Introdução do conceito atual de Seletividade Lógica – SÉRIE INOVAÇÕES DA SENIOR

5 de Março de 2018 - 8 minutes read

Inovação:

Introdução do sistema “instantâneos seletivos”, para redução do tempo de operação das proteções de sobrecorrente dos sistemas elétricos industriais.

Os relés digitais atuais com portas de comunicação, que permitem a formação de rede e aplicação de sistemas de proteção avançados como a seletividade lógica que não existiam até meados da década de 90, época onde se utilizava ainda, de forma maciça, relés eletromecânicos. Então, nesta época como proceder para reduzir, o tempo de operação das proteções dos sistemas elétricos, principalmente industriais, sem este recurso hoje amplamente utilizado?

O artigo “Como reduzir os tempos dos relés de sobrecorrente” trata do método proposto para aquela época, introduzindo o que o autor denominou então de “Instantâneos seletivos”, e que foi o precursor do atual sistema de seletividade lógica.

O artigo apresenta vários aspectos de como reduzir os tempos de operação dos relés de sobrecorrente, que ainda se encontram atualizados.

Artigo publicado na eletricidade moderna, março de 1987.

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Como reduzir os tempos dos relés de sobrecorrente

Para assegurar a seletividade da cadeia de proteção contra sobrecorrentes de um sistema elétrico industrial o projetista se vê diante da necessidade inevitável de temporizar os relés, com retardos cada vez maiores conforme se caminha em direção à fonte.

Em consequência, não raro o último ou os últimos relés — os mais próximos da fonte — acabam ajustados em tempos demasiadamente longos face à suportabilidade térmica dos equipamentos e aos desejos da concessionária no que toca à coordenação da proteção de seu próprio sistema. O que fazer para reduzir esses tempos? Eliminar alguns degraus da seletividade, aceitando-se a descoordenação de alguns relés?

Visando solucionar esse conflito, o autor propõe um método, denominado “instantâneos seletivos”, que garante a cada relé uma atuação praticamente instantânea em sua respectiva zona de proteção, sem perda da seletividade global.

 


Um dos grandes desafios para o engenheiro de proteção é fazer com que o sistema de proteção seja rápido e ao mesmo tempo seletivo, duas condições amiúde contraditórias. Nos grandes sistemas elétricos industriais, notadamente nos radiais, este problema se apresenta de forma particular, de vez que as barras sucessivas de uma mesma classe de tensão (principalmente média tensão, com 2,3 kV, 4,16 kV, 6,6 kV, 13,8 kV, etc.) apresentam diferenças de curto-circuito muito pequenas, o que obriga o engenheiro de proteção a bloquear os elementos instantâneos dos relés em cadeia, na classe de tensão considerada.

O resultado final é que os relés temporizados mais próximos da fonte ficam ajustados em tempos muito grandes, às vezes inaceitáveis. Particularmente a interface com a concessionária torna-se difícil, obrigando, na maioria das vezes, aceitar-se a descoordenação em barras importantes do sistema industrial com a intenção de se reduzir o tempo de operação dos relés.

Este artigo trata das condições de ajuste dos relés instantâneos nos sistemas elétricos industriais e mostra como se pode contornar o problema do bloqueio dos relés instantâneos adotando-se a técnica dos instantâneos seletivos. Esta técnica já foi aplicada com sucesso em projeto elétrico industrial de grande porte.

INTRODUÇÃO

 

relé

Fig. 1 — Elementos instantâneos em serie: RI e R2 são relés instantâneos; Kl e as relações de transformação dos TCs

Do ponto de vista teórico, todos os relés de sobrecorrente deveriam ser instantâneos, pois isto levaria ao máximo benefício em termos de proteção, ou seja, menor solicitação térmica dos equipamentos (aumento da vida da isolação) e, principalmente, melhor proteção das pessoas (aumento da segurança pessoal).

Entretanto, em um sistema radial (e mesmo em sistemas fechados através de anéis), se todos os relés fossem instantâneos, determinados curtos-circuitos poderiam provocar desligamento de um grande número de disjuntores, com o conseqüente desligamento de grandes blocos ou setores da produção industrial.

Naturalmente que esta situação é indesejável e mesmo insustentável. Daí a necessidade de que alguns relés do sistema sejam temporizados, para que se possa obter a coordenaçäo da proteçäo ou seletividade, minimizando a paralisação da produção.

Entretanto, se o número de relés temporizados em cascata (relés em série nas barras do sistema) é muito grande, os relés mais próximos da fonte devem ser ajustados em tempos muito elevados, provocando dificuldades diversas, como:

  • tempos inaceitáveis (não compatíveis com a capacidade térmica 12 t dos equipamentos);
  • impasse na seletividade com as concessionárias, já que para as mesmas a indústria é uma “ponta de carga” e, como tal, deve apresentar baixos tempos de operação da proteção.

Estas considerações levam o engenheiro de proteção a adotar medidas de redução dos tempos de operação dos relés temporizados. Estas medidas passam pela compreensão de alguns fatos relacionados ao sistema, relatados a seguir.

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