Desvendando a proteção diferencial (relé 87)

Olá pessoal vamos estudar uma proteção de equipamentos chamada proteção diferencial e eu chamo de relé Coringa é o relé 87 E por que Coringa Porque ele serve para proteção de qualquer tipo de equipamento e no que consiste essa proteção temos aqui um equipamento elétrico e a corrente elétrica que chega é a mesma corrente elétrica que sai esse relé ele se baseia na diferença de corrente elétrica Então temos um transformador de corrente que monitora corrente que entra e corrente elétrica que sai e essa corrente elétrica diferencial será a subtração da corrente i1 menos corrente elétrica I2

de tal modo que se houver um curto circuito entre fases ou entre fase e Terra teremos uma corrente elétrica diferencial superior a zero essa corrente elétrica será então detectada pelo O TC e acionará um dispositivo desligando o disjuntor Essa é a proteção diferencial Observe agora que temos em tela um equipamento e para utilizarmos a proteção diferencial precisamos de dois transformadores de corrente que vão medir a corrente elétrica que chega no equipamento que chamaremos i1 e a corrente elétrica que sai do equipamento que chamaremos I2 temos aqui então a ligação dos T6 alimentando a proteção diferencial

e esse relé 87 ele será acionado pela corrente elétrica diferencial em condição normal corrente elétrica diferencial será igual a zero e o relé não opera no entanto quando houver um desequilíbrio de corrente elétrica indicando defeito no equipamento uma falta um curto circuito essa corrente diferencial será maior que zero e aí aí o relé opera desligando o equipamento vejamos então uma das características mais importantes da proteção diferencial que é a zona de proteção Essa zona protegida ela se situa entre os transformadores de corrente então o relé diferencial ele detecta qualquer tipo de falta interna Entre esses

TC Protegendo o equipamento de tal modo que se houver um curto circuito fora da zona protegida ele será indetectável e essa proteção ela é utilizada na prática para transformadores geradores barramentos reatores e também linhas de transmissão vamos agora entender mais um pouco sobre zonas de proteção temos aqui duas configurações de gerador e transformador de potência cada um deles possui T6 e proteções diferenciais perceba claramente que no primeiro caso temos duas zonas de proteção distintas zona um Protegendo o gerador e a zona dois Protegendo o transformador Observe Então essa segunda situação temos o relé 87 Protegendo

o gerador e o outro relé Protegendo o transformador no entanto temos uma interseção das zonas de proteção Isto é inadequado ou seja se houver é um curto circuito na interseção teremos o desligamento do gerador e do transformador Então as zonas não podem ter interseção existem dois tipos de relés diferenciais o relé amperimétrica da corrente elétrica diferencial basicamente é um relé de sobrecorrente que monitora a corrente de diferencial ele é um relé ideal porque na prática temos erros de medição temos saturação de T6 e ele é não aplicável dessa forma em situações práticas utilizamos o relé

percentual que é um relé que ele monitora uma corrente diferencial que deve superar uma corrente elétrica de restrição Observe que temos a bobina de operação do relé diferencial relé 87 e também uma a bobina de restrição no relé passa corrente elétrica diferencial i1 - I2 no entanto na bobina de restrição passa soma das correntes i1 + I2 dividido por 2 Vamos então entender esse relé diferencial percentual temos aqui um gráfico da corrente de operação em função da corrente elétrica de restrição chamamos de declividade a razão entre a corrente de operação e a corrente elétrica de

restrição E aí nós dividimos esse quadrante em duas zonas temos uma zona de operação e uma zona de restrição ou seja se houver uma corrente diferencial na zona de restrição esse relé não atua e isso serve para cobrir situações de erros de medição dos tc de saturação dos transformadores de corrente e também situações de comutação de Tap dos Transform num sistema ideal a corrente diferencial ela seria zero mas no sistema real temos imperfeições E com isso a corrente diferencial quase nunca será zero vamos agora compreender como funciona a proteção diferencial para um barramento imagine um

