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Capítulo 3 APLICAÇÃO DE RELÉS DE SOBRECORRENTE NA PROTEÇÃO DE ALIMENTADORES 3.1 Introdução
O relé é definido como sendo um dispositivo sensor que comanda a abertura do disjuntor quando surgem, no sistema elétrico protegido, condições anormais de funcionamento. O modo geral de atuação de um relé pode ser sintetizado em quatro etapas: • • • • O relé encontra-se permanentemente recebendoinformações da situação elétrica do sistema protegido sob a forma de corrente, tensão, freqüência ou uma combinação dessas grandezas (potência, impedância, ângulo de fase, etc.); Se, em um dado momento, surgirem condições anormais de funcionamento do sistema protegido tais que venham a sensibilizar o relé, este deverá atuar de acordo com a maneira que lhe for própria. A atuação do relé é caracterizada peloenvio de um sinal que resultará em uma ação de sinalização (alarme), bloqueio ou abertura de um disjuntor (ou nas três ao mesmo tempo). A abertura ou disparo do disjuntor, comandada pelo relé, irá isolar a parte defeituosa do sistema.

Neste capítulo será visto, inicialmente, informações sobre relés de sobrecorrente, e depois, a aplicação destes para proteção de sistemas primários de distribuição.3.2 Relés de sobrecorrente
Conforme o próprio nome sugere, têm como grandeza de atuação a corrente elétrica do sistema. Isto ocorrerá quando esta atingir um valor igual ou superior ao ajuste previamente estabelecido (corrente mínima de atuação). No caso de serem usados para proteção de circuitos primários (classe 15kV, por exemplo), são ligados de forma indireta através de transformadores decorrente.

3.2.1 Curvas características
Quanto ao tempo de atuação, possuem curvas características de dois tipos: de tempo definido e de tempo dependente a) De tempo definido Uma vez ajustados o tempo de atuação (ta) e a corrente mínima de atuação (IMIN,AT), o relé irá atuar neste tempo para qualquer valor de corrente igual ou maior do que o mínimo ajustado (Fig.3.1). t(s)

ta

IMIN,ATI(A)

Fig. 3.1 – Curva característica de tempo definido

3-1

b) De tempo dependente O tempo de atuação do relé é inversamente proporcional ao valor da corrente. Isto é, o relé irá atuar em tempos decrescentes para valores de corrente igual ou maior do que a corrente mínima de atuação ( corrente de partida ou starting current) (Fig.3.2). t(s)

ta

IMIN,AT

I(A)

Fig. 3.2 – Curvacaracterística de tempo dependente

As curvas de tempo dependente são classificadas em três grupos: Normalmente Inversa (NI) , Muito Inversa (MI) e Extremamente Inversa (EI), conforme mostra a Fig. 3.3 . t(s)
EI NI MI

I(A) Fig. 3.3 – Curvas características normalmente inversa (NI), muito inversa (MI) e extremamente inversa (EI) Essas curvas são definidas, por norma, a partir de equaçõesexponenciais do tipo:

t=

k 1 × TMS  I  I  S    
k2

(3.1)

−1

Onde: k1 e k2 : constantes que, dependendo do valor recebido, irão definir os grupos (NI, MI ou EI): K1 = 0,14 e K2=0,02 ⇒ CURVA NORMALMENTE INVERSA; K1 = 13,5 e K2=1 ⇒ CURVA MUITO INVERSA; K1 = 80 e K2=2 ⇒ CURVA EXTREMAMENTE INVERSA;

3-2

I : corrente que chega ao relé através do secundário de um TC; IS : correntede ajuste ou de partida (starting current); TMS : os valores numéricos atribuídos a TMS fazem as curvas se deslocarem ao longo do eixo dos tempos. Estes valores geralmente variam de 0,01 a 1, com passo de 0,01 (Fig.3.4). Comumente os catálogos dos fabricantes fornecem dez curvas por grupo, conforme exemplo mostrado na Fig.3. 4 . Nesta figura, estão dadas curvas NI de um determinado relé, cuja aequação é:

t=

0,14 × TMS  I  I  S    
0 , 02

(3.2)

−1

t(s)

TMS=1,0

TMS=0,1

1,5

20

m=

I IS

Fig.3. 4 – Curvas características normalmente inversa (NI)

Por norma, essas curvas são traçadas para valores do múltiplo (m) variando, geralmente, de 1,5 a 20, em um sistema de eixos ortogonais com escala log x log.

3.2.2 Unidades instantânea (50) e...
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