do arco é da ordem de 200 ms, assim, quando ocorre este fato o ajuste da unidade de sobrecorrente do relé deve ser de 250 ms.
A temporização dos relés a montante será, neste caso 300 ms.
1.5 – SELETIVIDADE CONVENCIONAL
A Seletividade Convencional consiste da aplicação dos recursos da Seletividade Cronológica e/ou da Amperimétrica.
1.6 – INTERVALOS DE COORDENAÇÃO
Chama-se intervalo de Coordenação, ao intervalo de tempo que garanta que a proteção mais próxima da falta irá operar primeiro e que proteção situada imediatamente a montante não irá operar, a menos que a proteção mais próxima falhe.
Com o advento das caixas de calibração de relés, que garantem o tempo de operação dos relés, pode-se baixar o valor do intervalo de coordenação, como segue:
Coordenação entre Relés de Sobrecorrente em Série
Tempo de interrupção do Disjuntor (8 ciclos) ... 133 ms Tolerância do Fabricante / Erro / Overtravel... 100 ms Fator de Segurança ...67 ms Intervalo de Coordenação ... 300 ms
Para relés estáticos o sobrecurso de tempo é substituído pelo ultrapassagem, este tempo é reduzido a 200 ms. Assim, pode-se obter um Intervalo de Coordenação de 0,22 s.
Na prática utilizam-se os seguintes intervalos de coordenação:
Entre Relés Digitais - 0,25 s Entre Relés Eletromecânicos / Digitais - 0,30 s Entre Relés Eletromecânicos - 0,30 s Entre Relés e Disjuntores de BT - > 0,15 s
Coordenação entre Relés de Sobrecorrente x Fusíveis
Utiliza-se um intervalo de coordenação de 0,20 s.
Coordenação entre Disjuntores
Prof. Me Miguel Angel Dutra Lacroix Coordenação entre Relé x Disjuntor
Teoricamente, apenas ficar acima, resolveria, entretanto, lembramos que mesmo após a corrente de falta ser eliminada, o relé continua o sobrepercurso e o disjuntor onde o relé atua pode operar. O intervalo mínimo deve ser de pelo menos 0,15s. Recomenda-se 0,2s.
IMPORTANTE:
Lembramos que os relés de entrada de painéis devem ser ajustados no máximo em 1 segundo procurando-se não passar deste valor, tendo em vista que todos os equipamentos são dimensionados para a corrente de curto-circuito durante 1 segundo.
Seletividade/Coordenação Lógica
Entre Dispositivos que se comunicam na Seletividade/Coordenação Lógica - 0,050 s Entre Dispositivos que não se comunicam na Seletividade Lógica - tdj + ∆tc
Onde: tdj – Tempo do dispositivo a jusante ∆tc – Intervalo de coordenação (0.050s)
1.7 – CONCEITO DE “MAIOR SAÍDA”
É importante conhecer este conceito, para entender como Coordenar um dispositivo a montante com outro a jusante.
(a) Elementos em Série
Para melhor entendimento deste conceito, segue um exemplo.
Prof. Me Miguel Angel Dutra Lacroix Soluç ão:
Para a análise, deve-se “olhar” o gráfico tempo x corrente.
Falta no Ponto A:
Pelo gráfico t x I, uma falta no ponto A, o relé 2 atua primeiro.
Falta no Ponto B:
Pelo gráfico t x I, uma falta no ponto B, só o relé 2 “enxerga” e atua primeiro.
Conclusão:
O relé 3 deve ser Coordenado com o relé 2. Mesmo havendo um erro de ajuste do relé 1, para falta em qualquer ponto, o relé 2 atua primeiro. É obvio que o erro de ajuste foi feito propositalmente. Caso o relé 1 tivesse abaixo do 2, para uma falta no ponto A, o relé 1 atuaria primeiro. Para uma falta no ponto B, o relé 2 é que atuaria e, assim o relé 3, da mesma forma que no caso errado, deve ser seletivo com o relé 2.
Portanto:
Prof. Me Miguel Angel Dutra Lacroix (b) Dispositivo Geral x Dispositivos Paralelos a jusante
Regra:
O dispositivo de entrada deve de ser Coordenado com a envoltória composta pelas curvas de cada saída.
Prof. Me Miguel Angel Dutra Lacroix 1.8 – ONDE APLICAR O INTERVALO DE COORDENAÇÃO?
(a) REGRA
Deve-se aplicar o intervalo de coordenação no valor da corrente de curto-circuito vista pelo dispositivo analisado, ou seja, curto trifásico (transitório) para a seletividade de fase, e curto-circuito fase-terra para a seletividade de terra.
(b) PARTICULARIDADES
(b1) Circuitos Operando em Paralelo + Saídas
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(b2) Curto-Circuito Bifásico no Secundário de Transformador Triângulo-Estrela
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1.9 – PROBLEMAS DE SELETIVIDADE EM FUNÇÃO DE TEMPOS DE RESET
Quando se tem um relé de disco de indução a montante de um relé digital, pode-se perder a Seletividade se o tempo de reset do relé for instantâneo e a falta for intermitente e/ou houver religamento enquanto ocorre o reset.
Prof. Me Miguel Angel Dutra Lacroix 1.10 – FOLHA DE SELETIVIDADE
A Seletividade é feita em um papel em escala bilogarítmica, onde são plotadas as curvas, para a verificação gráfica.
A escala de tempo vai usualmente de 0,01 a 1000 s.
A escala de corrente vai de 0,5 a 10000 A, podendo ainda ser multiplicada por 10 ou por 100.
Assim, nas folhas, os espaçamentos (1 a 10, 10 a 100, 100 a 1000 e 1000 a 10000) se repetem na forma de décadas. O espaçamento de cada década é fixo.
Saber trabalhar com a escala bilogarítmica é imprescindível, pois muitas vezes, é necessário levantar as curvas fornecidas pelos fabricantes.
A primeira coisa a se fazer é medir o comprimento da década (D), em mm. Assim,
) (
→
log1010 D mm ) (
→
log10N d mm ou N D
mm
d( )= .log10 ,
D d
N=10
Exemplo
Sabendo-se que uma corrente está a 10mm (d) de distância do início da década 100, e que a década é de 56 mm, qual é o valor da corrente?