curto circuito no barramento para cada equipamento conectado ao barramento que pode ser por exemplo linha de transmissão transformador ou geradores teremos transformadores de corrente e esses transformadores de corrente eles alimentam o relé diferencial de barra e o que faz esse relé ele monitora todo o somatório de corrente elétrica no barramento ou seja ele aplica a lei de Kof e quando esse somatório ele é diferente de zero teremos então a abertura de todos os disjuntores desligando o barramento e eliminando o curto circuito é assim que funciona a proteção diferencial de barra mas ela também pode ser

aplicada para proteção de linhas de transmissão em cada terminal teremos o transformador de corrente monitorando corrente que entra e corrente que sai na linha de transmissão e em cada substação teremos uma proteção diferencial havendo um curto circuito na linha entre os T6 então a proteção atua abrindo os disjuntores E aí a pergunta mais importante é a seguinte como se dá o fechamento desses transformadores de corrente já que a linha de transmissão ela é quilométrica centenas de quilômetros ela ocorre através do cabo opgw utilizando fibra ótica e vamos entender agora como tudo funciona temos aqui uma

linha de transmissão as três fases r s e t que transmitem a energia elétrica e no topo da linha de transmissão temos o cabos guarda que são cabos para raios que protegem a linha de transmissão de uma descarga atmosférica direta eles utilizam cabo opgw e através desse cabo opgw podemos transmitir energia elétrica e também sinais de controle Observe temos aqui um corte do cabo opgw na periferia passa corrente elétrica da transmissão de energia e no interior do cabo temos fibras óticas e essas fibras óticas elas passam sinais de controle tudo isso é possível pelo fenômeno

chamado efeito Skin efeito pelicular que a corrente elétrica em corrente alternada ela se concentra na periferia do cabo de tal modo que temos uma mínima corrente elétrica no interior e podemos transmitir sinais de controle e vamos agora entender como a proteção diferencial funciona num transformador de potência temos aqui um transformador de 15 mva tensão do primário 69 kv e do secundário 13.8 kv e temos o relé 87 nós já sabemos que num transformador elevador o abaixador corrente do primário é diferente da corrente do secundário nesse caso teremos corrente do primário 125 a lado de maior

tensão e a corrente elétrica no secundário 628 A corrente elétrica an lado de baixa tensão como fazer o fechamento da proteção diferencial se há uma grande diferença natural de corrente elétrica tudo isso é possível através da alteração da relação de transformação dos tcs Observe se no primário utilizarmos um tc de relação 150/5 significando que ele reduz a corrente elétrica em 30 vezes teremos no secundário do TC uma corrente elétrica de 4,16 a Vamos agora para o secundário se utilizarmos um tc de relação 700/5 teremos uma relação de transformação de 140 Ou seja a corrente elétrica

do secundário será reduzida em 140 vezes e a corrente no secundário do TC será 4,48 a percebeu que temos agora uma pequena diferença de corrente elétrica e ela pode ser admitida no relé diferencial percentual ou seja para transformadores temos que adequar as relações de transformação dos T6 e vamos agora escolher a declividade do relé diferencial percentual corrente de operação i1 - E2 resultado 0,32 A corrente elétrica de restrição soma das correntes dividido por 2 resultado 4,32 a a declividade será a razão da corrente de operação pela corrente elétrica de restrição temos uma declividade de 7%

ou seja temos que utilizar uma declividade superior a 7% nesse caso podemos utilizar uma declividade de 20% e o relé funcionará adequadamente ou seja Aquela pequena diferença entre os T6 será irrelevante e assim o relé diferencial percentual ele só vai atuar desligando o transformador quando a razão entre corrente de operação e corrente de restrição for superior a 20% Vamos então a uma situação bastante interessante professor e se houver um transformador primário em Estrela secundário em Delta ou vice-versa já que há uma defasagem do primário para o secundário de 30 as correntes elétricas não estarão em

fase Observe temos aqui um transformador de potência primário em Estrela secundário em triângulo Como podemos então anular essa defasagem de 30º vamos lá o primário do transformador ligação em Estrela nesse caso utilizaremos os T6 na ligação Delta secundário do transformador em triângulo utilizaremos os T6 na configuração estrela dessa forma anulamos a defasagem de 30 gra de forma prática simples e barata Valeu pessoal espero que vocês tenham gostado do vídeo forte abraço e bons estudos